Fotovoltaika - námořní aplikace

Doba čtení 6 minuty

Aktualizováno - Duben 24, 2024

Fotovoltaiku lze využít i pro námořní aplikace, tj. na motorových člunech a plachetnicích, dokonce i na mořských kajacích, protože elektřinu lze využít kdekoli a kdykoli.

Pro námořní aplikace byly vyvinuty speciální, pochůzné a flexibilní solární moduly. Vzhledem k poměrně malému výrobnímu množství se bohužel vyznačují vyšší cenou než běžné moduly, které se používají například v mobilních domech apod.

Údajně zvláště výhodným nabídkám byste se měli vyhnout, protože obvykle zaplatíte dvakrát, nejpozději když musíte moduly vyměnit kvůli závadě. To je velká nepříjemnost, zejména u plně lepených modulů.

Doporučujeme věnovat pozornost specifikaci pro námořní použití a u ostatních komponent se omezit na renomované výrobce. Ti jsou navzdory vyšším výrobním číslům také dražší než superspeciální nabídka za rohem, ale nabízejí solidní kvalitu a servis téměř na všech kontinentech světa.

Stanovení požadavků na výkon

Který výstup nakonec pokryje vaše vlastní potřeby, je velmi individuální. Čím náročnější je vaše technologie na energii a čím méně času trávíte na cestách ve slunných krajích, tím vyšší je požadovaný výkon modulů v jednotkách s rostoucím počtem modulů.

Protože se nad tím již zamyslelo mnoho kapitánů rekreačních plavidel, není třeba znovu vymýšlet "kolo" požadavků a můžete použít například následující seznam, který pokrývá většinu možných spotřebitelů a aktualizovaný o údaje o skutečné spotřebě zobrazuje denní požadavky.

Žlutě zvýrazněná pole lze upravovat. Zde se zadávají vlastní spotřebitelé a údaje. Potřebné údaje o spotřebě najdete obvykle na typových štítcích příslušných spotřebičů nebo v příslušných návodech v části "Technické údaje".

Nejprve prosím Palubní napětí kliknutím na "24". Zobrazí se volba mezi 12 a 24 volty.

Poté se údaje o spotřebiteli (Watt, počet a průměr Provozní doba).

Ve spodní části lze x-entry přepsat vlastními označeními spotřebitelů a přidat související údaje.

Všechny údaje o výkonu jsou sečteny v zeleném řádku nahoře a zobrazeny v Ah. Tato hodnota představuje vypočtenou denní potřebu energie.

V případě potřeby lze tabulku uložit jako PDF nebo vytisknout pomocí následujících dvou tlačítek.

Stanovení prostorových nároků - fotovoltaické moduly

V závislosti na dostupném prostoru je prvním krokem nalezení co nejrovnějšího povrchu, na který lze instalovat flexibilní, pochozí fotovoltaické moduly.

Přívlastek "pochozí" by se zde neměl brát doslova, protože poškrábání způsobené prachem zanechává na povrchu modulů stopy, které v konečném důsledku vedou ke snížení výkonu a životnosti.

To znamená, že by se měly upřednostňovat plochy, které nejsou navštěvovány chodci, zaručují převážně vertikální sluneční světlo a - samozřejmě - jsou co nejméně zastíněné. Také plachty přirozeně vedou k zastínění.

Při výběru budoucích montážních ploch pro fotovoltaické moduly je třeba zohlednit také vedení kabelů k regulátorům MPPT a související nezbytné kabelové průchodky.

Stanovení prostorových nároků - Technologie

Napětí dodávané fotovoltaickými moduly (jednotlivě) o napětí přibližně 20 V nebo 24 V zapojenými v sérii se pomocí regulátorů MPPT přizpůsobuje palubnímu napětí 12 nebo 24 V.

