Stacje zasilania: specyfikacje, typy, rodzaje

- Stacja ładowania. Przenośne stacje zasilania to potężne „banki mocy”, które mogą skonfigurować autonomiczną pracę arsenału urządzeń gospodarstwa domowego, zorganizować dostawy energii elektrycznej na działce, podczas podróży lub podczas wycieczek, naładować wiele telefonów komórkowych naraz. Stacje zasilania różnią się od tradycyjnych zasilaczy UPS automatycznym trybem pracy. Moc takich urządzeń waha się w szerokim zakresie od około 100 do 3600 watów. Stacje mobilne ładowane są ze zwykłego domowego gniazdka, paneli słonecznych, gniazda zapalniczki samochodowej, generatora lub przez port USB typu C z obsługą Power Delivery. Podczas procedury ładowania jednocześnie dostarczają energię do podłączonych odbiorców.

- Paczka baterii. Dodatkowy pakiet akumulatorów zwiększający całkowite zużycie energii stacji ładującej i w efekcie wydłużający okres autonomicznego dostarczania energii elektrycznej odbiorcom. Często pakiety akumulatorów produkowane są pod konkretny model lub rodzinę stacji ładowania zgodnie z wymiarami urządzenia. Ich konstrukcja z reguły jest typowa: blok z dodatkową baterią jest podłączony do stacji ładującej od dołu lub z boku.

- Stacja ładująca z akumulatorem. Standardowa konfiguracja takich stacji ładowania przewiduje obecność dodatkowego pakietu baterii, co pozwala na zwiększenie energochłonności urządzenia. Należy pamiętać, że w razie potrzeby dodatkowy akumulator można łatwo odłączyć od stacji ładującej i można go używać bez zewnętrznego a...kumulatora.

- Stacja ładująca z panelem fotowoltaicznym. Stacje zasilania z kompletnym panelem fotowoltaicznym sugerują możliwość uzupełnienia zapasów energii w ogniwach baterii z ciała niebieskiego. Po wyjęciu z pudełka są dostarczane ze składanym panelem fotowoltaicznym, który można rozłożyć na nasłonecznionym trawniku i ładować urządzenie, gdy w gniazdku nie ma prądu. W zależności od mocy znamionowej stacji ładującej i panelu słonecznego, a także warunków pogodowych i długości dnia, procedura ładowania może trwać od kilku godzin do pełnej godziny dziennej (lub nawet więcej).

Moc, którą urządzenie może konsekwentnie dostarczać przez dowolnie długi czas bez żadnych nieprzyjemnych konsekwencji. Do normalnej pracy stacji ładującej moc znamionowa musi być co najmniej o 15 - 20% wyższa niż sumaryczna moc wszystkich podłączonych do niej jednocześnie urządzeń.

Niektóre urządzenia elektryczne (w szczególności urządzenia z silnikami elektrycznymi - lodówki, klimatyzatory itp.) zużywają znacznie więcej energii przy uruchomieniu niż po przejściu do trybu pracy. Przy takim obciążeniu należy wziąć pod uwagę moc szczytową stacji ładującej – jej wskaźnik musi być wyższy niż moc rozruchowa obciążenia.

Kształt linii na wykresie napięcia dostarczanego przez stację ładującą. Od tego parametru zależy jakość energii dostarczanej przez urządzenie.

- Sinusoida (PSW - czysta fala sinusoidalna). Płynny przebieg bez ostrych skoków, jak najbardziej zbliżony do parametrów konwencjonalnych sieci AC. Stacje zasilania z taką postacią sygnału wyjściowego mogą być stosowane do niemal każdego rodzaju obciążenia, m.in. do zasilania czułej elektroniki o wysokich wymaganiach co do jakości napięcia wejściowego.

