Úvod
Viděl jsem příliš mnoho námořníků zabít $2,000 lithiové banky tím, že důvěřuje levné solární soupravy, které si koupili on-line, aniž by četl po prvním řádku příručky. Jeden člověk namontoval 100W flexibilní panel přímo na tmavě modrý bimini - bez proudění vzduchu, s nulovým nastavením úhlu. O šest měsíců později? Oteklé články a mrtvý regulátor nabíjení. Myslel si, že solární energie je řešení, ale ve skutečnosti nainstaloval drahý zabiják baterií.
To je věc: off-grid lodní doprava je prudce rostoucí. Za snem o energetické nezávislosti se vydává stále více víkendových jachtařů i křižníků na plný úvazek. Solární energie slibuje ticho, udržitelnost a svobodu. Je však také velmi nepochopená.
Tento blog přináší více než jen návody. Je to směs technické srozumitelnosti, brutální upřímnosti a praktických návodů k nastavení. Protože solární energie není jen o tom, aby vám svítila světla, ale také o tom, abyste při každém vytažení kotvy v tichosti nevybíjeli životnost baterie.
Začněme pravdou: Udržuje vaše solární zařízení vaše systémy při životě - nebo je pomalu zabíjí?
kamada power 12V 100ah lithiová baterie
Poznejte svou lodní baterii ještě předtím, než začnete přemýšlet o solární energii
Jaký typ baterie máte - a proč na tom záleží?
AGM, gelové, zaplavené olověné akumulátory a LiFePO4 - každý vyžaduje jiný nabíjecí profil. Zaplavené olověné akumulátory snesou určité zacházení, ale časem ztrácejí vodu a degradují. AGM jsou utěsněné, ale citlivé na teplo. LiFePO4? Přesné rozsahy napětí, jinak dojde buď k vypnutí BMS, nebo v horším případě k tepelnému vyčerpání.
Tolerance napětí se výrazně liší. Napětí plováku, doba absorpce a maximální rychlost nabíjení musí odpovídat vaší chemii. Pokud na lithiovou banku nasadíte obecný PWM regulátor, nebude se nabíjet jen pomalu - může články usmažit.
Upřímně řečeno, většina selhání solárních zařízení na moři má původ v této jediné chybě: nabíjení baterie, jako by byla generická. Není. Je to chemický systém, který reaguje v reálném čase.
Kolik energie denně spotřebuje vaše loď?
Buďme realisté. Vaše kotevní světlo, GPS a lednička na pivo nejsou zadarmo. Sečtěte spotřebu ampérhodin:
- Kotevní světlo: 0,5A x 10h = 5Ah
- Chladnička na 12 V: 4A x 8h = 32Ah
- Navigace: Úvodní stránka 1,5A x 4h = 6Ah
- Telefony, ventilátory, čerpadla: ~20Ah
To je snadno 60-70 Ah/den. S a 12 V 100 Ah lithiová baterie, denně se blížíte plné hloubce vybití. Není to udržitelné, pokud nebudete dobíjet plně každý cyklus.
Kritické rozdíly v nabíjení podle typu baterie
Objemové, absorpční, plovoucí - každá chemická složka baterie má svou preferovanou křivku. Gelové baterie nesnášejí vysoké napětí. Lithiové nesnášejí trickle. Olověné baterie potřebují plné nabití, aby se zabránilo sulfataci.
Jeden klient v terénu kdysi používal stejný profil regulátoru pro všechny tři baterie své lodi (startovací, domácí, trollingovou). Jeho baterie LiFePO4 se nikdy nenaplnila, protože plovoucí napětí bylo omezeno na 13,4 V. Během šesti měsíců ztratil 15% využitelné kapacity. Nebyla to chyba baterie. Bylo to špatným nastavením softwaru.
Návrh ideálního solárního nabíjecího systému pro námořní použití
Kolik wattů skutečně potřebujete k nabíjení lodní baterie?
Zde je pravidlo, kterému věřím: 200W panelu na 100Ah baterie, pokud používáte 50% denně. Proč? Protože panely zřídkakdy dosahují jmenovitých hodnot. Oblačnost, úhel slunce, teplo - to vše snižuje výkon.
NOAA uvádí, že průměrný počet slunečních hodin na jihu pobřeží USA je 5,5 hodin denně. Ten 100W panel? Možná vám dá 350Wh denně. Pokud je vaše denní zatížení 60 Ah (~ 720Wh), potřebujete alespoň 250W, abyste se vyrovnali.
Zapomeňte na mýtus o tom, že "stačí nabíjet proudem". Nabíjení baterie LiFePO4 je jako snažit se naplnit vanu rozprašovačem.
Výběr solárních panelů pro lodě (ne všechny panely jsou odolné vůči lodím)
Pružné panely jsou sexy - dokud se nerozloží. Monokrystalické panely nabízejí nejlepší výkon na čtvereční palec. Na čem ale záleží víc? Kvalita provedení. Odolnost proti UV záření. Konektory utěsněné proti slané vodě.
Značky jako Solbian a SunPower jsou konstruovány pro použití na moři. Viděl jsem, jak levné panely no-name praskají od pádel na člunu nebo korodují na svorkách po jediném deštivém týdnu na Bahamách.
Věřte mi: jednou kupte, jednou plačte.
MPPT vs. PWM regulátory - který se vyplatí na lodi?
PWM je v pořádku, pokud napětí panelu odpovídá napětí baterie. Ale lodě se pohybují, stín dopadá jinak a MPPT svítí při částečném osvětlení. MPPT navíc umožňuje programovat nabíjecí křivky - u lithiových baterií je to nutnost.
