Sprawność przetwornicy oraz zjawisko jej gwałtownego spadku przy niskim obciążeniu.

Sprawność urządzenia określa, jaka część energii pobranej z akumulatora zostaje skutecznie przekształcona w prąd 230V. Standardowe przetwornice osiagają maksymalną sprawność na poziomie ok. 85%–93%, jednak parametr ten nie jest stały i zależy bezpośrednio od stopnia obciążenia.

Każda przetwornica napięcia zużywa pewną ilość energii na tzw. prąd jałowy (praca własna). Nawet jeśli nic do niej nie jest podłączone (lub podłączone jest urządzenie o znikomej mocy), jej układy elektroniczne, transformatory, wentylatory i systemy zabezpieczeń stale pobierają prąd.

Pobór własny przetwornicy waha się z reguły od 0,5 A do nawet 2 A (ok. 6 W – 25 W) i jest tym wyższy, im większa jest całkowita moc ciągła przetwornicy.

• Optymalne obciążenie (70% – 80% mocy ciągłej): Przetwornica działa w swoim optymalnym punkcie pracy. Jeśli przetwornica 1000 W jest obciążona urządzeniem 800 W, jej sprawność wynosi np. 90%. Całkowity pobór z akumulatora to ok. 888 W (w tym tylko niecałe 10% to straty).
• Bardzo niskie obciążenie (5% – 10% mocy ciągłej): Gdy do wielkiej przetwornicy 2000 W podłączysz jedynie ładowarkę do telefonu (np. 15 W), sprawność układu drastycznie spada – często do poziomu zaledwie 30%–50%.

Powód, dla którego sprawność spada tak drastycznie przy niskim obciążeniu, sprowadza się do matematyki i faktu, że koszty stałe pracy przetwornicy nie znikają.

Gdy przeliczasz sprawność ze wzoru, dzielisz moc użyteczną (np. ładowany telefon) przez moc całkowitą pobraną z akumulatora (moc telefonu + straty własne):

Przy małym obciążeniu straty cieplne są bliskie zeru, ale straty stałe pozostają bez zmian. To one zaczynają dominować w równaniu:

Duże obciążenie (np. 1000 W): Przetwornica pobiera np.  na własne działanie oraz traci  na ciepło.

• • Wynik: Pobór własny (15W) to zaledwie 1,36% całej pobieranej energii. Jest niezauważalny.

Bardzo małe obciążenie (np. 5 W): Podłączasz małą lampkę. Przetwornica nadal potrzebuje tych samych  tylko po to, żeby jej własna elektronika w ogóle działała i wytwarzała napięcie 230V. Straty cieplne wynoszą niemal .

• • Wynik: Pobór własny (15W) stanowi aż 75% całej energii wyciąganej z akumulatora!

To powód, dla którego przy małym poborze wykres sprawności leci w dół. Urządzenie zużywa wielokrotnie więcej energii na utrzymanie samego siebie przy życiu niż na faktyczne zasilanie podłączonego sprzętu.

Warto na to patrzeć, ale wyłącznie w określonych sytuacjach. To, czy utrata sprawności przy małym poborze ma dla Ciebie znaczenie, zależy od czasu pracy urządzenia oraz typu akumulatora.

Jeśli podłączasz małe urządzenie (np. ładowarkę 20 W) na krótki czas (np. godzinę czy dwie), pobór 20–30 W z akumulatora jest całkowicie niezauważalny.

Dla akumulatora LiFePO4 lub AGM o pojemności 100 Ah (ok. 1200 Wh energii), zużycie 30 Wh w ciągu godziny to zaledwie 2,5% jego całkowitej pojemności. W takim scenariuszu wyliczanie sprawności nie ma większego sensu.

Problem pojawia się w dwóch przypadkach: gdy pobór trwa w trybie ciągłym (24/7) albo gdy używasz bardzo dużej przetwornicy.

• Praca ciągła (np. cała noc lub kilkanaście dni):

Jeśli zostawisz włączoną przetwornice 2000 W na całą dobę tylko po to, by zasilać mały router LTE lub ładowarkę (np. 10 W):

• • Samo urządzenie zużyje w 24h: .
  • Przetwornica na własne działanie (pobór jałowy ok. 25 W) zużyje w 24h: .
  • Efekt: Z akumulatora znika  (ponad 70% pojemności akumulatora 100 Ah!), z czego większość poszła na ciepło z przetwornicy, a nie na działanie routera.
• Tradycyjne akumulatory kwasowe / żelowe (AGM):

Akumulatory ołowiane nie lubią rozładowywania do zera i można je bezpiecznie rozładować tylko do ~50%. W ich przypadku każda niepotrzebnie stracona watogodzina skraca czas.