Solceller – maritima applikationer

Lästid 6 minuter

Uppdaterad – 24 april 2024

Solceller kan också användas för maritima tillämpningar, t.ex. på motorbåtar och segelbåtar, till och med havskajaker, eftersom el kan användas var som helst och när som helst.

Speciella, gångbara och flexibla solcellsmoduler har utvecklats för marina tillämpningar. På grund av de jämförelsevis låga produktionskvantiteterna kännetecknas de tyvärr av ett högre pris än konventionella moduler, t.ex. de som används på husbilar etc.

Du bör undvika påstått särskilt förmånliga erbjudanden, eftersom du vanligtvis betalar två gånger, senast när du måste byta ut modulerna på grund av ett fel. Detta är ett stort irritationsmoment, särskilt när det gäller moduler som är helt bondade.

Du gör klokt i att vara uppmärksam på specifikationen för marina tillämpningar och begränsa dig till välrenommerade tillverkare när det gäller andra komponenter. Trots högre produktionssiffror är dessa också dyrare än super-specialerbjudandet runt hörnet, men erbjuder solid kvalitet och service på nästan alla kontinenter i världen.

Fastställande av prestandakrav

Vilken effekt som i slutändan täcker dina egna behov är mycket individuellt. Ju mer strömkrävande din teknik är och ju mindre du tillbringar din tid på soliga breddgrader, desto högre moduleffekt krävs i takt med att antalet moduler ökar.

Eftersom många fritidskaptener redan har tänkt på detta behöver man inte uppfinna "hjulet" med krav på nytt, utan man kan t.ex. använda följande lista som täcker de flesta möjliga konsumenter och som, uppdaterad med de faktiska förbrukningsuppgifterna, visar de dagliga behoven.

De fält som är markerade med gult kan redigeras. Här anges dina egna förbrukare och data. De förbrukningsdata som krävs finns vanligtvis på typskylten för respektive apparat eller i motsvarande handböcker under "Tekniska data".

Vänligen först Spänning ombord genom att klicka på "24" -knappen. Ett val mellan 12 och 24 volt visas.

Sedan ska konsumentuppgifterna (Watt, antal och genomsnitt Driftstimmar).

I den nedre delen kan x-posterna skrivas över med dina egna konsumentbeteckningar och tillhörande data läggas till.

Alla effektdata summeras i den gröna linjen högst upp och visas i Ah. Detta värde representerar det beräknade dagliga effektbehovet.

Om du vill kan du spara tabellen som PDF eller skriva ut den med hjälp av följande två knappar.

Fastställande av utrymmesbehov - PV-moduler

Beroende på det tillgängliga utrymmet är det första steget att hitta så plana ytor som möjligt där de flexibla, gångbara PV-modulerna kan installeras.

Attributet "gångbar" ska inte tas bokstavligt här, eftersom repor som orsakas av damm lämnar märken på modulernas yta, vilket i slutändan leder till en minskning av prestanda och hållbarhet.

Det innebär att man bör prioritera områden som inte används av fotgängare, som garanterar övervägande vertikalt solljus och - naturligtvis - är så fria som möjligt från frekvent skuggning. Segel ger också naturligt upphov till skuggningseffekter.

När du väljer framtida monteringsytor för PV-modulerna måste du också ta hänsyn till kabeldragningen till MPPT-styrenheterna och de tillhörande nödvändiga kabelgenomföringarna.

Fastställande av utrymmesbehov - Teknik

Spänningen från solcellsmodulerna på (individuellt) cirka 20 V eller 24 V som är seriekopplade, justeras till 12 eller 24 volt ombordspänning via MPPT-regulatorer.

MPPT-regulatorer kan delvis kompensera för skuggning, men aldrig helt kompensera för den. Användningen av flera MPPT-regulatorer är, förutom den redundans som detta ger, en mer kostsam metod, men desto mer effektiv.
Det innebär att en skuggad panel inte fungerar som en "konsument" och minskar effekten från den panel som fortfarande skuggas av solen och är ansluten till samma MPPT-styrenhet.

MPPT-styrenheten från Victron SmartSolar MPPT 75/10 - för ca 80 euro - har en effekt på 145 W vid 12 V (290 W vid 24 V) med mycket små mått på bara 100 (H) x 113 (B) x 40 (D) mm och är predestinerad för en PV-modul med upp till 120 W. Typen SmartSolar MPPT 100/15 med identiska mått, är till och med konstruerad för effekter på upp till 220 W vid 12 V (440 W vid 24 V) och har dessutom ett mycket förmånligt pris på ca 100 euro.

Avrättningen SmartSolar inkluderar redan Bluetooth-anslutning, som kan användas för att visa och grafiskt visualisera alla prestandadata i den tillhörande mobiltelefonappen. BlueSolar-varianter har INTE BT-funktionalitet!

12 V eller 24 V?

Om det krävs 12 V eller 24 V MPPT-regulatorer avgörs av det befintliga elnätet ombord eller anslutningen av PV-modulerna (i serie eller parallellt).

Med 24 V MPPT-regulatorer kommer dock startspänningen inte att uppnås med en enda PV-modul.

En modul som levererar 19,8 V korrelerar med den nödvändiga inspänningen för en 12 V MPPT-styrenhet (V_Batt + 5 V = 17 V), men inte med en 24 V MPPT-styrenhet, som kräver minst 24 + 5 = 29 V för att börja fungera.

Vid användning av en 24 V MPPT-regulator måste därför två PV-moduler som levererar 19,8 V seriekopplas för att MPPT-regulatorn ska kunna starta med 19,8 + 19,8 = 39,6 V.

