Blog

Скільки сонячної енергії мені потрібно для мого будинку на колесах?

Потреби в енергії RV у кожного унікальні. Моя мета цієї публікації – навчити вас основам того, як працює сонячна енергія для будинків на колесах.

У цьому пості я допоможу вам визначитися:

• ваші потреби в енергії за допомогою сонячного калькулятора RV
• прикинути, скільки сонячних панелей вам потрібно
• скільки батарей вам знадобиться для живлення вашого фургона

Я був на вашому місці, коли ми готувалися до постійних подорожей у нашому автофургоні. Я мав дуже мінімальні електричні знання та досвід за межами зміни стельового вентилятора. На щастя, Інтернет – це дивовижне місце.

Після сотень годин досліджень я набрався достатньо впевненості, щоб самостійно встановити нашу сонячну систему RV. Завершення цього проекту було схоже на досягнення всього життя.

За допомогою цієї серії сонячних панелей RV я хочу допомогти вам зробити те, про що ви навіть не підозрювали, що здатні досягти.

Як працює сонячна енергія RV?

Хоча існує необмежена кількість способів налаштувати сонячну систему відповідно до ваших потреб, кожна система складається з 3 основних частин:

• Сонячні панелі. Отримуйте необроблену енергію від сонця
• Контролер заряду. Перетворює необроблену енергію від панелей у формат, який можна легко зберігати
• Батареї. Зберігайте енергію, щоб використовувати її, коли сонце не виходить

Наявність цих компонентів дозволить вам використовувати енергію постійного струму. Більшість будинків на колесах налаштовані на використання постійного струму для освітлення, водяного насоса, слайдів, холодильника та печі. Багато нових установок також мають USB-порти, що використовують енергію постійного струму для зарядки невеликих електронних пристроїв, таких як мобільні телефони.

Якщо ви хочете використовувати живлення змінного струму (звичайні побутові вилки), вам потрібно буде додати інвертор з вашою системою. Інвертори беруть енергію постійного струму, що зберігається у ваших батареях, і змінюють її на енергію змінного струму, яку ви можете використовувати для телевізора та мікрохвильової печі.

Інвертори можуть бути досить дорогими (200. 5000 000) залежно від того, які прилади ви хочете запустити, тому багато власників будинків на колесах вирішують зробити свої системи простими і покладаються на живлення від постійного струму.

Наприклад, ми любимо нашу еспресо-машину та фритюрницю і використовуємо їх щодня, тому вирішили інвестувати в потужний інвертор на 3000 Вт інвертор який обійшовся нам у 1100.

Я розповім про компоненти системи більш детально в нашому пості “Скільки коштує сонячна електростанція для автофургонів”, де я також проведу вас через наше налаштування та допоможу порівняти бренди відповідно до ваших потреб, а також ціни.

Для цієї статті вам достатньо знати приблизну схему того, як панелі, контролер заряду, батареї та інвертор працюють разом для живлення вашої установки.

Якщо у вас голова йде обертом від всієї цієї інформації, я рекомендую вам переглянути це відео, в якому описано просте налаштування сонячної системи для автофургонів. Джаред з All About RVs – неймовірне джерело інформації про різноманітні проекти та гаджети для будинків на колесах.

Калькулятор сонячної енергії для автофургонів

Для оцінки вашого енергоспоживання знадобиться трохи досліджень та математики. Щоб полегшити вам роботу (і зняти математичну частину з ваших рук), я створив для вас цей калькулятор сонячної енергії RV для використання.

Почніть з переліку приладів, які ви будете використовувати в дорозі, і як довго ви плануєте використовувати кожен з них. Я заповнив електронну таблицю даними про наше середнє використання приладів для довідки.

Після того, як ви отримаєте цей список, вам потрібно буде дослідити використання ват для кожного приладу. Більшість приладів мають максимальну потужність, зазначену на наклейці внизу або ззаду. Якщо ви не можете знайти наклейку, ви можете знайти пристрій в Інтернеті.

Після того, як ви введете цю інформацію в калькулятор, він оцінить розміри масиву сонячних панелей (у ватах) і акумулятор банк (в ампер-годинах), який вам знадобиться для підтримки використання енергії поза мережею.

Хоча калькулятор є простою оцінкою, ми виявили, що наша оцінка дуже близька до нашого фактичного щоденного використання. Я включив скріншот з нашого додатку контролера заряду, який показує, скільки енергії ми використали за останні 4 дні. Ми, як правило, використовуємо близько 2 кВт-год (2 000 ват-годин) на день для двох дорослих.