Jeden klient měl jednotku $300 MPPT, ale zapojil ji bez pojistek. První bouřka? Přepětí usmažilo řídicí jednotku. Jeho chybou nebylo, že si vybral MPPT. Bylo to vynechání bezpečnostního zapojení. Což vede k...
Schémata zapojení a klíčové bezpečnostní komponenty
Minimálně:
- Řadové pojistky na obou kladných vedeních
- Jističe v blízkosti baterie
- Blokovací diody při použití smíšených typů panelů
- Uzemnění zpět na zápornou sběrnici motoru
Zpětný proud není žádná legrace. Solární panely může v noci vybíjejte baterie, pokud nejsou izolované. Je to jako instalace psích dvířek pro elektrony - přicházejí a odcházejí.
Běžné chyby, které ničí lodní baterie - i s instalovanou solární energií
Nadměrné nebo nedostatečné nabíjení při sezónním skladování
Nechat systém připojený celou zimu bez zátěže a s levným regulátorem? Vaše baterie se buď ubijí k smrti, nebo se přeplní. Obojí zničí kapacitu.
Řešení? Používejte programovatelné časovače. Chytré regulátory s teplotní kompenzací. Nebo lépe - odpojení.
Kdysi jsem na Floridě skladoval loď se zapnutým solárním systémem po celou zimu. Baterie se vždy vrátily slabší. Jakmile jsem je na jaře začal odpojovat a vyvažovat, životnost se zdvojnásobila.
Nesprávná montáž panelů v námořních podmínkách
Ploché panely vaří ve vlastním teple. Panely nakloněné třeba jen o 15 stupňů lépe odvádějí vodu a zůstávají chladnější.
Také: nemontujte zařízení v blízkosti pohyblivého hardwaru. Viděl jsem, jak výložníky prorazily ohebné panely jako máslo.
Solární soupravy "vše v jednom" pro lodě - skrytá rizika
Sady $200 online? Lákavé. Ale loni jsem testoval jednu, která tvrdila, že je "kompatibilní s LiFePO4". Skutečnost? Pevné nabíjení 14,2 V - žádné nastavení plováku. Během tří týdnů se u mé testovací baterie projevilo bobtnání.
A co hůř? Plastové konektory MC4, které praskly během mrazů v Maine.
Mylná představa: Jakákoli solární energie je lepší než žádná
Ne vždy. Nesourodá solární soustava může způsobit zpětné napájení, parazitní odtok nebo falešný klid. Panel dodávající 2 W nevyváží čerpadlo běžící 24 hodin denně, 7 dní v týdnu.
Chytré postupy pro dlouhodobé solární nabíjení na lodích bez starostí
Nastavení monitorovacího systému (abyste nemuseli hádat)
Victron SmartShunt, Renogy BT-2 nebo dokonce základní voltmetr vám poskytnou živé údaje. Záleží na napětí, proudu a stavu nabití.
Živé lodě: nastavení výstrah. Zjistěte, kdy se ponoříte pod 50%. Nespoléhejte se na to, že "vypadá slunečně".
Rotační expozice panelů a sezónní optimalizace
Přidejte nastavitelné držáky. Po ukotvení otáčejte panely. Využívejte energii v poledne, kdy je sluneční záření nejsilnější.
Pro zákazníka z křižníku jsem postavil panel s výkyvným ramenem - zdvojnásobil výkon tím, že byl obrácen přímo ke slunci. Náklady? \$45 v součástkách, dvě hodiny s vrtačkou.
Tipy pro údržbu: Sůl, stín a kontrola systému
Panely otírejte každý měsíc. Každou sezónu zkontrolujte elektroinstalaci. Hledejte rez nebo uvolněné svorky. Aktualizujte firmware.
Sůl + elektronika = časem katastrofa. Prevence je lepší než řešení problémů na moři.
Bude solární energie někdy plně pohánět lodě?
Co se chystá v oblasti solární a bateriové techniky pro námořní dopravu
Testují se zakřivené solární tkaniny. Lehké poloprůhledné panely by mohly obepínat bimini. Slibné jsou polovodičové baterie, ale komerční nasazení? Možná v roce 2030.
Měniče DC-DC jsou již k dispozici a umožňují nabíjet startovací baterii ze solárního zdroje. Pro izolované systémy to znamená změnu hry.
Vzestup autonomních solárních jachet
Představte si to: Katamarány poháněné LiFePO4 s 2kW solárními panely, nabíjením regulovaným pomocí BMS a elektrickým pohonem. Tichá plavba. Žádná nafta.
Není to sen. Na Energy Observer projekt prokázal životaschopnost. Věřím, že se do pěti let dočkáme sériových modelů.
Závěr
Solární energie na lodích je kouzelná, pokud je správně provedena: tichá, udržitelná, uspokojující. Polovičaté nastavení však více škodí, než pomáhá.
Proveďte audit systému. Shodujte se s chemickým složením baterie. Sledujte skutečné využití. A připravte se na sůl, bouřky a roční období.
Kamada Power je profesionální Výrobci lodních baterií v Číně, poskytující profesionální řešení námořních baterií na míru. Kontaktujte nás pro řešení na míru.
ČASTO KLADENÉ DOTAZY
Lze k nabíjení lodních baterií používat solární panely?
Rozhodně. Musí však být správně dimenzovány a spárovány se správnou řídicí jednotkou pro chemický složení baterie.
Jakou velikost solárního panelu potřebuji pro lodní baterii?
Zhruba 200 W na 100 Ah baterie pro denní cyklování. Více, pokud přes noc provozujete ledničku nebo elektroniku.
Budou solární panely přebíjet baterii mé lodi?
Ne, pokud použijete kvalitní regulátor MPPT se správným nastavením. Levné sady často postrádají správné řízení plováku a absorpce.