مقدمة
لقد رأيت الكثير من البحارة يقتلون بنوك الليثيوم $2,000 من خلال الوثوق بمجموعة طاقة شمسية رخيصة اشتروها عبر الإنترنت دون قراءة السطر الأول من الدليل. قام أحد الأشخاص بتركيب لوحة مرنة بقدرة 100 واط مباشرة على بيميني أزرق داكن - بدون تدفق هواء، وبدون تعديل للزاوية. بعد ستة أشهر؟ خلايا منتفخة ووحدة تحكم بالشحن معطلة. كان يعتقد أن الطاقة الشمسية هي الحل، لكنه في الحقيقة قام بتركيب بطارية قاتلة باهظة الثمن.
هذا هو الأمر: القوارب خارج الشبكة آخذة في الارتفاع. يطارد المزيد من البحارة في عطلة نهاية الأسبوع والبحارة المتفرغين حلم الاستقلالية في مجال الطاقة. تعد الطاقة الشمسية بالصمت والاستدامة والحرية. ولكن هناك أيضاً سوء فهم كبير لها.
تقدم هذه المدونة أكثر من مجرد إرشادات. إنها مزيج من الوضوح التقني، والصدق الوحشي، وإرشادات الإعداد العملية. لأن الطاقة الشمسية لا تتعلق فقط بإبقاء الأضواء مضاءة - بل تتعلق بعدم استنزاف عمر بطاريتك بصمت في كل مرة تسحب فيها المرساة.
لنبدأ بالحقيقة: هل يحافظ إعدادات الطاقة الشمسية لديك على أنظمتك على قيد الحياة - أو يقتلها ببطء؟
بطارية ليثيوم كامادا باور 12 فولت 100 أمبير
فهم بطارية قاربك قبل التفكير في الطاقة الشمسية
ما نوع البطارية التي لديك - وما أهميتها؟
تتطلب كل من AGM وGel وحامض الرصاص المغمور وحمض الرصاص المغمور وLiFePO4 - يتطلب كل منها ملف شحن مختلف. تتحمّل بطاريات حمض الرصاص المغمورة بعض إساءة الاستخدام ولكنها تفقد الماء وتتحلل بمرور الوقت. بطاريات AGMs محكمة الغلق ولكنها حساسة للحرارة. LiFePO4؟ نطاقات جهد دقيقة وإلا ستؤدي إما إلى إيقاف تشغيل نظام إدارة المحركات، أو الأسوأ من ذلك، ستدفع بالبطاريات إلى الهرب الحراري.
تختلف تفاوتات الجهد بشكل كبير. يجب أن تتطابق الفولتية العائمة وأوقات الامتصاص ومعدلات الشحن القصوى مع كيميائيتك. قم بوضع وحدة تحكم PWM عامة على بنك الليثيوم ولن يتم شحنها ببطء فحسب - بل يمكن أن تحرق الخلايا.
بصراحة، تعود معظم حالات فشل الطاقة الشمسية البحرية إلى هذا الخطأ الوحيد: شحن بطارية وكأنها عامة. إنه ليس كذلك. إنه نظام كيميائي يتفاعل في الوقت الحقيقي.
ما مقدار الطاقة التي يستخدمها قاربك فعلياً يومياً؟
لنكن واقعيين. ضوء المرساة ونظام تحديد المواقع العالمي وثلاجة البيرة ليست مجانية. أضف استخدامك للأمبير في الساعة:
- مصباح المرساة: 0.5 أمبير × 10 ساعات = 5 أمبير في الساعة
- ثلاجة 12 فولت 4 أمبير × 8 ساعات = 32 أمبير/ساعة
- الملاحة 1.5 أمبير × 4 ساعات = 6 أمبير/ساعة
- الهواتف والمراوح والمضخات ~20 أمبير/ساعة
أي 60-70 أمبير/اليوم بسهولة. مع بطارية ليثيوم 12 فولت 100 أمبير، فأنت تقوم بتشغيل ما يقرب من عمق التفريغ الكامل يوميًا. غير مستدام إلا إذا قمت بإعادة الشحن بالكامل كل دورة.
اختلافات الشحن الحرجة حسب نوع البطارية
السائبة والامتصاصية والعائمة - كل كيمياء بطارية لها منحنى مفضل. بطاريات الهلام تكره الجهد العالي. الليثيوم يكره التقطير. يحتاج حمض الرصاص إلى شحن كامل لتجنب الكبريتات.
استخدم أحد العملاء الميدانيين ذات مرة نفس ملف تعريف وحدة التحكم في جميع بطاريات قاربه الثلاث (بطارية التشغيل والبطارية المنزلية وبطارية التصيد). لم تكن بطاريته من نوع LiFePO4 تصل إلى أعلى مستوى لأن جهد العوامة كان محددًا عند 13.4 فولت. على مدار ستة أشهر، فقد 151 تيرابايت 3 تيرابايت من السعة القابلة للاستخدام. لم يكن خطأ البطارية. كانت إعدادات البرنامج سيئة.
