Differenza watt/voltampere, spigatemi...

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In risposta al messaggio di Hunter85 del 06/05/2023 alle 19:18:10

Buongiorno vorrei che qualcuno potesse chiarire la differenza tra watt e voltampere all uscita di un inverter una volta per tutte. e anche in rapporto al concetto di efficienza energetica. Per esempio riguardo alla efficienza

energetica ho notato una cosa strana sull inverter victron. Con carico puramente resistivo(es frigo trivalente), l efficienza tra voltampere in ingresso e voltampere in uscita è intorno a 84%. Con carichi reattivi come il caricabatterie del monopattino per esempio invece vedo un efficienza di oltre 96% e la scheda tecnica dice max 90%.   Poi il caricabatterie del monopattino usa 160 voltampere in uscita dall' inverter (circa 0.7A a 230v) e sviluppa solo 110w in CC . Perché esce a 2A a 54.6v. Questo è dovuto alla bassa efficienza energetica del caricabatterie(88% max dichiarato)? Al suo pessimo Power factor? O a entrambe le cose? In un mondo dove il male è di casa e ha vinto sempre, Dove regna il capitale, oggi più spietatamente, Riusciranno questo brocco e questo inutile scudiero Al Potere dare scacco e salvare il mondo intero?

...

Questo calcolo è stato fatto in modo sbagliato
Poi il caricabatterie del monopattino usa 160 voltampere in uscita dall' inverter (circa 0.7A a 230v)

Non puoi trattare i Voltampere come fossero Watt a meno che tu non conosca precisamente il valore del del fattore di potenza e che questo sia pari a 1, cosa molto difficile che avvenga su un inverter o su un generatore.
Molte persone confondono i VA con i Watt o li considerano erroneamente la stessa cosa, ma in realtà come ho già scritto è il fattore di potenza a fare la differenza. 

Perchè un generatore Honda da 1000VA eroga praticamente 1000W e quando invece si tratta di altri prodotti con qualità inferiore pur sempre da 1000VA questi erogano a malapena 800W?

Honda ha un fattore di potenza molto vicino a 1, quindi molto buono, altri hanno questo valore a 0,8 quindi NO buono, perchè nel primo caso l'erogazione è per arrotondare realmente di 1000W (1000VAx1=1000W) nel secondo invece quei 1000VA scendono a 800W (1000VAx0.8=800W)

Quando su QUALSIASI prodotto leggi VA poniti SEMPRE il problema di che valore ha il fattore di potenza, valore, come ho già detto di primaria importanza per arrivare a sapere con certezza la reale potenza disponibile dell'accessorio di cui stai parlando, ma è anche un dato spesso difficile da reperire, perchè chiaramente è come dichiarare palesemente che quei 1000VA non sono 1000W se non per rari casi.

aggiungo... il fattore di potenza è chiamato anche CosFi

Inverter Phoenix Victron Energy:

12/250VA pf 0,8000 = Watt 200
12/375VA pf 0,8000 = Watt 300
12/500VA pf 0,8000 = Watt 400
12/800VA pf 0,8125 = Watt 650
12/1200VA pf 0,8334 = Watt 1000

Ciro.

In risposta al messaggio di Grinza del 06/05/2023 alle 21:17:16

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Grinzakis, troppo difficile.
Figurine, seni, coseni, Pitagora .. dove credi di essere? a scuola?  
Queste cose si usavano per passare le interrogazioni, ma qui è il mondo reale, dove si usa il Power Factor, o Fattore di Potenza che sia: c'è meno da pensare  , tanto meno con tabelle già fatte.

