Fotovoltaika - námorné aplikácie

Čas čítania 6 zápisnice

Aktualizované - apríl 24, 2024

Fotovoltaika sa dá použiť aj na námorné aplikácie, t. j. na motorové člny a plachetnice, dokonca aj na námorné kajaky, pretože elektrinu možno využívať kdekoľvek a kedykoľvek.

Pre námorné aplikácie boli vyvinuté špeciálne, pochôdzne a flexibilné solárne moduly. Vzhľadom na pomerne nízke výrobné množstvá sa, žiaľ, vyznačujú vyššou cenou ako bežné moduly, ktoré sa používajú napríklad v mobilných domoch atď.

Údajne mimoriadne výhodným ponukám by ste sa mali vyhnúť, pretože zvyčajne zaplatíte dvakrát, najneskôr vtedy, keď musíte moduly vymeniť kvôli závade. Je to veľká nepríjemnosť, najmä pri plne viazaných moduloch.

Odporúčame vám, aby ste venovali pozornosť špecifikácii námorných aplikácií a obmedzili sa na renomovaných výrobcov, pokiaľ ide o ostatné komponenty. Napriek vyšším výrobným číslam sú aj títo drahší ako superšpecializovaná ponuka za rohom, ale ponúkajú solídnu kvalitu a servis takmer na všetkých kontinentoch sveta.

Určenie požiadaviek na výkon

Ktorý výstup nakoniec pokryje vaše vlastné potreby, je veľmi individuálne. Čím je vaša technológia náročnejšia na energiu a čím menej času trávite na cestách v slnečných krajinách, tým vyšší je požadovaný výkon modulov v jednotkách s rastúcim počtom modulov.

Keďže mnohí kapitáni voľného času už o tom premýšľali, nie je potrebné znovu vymýšľať "koleso" požiadaviek a môžete použiť napríklad nasledujúci zoznam, ktorý pokrýva väčšinu možných spotrebiteľov a aktualizovaný o údaje o skutočnej spotrebe zobrazuje denné požiadavky.

Polia zvýraznené žltou farbou je možné upravovať. Tu sa zadávajú vaši vlastní spotrebitelia a údaje. Požadované údaje o spotrebe sa zvyčajne nachádzajú na typových štítkoch príslušných spotrebičov alebo v príslušných príručkách v časti "Technické údaje".

Prosím, najprv Palubné napätie kliknutím na "24" tlačidlo. Zobrazí sa výber medzi 12 a 24 voltmi.

Potom údaje o spotrebiteľoch (Watt, počet a priemer Prevádzkové hodiny).

V spodnej časti môžete x-entries prepísať vlastnými označeniami spotrebiteľov a pridať súvisiace údaje.

Všetky údaje o výkone sa sčítajú v zelenom riadku v hornej časti a zobrazujú sa v Ah. Táto hodnota predstavuje vypočítanú dennú potrebu energie.

V prípade potreby môžete tabuľku uložiť ako PDF alebo vytlačiť pomocou nasledujúcich dvoch tlačidiel.

Zásuvný modul tabuľky

Určenie priestorových požiadaviek - fotovoltické moduly

V závislosti od dostupného priestoru je prvým krokom nájdenie čo najrovnejších plôch, na ktoré možno nainštalovať flexibilné, pochôdzne fotovoltické moduly.

Prívlastok "pochôdzny" by sa tu nemal chápať doslovne, pretože škrabance spôsobené prachom zanechávajú na povrchu modulov stopy, ktoré v konečnom dôsledku vedú k zníženiu výkonu a životnosti.

To znamená, že by sa mali uprednostňovať plochy, ktoré nie sú navštevované chodcami, ktoré zaručujú prevažne vertikálne slnečné svetlo a - samozrejme - sú čo najmenej zatienené. Plachty tiež prirodzene vedú k účinkom tienenia.

Pri výbere budúcich montážnych plôch pre fotovoltické moduly je potrebné zohľadniť aj vedenie káblov k regulátorom MPPT a súvisiace potrebné káblové priechody.

Určenie priestorových požiadaviek - Technológia

Napätie dodávané fotovoltaickými modulmi (jednotlivo) s napätím približne 20 V alebo 24 V zapojenými do série sa upravuje na 12 alebo 24 V palubné napätie pomocou regulátorov MPPT.