تصميم نظام الشحن بالطاقة الشمسية المثالي للاستخدام البحري
كم واط تحتاج حقاً لشحن بطارية قارب؟
إليك قاعدة أثق بها: 200 واط من اللوحة لكل 100 أمبير في الساعة من البطارية إذا كنت تستخدم 50% يومياً. لماذا؟ لأن اللوحات نادراً ما تقدم تصنيفات اللوحة. فالغطاء السحابي، وزاوية الشمس، والحرارة - كل ذلك يقلل من الناتج.
تُظهر الإدارة القومية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) متوسط ساعات الشمس في الجنوب الساحلي الأمريكي عند 5.5 / 5 في اليوم. لوحة 100 واط؟ ربما تعطيك 350 واط ساعة يومياً. إذا كان حمولتك اليومية 60 أمبير/ساعة (حوالي 720 واط/ساعة)، فأنت بحاجة إلى 250 واط على الأقل لمجرد تحقيق التعادل.
انسَ أسطورة "الشحن القليل يكفي". إن شحن بنك LiFeFePO4 بالتقطير يشبه محاولة ملء حوض استحمام بزجاجة رذاذ.
اختيار الألواح الشمسية البحرية (ليست كل الألواح مقاومة للقوارب)
الألواح المرنة مثيرة - حتى تنفصل. توفر الألواح أحادية البلورية أفضل إنتاجية لكل بوصة مربعة. ولكن ما الذي يهم أكثر؟ جودة البناء. مقاومة للأشعة فوق البنفسجية. موصلات محكمة الغلق بالمياه المالحة.
العلامات التجارية مثل Solbian وSunPower مصممة للاستخدام البحري. لقد رأيت ألواحاً رخيصة لا تحمل اسماً رخيصاً تتصدع من مجاذيف الزوارق أو تتآكل في المحطات بعد أسبوع واحد ممطر في جزر البهاما.
ثق بي: اشترِ مرة واحدة وابكِ مرة واحدة.
وحدات التحكم MPPT مقابل وحدات التحكم PWM - أيهما يستحق العناء على القارب؟
يعد PWM جيدًا إذا كان جهد اللوحة مطابقًا لجهد البطارية. لكن القوارب تتحرك، والظل يضرب بشكل مختلف، وMPPT يضيء في الضوء الجزئي. بالإضافة إلى ذلك، تمنحك MPPT منحنيات شحن قابلة للبرمجة - وهو أمر ضروري للليثيوم.
كان لدى أحد العملاء وحدة $300 MPPT ولكنه قام بتوصيلها بدون صمامات. أول عاصفة رعدية؟ أحرق التيار الكهربائي وحدة التحكم. لم يكن خطأه اختيار MPPT. بل كان تخطي أسلاك الأمان. مما يؤدي إلى...
مخططات الأسلاك ومكونات السلامة الرئيسية
الحد الأدنى:
- صمامات مضمنة على كلا الخطين الموجب
- قواطع الدائرة الكهربائية بالقرب من البطارية
- حجب الصمامات الثنائية في حالة استخدام أنواع الألواح المختلطة
- التأريض إلى الناقل السالب للمحرك
التيار العكسي ليس مزحة. الألواح الشمسية يمكن تفريغ بطارياتك ليلاً إذا لم تكن معزولة. الأمر أشبه بتركيب باب للكهرباء - فهي تأتي وتذهب.
الأخطاء الشائعة التي تقتل بطاريات القوارب - حتى مع تركيب الطاقة الشمسية
الشحن الزائد أو الناقص في التخزين الموسمي
هل تترك نظامك متصلاً طوال الشتاء بدون حمل ووحدة تحكم رخيصة؟ إما أن تتدفق بطارياتك حتى الموت أو تطفو أكثر من اللازم. كلاهما يقتل القدرة.
هل هناك حلول؟ استخدم مؤقتات قابلة للبرمجة. وحدات تحكم ذكية مع تعويض درجة الحرارة. أو الأفضل-فصل.
لقد اعتدت تخزين قاربي في فلوريدا مع ترك الطاقة الشمسية طوال فصل الشتاء. كانت البطاريات تعود دائماً أضعف. بمجرد أن بدأت بفصل البطاريات وموازنتها في الربيع، تضاعف عمر البطاريات.
تركيب الألواح بشكل غير صحيح للظروف البحرية
ألواح مثبتة بشكل مسطح تطبخ بالحرارة الخاصة بها. أما الألواح المائلة، حتى لو كانت بزاوية 15 درجة فقط، فتتخلص من الماء بشكل أفضل وتبقى أكثر برودة.
أيضاً: لا تركب بالقرب من الأجهزة المتحركة. لقد رأيت أذرع ذراع الرافعة تمزق الألواح المرنة مثل الزبدة.
أطقم الطاقة الشمسية "الكل في واحد" للقوارب - المخاطر الخفية
أطقم $200 على الإنترنت؟ مغرية. ولكنني اختبرت واحدة العام الماضي ادعت أنها "متوافقة مع LiFePO4". الواقع؟ شحن ثابت بجهد 14.2 فولت - لا يوجد تعديل للتعويم. في غضون ثلاثة أسابيع، أظهرت بطاريتي الاختبارية تورماً.