- Zmodyfikowana fala sinusoidalna. W sygnale przypominającym sinusoidę fale na wykresie nie są tworzone przez gładkie linie, ale przez charakterystyczne „schodki” (tj. szarpnięcia). Przybliżona fala sinusoidalna nie nadaje się do zasilania czułej elektroniki, jednak generalnie takich urządzeń jest w sumie niewiele, a obwody ze zmodyfikowaną falą sinusoidalną nie wymagają tworzenia drogich i skomplikowanych rozwiązań technicznych. Dzięki temu są tańsze.

Stacje zasilania z funkcją UPS przełączają odbiorców na zasilanie rezerwowe z własnego akumulatora, pełniąc rolę zasilacza awaryjnego. W porównaniu z pełnoprawnymi zasilaczami UPS przełączanie nie następuje natychmiast, ale z pewnym opóźnieniem (około 10-30 ms). Aby prawidłowo korzystać z tej funkcji, należy najpierw zapoznać się z instrukcją obsługi stacji ładującej, która często opisuje prawidłową procedurę podłączania przewidzianych urządzeń konsumenckich.

Łączna liczba gniazd o napięciu wyjściowym 230 V. to tak naprawdę liczba urządzeń, które można jednocześnie podłączyć do stacji ładującej bez użycia rozgałęźników, przedłużaczy i nośników.

Pełnowymiarowe złącza USB A są popularne w technice komputerowej, są standardowo stosowane w ładowarkach adapterowych do sieci domowych 230 V oraz gniazdach samochodowych 12 V. W stacjach ładowania takie gniazda są szeroko stosowane do ładowania gadżetów.

- Ilość. Ilość pełnowymiarowych portów USB w konstrukcji stacji ładującej.

- Siła prądu. Maksymalny prąd wyjściowy przez złącze USB A do ładowanego urządzenia. Należy pamiętać, że różne porty stacji ładującej mogą generować różny prąd (na przykład 1,5 A i 2,1 A). W takim przypadku zwykle wskazywana jest najwyższa siła prądu.

- Moc. Maksymalna moc wyjściowa w watach (W), którą stacja ładująca jest w stanie dostarczyć przez złącze USB A do jednego urządzenia ładującego.

Pełnowymiarowe porty USB A z obsługą szybkiego ładowania. Pozwala znacznie szybciej naładować smartfon, tablet lub inne podłączone urządzenie. Proces ładowania odbywa się ze zwiększoną mocą, a prąd i napięcie na każdym etapie są regulowane w taki sposób, aby pozostały w optymalnych wartościach. Należy jednak pamiętać, że w naszych czasach istnieje wiele technologii szybkiego ładowania i nie wszystkie z nich są ze sobą kompatybilne.

- Siła prądu. Parametry prądu emitowanego przez złącza szybkiego ładowania USB A. Należy pamiętać, że różne parametry napięcia i prądu mogą być wysyłane do różnych portów stacji ładującej. Ta pozycja określa wartości prądu przy określonym napięciu (na przykład 5 V / 3 A, 9 V / 2 A, 12 V / 1,5 A).

- Moc. Maksymalna moc w watach (W), którą stacja ładująca jest w stanie dostarczyć przez złącze szybkiego ładowania USB A do jednego urządzenia ładującego. Wysoka moc wyjściowa pozwala przyspieszyć proces ładowania. Ładowane urządzenie musi jednak obsługiwać odpowiednią moc – inaczej szybkość procesu będzie ograniczona charakterystyką gadżetu.

Porty USB typu C są mniejsze niż klasyczne porty USB, a ponadto mają wygodną odwracalną konstrukcję, która umożliwia podłączenie wtyczki w dowolnym kierunku. USB typu C zostało pierwotnie zaprojektowane, aby móc realizować różne zaawansowane funkcje: zwiększone zasilanie, technologie szybkiego ładowania itp.

- Ilość. Ilość symetrycznych portów USB typu C w konstrukcji stacji ładującej.

- Siła prądu. Maksymalny prąd wyjściowy przez złącze USB typu C do urządzenia ładującego. Należy pamiętać, że różne porty stacji ładującej mogą generować różny prąd (na przykład 1,5 A i 2,1 A). W takim przypadku zwykle wskazywana jest najwyższa siła prądu.