Вибір розміру акумуляторної батареї для автономної системи

Якщо ви хочете відключити свій будинок або бізнес від електромережі, вам знадобиться накопичувач енергії для зберігання енергії, що надходить від ваших сонячних фотоелектричних панелей та/або вітрогенератора. Батареї є найпоширенішим способом зберігання енергії, і вони бувають різних типів і розмірів. Більшість автономних систем використовують або залиті, або герметичні свинцево-кислотні акумулятори. Зазвичай вони забезпечують найкращу щільність енергії за найкращою ціною, але останнім часом літій-іонні акумулятори зменшуються і стають все більш популярними, оскільки вони мають набагато вищу щільність енергії, ніж свинцево-кислотні акумулятори. Це означає, що таку саму кількість енергії можна зберігати на значно меншій площі.

Першим кроком у правильному виборі розміру системи зберігання є визначення кількості енергії, яку ви використовуєте протягом дня. Якщо ви ще не знаєте, натисніть тут, щоб дізнатися, як це розрахувати. Після того, як ви отримали це, вам потрібно вирішити, скільки днів зберігання вам потрібно, щоб пережити кожну ніч і дні, коли немає сонячної або вітрової енергії, щоб використовувати її. Для більшості регіонів достатньо 2-3 днів зберігання. Наприклад, якщо ви хочете встановити сонячну систему аерації ставка, яка використовує 2 кВт-год на добу (24 години), і вам потрібно 2 дні зберігання для похмурої погоди, то 2 кВт-год х 2 дні = 4 кВт-год. Отже, вам потрібно мати можливість зберігати принаймні 4 кВт-год.

Тип акумулятора Глибина розряду

Наступний крок – вирішити, що ви збираєтеся використовувати для батарей. Стандартні автомобільні акумулятори для запуску двигунів внутрішнього згоряння не підходять для цього застосування, оскільки вони не розраховані на постійну розрядку і зарядку. Вони призначені для підтримки певної напруги під час роботи автомобіля, щоб підтримувати функціонування електричних компонентів за допомогою генератора змінного струму, а також для забезпечення великого миттєвого і короткого сплеску потужності для запуску автомобіля, так звані стартерні акумулятори. Для автономної акумуляторної батареї вам знадобляться батареї глибокого циклу, такі як ті, що використовуються в будинках на колесах, гольф-карах, плавучих будинках і т.д. Ці акумулятори призначені для постійного заряджання та розряджання. Оскільки термін служби батареї залежить від того, скільки повних циклів заряду/розряду вона пройде (повністю розрядиться і зарядиться), рекомендується обмежити глибину розряду (DOD, тобто наскільки низько ви їх розряджаєте), щоб батареї не проходили через повний цикл заряду. Для свинцево-кислотних акумуляторів рекомендований ліміт DOD становить ~50%. Отже, якщо акумулятор починає заряджатися на 100% ємності, а потім розряджається на 50%, перш ніж знову заряджається до повної ємності, то це не вважається повним циклом заряджання і мінімально впливає на термін його служби. Розуміння та застосування рекомендованого DOD означає різницю між тим, що ваші батареї прослужать лише 2 роки проти 10 років. DOD для літій-іонних акумуляторів зазвичай становить ~75%, тому вони можуть бути дорожчими, але в цьому відношенні вони трохи більш поблажливі. Для кращого розуміння того, як напруга акумулятора пов’язана зі станом його заряду, зверніться до діаграми нижче.

Оскільки рекомендований DOD зменшить кількість енергії, яку можна отримати від акумулятора, це вплине на те, скільки саме ємності вам знадобиться. Повертаючись до 4 кВт-год акумуляторна батарея Наприклад, якщо ви встановите свинцево-кислотну батарею потужністю 4 кВт-год банк для задоволення ваших потреб у 2 кВт-год/день, але може розрядити батареї лише на 50%, тобто реальна ємність – 4 кВт-год банк насправді становить лише 50% від цієї кількості, 2 кВт-год. Тож вам доведеться подвоїти банк розмір щоб задовольнити ваші вимоги, тобто: 4 кВт-год / 0.5 = 8 кВт-год загальної ємності.

Якщо ви використовуєте 75% DOD з літій-іонним акумулятором ємністю 4 кВт-год, то реальна ємність буде лише 4 x 0.75 = 3 кВт-год. Щоб отримати реальну ємність 4 кВт-год при 75% DOD, просто розділіть 4 кВт-год на 75%:4 / 0.75 = 5.Потрібно 3 кВт-год загальної літій-іонної ємності.

