Bespaar energie met de ringkern transformator
Geplaatst door Dick Kleijer in Energiebesparing Geef een reactieIn veel elektronische apparatuur wordt nog een goedkope EI-kern transformator gebruikt die veel minder efficiënt is dan een ringkern transformator. In dit artikel laat ik zien dat je met een efficiëntere transformator behoorlijk wat energie kunt besparen.
Dit artikel is gebaseerd op het artikel Energie verliezen in transformators, gelijkrichters en netadapters op mijn website.
In elektronische apparatuur wordt een transformator gebruikt om de netspanning van 230 volt om te zetten naar een andere (meestal lagere) spanning.
Ook zorgt de transformator voor een veilige scheiding tussen netspanning en het elektronische circuit.
In veel apparatuur is een transformator met een EI- kern te vinden, vooral vanwege de lage prijs van dit soort transformators. De naam EI-kern slaat op de vorm van de kern van de transformator, deze is opgebouwd uit E en I vormige metaalplaatjes. Een nadeel van de EI-kern transformator is het energieverlies dat erin optreedt, waardoor een aanzienlijke hoeveelheid energie verloren gaat aan warmteontwikkeling in de transformator. Bij gebruikmaking van een transformator met ringkern zullen de energieverliezen veel lager zijn.
Met de volgende metingen wordt dit aangetoond.
Ik heb het energieverlies gemeten van de volgende twee transformators:
EI-kern transformator 2x 24V 50 VA
Ringkern transformator 2x 9V 50VA
De transformators zijn met diverse belastingsweerstanden belast, waarbij het uitgangsvermogen tussen de 5 en 40 Watt lag.
Het ingangsvermogen van de transformator heb ik gemeten met een omgebouwde energiemeter PM230 van het merk: Brennenstuhl.
Het verschil tussen ingangsvermogen en uitgangsvermogen is het energieverlies welke in de transformator verloren gaat aan warmte. Als we het uitgangsvermogen delen door het ingangsvermogen krijgen we het rendement van de transformator.
| Tabel 1: Verliezen in EI-kern transformator 2x 24 V 50 VA | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Belasting weerstanden parallel |
Uitgangsspanning (Volt a.c.) |
Ingangsvermogen
(Watt) |
Uitgangsvermogen (Watt) |
Rendement | Vermogens verlies (Watt) |
| – | 9,1 | 0,000 | 0,000 | 9,100 | |
| 1x 560 Ω | 51,0 | 18,1 | 4,645 | 0,257 | 13,455 |
| 2x 560 Ω | 50,6 | 21,9 | 9,144 | 0,418 | 12,756 |
| 3x 560 Ω | 50,2 | 25,3 | 13,500 | 0,534 | 11,800 |
| 4x 560 Ω | 49,8 | 28,7 | 17,715 | 0,617 | 10,985 |
| 6x 560 Ω | 49,1 | 35,5 | 25,830 | 0,728 | 9,670 |
| 8x 560 Ω | 48,5 | 42,6 | 33,604 | 0,789 | 8,996 |
| 10x 560 Ω | 47,7 | 49,3 | 40,630 | 0,824 | 8,670 |
| Tabel 2: Verliezen in ringkern transformator 2x 9 V 50 VA | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Belasting weerstanden parallel |
Uitgangsspanning (Volt a.c.) |
Ingangsvermogen (Watt) |
Uitgangsvermogen (Watt) |
Rendement | Vermogens verlies
(Watt) |
| – | 1,16 | 0,000 | 0,000 | 1,160 | |
| 1x 82 Ω | 20,1 | 5,33 | 4,927 | 0,924 | 0,403 |
| 2x 82 Ω | 20,0 | 9,97 | 9,756 | 0,979 | 0,214 |
| 3x 82 Ω | 19,7 | 14,38 | 14,198 | 0,987 | 0,182 |
| 4x 82 Ω | 19,4 | 18,70 | 18,359 | 0,982 | 0,341 |
| 6x 82 Ω | 19,1 | 27,70 | 26,693 | 0,964 | 1,007 |
| 8x 82 Ω | 18,7 | 35,90 | 34,116 | 0,950 | 1,784 |
| 10x 82 Ω | 18,4 | 43,50 | 41,288 | 0,949 | 2,212 |
Deze grafieken geven de uitkomsten van de metingen weer.
De linker grafiek geeft het rendement van de transformator weer.
De rechter grafiek geeft het vermogensverlies in de transformator weer.
Lijn 1 is voor de EI-kern transformator.
Lijn 2 is voor de ringkern transformator.
Zoals te zien is, geeft de ringkern transformator veel minder verliezen dan de EI-kern transformator.
