Установка солнечных фотоэлектрических (PV) для кемпинга DIY: 7 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

Ниже приведено руководство по установке солнечной фотоэлектрической системы для дома на колесах, фургона или дома на колесах. Показанные примеры, изображения и видео относятся к индивидуальному выдвижному кемперу, который я строю для своего 6-футового пикапа, но они должны служить руководством для всех, кто пытается установить аналогичный тип солнечной установки. Многие шаги и компоненты системы могут быть чрезмерно сложными или ненужными для того типа установки, который вы выполняете. Выполняйте каждый шаг и включайте компоненты на свое усмотрение. Однако безопасность НЕ обязательна! НЕ работайте с ГОРЯЧИМИ проводами !! Все схемы должны иметь какую-либо защиту от неисправностей (предохранители / автоматические выключатели) и возможность изоляции.

Шаг 1: определение размера системы

Первым шагом в настройке солнечной фотоэлектрической (PV) системы для кемпера или дома на колесах является расчет, сколько энергии будет потребляться всеми электрическими устройствами, которые будут подключены. Необходимо будет сделать предположения о том, сколько часов в день каждое устройство будет работать (потреблять энергию). Из-за потери энергии при преобразовании с 12 В постоянного тока (DC) в 120 В переменного тока, рекомендуется по возможности избегать использования устройств 120 В переменного тока и использовать вместо них устройства 12 В постоянного тока.

Самая важная информация - это определить ток (A), который будет потреблять каждое устройство, и сколько часов (ч) оно будет работать, поскольку размеры батарей указаны в ампер-часах (Ач). Всегда рекомендуется переоценивать часы, чтобы быть уверенным, что вы правильно рассчитаете размер своей аккумуляторной батареи. Однако для некоторых устройств требуется питание 120 В переменного тока, поэтому инвертор все равно будет необходим. При определении потребляемой мощности, необходимой для устройств на 120 В переменного тока, хорошее практическое правило - предполагать, что эффективность преобразования для инвертора составляет 80%. Электропитание, потребляемое устройством 120 В переменного тока, обычно можно найти на источнике питания или на самом устройстве. В примере показано, где найти мощность блока питания и как рассчитать потребляемую мощность 12 В для двух портативных компьютеров.

После определения общих требований к мощности можно выбрать емкость аккумулятора для удовлетворения этих требований к мощности (приведенный выше пример показывает, что мне потребуется 305 Ач в день). Размеры (мощность) солнечных панелей также можно определить путем расчета ватт-часов энергии, производимой панелями (предположим, десять часов солнечного света в день), а затем преобразования их в ампер-часы путем деления на 12 В. Таблица прилагается с устройствами и требованиями к питанию для кемпера, который я строю. Рекомендуется создать электронную таблицу с приведенными уравнениями, чтобы упростить определение размера системы.

Следующим шагом является создание схемы подключения и определение того, какие устройства могут / должны быть в общих цепях или иметь свою собственную изолированную цепь.

Шаг 2: Создайте схему подключения

Схема подключения не обязательно должна быть сделана с использованием компьютерного программного обеспечения с реальными изображениями подключаемых устройств, как в примере. Электросхему можно нарисовать от руки, а вместо изображений можно использовать слова, числа или систему кодирования (например, AC для кондиционера или FB10 для блока предохранителей 10A). Крайне важно, чтобы диаграмма была четко понятна любому, кто может работать с системой.

