C'est surtout un mythe qu'il est beaucoup plus efficace d'alimenter des appareils CC comme des ordinateurs portables sur un système CC complet de bout en bout plutôt que d'utiliser un onduleur, puis le convertisseur AC-DC existant à la place 1 .
Jetons un coup d'œil à votre première question:
1) À quel point est-il inefficace d'augmenter de 12 V à 120 V, puis de revenir à 12 V comme dans l'utilisation d'un onduleur de voiture traditionnel pour alimenter un ordinateur portable (c.-à-d. alimentation de l'ordinateur portable)?
Cela dépend de votre matériel, mais ce n'est pas trop terrible. Vous avez deux conversions principales: la conversion DC -> AC dans l'onduleur et la conversion AC -> DC dans l'alimentation de l'appareil.
La plupart des onduleurs de qualité modernes sont efficaces à plus de 90% et beaucoup approchent l'efficacité à 95% sur une grande partie de leur plage de fonctionnement. Les onduleurs très bon marché ou petits peuvent être pires, peut-être dans les années 80 basses et même de bons onduleurs sont souvent moins efficaces lorsqu'ils fonctionnent à très faible puissance par rapport à leur puissance nominale.
Pour le côté AC -> DC, vous trouverez plus de variance. Certains convertisseurs de qualité, par exemple ceux fournis avec certains ordinateurs portables de marque, approchent une efficacité de 90%, mais beaucoup d'autres se situent entre 70% et 80%. Les très petits convertisseurs AC -> DC, tels que ceux que l'on trouve dans les fiches USB, ont tendance à être légèrement moins efficaces que les convertisseurs qui auront moins de contraintes d'espace.
Dans l'ensemble, vous envisagez une perte dans le meilleur des cas de peut-être 15% (un onduleur efficace à 95% avec une alimentation électrique efficace à 90%) à une perte dans le pire des cas avec un onduleur raisonnable de peut-être 40% (un onduleur dans le élevé 80 combiné avec une alimentation de 70% 2 .
Considérez maintenant également que le chemin DC "de bout en bout" aura généralement besoin d'une conversion DC-DC à moins que l'appareil ne fonctionne exactement à la tension (disons 12V ou 24V) de votre système DC. Cette conversion est susceptible d'être, au mieux, aussi efficace que l'une des conversions ci-dessus. Au pire, si vous achetez l'un des différents convertisseurs abaisseurs / amplificateurs réglables avec de larges plages d'entrée et de sortie, l'efficacité peut être considérablement inférieure s'il fonctionne en dehors de sa plage idéale. Donc, en ignorant tous les autres facteurs, il est même possible que la route DC complète soit déjà moins efficace que AC!
Supposons néanmoins que le chemin DC complet soit théoriquement un peu plus efficace que le chemin DC-AC-DC, peut-être de 10%. Voici les inconvénients d'un chemin DC complet qui pourraient l'emporter sur ce petit avantage:
- Quelque chose comme une maison (ou RV ou autre) comme vous le mentionnez au point (2) aura déjà un câblage 120 V existant: les appareils électriques sur un système CC complet nécessiteraient soit de localiser ces appareils très près du parc de batteries, soit d'exécuter un deuxième câblage CC système à un effort considérable (ajouter du câblage à une maison existante est beaucoup plus difficile que de le faire pendant sa construction - sauf si cela ne vous dérange pas). De plus, vous rencontrerez des problèmes comme l'absence de prise standard pour l'alimentation CC (l'allume-cigare est probablement la chose la plus largement prise en charge, mais ne convient pas à de nombreuses fins).
- Des tensions plus faibles sont intrinsèquement moins efficaces que des tensions plus élevées pour la transmission: à la fois parce qu'une chute de tension absolue donnée représente une fraction relative plus élevée de la tension totale, et parce que proportionnellement plus de courant est nécessaire pour fournir la même puissance. Cet effet est à peu près quadratique: un système 12V souffre environ 100 foisla chute de tension sous forme de fils de même calibre à 120V du même calibre pour délivrer la même puissance. Un exemple: plus de 10 pieds de câblage domestique 14 AWG, pour une charge de 120W, un système 120V a besoin de 1 ampère et subit une chute de tension de 0,042% - essentiellement une erreur d'arrondi. Un appareil 12V de la même puissance aurait besoin de 10 ampères et subirait une chute de tension de 4,2% - donc plus de 10 pieds de 14 AWG vous avez déjà perdu environ autant d'énergie que vous perdriez dans un bon onduleur. Dans une maison, vous pouvez facilement avoir des câbles de 50 ou 100 pieds, ce qui entraîne des chutes de tension CC qui rendent le système non durable - même avec une petite charge de 120 W. En pratique, vous auriez besoin d'utiliser un calibre de fil beaucoup plus grand pour contrer cela: un coût important qui pourrait plutôt être simplement dépensé pour plus de panneaux solaires ou de batteries.
- AC est la valeur par défaut: presque chaque appareil que vous achetez sera livré par défaut avec une prise AC. Il existe toutes sortes d'appareils où vous pouvez également acheter une version DC, mais souvent avec des sélections considérablement réduites. Oui, tu peuxacheter un réfrigérateur alimenté en courant continu, mais vous devez à peu près choisir parmi les 1 ou 2 modèles étranges de votre magasin solaire / batterie local. Ce sont souvent deux fois le prix d'un réfrigérateur que vous achèteriez ailleurs et basé sur un ancien modèle qui peut être intrinsèquement moins efficace. La même chose pour les ventilateurs alimentés en courant continu, les téléviseurs, les cafetières, peu importe. Oui, ils existent, mais le marché est actuellement minuscule car la sélection suit. Vous gaspillerez plus d'argent et serez moins satisfait de ce que vous obtiendrez que vous n'économiserez jamais en "pertes de conversion CA". La seule approche qui fonctionne ici consiste à obtenir des choses qui fonctionnent sur AC mais qui ont une brique d'alimentation AC-DC externe: vous pouvez sauter la brique et connecter votre système DC directement (mais encore une fois, les tensions sont des choses étranges comme 17V, 21V, etc, donc vous finissez toujours par avoir besoin d'une conversion).
Je serai donc ce qui semble être la seule voix ici et je dirai que toute sorte de "système DC" de grande ou moyenne taille n'a pas vraiment de sens simplement pour économiser sur les pertes de conversion lorsque vous connectez des appareils standard. 120V AC est en fait une méthode assez raisonnable de distribution d'énergie, d'autant plus que c'est l' entrée par défaut pour presque tout ce que vous achèteriez. Les pertes de conversion sont assez faibles avec un équipement moderne, et vous ne pouvez généralement pas éviter complètement les pertes de conversion même avec un système DC complet.
1 J'appellerai parfois cela l'approche DC-AC-DC.
2 Bien sûr, vous pouvez pousser le pire des cas beaucoup plus loin si vous recherchez un onduleur vraiment inefficace (mais cela est sous votre contrôle) et trouvez un appareil avec un terrible (ou tout simplement ancien) SMPS ou un régulateur linéaire qui est très inefficace.