Batterityper

Vanligtvis finns det ett AGM-batteri ombord som laddas av generatorn när motorn är igång. MPPT-regulatorer kan anpassas till olika batterityper.

LiFePo4-batterier kännetecknas av en mycket hög laddningsdensitet och konstant utspänning fram till strax före den slutliga urladdningsspänningen. De kräver dock andra laddningsegenskaper jämfört med AGM-batterier, vilket är anledningen till att de inte får anslutas direkt till en generator.

Frågan är nu om AGM-batteriet (startbatteriet) inte borde användas uteslutande för start och resten av tekniken ombord levereras via extra LiFePo4-batterier. Detta skulle säkerställa att startbatteriet alltid är laddat (t.ex. laddat med en separat Victron Orion-Tr Smart DCDC-laddningsförstärkare* från PV-batterierna).
Omvänt kan LiFePo4-batteriet också laddas via generatorn med hjälp av en extra laddningsförstärkare.

Dessutom är LiFePo4-batterier en bra tredjedel lättare och mer kompakta än jämförbara AGM-batterier, särskilt när det gäller kapacitet - men dyrare. Ändå är det värt att överväga ...

Mer information om detta ämne finns i denna Bidrag beskrivs i detalj.

Laddning från batteri till batteri*.

En DCDC-laddningsförstärkare (galvaniskt isolerad) - möjliggör anslutning på ingångssidan av en spänningskälla (t.ex. generator eller batteri, t.ex. LiFePo4) till en annan typ av batteri (t.ex. AGM) för att ladda det.

Förutom den rena laddningsfunktionen kompenserar en laddningsförstärkare för spänningsförluster på ingångssidan. Den bör därför installeras nära det/de batteri(er) som ska laddas för att minimera kabelförlusterna på utgångssidan.

Utgångsspänningen för en laddningsförstärkare kan ställas in i ett större intervall (10 ... 15, eller 20 ... 30 V).

kablage

Kablarna i standard Flex PV-moduler finns tillgängliga i 4 mm² utförd. En kabel för plus och en för minus måste anslutas till ingången på en MPPT-styrenhet. De är flexibla, men inte så flexibla som t.ex. mätkablar, men tillåter ändå relativt snäva installationsradier och en direkt anslutning av avskalade kabeländar till skruvplintarna på en MPPT-regulator.
Om du använder trådändhylsor kommer du att belönas med en särskilt säker anslutning och ett mer visuellt tilltalande anslutningsmönster.

En DCDC-laddningsförstärkare är mer krävande när det gäller kabeltvärsnitt: med en kortslutningsström på upp till 60 A bör tvärsnittet vara minst 10 mm² måste vara. I tabellen ovan är DC-kolumnen avgörande. Tvärsnitten är beräknade för 12 V. För 24 V-system halveras strömmarna, d.v.s. endast 6 mm².

Här kan det nödvändiga tvärsnittet för kopparkablar för likströmsapplikationer beräknas, liksom spänningsfallet. De gula fälten är redigerbara. Vänligen se till att stavningen är korrekt: ange 2,5 i stället för 2,5!

Ju tjockare kabel, desto lägre förluster. Det skadar alltså aldrig att dra tjockare kablar än nödvändigt. Det beror på att systemet med tiden oftast byggs ut och att den belastning som idag fortfarande anses måttlig snabbt kan ge vika för en betydligt högre belastning. Och vem vill installera om grundkablage bara för att strömmarna plötsligt blir för snäva?

Kabelskor är obligatoriska för högre strömmar för att effektivt motverka lösa kontakter och ojämn strömöverföring vid anslutningspunkterna. Ja, du måste också räkna med kostnaden för det nödvändiga pressverktyget om du inte kan be din betrodda elektriker om ett eller två verktyg på lån.

Skruvanslutningar måste alltid vara FASTSPÄNDA för att förhindra ökat motstånd, vilket leder till uppvärmning av kontaktpunkten och kan orsaka brand.
Åtdragningsmoment anges ibland på enheterna. Dessa kan följas med hjälp av lämpliga momentnycklar.

Kopplingsexempel för 12 V och 24 V

Här är ett schematiskt diagram över en installation för 12 V:

eller för 24 V fordonselektriskt system (startbatteri / 12 V generator):

Val av batteri

Nu när tabellen ovan visar förbrukarna och belastningarna är den erforderliga minsta batterikapaciteten känd och det är viktigt att hitta batterier av god kvalitet och med ett stort antal laddningscykler.

På de relevanta portalerna hittar du erbjudanden från direktleverantörer i Fjärran Östern som till en början verkar vara billiga. Här bör man komma ihåg att garantianspråk kommer att vara svårare att genomdriva än mot inhemska leverantörer. Du bör också ta hänsyn till de ibland mycket höga fraktkostnaderna och tullavgifterna.

Hittills har det alltid visat sig vara mer kostnadseffektivt att köpa från lokala återförsäljare.

Det är viktigt att välja batterier från en tillverkare som har funnits på marknaden i många år, producerar stora kvantiteter och har en hög personaltäthet. EVE-batterier verkar för närvarande erbjuda det bästa förhållandet mellan pris och prestanda.

Antalet cykler som nämns ovan är alltid baserat på en urladdningsprocent. Detta innebär att 6.000 cykler med ett urladdningsdjup på 60 % har sämre betyg än 6.000 cykler med 80 %. Det är lämpligt att studera databladen noggrant. Om denna information saknas bör återförsäljaren kontaktas och ombes att tillhandahålla relevanta datablad.

ps Behöver du personligt stöd i genomförandet mot en avgift är du välkommen att göra det bokning göra!