Система состоит из нескольких необходимых компонентов: 1. Панели солнечных батарей (подключенные параллельно [(+) к (+) и (-) к (-)] для 12 В или последовательно [(+) к (-)] для более высоких напряжений).2. Контроллер заряда (контролирует напряжение и ток, подаваемое на батареи, чтобы предотвратить перезарядку / повреждение) 3. Аккумуляторная батарея (при использовании более одной аккумуляторной батареи 12 В соедините все батареи параллельно, назначив основную батарею для всех остальных подключений - контроллер заряда, инвертор и цепи 12 В должны подключаться только к основной батарее, а не к вторичным батареям). 4. Предохранители / аварийные выключатели (подключенные в линию для отключения электроэнергии в аварийных ситуациях или для работы в системе) 5. Блок предохранителей (используется для устройств на 12 В для предотвращения чрезмерного потребления энергии, которое может привести к повреждению системы или других устройств) 6. Инвертор (преобразует мощность 12 В постоянного тока в мощность 120 В переменного тока) 7. Электрические устройства (при необходимости подключенные к 12 В постоянного или 120 В переменного тока).

Как минимум, аварийные выключатели (желательно в сочетании с предохранителем) должны быть подключены между солнечными панелями и контроллером заряда, а также между батареями и первичными электрическими устройствами (блок предохранителей и инвертор). В этом примере инвертор поставляется с предохранителем и имеет встроенный переключатель, расположенный на задней панели устройства, поэтому отдельный аварийный выключатель не требуется. Для дополнительной безопасности можно установить еще один аварийный выключатель между контроллером заряда и батареями, позволяющий при желании полностью изолировать любые компоненты системы. На линии положительного напряжения, соединяющей компоненты, всегда следует устанавливать аварийные выключатели.

Общие цепи или изолированные цепи: решение, какие электрические линии включить в ту же цепь или какие оставить в своей собственной цепи, полностью зависит от вас. Вы можете изолировать электрические линии по их расположению (спереди, сзади и т. Д.), Величине силы тока или типу цепи (фонари, водяные насосы, розетки 12 В и т. Д.). Устройства, которые потребляют большой ток, следует изолировать с помощью собственных предохранителей. Я рекомендую подключить к изолированной цепи любое отдельное устройство, потребляющее более 5 ампер. Устройства, потребляющие меньшее количество усилителей, можно объединить в общие цепи. Просто убедитесь, что они подключены к предохранителю, который превышает максимально возможную силу тока, если все устройства запитаны одновременно. Например, светодиодные лампы на 12 В (всего их 12) потребляют 3 Вт каждый, что означает, что они потребляют ток 0,25 А (3 Вт / 12 В = 0,25 А). Если предположить, что все светодиоды горят одновременно, общий ток составит 0,25 А * 12 = 3 А. Учитывая максимальный ток, потребляемый всеми светодиодами, можно безопасно соединить все светильники и небольшой (0,25 А) вентилятор для ванной комнаты (всего 3,25 А) в цепи 5 А (предохранитель в блоке предохранителей). Примечание. Стандартные предохранители обычно составляют 5, 10, 15 и 20 ампер. Убедитесь, что не превышена допустимая сила тока каждого порта на блоке предохранителей, а также общая сила тока блока предохранителей (например, блок предохранителей, который я использую, имеет 8 портов, может выдерживать 30 А на порт и 100 А в сумме). Сначала определите, сколько устройств будет объединено в свои собственные цепи, прежде чем решать, какой размер (количество портов) блока предохранителей купить.

После того, как будет составлена электрическая схема, учтены все компоненты и включены необходимые предохранительные устройства, можно начинать установку.

Шаг 3: Установите проводку (отсоединенную)

Помимо прокладки проводов от солнечных панелей к центральному месту для основных электрических компонентов (контроллер заряда, батареи, блок предохранителей, инвертор и т. Д.), Этот шаг можно пропустить, если установка полной проводки не требуется. При установке, например, на полностью построенный кемпер или жилой домик, установка проводов может оказаться невозможной. Однако для кемпера, который я строю с нуля, мне нужны были разные розетки в определенных местах кемпера. Однако в этом нет необходимости, и вы можете оставить это на свое усмотрение.