Температурний допуск

Ми ще не закінчили. Ємність акумулятора також сильно залежить від температури. Наведені вище цифри базуються на батареях, що зберігаються при кімнатній температурі. Чим холодніше середовище, в якому вони знаходяться, тим менше енергії вони можуть зберігати. Якщо ваші батареї будуть встановлені в холодному середовищі, наприклад, у господарському сараї або неопалюваному гаражі взимку, то було б непогано побудувати ізольовану коробку або шафу для їх зберігання, щоб збільшити їхню ємність. Ви повинні прагнути до того, щоб простір в акумуляторному відсіку був вище.5°C (23°F), якщо це можливо, при цьому забезпечте вентиляцію на відкритому повітрі для будь-якого водневого газу, який може утворитися під час заряджання акумуляторів (якщо вони залиті свинцевою кислотою). Хоча це допоможе збільшити ємність, це все одно не так добре, як зберігання батарей при кімнатній температурі. Отже, щоб компенсувати неминуче падіння ємності на холоді, вам слід помножити загальну ємність в ідеальних умовах на 1.5. Наприклад, свинцево-кислотна батарея DOD ємністю 8 кВт-год/4 кВт-год при 50% заряду банк розрахована на попередньому кроці, повинна бути 8 х 1.5 = 12 кВт-год загальної ємності для задоволення тих самих енергетичних потреб, якщо зберігати їх у холодному середовищі. Якщо вони будуть зберігатися в приміщенні при кімнатній або близькій до неї температурі, то вам не варто хвилюватися. Залиті свинцево-кислотні батареї все одно потрібно виносити на вулицю, оскільки під час заряджання вони будуть виділяти водень, а він дуже вибухонебезпечний.

Тепер, коли ви знаєте, як правильно розрахувати потребу в потужності, настав час подумати про те, якою буде напруга вашої системи зберігання, і визначити конфігурацію електропроводки. Невеликі системи RV та обладнання для кемпінгу зазвичай працюють на 12 В. Більшість великих автономних установок (~ 500 Вт) зазвичай підключені до більш високої напруги для кращої ефективності, зазвичай 24-48 В. У випадку з прикладом аераційної системи на сонячних батареях, я б вибрав акумуляторну батарею на 24 В.

Визначившись із напругою системи, ми можемо визначити загальну ємність акумулятора банк в ампер-годинах, щоб точно визначити, скільки батарей потрібно для створення банку. Якщо банк побудований для зберігання 8 кВт-год енергії при напрузі ~24 В, то загальна ємність в ампер-годинах повинна становити: Аг = Вт-год / В = 8000 / 24 = 333.3 ампер-години.

Батареї випускаються в діапазоні напруг і ємностей, як правило, 2 В, 6 В і 12 В, а також від 30 А-год до понад 1000 А-год. Оскільки наш приклад аератора ставка вимагає батареї на 24 В банк, це означає, що будуть послідовні з’єднання принаймні між двома батареями для збільшення напруги. При підключенні акумуляторної батареї можна використовувати дві різні конфігурації або їх комбінацію: послідовне та паралельне з’єднання. При послідовному з’єднанні ви підключаєте негативну клему одного акумулятора до позитивної клеми іншого батарея. Це пов’язує їх між собою так, що струм тече від однієї батареї до іншої послідовно. Таким чином створюється нова, більша батарея (банк) з такою ж ємністю в ампер-годинах, як і окремі батареї, але вдвічі більшою напругою в цілому. Наприклад, якщо вони були розраховані на 12 В і 200 ампер-годин кожна, то дві послідовно з’єднані батареї все одно матимуть 200 ампер-годин ємності, але при напрузі 24 В замість 12 В. При паралельному підключенні ви підключаєте позитивну клему від одного акумулятора до іншого, і так само з негативними клемами. На прикладі батареї 12 В/200 А-год, коли ви з’єднаєте їх паралельно і під’єднаєте з обох боків батареї дроти від мультиметра для зчитування напруги, вона все одно показуватиме 12 В. Але замість цього ємність ампер-години подвоюється з 200 до 400. Однак у будь-якій конфігурації загальна потужність у ват-годинах або кВт-год залишається незмінною. Пам’ятайте, вольти х ампер = вати. Отже, 12 В х 400 ампер-год = 4800 ват-годин (або 4.8 кВт-год), а 24 В x 200 ампер-годин все одно = 4800 ват-годин.