Regulátory MPPT môžu čiastočne kompenzovať zatienenie, ale nikdy ho nemôžu kompenzovať úplne. Použitie viacerých regulátorov MPPT je okrem redundancie, ktorú poskytuje, nákladnejší prístup, ale o to účinnejší.
To znamená, že zatienený panel nepôsobí ako "spotrebiteľ" a neznižuje výkon panela, ktorý je stále zatienený slnkom a pripojený k tomu istému regulátoru MPPT.

Regulátor MPPT od spoločnosti Victron SmartSolar MPPT 75/10 - za približne 80 eur - má výkon 145 W pri 12 V (290 W pri 24 V) s veľmi malými rozmermi len 100 (V) x 113 (Š) x 40 (H) mm a je predurčený pre fotovoltaický modul s výkonom do 120 W. Typ SmartSolar MPPT 100/15 s identickými rozmermi je dokonca určený pre výkony do 220 W pri 12 V (440 W pri 24 V) a má tiež veľmi priaznivú cenu približne 100 EUR.

Dizajn SmartSolar už zahŕňa pripojenie Bluetooth, ktoré možno použiť na zobrazenie a grafickú vizualizáciu všetkých údajov o výkone v príslušnej aplikácii mobilného telefónu. BlueSolar-varianty NEMÔŽU mať funkciu BT!

12 V alebo 24 V?

To, či sú potrebné 12 V alebo 24 V regulátory MPPT, závisí od existujúcej palubnej siete alebo od zapojenia fotovoltických modulov (sériovo alebo paralelne).

Pri 24 V MPPT regulátoroch sa však štartovacie napätie nedosiahne s jedným FV modulom.

Modul, ktorý dodáva 19,8 V, zodpovedá požadovanému vstupnému napätiu 12 V MPPT regulátora (V_Batt + 5 V = 17 V), ale nie s 24 V MPPT regulátorom, ktorý potrebuje na spustenie prevádzky aspoň 24 + 5 = 29 V.

Pri použití 24 V MPPT regulátora musia byť preto dva FV moduly dodávajúce 19,8 V zapojené do série, aby sa MPPT regulátor spustil s napätím 19,8 + 19,8 = 39,6 V.

Typy batérií

Na palube je zvyčajne batéria AGM, ktorá sa nabíja alternátorom, keď je motor v chode. Regulátory MPPT sa dajú prispôsobiť rôznym typom batérií.

Akumulátory LiFePo4 sa vyznačujú veľmi vysokou hustotou nabíjania a konštantným výstupným napätím až tesne pred koncom vybíjania. V porovnaní s batériami AGM však vyžadujú odlišné charakteristiky nabíjania, preto sa nesmú pripájať priamo k alternátoru.

Teraz sa vynára otázka, či by sa batéria AGM (štartovacia) nemala používať výlučne na štartovanie a zvyšok palubnej technológie by sa mal dodávať prostredníctvom ďalších batérií LiFePo4. Tým by sa zabezpečilo, že štartovacia batéria bude vždy v nabitom stave (napr. nabíjaná samostatným zosilňovačom nabíjania Victron Orion-Tr Smart DCDC* z fotovoltaických batérií).
Naopak, batériu LiFePo4 možno nabíjať aj cez alternátor pomocou prídavného zosilňovača nabíjania.

Okrem toho sú batérie LiFePo4 o dobrú tretinu ľahšie a kompaktnejšie ako porovnateľné batérie AGM, najmä čo sa týka kapacity - sú však drahšie. Napriek tomu sa oplatí zvážiť ...

Ďalšie informácie o tejto téme nájdete v tomto Príspevok podrobne opísané.

Nabíjanie z batérie na batériu*

Zosilňovač nabíjania DCDC (galvanicky oddelený/izolovaný) - umožňuje pripojenie akéhokoľvek zdroja napätia na vstupnej strane (napr. alternátora alebo batérie, napr. LiFePo4) k inému typu batérie (napr. AGM) s cieľom nabíjať ju.

Okrem čistej funkcie nabíjania kompenzuje straty napätia na vstupnej strane aj posilňovač nabíjania. Preto by mal byť nainštalovaný v blízkosti nabíjanej batérie (batérií), aby sa minimalizovali straty na kábli na výstupnej strane.