Для проводки между основными компонентами (аккумуляторная батарея, цепи аккумуляторной батареи 12 В, инвертор аккумуляторной батареи и т. Д.) Обязательно используйте большой провод (я использую 4-го калибра), который может легко справиться с любой силой тока, проходящей через него. Для проводки 12 В обязательно используйте провод, который выдерживает силу тока и расстояние между линиями. Я использую калибр 10, что может показаться излишним, но лучше перестраховаться, чем сожалеть.

Установка проводки и розеток - необязательный шаг. Все подключения могут быть выполнены в центральной распределительной коробке. К инвертору можно подключить удлинитель / устройство защиты от перенапряжения, и все устройства на 120 В могут подключаться к нему. Розетки на 12 В (вилки прикуривателя) можно подключить непосредственно к блоку предохранителей (или к шине 12 В, если в комплект входят линейные предохранители, которые были для розеток на 12 В, которые я купил).

Установите всю проводку, переключатели и розетки. ЗАПРЕЩАЕТСЯ подсоединять какие-либо провода к центральной электрической коробке или к солнечным панелям. Подключения МОГУТ быть выполнены на розетках конечного использования (розетках и устройствах) и выключателях для освещения и устройств (НЕ аварийных выключателях). Все неподключенные провода в конечных точках должны быть закрыты колпачками для предотвращения поражения электрическим током после подключения к центральной электрической коробке.

Не каждому устройству требуется собственная линия для подключения к центральной электрической коробке. Если устройство будет подключено к той же цепи (предохранителю) в распределительной коробке, то линии могут быть разделены на ближайшем к месту расположения устройства соединении, чтобы уменьшить общую длину необходимого электрического провода. Цепь для светодиодных фонарей, описанная на электрической схеме, например, может быть соединена с одной и той же линией. Чтобы разделить линии, я разрезал их, а затем прикрепил к ним третью линию с помощью кольцевых клемм, гайки и болта с стопорной шайбой. Обязательно изолируйте любой оголенный провод (особенно для горячей линии) изолентой или термоусадочной трубкой.

Для проводки 120 В переменного тока я решил разобрать 50-футовый удлинитель, разрезав его на меньшие отрезки для подключения к каждой розетке, поскольку это был самый дешевый вариант. Однако, если стоимость не вызывает беспокойства, рекомендуется использовать правильную проводку для домашних электрических установок.

Шаг 4: электрические розетки и переключатели

Стандартная электрическая проводка на 120 В переменного тока обычно состоит из трех проводов (горячий, нейтральный и заземляющий). Стандартная проводка: черный = горячий; белый = нейтральный; зеленый / неизолированный провод = земля. Задняя часть электрической розетки будет иметь резьбовые соединения. Обычно маркируется только «горячий» (обычно цвет латуни), противоположная сторона (обычно цвет стали) - это нейтральное соединение, а заземление обозначается зеленым винтом.

Для проводки 12 В постоянного тока можно использовать провод любого цвета, но по стандарту: красный = горячий; черный = земля. При подключении задних клемм розеток 12 В постоянного тока подключите красный провод к (+), а черный провод к (-). Для большей части проводки 12 В соединения выполняются с помощью плоских клемм «быстрого отключения», что позволяет быстро и легко подключать или отключать устройства и розетки. Купленный блок предохранителей также поставлялся с быстроразъемными соединениями. Для соединений, которые никогда или редко отключались, таких как трещины во внутренней стене или заземляющие соединения, использовались кольцевые клеммы.

При подключении переключателя ВКЛ / ВЫКЛ для освещения или другого устройства, горячий провод следует разрезать и подключить к двум соседним винтовым клеммам (переключатель соединяет две клеммы в положении ВКЛ.). Хотя это и не обязательно на 100%, рекомендуется без разрывов подсоединить провод заземления к зеленому винту на переключателе (зачистите небольшой участок провода, не разрезая его). Стандартный переключатель ВКЛ / ВЫКЛ для питания 120 В переменного тока будет работать для цепи 12 В. Однако диммерный переключатель на 120 В переменного тока не будет работать для цепей 12 В, поскольку сопротивление слишком велико.