والأسوأ من ذلك؟ موصلات MC4 البلاستيكية التي تشققت أثناء موجة البرد في ولاية ماين.
مفهوم خاطئ: أي طاقة شمسية أفضل من لا شيء
ليس دائمًا. يمكن لإعدادات الطاقة الشمسية غير المتطابقة أن تؤدي إلى تغذية عكسية أو تسبب استنزافاً طفيلياً أو تعطي راحة بال زائفة. لن تعوض اللوحة الخفيفة التي توفر 2 وات مضخة آسن تعمل على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع.
ممارسات ذكية للشحن بالطاقة الشمسية على القوارب على المدى الطويل وبدون قلق
إعداد نظام مراقبة (حتى لا تخمن)
يمنحك Victron SmartShunt أو Renogy BT-2 أو حتى مقياس الفولتميتر الأساسي بيانات مباشرة. يهم الجهد والتيار وحالة الشحن.
اللوحات الحية: اضبط التنبيهات. اعرف متى تنخفض إلى أقل من 50%. لا تعتمد على "يبدو الجو مشمساً".
تناوب تعرض اللوحة الدورية والتحسين الموسمي
إضافة حوامل قابلة للتعديل. تدوير الألواح عند تثبيتها. استخدم الطاقة وقت الظهيرة عندما تكون الطاقة الشمسية في أقوى حالاتها.
لقد قمت ببناء لوحة بذراع متأرجحة لعميل طراد - لقد ضاعفت الإنتاج من خلال السماح له بمواجهة الشمس مباشرة. التكلفة؟ \$45 في أجزاء، ساعتين مع المثقاب.
نصائح للصيانة: الملح والظل وفحص النظام
امسح الألواح شهرياً. افحص الأسلاك كل موسم. ابحث عن أي صدأ أو أطراف مفكوكة. قم بتحديث البرامج الثابتة.
ملح + إلكترونيات = كارثة بمرور الوقت. تتفوق الوقاية على استكشاف الأخطاء وإصلاحها في الخارج.
هل ستعمل الطاقة الشمسية على تشغيل القوارب بالكامل؟
ما الجديد في تكنولوجيا الطاقة الشمسية والبطاريات البحرية
يجري اختبار الأقمشة الشمسية المنحنية. ألواح خفيفة الوزن وشبه شفافة يمكن أن تلتف حول البيميني. بطاريات الحالة الصلبة واعدة، ولكن هل يمكن طرحها تجارياً؟ ربما في عام 2030.
محولات التيار المستمر إلى التيار المستمر موجودة بالفعل، مما يتيح لك شحن بطارية بدء التشغيل من البطارية المنزلية التي تغذيها الطاقة الشمسية. تغير قواعد اللعبة بالنسبة للأنظمة المعزولة.
ظهور اليخوت الشمسية المستقلة ذاتية القيادة
تخيل هذا: طوافات تعمل بالليثيوم المشحون بالليثيوم (LiFePO4) مزودة بمصفوفات شمسية بقدرة 2 كيلوواط، وشحن منظم بنظام إدارة المباني، ودفع كهربائي. إبحار صامت. بدون ديزل.
إنه ليس حلماً. إن مراقب الطاقة أثبت المشروع جدواه. أعتقد أننا سنرى نماذج إنتاج في غضون 5 سنوات.
الخاتمة
تكون الطاقة الشمسية على القوارب ساحرة عندما يتم تنفيذها بشكل صحيح: صامتة ومستدامة ومرضية. لكن الإعدادات غير الصحيحة تضر أكثر مما تساعد.
قم بمراجعة نظامك. طابق كيمياء بطاريتك. راقب استخدامك الحقيقي. وقم بالبناء من أجل الملح والعواصف والمواسم.
كامادا باور محترف الشركات المصنعة لبطاريات القوارب في الصينحيث توفر حلولاً احترافية مخصصة للبطاريات البحرية. اتصل بنا للحلول المخصصة.
الأسئلة الشائعة
هل يمكنك استخدام الألواح الشمسية لشحن البطاريات البحرية؟
بالتأكيد. ولكن يجب أن يكون حجمها صحيحاً ومقترنة بوحدة التحكم المناسبة لكيمياء البطارية.
ما هو حجم اللوح الشمسي الذي أحتاجه لبطارية قارب؟
200 واط تقريباً لكل 100 أمبير من البطارية لكل 100 أمبير في الساعة لركوب الدراجات اليومية. أكثر إذا كنت تقوم بتشغيل الثلاجات أو الأجهزة الإلكترونية طوال الليل.
هل ستزيد الألواح الشمسية من شحن بطارية قاربي؟
ليس إذا كنت تستخدم وحدة تحكم MPPT عالية الجودة مع الإعدادات الصحيحة. غالبًا ما تفتقر المجموعات الرخيصة إلى التحكم المناسب في التعويم والامتصاص.