Aangemoedigd door deze uitkomsten heb ik in mijn internetmodem en antenneversterker de EI-kern transformator vervangen door een ringkern transformator, daarnaast heb ik aan deze apparatuur nog enkele andere energiebesparende maatregelen getroffen.
Hierdoor bespaar ik tientallen kWh per jaar.
January 6th, 2009 at 9:49 pm
Weer een mooi voorbeeld hoe een “klein” detail een behoorlijk verschil kan maken. Foto’s, grafieken en tabellen maken het allemaal erg inzichtelijk. Als iedereen nu eens in plaats van “goedkoop” naar “duurkoop”…
Kan een doorsnee consument het type transformator en/of rendement identificeren/bepalen middels een goed herkenbaar logo of zo?
January 6th, 2009 at 11:11 pm
Er moet gewoon subsidie op ringkern-transformatoren komen en een flinke milieubelasting op de inefficiënte transformatoren….. dan worden die ringkernen sneller gekocht waardoor de prijs per ringkern ook weer daalt…. en dát is beter voor het milieu!
January 7th, 2009 at 8:46 pm
Hallo Henk,
Het type transformator wordt niet met een logo aangegeven.
Dus dat is bij aankoop niet te zien.
January 7th, 2009 at 9:33 pm
Hallo Dick,
Wel jammer dat je als consument vooraf niet kunt zien wat de werkelijke specs van een transformator zijn (op mijn voeding voor de externe harde -back up- schijf staan maar liefst 13(!) logo’s; o.a. “green product” voor wat het waard is…).
De PC-voedingen zijn daarentegen wel wat eenvoudiger te kiezen(80+ power supply)
Misschien een beetje off topic. Ik had gehoopt dat een dezer dagen de nieuwe Mac mini op de CES aangekondigd zou worden, maar helaas. Ik wil al tijden mijn huidige systeem vervangen door een zuinig alternatief en het wordt nu mogelijk toch een Atom CPU/Mobo concurrent in combinatie met een PicoPSU (belast < 35 Watt). Wie o wie kan iets zinnigs melden/meten over deze laatstgenoemde exoot? Zit er nog een deel II in 😉 ?
January 13th, 2009 at 6:31 pm
Je verglijkt 2 verschillenden transformatoren, 1 met 2x9V uitgang en de de andere met 2x24V uitgang. Dus zijn de wikkel verhoudingen totaal anders. Hierdoor zijn de interne trafo verliezen ook anders. Het zou eerlijker zijn geweest als je zelfde uitgangs spanning en vermogens met elkaar had vergeleken. De ringkern zou er nog steeds beter uit gekomen zijn, maar misschien met wat minder verschil.
January 13th, 2009 at 10:49 pm
Hallo Paul,
Bedankt voor je opmerkingen aangaande het artikel.
De uitgangspanningen zijn inderdaad verschillend, dit waren nu eenmaal de twee trafo’s die ik in huis had (van gelijk vermogen).
Voor wat betreft de verliezen in de uitgangswikkeling zou dit een klein verschil kunnen maken, en dan vooral bij grote uitgangsvermogens.
De verliezen bij kleine uitgangsvermogens zijn vooral verliezen in de kern, en onafhankelijk van de uitgangswinding.
Als de uitgang onbelast is, loopt er geen stroom door de uitgangswinding, en geeft die ook geen vermogensverlies.
Verder zijn de verliezen in de primaire winding onafhankelijk van de spanning van de uitgangswinding.
De primaire winding heeft het zelfde aantal windingen,van dezelfde draaddikte, of de uitgang nu 9 of 24 volt is.
Maar al met al hoop ik toch dat de verschillen in energieverlies tussen de twee trafo typen een beetje zichtbaar zijn geworden.
January 15th, 2009 at 10:40 am
Beste Dick,
Vaak gebruik je verschillende transformatoren op dezelfde plek, met name bij de PC heb je er al snel vier (ik in ieder geval wel). Zou het mogelijk zijn (en praktisch) om een ringkern trafo te maken die verschillende voltages aanbiedt zodat je al die losse trafo’s kan vervangen door 1 ringkern trafo. Gevoelsmatig denk ik dat je dan een groter (materiaal en energie) besparing realiseert dan bij bijv. 4 losse ringkern trafo’s.
January 15th, 2009 at 7:57 pm
Hallo Richard,
Het is redelijk eenvoudig om op een ringkern trafo een paar extra windingen te wikkelen, om daarmee ook andere trafo’s te vervangen.
Iets soorsgelijks heb ik beschreven op mijn eigen website:
http://www.dicks-website.eu/modem/index.html
Daar voed ik zowel mijn modem als mijn telefoon uit één ringkern trafo.
Nog meer windingen erop wikkelen kan ook.
Ik vermoed ook dat je dan iets stroom bespaart t.o.v. allemaal losse ringkernen.
