Fotovoltaica – aplicações marítimas

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Atualizado – 24 de abril de 2024

A energia fotovoltaica também pode ser utilizada para aplicações marítimas, ou seja, em barcos a motor e iates à vela, até mesmo em caiaques marítimos, porque a eletricidade pode ser utilizada a qualquer hora e em qualquer lugar.

Módulos solares especiais, flexíveis e walk-in foram desenvolvidos para fins marítimos. Devido às quantidades de produção comparativamente mais baixas, infelizmente são caracterizados por um preço mais elevado do que os módulos convencionais, como os utilizados em casas móveis, etc.

Você deve ficar longe de ofertas supostamente particularmente baratas, porque geralmente paga duas vezes, principalmente se tiver que substituir os módulos por defeito. Isso é um grande incômodo, principalmente com módulos colados em toda a superfície.

Seria aconselhável prestar atenção às especificações de aplicação marítima e limitar-se a fabricantes bem conhecidos quando se trata de outros componentes. Apesar dos números de produção mais elevados, estes são mais caros do que a oferta superespecial que está ao virar da esquina, mas oferecem qualidade e serviço sólidos em quase todos os continentes do mundo.

O desempenho precisa de determinação

Qual serviço atende às suas próprias necessidades é muito individual. Quanto mais a tecnologia consome muita energia, quanto menos você passa a maior parte do tempo em áreas ensolaradas, maior será o desempenho do módulo necessário à medida que o número de módulos aumenta.

Como muitos capitães do lazer já pensaram nisso, não há necessidade de reinventar a “roda” da procura e pode-se, por exemplo, utilizar a seguinte lista, que abrange a maioria dos possíveis consumidores e, atualizada com os dados reais de consumo, produz as necessidades diárias.

Os campos destacados em amarelo podem ser editados. Seus próprios consumidores e dados são inseridos aqui. Normalmente você pode encontrar os dados de consumo necessários nas placas de identificação dos respectivos dispositivos ou nos manuais associados em “Dados técnicos”.

Por favor, aqueles primeiro Tensão a bordo clicando no botão “24" escolher. Uma seleção entre 12 e 24 volts aparece.

Em seguida, os dados do consumidor (watts, número e média Horário de funcionamento) registrar.

Na seção inferior, as entradas x podem ser substituídas pelos seus próprios nomes de consumidores e os dados associados podem ser registrados.

Todos os dados de desempenho são somados na linha verde na parte superior e exibidos em Ah. Este valor representa a necessidade diária de energia determinada.

Se necessário, a tabela pode ser salva como PDF ou impressa usando os dois botões a seguir.

Determinação dos requisitos de espaço – Módulos fotovoltaicos

Dependendo do espaço disponível, a primeira coisa a fazer é encontrar superfícies tão planas quanto possível nas quais os módulos fotovoltaicos flexíveis e walk-in possam ser instalados.

O atributo “caminhável” não deve ser interpretado literalmente aqui, pois riscos causados pela poeira deixam marcas na superfície dos módulos, o que acaba levando à redução do desempenho e da durabilidade.

Isto significa que as áreas que não estão sujeitas ao tráfego pedonal são normalmente preferidas, pois garantem luz solar predominantemente vertical e - claro - estão tão livres quanto possível de sombras frequentes. As velas também levam naturalmente a efeitos de sombreamento.

Ao escolher as futuras superfícies de montagem dos módulos fotovoltaicos, o encaminhamento dos cabos para os controladores MPPT e as buchas de cabos necessárias associadas também devem ser levados em consideração.

Determinação dos requisitos de espaço – tecnologia

A tensão fornecida pelos módulos fotovoltaicos (individualmente) em torno de 20 V, ou 24 V conectados em série, é adaptada à tensão on-board de 12 ou 24 volts através de controladores MPPT.