Výstupné napätie posilňovača nabíjania možno nastaviť v širšom rozsahu (10 ... 15 alebo 20 ... 30 V).

Kabeláž

Káble štandardných FV modulov Flex sú k dispozícii vo veľkosti 4 mm² vykonané. Jeden kábel pre plus a jeden pre mínus musí byť pripojený na vstup regulátora MPPT. Sú ohybné, ale nie veľmi ohybné ako napríklad meracie káble, ale napriek tomu umožňujú relatívne malé polomery inštalácie a priame pripojenie odizolovaných koncov kábla k skrutkovým svorkám regulátora MPPT.
Ak použijete koncovky drôtu, odmenou vám bude mimoriadne bezpečné spojenie a vizuálne príťažlivejší vzor spojenia.

Nabíjací zosilňovač DCDC je náročnejší na prierez kábla: pri skratovom prúde do 60 A by mal byť prierez aspoň 10 mm² musí byť. Vo vyššie uvedenej tabuľke je rozhodujúci stĺpec DC. Prierezy boli vypočítané pre 12 V. Pre 24 V systémy sú prúdy polovičné, t. j. len 6 mm².

Tu sa dá vypočítať potrebný prierez medených káblov pre jednosmerné aplikácie, ako aj úbytok napätia. Žlté polia sú editovateľné. Dbajte na správny pravopis: namiesto 2,5 zadajte 2,5!

Zásuvný modul tabuľky

Čím hrubší je kábel, tým nižšie sú straty. Preto nikdy nie je na škodu položiť hrubšie káble, ako je potrebné. V priebehu času sa totiž systém zvyčajne rozširuje a zaťaženie, ktoré sa dnes ešte považuje za mierne, môže rýchlo ustúpiť výrazne vyššiemu zaťaženiu. A komu by sa chcelo znovu inštalovať základnú kabeláž len preto, že prúdy sa zrazu stanú príliš tesnými?

Pri vyšších prúdoch sú káblové koncovky povinné, aby sa účinne zabránilo uvoľneným kontaktom a nerovnomernému prenosu prúdu v miestach pripojenia. Áno, musíte zohľadniť aj náklady na potrebné lisovacie náradie, ak nemôžete požiadať svojho dôveryhodného elektrikára o požičanie jedného alebo dvoch nástrojov.

Skrutkové spoje musia byť vždy TESNÉ, aby sa zabránilo zvýšenému odporu, následnému zahriatiu kontaktného miesta a možnej príčine požiaru.
Na zariadeniach sa niekedy uvádzajú uťahovacie momenty. Tie sa dajú dodržať pomocou vhodných momentových kľúčov.

Príklad spínania pre 12 V a 24 V

Tu je schéma inštalácie pre 12 V:

alebo pre 24 V elektrický systém vozidla (štartovacia batéria / 12 V alternátor):

Výber batérie

Teraz, keď sú vo vyššie uvedenej tabuľke uvedené spotrebiče a záťaže, je známa požadovaná minimálna kapacita batérie a je dôležité nájsť kvalitné batérie s vysokým počtom nabíjacích cyklov.

Na príslušných portáloch nájdete ponuky od priamych dodávateľov z Ďalekého východu, ktoré sa spočiatku zdajú byť lacné. Tu treba mať na pamäti, že uplatnenie záručných nárokov bude ťažšie ako u domácich dodávateľov. Mali by ste tiež vziať do úvahy niekedy veľmi vysoké náklady na dopravu a colné poplatky.

Doteraz sa vždy ukázalo, že nákup u miestnych predajcov je cenovo výhodnejší.

Je dôležité vybrať si batérie od výrobcu, ktorý je na trhu už mnoho rokov, vyrába veľké množstvá a má vysokú hustotu personálu. Zdá sa, že batérie EVE v súčasnosti ponúkajú najlepší pomer ceny a výkonu.

Vyššie uvedený počet cyklov je vždy založený na percentuálnom vybití. To znamená, že 6 000 cyklov s hĺbkou vybitia 60 % je hodnotených horšie ako 6 000 cyklov s 80 %. Odporúča sa pozorne si preštudovať dátové listy. Ak tieto informácie chýbajú, treba kontaktovať predajcu a požiadať ho o príslušné dátové listy.

p.s. Ak potrebujete osobnú podporu pri realizácii proti platbe, môžete poslať Rezervácia vyrobiť!