Scherzi a parte (è domenica, take it easy), forse manca il passaggio tra gli aspetti geometrici che opportunamente Grinza presenta e il resto del mondo, se chi legge non ha già fondamenti di elettrotecnica. Ci provo (non per chi è intervenuto ma per quelli che non ne hanno)

Parlando di alternata, i valori di tensione e di corrente hanno andamento secondo sinusoidi che  si ripetono ogni periodo (360⁰ o 2π, corrispondenti a 1/50 s nel nostro caso). Le curve di V e di I non è detto però che siano in fase tra loro anzi, per effetto delle caratteristiche combinate del generatore e/o del carico applicato, possono essere sfasate di un certo angolo, definito per convenzione φ o Φ (maiuscolo), il famoso Fi.
Chiaro che, se in un istante la V è massima ma la I è =0, il prodotto tra le due è 0 e come potenza non ci porta nulla,  mentre il prodotto delle due darà il massimo se entrambe sono massime nello stesso istante, oppure sarà intermedio negli altri casi a seconda dell'entità dello sfasamento tra le due, secondo la formula che compare nel diagramma riportato da Grinza. (Qui la geometria viene a coincidere con l'andamento reale di grandezze che non sembrano "rappresentabili" su un piano geometrico, eppure è così, si chiama calcolo vettoriale)
Un generatore di buona qualità è in grado di mantenere sfasamento minimo o nullo e W "utile" massima, un generatore "della mutua" in genere lo è di meno e la potenza utile si abbassa, col coseno di Fi come "moltiplicatore".. e dato che un coseno è <=1, sarà in genere un fattore riduttivo.

 

In risposta al messaggio di Hunter85 del 07/05/2023 alle 12:06:20

A laikaone: ok d'accordo per il PF di un generatore o di un gruppo di continuità. ma io ho letto dappertutto che il rapporto tra watt e voltampere è determinato dal PF del carico e NON DELL INVERTER. Altrimenti perché

epever sugli inverter scrive : PF da 0.2 a 1? A szopen: come ho già scritto in altra discussione,quei dati di victron hanno un asterisco che dice dato con carico non lineare con fattore di cresta 3:1. Il che, non so che significa. Dappertutto ho letto che un inverter da 1000va , su un carico resistivo da 1000w o poco meno. Oltre a questo ho fatto anche un altra domanda, cioè perché vedo un efficienza energetica molto più alta(tra entrata e uscita inverter) con carichi reattivi che con carichi resistivi. Shunt in ingresso e pinza amperometrica in uscita. ?? E poi: come misuro i va? Pinza amperometrica sui cavi in uscita va bene? Come misuro i w?

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dal 2004 sempre Laikone, non Laikaone 
evidentemente il PF varia al variare del carico applicato, come dimostra anche la tabella di Szopen.

In generale è sempre complicato far quadrare i conti delle efficienze da te misurate rispetto a quelle dichiarate per tanti motivi.
prima di tutto perchè esistono delle tolleranze costruttive, quindi a parità di marca potrebbero esserci delle differenze seppur minime tra un inverter e l'altro; l'inverter con cui sono stati calcolati quei dati immagino abbia ricevuto un trattamento di "favore" rispetto a quelli in vendita; banalmente, anche solo gli strumenti con cui fai le rilevazioni hanno delle tolleranze... quindi tolleanza+tolleranza+tolleranza non torna mai nulla ed è molto difficile a mio parere criticare strutturalmente la costruzione/resa di questo tipo di accessorio.

 

In risposta al messaggio di Hunter85 del 07/05/2023 alle 12:06:20

A laikaone: ok d'accordo per il PF di un generatore o di un gruppo di continuità. ma io ho letto dappertutto che il rapporto tra watt e voltampere è determinato dal PF del carico e NON DELL INVERTER. Altrimenti perché

epever sugli inverter scrive : PF da 0.2 a 1? A szopen: come ho già scritto in altra discussione,quei dati di victron hanno un asterisco che dice dato con carico non lineare con fattore di cresta 3:1. Il che, non so che significa. Dappertutto ho letto che un inverter da 1000va , su un carico resistivo da 1000w o poco meno. Oltre a questo ho fatto anche un altra domanda, cioè perché vedo un efficienza energetica molto più alta(tra entrata e uscita inverter) con carichi reattivi che con carichi resistivi. Shunt in ingresso e pinza amperometrica in uscita. ?? E poi: come misuro i va? Pinza amperometrica sui cavi in uscita va bene? Come misuro i w?