Os controladores MPPT podem compensar parcialmente o sombreamento, mas nunca podem compensá-lo totalmente. A utilização de vários controladores MPPT é, além da redundância que proporciona, uma abordagem mais cara, mas ainda mais eficaz.
Um painel sombreado, como “consumidor”, não reduz o desempenho do painel que ainda está iluminado pelo sol – conectado ao mesmo controlador MPPT.

O controlador MPPT da Victron SmartSolar MPPT 75/10 - cerca de 80 euros - tem uma potência de 145 W a 12 V (290 W a 24 V) com dimensões muito pequenas de apenas 100 (A) x 113 (L) x 40 (P) mm e destina-se a um módulo fotovoltaico com até 120 W está predestinado. O tipo SmartSolar MPPT 100/15 Com dimensões idênticas, está ainda concebido para potências até 220 W a 12 V (440 W a 24 V) e é também muito acessível, rondando os 100 euros.

A execução SmartSolar já inclui conectividade Bluetooth, que permite que todos os dados de desempenho sejam exibidos e visualizados graficamente na aplicação do telemóvel associada. AzulSolar-As variantes NÃO possuem funcionalidade BT!

12V ou 24V?

A necessidade de controladores MPPT de 12 V ou 24 V é determinada pela rede on-board existente ou pela conexão dos módulos fotovoltaicos (em série ou paralelo).

No entanto, com controladores MPPT de 24 V você não alcançará a tensão inicial com um único módulo fotovoltaico.

Um módulo que fornece 19,8 V se correlaciona com a tensão de entrada necessária de um regulador MPPT de 12 V (V_Batt + 5V = 17 V), mas não com o de um regulador MPPT de 24 V, que requer pelo menos 24 +5 = 29 V para começar a funcionar.

Ao usar um controlador MPPT de 24 V, dois módulos fotovoltaicos fornecendo 19,8 V devem ser conectados em série para iniciar o controlador MPPT com 19,8 + 19,8 = 39,6 V.

Tipos de bateria

Geralmente há uma bateria AGM a bordo, que é carregada pelo alternador quando o motor está funcionando. Os controladores MPPT podem ser adaptados a diferentes tipos de baterias.

As baterias LiFePo4 são caracterizadas por uma densidade de carga muito alta e saída de tensão constante até pouco antes da tensão de fim de descarga. No entanto, requerem características de carregamento diferentes em comparação com as baterias AGM, razão pela qual não podem ser ligadas diretamente a um alternador.

Agora surge a questão de saber se a bateria AGM (inicial) não deve ser usada apenas para partida e se o resto da tecnologia de bordo deve ser fornecida com baterias LiFePo4 adicionais. Isto garantiria que a bateria de arranque estivesse sempre carregada (por exemplo, carregada pelo próprio amplificador de carga Victron Orion-Tr Smart DCDC* das baterias fotovoltaicas).
Por outro lado, a bateria LiFePo4 também pode ser carregada usando um amplificador de carga adicional através do alternador.

Além disso, as baterias LiFePo4 são um terço mais leves e compactas do que as baterias AGM comparáveis, especialmente em termos de capacidade, mas são mais caras. Ainda assim, vale a pena considerar...

Mais sobre este assunto está neste Contribuição descrito em detalhes.

Carregando de bateria para bateria*

Um amplificador de carga DCDC (isolado / isolado galvanicamente) - permite que o lado de entrada conecte qualquer fonte de tensão (por exemplo, alternador ou bateria, por exemplo, LiFePo4) a um tipo diferente de bateria (por exemplo, AGM) para carregá-la.

Além da função de carregamento puro, um amplificador de carregamento compensa as perdas de tensão no lado de entrada. Conseqüentemente, ele deve ser instalado próximo à(s) bateria(s) a ser carregada(s) para manter as perdas nos cabos no lado de saída o mais baixas possível.