Ось короткий курс з визначення розміру акумуляторної системи

Як обговорювалося кілька днів тому на Четвертому дні зберігання, глибина розряду відіграє важливу роль при виборі розміру акумуляторів, оскільки батареї повинні бути розраховані відповідно до фактичної кількості корисної енергії, що зберігається. Перевірте гарантію на акумулятор, щоб отримати найбільш точну інформацію про глибину його розряду. Наприклад:

• 80% DoD = 3.5 кВт-год x.8 = 2.8 кВт-год
• 90% DoD = 3.5 кВт-год x.9 = 3.1 кВт-год
• 100% DoD = 3.5 кВт-год x.1 = 3.5 кВт-год

Визначення розмірів на основі навантажень

Найважливішим кроком при виборі розміру акумуляторної системи є визначення необхідного або бажаного обсягу зберігання енергії – найчастіше з використанням показника кВт-год на добу. Мінімальне значення кВт-год на добу можна розрахувати, виходячи з потужності та часу роботи всіх потенційних навантажень, які повинна підтримувати система. Звідси батарея розмір може бути скориговано залежно від того, чи призначена система для щоденних поїздок на велосипеді або для резервного живлення. Також слід враховувати профіль навантаження та бажану тривалість резервного живлення.

• 2.8 кВт/год при 80% DoD
• Розрахунок навантаження: 10 кВт-год на день
• Запити клієнтів: 1.5 днів резервного живлення
• 10 кВт-год x 1.5 днів = 15 кВт-год бажаного зберігання
• 15 кВт-год/2.8 кВт-год (акумулятор розмір) = 5.3 батареї

У цьому прикладі, виходячи з фактичної корисної кількості енергії для 5.3 з вибраних батарей, ви можете вибрати розмір до 6 батарей або округлити до 5 батарей, залежно від уподобань клієнта, або для створення додаткової подушки для непередбачених електричних навантажень, або для економії коштів і проектування більш консервативної системи.

Акумуляторна батарея в автономній резиденції губернатора Каліфорнії Джеррі Брауна.

При модернізації існуючої фотоелектричної установки для додавання сховища, розмір акумуляторної батареї найчастіше розраховується на основі розмір сонячної батареї. Важливо враховувати пікові сонячні години, дані фотоелектричних ват (реальне виробництво енергії в залежності від місця розташування) та розмір фотоелектричних модулів (кВт) як частину розрахунку. Крім того, дуже важливо, щоб система не перевищувала максимальну швидкість безперервного заряду акумулятора банк щоб запобігти пошкодженню та забезпечити довгий термін служби. Наприклад:

Батарея для системи: 3.5 кВт-год батарея з максимальним зарядом 1.7 кВт безперервного заряду Розмір фотоелектричної батареї: 4 кВт Середнє щоденне виробництво: 20 кВт-год на день 4 кВт (PV) / 1.7 кВт (макс. заряд батареї) = 2.3 батареї

Округляйте до 2.3 акумуляторні батареї, щоб визначити, що мінімальна кількість батарей буде три з 3.Батареї на 5 кВт-год.

Виходячи з щоденного вироблення фотоелектричної енергії: 20 кВт-год (фотоелектрична енергія в день) / 3.1 кВт-год (батарея при 90% DoD) = 6.4 (3.5 кВт-год батареї)

З цього розрахунку ви можете округлити до 7 або округлити до 6 батарей в залежності від уподобань клієнта (наприклад, режиму роботи).

Вимоги до потужності

Кожен батарея має максимальну ємність заряду та розряду. Ці показники повинні бути дотримані для адекватної зарядки акумулятора, як у фотоелектричних системах розмір (швидкість заряду) та значення безперервного навантаження, яке має підтримувати батарея (швидкість розряду).

Акумулятор для системи: 3.5 кВт-год з максимальним безперервним розрядом 1.7 кВт Домашній максимальний безперервний розряд: 6 кВт 6 кВт (безперервне навантаження) / 1.7 кВт (батарея максимальний розряд) = 3.5 батарей

Коли мова йде про вимоги до потужності, ви завжди округляєте в більшу сторону, щоб визначити мінімальний банк акумуляторів розмір. У цьому прикладі системі потрібні 4 з 3.5 акумуляторів.

Ця стаття вперше з’явилася в рамках серії статей Solar Builder “12 днів зберігання”.

Як продовжити термін служби акумуляторів вашого автофургона

Більшість батарея типи вимагають належного догляду, щоб функціонувати належним чином. Батареї зі свинцево-кислотним компонентом можуть бути з’єднані послідовно, де важливим фактором є батарея Термін служби – це те, наскільки глибоко він циклічно розряджається під час кожного використання.

Цикл роботи акумулятора – це одна повна розрядка зі 100 відсотків до приблизно 50 відсотків, а потім повторна зарядка до 100 відсотків.