En één grote ringkern trafo is sowieso goedkoper dan meerdere kleintjes.
January 25th, 2009 at 10:25 am
Heeft iemand meer info voor mij over transformatoren? Of weet iemand een nuttig rapport of site hierover?
Zowel de werking van de grotere transformatoren (dus in wijk-transformatoren, dus van het energiebedrijf)als de kleinere.
February 17th, 2009 at 2:50 pm
bespaartip:
Ik heb mijn modem op een schakelklok staan. Deze schakelt het modem ‘s nachts om 1 uur uit.
Zodoende vergeet ik nooit het modem uit te zetten.
Als ik overdag het modem nodig heb schakel ik deze met de hand aan. Mijn huisgenoten internetten niet zoveel als ik, normaal gesproken alleen ‘s avonds. Effectief staat het modem gemiddeld slechts 8 uur per dag aan. (gemiddelde van door de week en in het weekend) Als ik op vakantie ben staat het modem dus gewoon uit.
Ik bespaar hiermee zeker 2/3 of 66 % op de stroom kosten van het modem.
October 22nd, 2009 at 10:16 pm
Veel adapters hebben een exotische spanning, maar er zijn ook wel veel met een gangbare spanning als 5V of 12V. Van een aantal apparaten heb ik de adapter vervangen door een voedingskabel die ik in de computer aftap. Hier zijn 5V en 12V namelijk standaard voorhanden. Zo heb ik een alarminstallatie, een ADSL modem en een ethernet switch rechtstreeks aangesloten op de PC voeding, en blijven de adapters ervan ongebruikt. Moet de PC wel aanstaan als je de apparaten wilt gebruiken, en moet de voeding nog wel wat vermogen overhebben….
June 10th, 2014 at 10:45 am
Geachte Dhr. Kleijer,
Mijn naam is Tim Roeper. Momenteel ben ik bezig met een verslag schrijven voor mijn studie, waarbij ik aan het onderzoeken ben of het kostenbesparend/energiebesparend is om een binneninstallatie van een nieuwbouw woning op gelijkspanning te realiseren in vergelijking met wisselspanning. Een stuk van mijn verslag gaat over voedingen en hun rendement, lineare en schakelende voedingen. Mijn vraag is dan ook, zou ik je metingen mogen gebruiken in mijn verslag voor school? Waarbij ik natuurlijk naar je onderzoek, zoals beschreven op je site verwijs.
Ik hoor graag van je,
vriendelijke groeten,
June 11th, 2014 at 12:43 am
Beste Tim,
Het is geen probleem om gegevens van de OliNo site over te nemen in je verslag mits je wel een bronvermelding maakt in je verslag.
Veel succes met je werkstuk.
Met vriendelijke groet,
Jeroen van Agt
OliNo.org
November 3rd, 2014 at 8:14 pm
Hallo,
Ik heb in de winkel van mijn vrouw AR111 halogeen vervangen door led. Er liggen muistrafo’s op het plafond. Doel is energiebesparing. We hebben 22 x 45w vervangen door 22x15w led. De lampen werken, ondanks dat ze onder het minimale vermogen zitten.
Ik ben echter bang dat de ledlampen sneller stuk gaan omdat de trafos van halogeen lampen zijn.
Verder vraag ik mij af of ik niet beter 1 grote trafo kan neerzetten voor alle lampen en zo energie bespaar? Ik kan bijvoorbeeld in de meterkast de hele groep 12v maken.
Kunt u mij zeggen wat verstandig is?
Ik ben benieuwd,
Mvg Evert van Latum
November 3rd, 2014 at 10:46 pm
@ Evert,
Voor de led lampen moet het niet halen of de trafo voor halogeen is.
Deze ledlampen zijn bedoeld om halogeenlampen te vervangen, en moeten zondermeer op de trafo kunnen werken die er in zit.
Als de lamp goed en zonder knipperen werkt op de huidige trafo’s zou ik er zelf niets aan veranderen.
Een elektronsche trafo (die je dus nu gebruikt) geeft een behoorlijk constante spanning onafhankelijk van de belasting, het is dus niet zo dat je nu ineens veel teveel spanning op je ledlamp krijgt.
Je zou eventueel twee ledlampen op één trafo kunnen doen, om zo boven de minimale belasting van de trafo’s uit te komen.
De elektronische trafo’s zijn erg energiezuinig, vervangen door iets anders heeft geen nut.
Een grote trafo in de meterkast raad ik af, je lampvermogen is totaal 330 Watt, bij 12 Volt is dat een stroom van 28 Ampere.
Die hoge stroom geeft dan een hoop energieverlies in je aansluitdraden en hoogstwaarschijnlijk hou je bij de lampen dan te weinig spanning over om ze goed te laten werken.