- Moc. Maksymalna moc w watach (W), którą stacja ładująca jest w stanie dostarczyć do jednego ładowalnego gadżetu. Wysoka moc wyjściowa portu USB typu C pozwala na przyspieszenie procesu ładowania. Ładowane urządzenie musi jednak obsługiwać odpowiednią moc – inaczej szybkość procesu będzie ograniczona charakterystyką gadżetu.

W trybie ładowania bezprzewodowego energia jest przekazywana do ładowanego gadżetu przez powierzchnię indukcyjną, która zwykle jest wbudowana w górną płaszczyznę obudowy stacji ładującej. Może być jedno gniazdo do ładowania bezprzewodowego lub przewidziano kilka z nich. Zasięg tej technologii nie przekracza kilku centymetrów. Jednak ta metoda ładowania eliminuje zamieszanie z przewodami i zmniejsza zużycie złączy. Jedną z kluczowych wad tego formatu jest niska moc, a co za tym idzie niska prędkość ładowania.

Wbudowane gniazdo zapalniczki samochodowej o napięciu wyjściowym 12 V w konstrukcji stacji ładującej. Taki interfejs jest de facto standardowym „gniazdem samochodowym” służącym do podłączania różnych urządzeń do sieci pokładowej samochodu. Obecność gniazda zapalniczki (gniazdka samochodowego) pozwala na wykorzystanie stacji ładującej jako źródła zasilania takich urządzeń. Liczba gniazd w różnych modelach może być różna - najczęściej jest jedna zapalniczka, ale czasami są opcje na kilka złączy.

Obecność złącza DC (lub kilku takich wyjść) w urządzeniu do zasilania zewnętrznych gadżetów prądem stałym. Standardowe gniazdo DC jest okrągłe i ma bolec pośrodku. Jednak jego wymiary mogą różnić się głębokością i średnicą. Napięcie wyjściowe do wyjścia DC może być inne. Najpopularniejsze opcje to 18 - 20 V do zasilania laptopów, 12 V do różnych specjalistycznych urządzeń i samochodowych akcesoriów elektrycznych.

Dodatkowe złącza wyjściowe przewidziane w konstrukcji stacji ładującej oprócz tych opisanych powyżej.

Możliwość ładowania urządzenia z paneli słonecznych zapewnia niezależność energetyczną przenośnej elektrowni. Modele z tą funkcją mogą pracować całkowicie autonomicznie i nie są uzależnione od gniazdek. Ładowanie z paneli realizowane jest w odpowiednich urządzeniach z przenośnymi panelami słonecznymi i stacjami ładującymi, które są konstrukcyjnie wyposażone w specjalizowane złącza do odbioru energii ze stacjonarnych paneli słonecznych, a także wbudowany jest kontroler ładowania MPPT (Maximum Power Point Tracking) .

Możliwość uzupełniania energii przez stację poprzez połączenie poprzez port USB typu C. Pomimo tego, że sam port jest w większości przypadków dwukierunkowy (z transmisją sygnału w obu kierunkach), rzadko jest wykorzystywany jako wejście w stacjach ładowania.

Złącze DC do charakterystycznej okrągłej wtyczki (jak w wielu laptopach) służącej do ładowania baterii urządzenia. Należy pamiętać, że wtyczki DC -in mogą mieć różne rozmiary, a ładowarki z takimi wtyczkami mogą mieć różne napięcia robocze. W praktyce prowadzi to do tego, że znalezienie odpowiedniej ładowarki do stacji przenośnej nie jest łatwe, trzeba zachować szczególną ostrożność podczas poszukiwań.

Złącze zasilające z dwoma okrągłymi złączami, służące do uzupełniania zapasów energii w ogniwach baterii stacji ładującej. W przeważającej części port wejściowy XT60 służy do ładowania urządzenia z paneli słonecznych za pomocą odpowiedniego kabla.