Для обслуговування акумуляторів для автопричепів виконуйте такі дії:

• Заряджайте батареї після використання, щоб запобігти їх пошкодженню.
• Використовуйте вбудований зарядний пристрій для зарядки акумуляторів, коли ваш будинок на колесах підключений до електромережі.
• Не примушуйте батарею подавати більший струм, ніж вона повинна видавати протягом години.
• Якщо у вас свинцево-кислотні батареї глибокого циклу, обов’язково проводьте регулярні перевірки та обслуговування.
• Якщо ви використовуєте літій-іонні акумулятори, переконайтеся, що у вас є відповідний зарядний пристрій.

Які існують види акумуляторів глибокого циклу?

Акумулятори глибокого циклу бувають різних розмірів. Деякі з них позначені групами розмір, як група 24, 27 та 31. В основному, чим більший акумулятор, тим більше ампер-годин ви отримуєте. Залежно від ваших потреб та кількості вільного місця, є кілька варіантів, коли мова йде про батареї:

• Одна 12-вольтова 24-групова батарея глибокого циклу: з однієї батареї можна отримати від 70 до 85 А-год.
• Дві 12-вольтові 24-групові батареї: Коли батареї з’єднані разом, вони забезпечують від 140 до 170 А-год. Паралельне з’єднання збільшує кількість ампер-годин, але залишає напругу незмінною.
• Дві великі 6-вольтові батареї для гольф-карів: Вони повинні бути підключені послідовно, щоб вони могли виробляти всі 12 вольт, необхідні для автофургона. Послідовна проводка збільшить їх напругу, залишаючи години роботи акумулятора незмінними.
• Чотири великі 6-вольтові батареї: Послідовне з’єднання декількох батарей є складним процесом, але може забезпечити необхідні 12 вольт, подвоївши при цьому вашу ємність Аг вдвічі.

Що спричиняє несправність акумулятора автофургона?

Коли ваша батарея RV виходить з ладу, це може бути через недозаряд або перезаряд, дві найпоширеніші причини цієї проблеми.

Недозарядка

Хоча причиною можуть бути й інші фактори, несправність часто є наслідком частого розряджання акумуляторів без повної перезарядки між циклами. Якщо акумулятор залишається розрядженим протягом тривалого часу, він також піддається ризику. Багато типів акумуляторів не витримують такої обробки і з часом перестають працювати належним чином.

Сульфат, що міститься в акумулятор затвердіють і кристалізуються без повного заряджання. Це називається сульфатацією. Кристалізований сульфат у вашому акумуляторі з часом закріплюється на місці і не може знову перетворитися на активний матеріал пластин.

Перезарядка

Коли акумулятори заряджаються занадто довго або на занадто високій потужності, це може призвести до численних проблем. Акумулятори втрачають воду при перезаряджанні, і досить сильна втрата води може зробити їх непрацездатними. Пластини також можуть піддаватися корозії, якщо акумулятор перезаряджений. Корозія зробить ваш акумулятор ненадійним.

Залишайтеся з Kampgrounds of America

Готові вирушити в дорогу на своєму автофургоні? Забронюйте місце в кемпінгу KOA вже сьогодні або зв’яжіться з нами, якщо у вас виникнуть запитання. У нас є різні способи зупинитися, з великою кількістю кемпінгів для трейлерів, розташованих по всій країні.

Постійний експерт KOA з будинків на колесах Марк Полк та його дружина Дон заснували курс RV Education 101 у 1999 році. З того часу RV Education 101 допоміг навчити мільйони власників будинків на колесах та ентузіастів RV, як правильно та безпечно використовувати та обслуговувати свій RV. Улюблені заняття Марка в минулому – подорожі в їхньому 35-футовому будинку на колесах типу А та реставрація старовинних будинків на колесах, класичних автомобілів та вантажівок. Щоб дізнатись більше про те, як легко дізнатись про будинки на колесах, відвідайте RV Education 101. Не забудьте також ознайомитись з їх навчальним онлайн-курсом RV!

Не секрет, що спекотна літня погода може бути важкою для вашого автофургона. На щастя, кілька простих профілактичних перевірок фургонів на колесах для спекотної погоди можуть суттєво допомогти забезпечити готовність вашої установки до літніх поїздок.

Шукаєте ідеальний буксир для свого автофургона? У нас є кілька пропозицій! Ознайомтеся з нашим списком 10 найкращих буксирувальних автомобілів для трейлерів.

Обслуговування будинку на колесах влітку має важливе значення для безперешкодної та безтурботної подорожі. Майте на увазі ці поради щодо літнього обслуговування автофургонів.