Regulátory MPPT mohou částečně kompenzovat zastínění, ale nikdy jej nemohou kompenzovat zcela. Použití několika regulátorů MPPT je kromě redundance, kterou poskytuje, nákladnějším přístupem, ale o to účinnějším.
To znamená, že zastíněný panel nepůsobí jako "spotřebitel" a nesnižuje výkon panelu, který je stále zastíněn sluncem a připojen ke stejnému regulátoru MPPT.

Regulátor MPPT od společnosti Victron SmartSolar MPPT 75/10 - za přibližně 80 eur - má výkon 145 W při 12 V (290 W při 24 V) s velmi malými rozměry pouhých 100 (v) x 113 (š) x 40 (h) mm a je předurčen pro fotovoltaický modul s výkonem až 120 W. Typ SmartSolar MPPT 100/15 se stejnými rozměry, je dokonce navržen pro výkony až 220 W při 12 V (440 W při 24 V) a má také velmi příznivou cenu kolem 100 eur.

Design SmartSolar již zahrnuje připojení Bluetooth, které lze použít k zobrazení a grafickému znázornění všech údajů o výkonu v související aplikaci pro mobilní telefon. BlueSolar-varianty NEMAJÍ funkci BT!

12 V nebo 24 V?

O tom, zda je zapotřebí 12 V nebo 24 V regulátor MPPT, rozhoduje stávající palubní síť nebo zapojení fotovoltaických modulů (sériově nebo paralelně).

U 24V MPPT regulátorů však nebude dosaženo počátečního napětí s jedním FV modulem.

Modul, který dodává 19,8 V, odpovídá požadovanému vstupnímu napětí 12 V regulátoru MPPT (V_Batt + 5 V = 17 V), ale ne s regulátorem MPPT 24 V, který pro zahájení činnosti vyžaduje alespoň 24 + 5 = 29 V.

Při použití regulátoru MPPT 24 V je proto nutné zapojit do série dva fotovoltaické moduly s napětím 19,8 V, aby se regulátor MPPT spustil s napětím 19,8 + 19,8 = 39,6 V.

Typy baterií

Na palubě je obvykle akumulátor AGM, který je při běžícím motoru nabíjen alternátorem. Řídicí jednotky MPPT lze přizpůsobit různým typům baterií.

Baterie LiFePo4 se vyznačují velmi vysokou hustotou nabíjení a konstantním výstupním napětím až do doby těsně před koncem vybíjení. Ve srovnání s bateriemi AGM však vyžadují odlišnou charakteristiku nabíjení, a proto nesmí být připojeny přímo k alternátoru.

Nyní vyvstává otázka, zda by AGM (startovací) baterie neměla být používána výhradně pro startování a zbytek palubní technologie by měl být dodáván prostřednictvím dalších LiFePo4 baterií. Tím by bylo zajištěno, že startovací baterie bude vždy v nabitém stavu (např. nabíjená samostatným posilovačem nabíjení Victron Orion-Tr Smart DCDC* od fotovoltaických baterií).
Akumulátor LiFePo4 lze naopak nabíjet také přes alternátor pomocí přídavného posilovače nabíjení.

Kromě toho jsou baterie LiFePo4 o dobrou třetinu lehčí a kompaktnější než srovnatelné baterie AGM, zejména pokud jde o kapacitu - jsou však dražší. Přesto se vyplatí zvážit, zda ...

Další informace k tomuto tématu naleznete v tomto článku. Příspěvek podrobně popsány.

Nabíjení z baterie na baterii*

Zesilovač nabíjení DCDC (galvanicky oddělený / izolovaný) - umožňuje na vstupní straně připojit jakýkoli zdroj napětí (např. alternátor nebo baterii, např. LiFePo4) k jinému typu baterie (např. AGM) za účelem jejího nabíjení.

Kromě funkce čistého nabíjení kompenzuje ztráty napětí na vstupní straně také posilovač nabíjení. Proto by měl být instalován v blízkosti nabíjeného akumulátoru (akumulátorů), aby se minimalizovaly kabelové ztráty na výstupní straně.

Výstupní napětí posilovače nabíjení lze nastavit v širším rozsahu (10 ... 15 nebo 20 ... 30 V).