Duże dwubiegunowe złącze do podłączania akumulatorów, ładowarek oraz wszelkiego rodzaju urządzeń gdzie wymagany jest niezawodny styk w celu zapewnienia stabilnej pracy sprzętu. Anderson Port jest odporny na zmiany wilgoci, może być stosowany zarówno do mechanizmów wewnętrznych, jak i zewnętrznych. Dzięki identycznym współpracującym częściom parę tworzą dwa identyczne złącza, które są obrócone względem siebie o 180°. Najczęściej port Anderson stosowany jest w domkach mobilnych na kółkach.

Dodatkowe złącza przewidziane w konstrukcji stacji ładującej oprócz opisanych powyżej.

Możliwość podłączenia zewnętrznego akumulatora do stacji ładującej w celu zwiększenia ogólnego zużycia energii, a co za tym idzie wydłużenia żywotności akumulatora. To połączenie jest szybkie i wygodne. Z drugiej strony akumulator zajmuje dodatkowe miejsce na zewnątrz, czyniąc całą konstrukcję bardziej nieporęczną.

— Litowo-jonowy. Kluczową zaletę akumulatorów litowo-jonowych można nazwać dużą pojemnością przy niewielkich gabarytach i wadze. Ponadto akumulatory litowo-jonowe nie podlegają efektowi pamięci i są w stanie ładować się dość szybko. Oczywiście opcja ta nie jest pozbawiona wad – przede wszystkim to wrażliwość na niskie lub wysokie temperatury, a przy przeciążeniu akumulator litowo-jonowy może się zapalić, a nawet eksplodować. Jednak ze względu na zastosowanie wbudowanych kontrolerów prawdopodobieństwo wystąpienia takich „wypadków” jest niezwykle małe i generalnie zalety tej technologii znacznie przeważają nad wadami.

— ŻyciePO4. Akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe to modyfikacja akumulatorów litowo-jonowych (patrz powiązany punkt) zaprojektowana w celu usunięcia niektórych wad oryginalnej technologii. Akumulatory LiFePO4 charakteryzują się dużą liczbą cykli ładowania/rozładowania, stabilnością chemiczną i termiczną, niską tolerancją temperaturową, krótkim czasem ładowania (w tym dużymi prądami) oraz bezpieczną eksploatacją. Prawdopodobieństwo „wybuchu” akumulatora LiFePO4 podczas przeciążenia jest zredukowane prawie do zera i generalnie takie akumulatory z łatwością radzą sobie z dużymi obciążeniami szczytowymi i utrzymują napięcie robocze prawie do samego rozładowania.

— Li-Ion NMC. Rodzaj akumulatora litowego wykorzystującego złożony stop do pr...odukcji katody. Zawiera nikiel, mangan i kadm. Taki „przepis” pozwala na zwiększenie mocy zasilacza opartego o elementy Li-Ion NMC. Akumulatory tego typu charakteryzują się dużą pojemnością właściwą i stabilnym napięciem rozładowania, zapewniają długi czas pracy stacji ładującej przy dużej wydajności, charakteryzują się całkowitym brakiem „efektu pamięci”, zachowaniem wydajności w szerokim zakresie temperatur oraz bezpieczeństwo przeciwpożarowe.

— VRLA. Akumulatory kwasowe z regulacyjnym zaworem bezpieczeństwa do uwalniania nadmiaru gazu. Skrót VRLA oznacza Valve Regulated Lead Acid. Akumulatory tego typu mają szczelną, nierozłączną konstrukcję i występują w dwóch rodzajach: AGM VRLA (płyty akumulatorów wyposażone są w warstwę absorbentu z włókna szklanego) oraz GEL VRLA (z elektrolitem żelowym w stanie galaretowatym). Akumulatory z zaworem regulacyjnym są odporne na głębokie rozładowania, nie wymagają uzupełniania destylatem przez cały okres eksploatacji, nie emitują wodoru i tlenu

Nominalna pojemność baterii, a właściwie ilość energii, która ma być zmagazynowana. Im większy, tym dłuższa żywotność baterii stacji ładującej, przy zachowaniu pozostałych parametrów. Z drugiej strony parametr ten wpływa również na wymiary, wagę i cenę akumulatora, mimo że nie zawsze energochłonny akumulator jest wymagany. Za pomocą wskaźnika pojemności w watogodzinach można porównać ze sobą akumulatory.