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A seconda del carico, inteso anche stesso dispositivo con assorbimento diverso/variabile nel tempo, varia il PF.

Il fattore di cresta è il rapporto tra tra il valore di picco e il valore efficace della corrente. La maggior parte dei carichi, ad oggi sono tanti per via dell'adozione degli switching e quindi con un alto contenuto di armoniche, sono distorcenti con una fattore almeno pari a  √2 e secondo la norma EN 50091-1 il carico tipico distorcente è pari a 3.
Chiaramente se l'inverter è 1000 VA su un carico resistivo, per cui PF pari a 1, la potenza attiva che può erogare è pari a 1000 W.

I carichi sono solitamente induttivi o resistivi-induttivi (PF compreso tra 0 e 1), altrimenti sono capacitivi o resistivi-capacitivi (PF compreso tra -1 e 0). 
Sul perchè vedi una maggior efficienza con carichi induttivi rispetto ai resistivi non saprei, dipende se la pinza amperometrica misura il valore RMS o di picco esempio.. Poi dipende dalle tolleranze degli strumenti e se son tarati.

I VA li misuri con varmetro, i W con un wattmetro.
Esempio io ho un misuratore da guida DIN che rileva la potenza apparente, potenza attiva, potenza reattiva, PF, distorsione (THD) sulla tensione e corrente, e altro come le singole componenti

In risposta al messaggio di Hunter85 del 07/05/2023 alle 14:01:01

Sei sempre una fonte di informazioni precise e dettagliate  Non mi resta altro che farmi le basi per capire un po' di quello che hai scritto  Quindi fattore di potenza e di cresta non sono la stessa cosa... Un fattore

di cresta 3 a 1 significa che è penalizzante dal punto di vista del rapporto tra va e w? La tensione per corrente che vedo sui cavi in uscita dell' inverter che cosa rappresenta? Va o w? Comunque o sono tardo io, o non è una cosa così banale... mi sembra pure che victron abbia un errore nella app. In modalità instant view dice W, mentre entrando nel prodotto inverter, dice VA.  E IL valore è sempre uguale  Ora ci sono 161w o VA a seconda di come visualizza l inverter . E tolti 21w di carica batteria e utenze 12v spente, ci sono 200w in ingresso all inverter e 161 in uscita(frigo, ventilatore e TV) quindi solo 80% di efficienza  Ed è il frigo che fa questo..se ho motori e caricabatterie, l efficienza aumenta moltissimo  Grazie!

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Grazie degli apprezzamenti

Il PF e il fattore di cresta sono 2 cose diverse; il PF è il rapporto tra potenza attiva e quella apparente, il fattore di cresta è il rapporto tra il valore di picco della corrente e il valore efficace (RMS) della stessa; in altre parole il fattore di cresta indica quanti A di picco vi sono per ogni A efficace nella forma d'onda. Come vedi uno fa riferimento alle potenza (P) e l'altro alle sole correnti (I). Il fattore di cresta non può avere valori inferiori a 1; esempio il fattore di cresta di una sinusoide pura è pari a  √2, una sinusoide semi rettificata ha fattore di 2, quello di un'onda triangola pura è pari a  √3 e così via.
Il fattore di cresta non ha nulla a che fare con il rapporto tra potenza attiva (W) e apparente (VA); il fattore di cresta serve per capire l'intensità dei picchi rispetto al valore RMS. Esempio sulla CC il fattore di cresta è pari a 1 poichè non vi è alcuna forma d'onda, esempio sinusoidale, sulla tensione e corrente.. Il valore è sempre quello RMS. In regime di alternata il fattore di cresta non potrà mai essere inferiore a  √2 (caso ideale di sinusoide pura).
Altra cosa, il fattore di cresta non è dipeso solo dall'utilizzatore ma anche in parte dalla sorgente di alimentazione (nel caso della rete elettrica ci possono essere disturbi a basse frequenze, distorsioni sulla tensione poichè gli stessi utilizzatori emettono dei disturbi elettromagnetici sulla rete, ciò si verifica con il test delle emissioni condotte in camera anecoica)