Kabeláž

Kabely standardních fotovoltaických modulů Flex jsou k dispozici v provedení 4 mm.² provedeno. Jeden kabel pro plus a jeden pro minus musí být připojen ke vstupu regulátoru MPPT. Jsou flexibilní, ale ne vysoce flexibilní jako například měřicí kabely, ale přesto umožňují relativně malé poloměry instalace a přímé připojení odizolovaných konců kabelu ke šroubovým svorkám regulátoru MPPT.
Pokud použijete kování, odměnou vám bude mimořádně bezpečné spojení a vizuálně atraktivní vzor spojení.

Nabíjecí posilovač DCDC je náročnější na průřez kabelu: při zkratovém proudu až 60 A by měl být průřez alespoň 10 mm.² musí být. Ve výše uvedené tabulce je rozhodující sloupec DC. Průřezy byly vypočteny pro napětí 12 V. Pro systémy 24 V jsou proudy poloviční, tj. pouze 6 mm.².

Zde lze vypočítat potřebný průřez měděných kabelů pro stejnosměrné aplikace, stejně jako úbytek napětí. Žlutá pole jsou editovatelná. Dbejte na správný pravopis: místo 2,5 zadejte 2,5!

Čím silnější je kabel, tím nižší jsou ztráty. Nikdy tedy není na škodu položit silnější kabely, než je nutné. Je to proto, že v průběhu času se systém obvykle rozšiřuje a zátěž, která je dnes ještě považována za mírnou, může rychle ustoupit zátěži výrazně vyšší. A komu by se chtělo znovu instalovat základní kabeláž jen proto, že proudy jsou najednou příliš těsné?

Kabelová oka jsou povinná pro vyšší proudy, aby se účinně zabránilo uvolněným kontaktům a nerovnoměrnému přenosu proudu v místech připojení. Ano, musíte také počítat s náklady na potřebné krimpovací nářadí, pokud nemůžete požádat svého důvěryhodného elektrikáře o zapůjčení jednoho nebo dvou nástrojů.

Šroubová spojení musí být vždy TĚSNÁ, aby se zabránilo zvýšenému odporu, následnému zahřátí kontaktního místa a možnému vzniku požáru.
Na zařízeních jsou někdy uvedeny utahovací momenty. Ty lze dodržet pomocí vhodných momentových klíčů.

Příklad spínání pro 12 V a 24 V

Zde je schéma instalace pro 12 V:

nebo pro 24 V elektrický systém vozidla (startovací baterie / 12 V alternátor):

Výběr baterie

Nyní, když výše uvedená tabulka ukazuje spotřebiče a zátěže, je známa požadovaná minimální kapacita baterie a je důležité najít kvalitní baterie s vysokým počtem nabíjecích cyklů.

Na příslušných portálech najdete nabídky přímých dodavatelů z Dálného východu, které se zpočátku zdají být levné. Zde je třeba mít na paměti, že uplatnění záručních nároků bude obtížnější než u domácích dodavatelů. Měli byste také vzít v úvahu někdy velmi vysoké náklady na dopravu a celní poplatky.

Doposud se vždy ukázalo, že nákup u místních prodejců je cenově výhodnější.

Je důležité vybírat baterie od výrobce, který je na trhu již mnoho let, vyrábí velké množství a má vysokou hustotu zaměstnanců. Zdá se, že baterie EVE v současné době nabízejí nejlepší poměr ceny a výkonu.

Výše uvedený počet cyklů je vždy založen na procentuálním vybití. To znamená, že 6 000 cyklů s hloubkou vybití 60 % je hodnoceno hůře než 6 000 cyklů s 80 %. Doporučujeme pečlivě prostudovat datové listy. Pokud tyto informace chybí, je třeba kontaktovat prodejce a požádat ho o příslušné datové listy.

p.s. Pokud potřebujete osobní podporu při realizaci za úplatu, můžete zaslat Rezervace vyrobit!