Liczba cykli ładowania i rozładowania, które akumulator może wytrzymać bez znaczącej utraty wydajności.

W trakcie eksploatacji akumulatory ulegają zużyciu, co powoduje pogorszenie ich wydajności (przede wszystkim spada pojemność). Żywotność baterii jest zwykle mierzona w cyklach ładowania i rozładowania. Jednak modele o tym samym zadeklarowanym zasobie nie zawsze są w praktyce równie trwałe. Różni producenci mogą interpretować „znaczną utratę wydajności” na różne sposoby: na przykład jedna marka wskazuje zasób do 20% spadku wydajności (DOD > 80%), inna - do 60% spadku (DOD > 40% ) Za skrótem DOD warto rozszyfrować Depth of Discharge, tj. głębokość rozładowania. Dlatego przy wyborze warto skupić się nie tylko na czystych liczbach, ale także na innych źródłach - wynikach testów, recenzjach itp. Należy również pamiętać, że żywotność baterii może ulec znacznemu skróceniu, jeśli zostaną naruszone warunki pracy (na przykład w przypadku przegrzania lub hipotermii).

Czas na naładowanie przenośnej stacji zasilania od stanu pełnego rozładowania do 100% naładowania w przypadku korzystania z zasilacza z gniazdka domowego. Dotyczy to oryginalnej baterii i standardowej ładowarki.

Parametr pozwala oszacować przybliżony czas ładowania baterii w trybie łączonego podłączenia przenośnej elektrowni - z gniazdka i panelu słonecznego naraz. Ta metoda uzupełniania zapasów energii pozwala na przyspieszenie procesu ładowania.

Czas spędzony na pełnym naładowaniu podczas korzystania z oryginalnego panelu w jasnym świetle słonecznym. W pochmurną pogodę czas ładowania urządzenia z panelu słonecznego może być uderzająco różny w dół.

Czas potrzebny do pełnego (od zera do 100%) naładowania akumulatora, przy założeniu zasilania stacji ładującej z gniazda zapalniczki samochodowej (12 V).

Połączone zasilanie z domowego gniazdka oraz poprzez złącze USB typu C z obsługą Power Delivery znacznie skraca czas potrzebny do pełnego naładowania baterii urządzenia. Odpowiednia funkcja musi być obsługiwana przez stację ładującą.

Moc, z jaką w trybie normalnym przenośna elektrownia jest ładowana z gniazdka domowego przy użyciu oryginalnego zasilacza.

Moc dostarczana podczas ładowania urządzenia z panelu słonecznego.

Energia normalnie odbierana przez stację ładującą po podłączeniu z gniazda zapalniczki samochodowej (12 V).

Zasilanie ładowania z kombinowanym wariantem zasilania urządzenia - z gniazdka i panelu słonecznego jednocześnie.

Moc ładowania odbierana przez urządzenie, pod warunkiem, że jest podłączone zarówno z gniazdka ściennego, jak i przez złącze USB typu C z obsługą Power Delivery naraz.

Charakterystyka panelu słonecznego dostarczanego ze stacją ładującą. Poprzez jej powierzchnię możliwe jest uzupełnienie zapasów energii w ogniwach baterii stacji ładującej w ciągu dnia, czy to z dala od cywilizacji elektrycznej, gdy nie ma pod ręką wolnego gniazdka lub gniazda zapalniczki.

Ilość energii elektrycznej w watach, którą wytwarza panel słoneczny. Panel musi dostarczać deklarowaną ilość watów podczas normalnej pracy.

Procent maksymalnej mocy panelu słonecznego do wytwarzanej mocy promieniowania padającego. Parametr wydajności pozwala określić, z jaką wydajnością panelowy moduł PV przetwarza energię słoneczną na stały prąd elektryczny.