La tensione e corrente che leggi (contemporaneamente) in uscita dall'inverter, se moltiplicate, indicano la potenza apparente (VA) in quanto per avere la potenza attiva bisogna sapere anche il PF (cos phi); se vuoi sapere anche la potenza reattiva (VAr) devi avere il sen phi.
A monte dell'inverter leggi una potenza RMS (sei in CC), a valle dell'inverter per poter leggere una potenza RMS devi leggere tensione e corrente RMS (dipende se lo strumento è capace di leggere valori RMS) più il PF... A questo punto puoi fare il rapporto tra potenza out e potenza in e ricavarti l'efficienza reale. Se vai a fare il rapporto con V e I (RMS) sulla continua poi V e I non RMS senza PF fai rapporti sbagliati poichè senza PF la potenza è quella apparente oppure è quella apparente di picco se non RMS (uno dei tanti esempi).

PS: I motori sono carichi induttivi e solitamente il cos phi è relativamente buono (a pieno carico); i caricabatterie specie se sono oltre i 100 W o poco più (non ricordo di preciso) devono integrare una parte di circuito PFC (ovvero quella parte che corregge il PF portandolo almeno a 0,95). 

In risposta al messaggio di Armando del 07/05/2023 alle 11:06:40

Grinzakis, troppo difficile. Figurine, seni, coseni, Pitagora .. dove credi di essere? a scuola?   Queste cose si usavano per passare le interrogazioni, ma qui è il mondo reale, dove si usa il Power Factor, o Fattore

di Potenza che sia: c'è meno da pensare  , tanto meno con tabelle già fatte. Scherzi a parte (è domenica, take it easy), forse manca il passaggio tra gli aspetti geometrici che opportunamente Grinza presenta e il resto del mondo, se chi legge non ha già fondamenti di elettrotecnica. Ci provo (non per chi è intervenuto ma per quelli che non ne hanno) Parlando di alternata, i valori di tensione e di corrente hanno andamento secondo sinusoidi che  si ripetono ogni periodo (360⁰ o 2π, corrispondenti a 1/50 s nel nostro caso). Le curve di V e di I non è detto però che siano in fase tra loro anzi, per effetto delle caratteristiche combinate del generatore e/o del carico applicato, possono essere sfasate di un certo angolo, definito per convenzione φ o Φ (maiuscolo), il famoso Fi. Chiaro che, se in un istante la V è massima ma la I è =0, il prodotto tra le due è 0 e come potenza non ci porta nulla,  mentre il prodotto delle due darà il massimo se entrambe sono massime nello stesso istante, oppure sarà intermedio negli altri casi a seconda dell'entità dello sfasamento tra le due, secondo la formula che compare nel diagramma riportato da Grinza. (Qui la geometria viene a coincidere con l'andamento reale di grandezze che non sembrano rappresentabili su un piano geometrico, eppure è così, si chiama calcolo vettoriale) Un generatore di buona qualità è in grado di mantenere sfasamento minimo o nullo e W utile massima, un generatore della mutua in genere lo è di meno e la potenza utile si abbassa, col coseno di Fi come moltiplicatore.. e dato che un coseno è <=1, sarà in genere un fattore riduttivo.  