A tensão de saída de um amplificador de carga pode ser ajustada em uma faixa mais ampla (10 .. 15 ou 20 .. 30 V).

cabeamento

Os cabos dos módulos Flex PV comuns têm 4 mm² executado. Um cabo para positivo e outro para negativo deve ser conectado à entrada de um controlador MPPT. Eles são flexíveis, mas não altamente flexíveis como os cabos de medição, por exemplo, mas ainda permitem raios de assentamento relativamente estreitos e uma conexão direta das extremidades desencapadas do cabo aos terminais de parafuso de um controlador MPPT.
Qualquer pessoa que doar mangas de extremidade de fio será recompensada com uma conexão particularmente segura e um padrão de conexão visualmente mais atraente.

Um amplificador de carga DCDC é mais exigente em termos de seção transversal do cabo: com corrente de curto-circuito de até 60 A, a seção transversal deve ser de pelo menos 10 mm² ser. Na tabela acima, a coluna DC é relevante aqui. As seções transversais foram calculadas para 12 V. Com sistemas de 24 V, as correntes são metade, ou seja, apenas 6 mm².

A seção transversal necessária dos cabos de cobre para aplicações CC pode ser calculada aqui, assim como a queda de tensão. Os campos amarelos são editáveis. Certifique-se de que a ortografia está correta: digite 2,5 em vez de 2,5!

Quanto mais grosso for o cabo, menores serão as perdas. Portanto, nunca é demais colocar cabos mais grossos do que o necessário. Porque, com o tempo, a carga costuma ser ampliada e a carga que ainda é considerada moderada pode rapidamente dar lugar a uma carga significativamente maior. E quem quer reinstalar o cabeamento básico só porque as correntes ficaram subitamente tensas?!

Os terminais de cabos são obrigatórios para correntes mais altas, a fim de combater eficazmente contatos soltos e transmissão irregular de corrente nos pontos de conexão. Sim, os custos das ferramentas de crimpagem necessárias também precisam ser levados em consideração se você não puder pedir ao seu eletricista de confiança o empréstimo de uma ou duas ferramentas.

As conexões aparafusadas devem estar sempre APERTADAS para evitar aumento de resistência, conseqüente aquecimento do ponto de contato e possível causa de incêndio.
Às vezes, os torques de aperto são anotados nos dispositivos. Estes podem ser mantidos usando chaves dinamométricas adequadas.

Exemplo de circuito para 12 V e 24 V

Aqui está a representação esquemática de uma instalação para 12 V:

ou para sistema elétrico 24 V (bateria de partida/alternador 12 V):

Escolha da bateria

Depois de apresentados os consumidores e as cargas na tabela acima, a capacidade mínima exigida das baterias é agora conhecida e é importante encontrar baterias de boa qualidade e com um elevado número de ciclos de carga.

Nos portais relevantes, você pode inicialmente encontrar ofertas de fornecedores diretos do Extremo Oriente que inicialmente parecem baratas. Deve-se notar aqui que as reivindicações de garantia serão mais difíceis de serem executadas do que contra fornecedores nacionais. Alguns custos de envio e taxas alfandegárias muito elevados também precisam ser levados em consideração.

Até agora, sempre provou ser mais econômico comprar de revendedores locais.

É importante escolher baterias de um fabricante que esteja no mercado há muitos anos, produza grandes quantidades e tenha alta densidade de pessoal. As baterias EVE parecem oferecer a melhor relação custo-benefício no momento.

O número de ciclos já mencionado é sempre baseado numa percentagem de descarga. Portanto, 6.000 ciclos com profundidade de descarga de 60 % são piores do que 6.000 ciclos com 80 %. É aconselhável estudar cuidadosamente as fichas técnicas. Se esta informação estiver faltando, o revendedor deverá ser contatado e solicitado a fornecer as fichas técnicas relevantes.

ps Se você precisar de suporte pessoal na implementação mediante o pagamento de uma taxa, fique à vontade para fazê-lo reserva fazer!