Wymiary dołączonego (kompletnego) panelu słonecznego w stanie rozłożonym.

Synchronizacja ze smartfonem pozwala na zdalne sterowanie pracą stacji ładującej. Parowanie urządzenia z gadżetami mobilnymi odbywa się za pośrednictwem sieci Wi-Fi lub połączenia Bluetooth. Niektóre stacje zasilania zapewniają oba powyższe moduły bezprzewodowe. Dodatkowo synchronizacja ze smartfonem pozwala na zdalne monitorowanie stanu naładowania baterii, zużycia energii, parametrów napięcia i prądu w czasie rzeczywistym. Będzie to wymagało stałego połączenia z Internetem oraz specjalistycznego oprogramowania, które należy zainstalować na smartfonie.

- Zewnętrzny. Umieszczenie zasilacza na zewnątrz wymaga dodatkowej przestrzeni. Jednak większość bloków tego typu ma dość kompaktowe rozmiary i jest wyposażona w „wtyczki” do gniazd bezpośrednio na obudowie - innymi słowy blok jest instalowany na gnieździe, a stamtąd drut rozciąga się do stacji ładującej. Na kablu znajdują się również zewnętrzne zasilacze. Biorąc pod uwagę, że wystarczy podłączyć adapter podczas ładowania urządzenia, bardzo wygodnym rozwiązaniem jest zewnętrzny zasilacz.

- Wewnętrzny. Wbudowany zasilacz nie zajmuje miejsca poza stacją ładującą, jednak może zwiększyć gabaryty i wagę urządzenia. Zaletą takiego układu jest to, że najczęściej spotykany przewód zasilający przechodzi od obudowy do gniazda, bez dodatkowego wyposażenia. Z jednej strony jest podłączony do gniazdka, a drugi do złącza wejściowego stacji ładującej.

Zewnętrzny wyświetlacz w konstrukcji stacji ładującej służy do wyświetlania informacji serwisowych: tryb pracy urządzenia, procentowy pozostały stan baterii, moc przyłączeniowa, parametry napięcia i prądu, wskazania modułów bezprzewodowych. Zwracamy również uwagę, że urządzenie wyświetla szacunkową żywotność baterii przy obciążeniu wyświetlacza, na podstawie ilości zużywanej energii w czasie rzeczywistym. Niektóre modele stacji ładowania wyposażone są w ekrany dotykowe, które zapewniają wygodną obsługę urządzenia.

Obecność w stacji ładującej oświetlenia według rodzaju latarki. Ta funkcja przyda się podczas korzystania z urządzenia w warunkach słabego oświetlenia - o zmierzchu, a nawet w całkowitej ciemności. Oświetlenie realizowane jest na różne sposoby: w niektórych modelach jest wykonane w postaci dyfuzora światła, w innych posiada wiązkę kierunkową, która oświetla przestrzeń na określoną odległość. Ponadto podświetlenie może mieć regulację jasności oraz różne tryby pracy (światło ciągłe, miganie, sygnał SOS).

Możliwość transportu stacji ładującej jak wózka jest znacznie wygodniejsza niż noszenie jej w rękach, zwłaszcza gdy model jest ciężki. Koła transportowe są zwykle wyposażone w duże i gabarytowe stacje zasilania. Mogą to być cztery kółka (we wszystkich rogach walizki na sprzęt) lub dwa (tylko na jednej krawędzi).

Obecność uchwytu na korpusie, co ułatwia ręczne przenoszenie urządzenia. Istota przenośnych stacji ładowania polega na mobilnym użytkowaniu, dlatego zdecydowana większość tego typu urządzeń wyposażona jest w uchwyt ułatwiający przenoszenie.

Zakres temperatur, w którym stacja ładująca normalnie pracuje w trybie normalnym. Przekroczenie określonych norm w dowolnym kierunku prowadzi do szybkiego rozładowania akumulatora, jego przyspieszonej degradacji i innych przykrych konsekwencji.