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Le tabelle sono fantastiche….se capite, l’altro giorno mi sono imbattuto in una formula che per qualche motivo non mi tornava (per colpa delle equivalente)
 

In risposta al messaggio di Hunter85 del 07/05/2023 alle 19:09:58

Chiarissimo, perfetto, ordinato  Hai risposto a circa tutti i miei dubbi..tocca a me approfondire un po' ora. A proposito del caricabatterie monopattino, un amico elettronico mi disse proprio che forse non ha il filtro

PFC se è super economico. Avendo 160VA sui cavi in ingresso AC del caricabatterie, e 110va in uscita sui cavi CC, e una efficienza dichiarata di 88%... Indica che ha un pessimo Power factor e quindi non ha il filtro PFC? Hai spiegato che leggere solo va in ingresso e va in uscita in modo semplice non dice lmefficienza in modo preciso. Però 160va in ingresso e 110(scarsi) in uscita non sembrano un buon dato...no? Intendo che se l 88% di efficienza dichiarato è vero, resta un cattivo Power factor...o sbaglio? Ah... perché victron nel dato in watt della scheda tecnica, specifica il crest factor di 3 del carico  e non specifica il Power factor del carico invece?  Qual è lo scopo di quella precisazione? E a proposito di schede tecniche, apprezzo molto quelle degli inverter Epever in cui danno lmefficienza a diversi livelli di potenza! È molto più chiaro e onesto...

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Intanto bisogna capire quei 160 se sono VA o W poichè non si sa dove prende la misura; se è sul lato DC sono W, se sono sul lato AC bisogna capire se l'app tiene conto già del PF o no. Quei 110 VA in uscita sono stati misurati? Se si con strumenti che leggono il valore RMS?

Il PF del carico è variabile a seconda del carico stesso, presenza o no del PFC; il fattore di cresta per normativa viene preso pari a 3 secondo normativa EN 50091-1 la quale indica che se non si sanno certi dati può essere preso per fare calcoli/dimensionamenti.
Siccome il fattore di cresta indica quanti Ampere di picco ci sono per ogni Ampere RMS ciò torna utile esempio per valutare l'assorbimento di picco del carico.. Di conseguenza valutare batteria condensatori, i magnetici etc.

Solitamente quando indicano l'efficienza è quella di picco (mi pare che Victron espliciti che sia quella di picco) e tale viene raggiunto nel range 25-75% (a seconda della tecnologia) della capacità nominale. Esempio sugli alimentatori la normativa prevede che il valore indicato da specifiche (se c'è) è il valor medio aritmetico delle efficienze nei punti 25-50-75-100% del carico nominale.
L'88% di efficienza non è causato dal PF basso (es. <0,8), puoi avere anche un carico resistivo (PF=1) e avere la stessa efficienza di picco; quel dato di efficienza è intrinseco dell'inverter poichè ci sono dispersioni di conversione. I migliori inverter sul mercato avranno efficienze di picco del 93-93,5% a 12 V ma con carichi di 1000-1500 VA o più (chiaramente sono inverter da 3-4000 V); se poi sale la tensione a 48 V l'efficienza aumenta fino ad un 95-96%.

In risposta al messaggio di Armando del 07/05/2023 alle 11:06:40

Grinzakis, troppo difficile. Figurine, seni, coseni, Pitagora .. dove credi di essere? a scuola?   Queste cose si usavano per passare le interrogazioni, ma qui è il mondo reale, dove si usa il Power Factor, o Fattore

di Potenza che sia: c'è meno da pensare  , tanto meno con tabelle già fatte. Scherzi a parte (è domenica, take it easy), forse manca il passaggio tra gli aspetti geometrici che opportunamente Grinza presenta e il resto del mondo, se chi legge non ha già fondamenti di elettrotecnica. Ci provo (non per chi è intervenuto ma per quelli che non ne hanno) Parlando di alternata, i valori di tensione e di corrente hanno andamento secondo sinusoidi che  si ripetono ogni periodo (360⁰ o 2π, corrispondenti a 1/50 s nel nostro caso). Le curve di V e di I non è detto però che siano in fase tra loro anzi, per effetto delle caratteristiche combinate del generatore e/o del carico applicato, possono essere sfasate di un certo angolo, definito per convenzione φ o Φ (maiuscolo), il famoso Fi. Chiaro che, se in un istante la V è massima ma la I è =0, il prodotto tra le due è 0 e come potenza non ci porta nulla,  mentre il prodotto delle due darà il massimo se entrambe sono massime nello stesso istante, oppure sarà intermedio negli altri casi a seconda dell'entità dello sfasamento tra le due, secondo la formula che compare nel diagramma riportato da Grinza. (Qui la geometria viene a coincidere con l'andamento reale di grandezze che non sembrano rappresentabili su un piano geometrico, eppure è così, si chiama calcolo vettoriale) Un generatore di buona qualità è in grado di mantenere sfasamento minimo o nullo e W utile massima, un generatore della mutua in genere lo è di meno e la potenza utile si abbassa, col coseno di Fi come moltiplicatore.. e dato che un coseno è <=1, sarà in genere un fattore riduttivo.  

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Ottima spiegazione.
 

In risposta al messaggio di Hunter85 del 07/05/2023 alle 21:19:58

I 110 va sono dati dalla app sull uscita CaE come si vede ñelle foto che ho messo più su, la app li chiama VA entrando nell' inverte, e li chiama W in instant view con tutti i dispositivi. ma il valore è lo stesso. . E

tornano con pinza amperometrica. 88% di efficienza era del caricabatterie monopattino. Sul quale ho 160va (pinza amperometrica standard) in ingresso ca e 110va scarsi in uscita cc(2A a 54.6v). Quindi non torna l 88%. Per quello pensavo c entrasse il Power factor scadente dello stesso caricabatterie. Si victron da efficienza di picco. Sul 500va 12v è 90 o 91%. Ed è ottima considerando che è piccolo, a 12v, e a bassa frequenza con trasformatore toroidale. Ho visto che quelli alta frequenza hanno efficienza leggermente più alta a parità del resto. Poi si, più sono potenti e più sono efficienti ho visto in giro...

...

Ora è chiaro, pensavo facessi riferimento all'inverter.
In ingresso caricabatteria hai 160 VA (RMS?) in uscita sei sulla CC per cui si parla di W e hai circa 110 W (misurato?). Devi misurare quanto è il PF così poi ricavi l'energia attiva e puoi fare il rapporto per trovare l'efficienza. 
In ingresso puoi mettere quei misuratori da 20€ che danno tensione, corrente, potenza attiva e cos phi 

Discussione interessante, ma ostica.
Io a questo punto direi, concludendo per quanto mi riguarda: se ti servono per i tuoi consumi 1500 Watt, comprati un inverter da 2000 (Watt o VA che dir si voglia).
Grazie a tutti, siete valsi due bottiglie di Chivas, stesso effetto

In risposta al messaggio di Fleurette63 del 07/05/2023 alle 22:10:54

Discussione interessante, ma ostica. Io a questo punto direi, concludendo per quanto mi riguarda: se ti servono per i tuoi consumi 1500 Watt, comprati un inverter da 2000 (Watt o VA che dir si voglia). Grazie a tutti, siete valsi due bottiglie di Chivas, stesso effetto

ma infatti...
Per convenzione, quando si legge 2000VA è classico fare la conversione in Watt in questo modo: 2000x0.8= 1600W, senza tante super****ole, oppure si acquista un prodotto di indiscussa qualità che dichiara la potenza dell'inverter direttamente in Watt e il problema è risolto alla radice.

L'autore del topic ha chiesto spiegazioni in merito a fatti, per lui, non chiari; tali fatti per essere spiegati bisogna scendere in tecnicismi e nozioni teoriche di un certo livello, per cui ai più risulta incomprensibile se non hanno una preparazione adeguata.
Se qualcuno le ritiene delle super****ole o noiose o altro può benissimo bypassare il topic ed evitare di leggere e/o commentare. 
Questo è uno dei rari topic dove si rimane strettamente on topic.