Переключатель диммера 12 В (* попробуйте на свой страх и риск *): для уменьшения яркости светодиодов 12 В использовался потенциометр 10 кОм (переменный резистор) с положениями ВКЛ / ВЫКЛ. *** Этот вариант НЕ рекомендуется, если вы не знакомы с потенциометрами и их работой. *** Стандартный потенциометр имеет три клеммы (1, 2 и 3), тогда как потенциометр ВКЛ / ВЫКЛ имеет 5 клемм (3 стандартных плюс 2 сзади). Две задние клеммы (4 и 5) действуют как стандартный переключатель ВКЛ / ВЫКЛ (подключены в положении ВКЛ и отключены в положении ВЫКЛ). 1. Подключите одну из задних клемм (4) непосредственно к центральной стандартной клемме (2). 2. Подключите один конец отрезанного «горячего» провода к другой задней клемме (5) и 3. Подключите другой конец отрезанного «горячего» провода к стандартной клемме (3), которая измеряет ~ 10 кОм [к центральная клемма (2)], когда диск находится в положении ВЫКЛ. 4. Противоположная клемма (1) будет измерять ~ 0 Ом в положении ВЫКЛ. И должна быть подключена непосредственно к центральной клемме (2).

Я припаял «быстроразъемные» лопаточные разъемы к клеммам «горячих» проводов (3 и 5).

Установив всю проводку, вы можете приступить к подключению к центральной электрической коробке.

Шаг 5: Подключение проводов в центральной распределительной коробке

*** ВНИМАНИЕ *** *** ВНИМАНИЕ ***

*** ВСЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ ДОЛЖНЫ БЫТЬ В ОТКРЫТОМ / ВЫКЛЮЧЕННОМ ПОЛОЖЕНИЯХ ***

Начните с подключения линий, идущих от солнечных панелей (солнечные панели НЕ подключены) к контроллеру заряда, не забудьте установить аварийный выключатель на линии для положительного соединения. Подключите все провода к контроллеру заряда, но НЕ подключайтесь к батарее или солнечным панелям. Опять же, убедитесь, что аварийный выключатель находится в открытом / выключенном положении.

Подключите провода от аккумуляторной батареи к инвертору (для 120 В переменного тока) и аварийного выключателя к главному блоку предохранителей (для 12 В постоянного тока), но НЕ подключайте провода к аккумуляторам. Опять же, убедитесь, что аварийный выключатель находится в открытом / выключенном положении.

Подключите все провода заземления 12 В к одной шине заземления. После подключения всех заземляющих проводов положительные провода можно подключить к соответствующим предохранителям. Убедитесь, что вы подключаете правильные провода, промаркировав их во время установки или проследив их тонером.

После того, как все подключения 12 В будут выполнены, начните подключать провода 120 В. Этот процесс намного проще, так как силовой инвертор будет обрабатывать нагрузку 120 В переменного тока, и все розетки могут быть в одной цепи. Сначала подключите все заземляющие (зеленые) провода, затем нейтральные (белые) провода, а затем горячие (черные) провода. Порядок подключения не очень важен при отсутствии питания на линиях, но лучше иметь привычку сначала подключать заземляющие провода.

Если вы используете более одной батареи, вы можете соединить батареи вместе на этом этапе (создавая батарею), но НЕ подключайте основную батарею к каким-либо другим компонентам (контроллеру заряда, инвертору, цепям 12 В и т. Д.). Используйте большой провод (я использую 4-го калибра), чтобы соединить батареи вместе.

Шаг 6: Установите и подключите солнечные панели

Установите солнечные панели в желаемом месте. Я построил каркас для крепления панелей вместо того, чтобы крепить их непосредственно к крыше. Затем рама будет прикреплена к крыше с помощью замков и защелок, что позволит регулировать угол и опору панелей в неподвижном состоянии для максимального поглощения солнечного излучения. Если используется этот метод, не забудьте надежно закрепить панели перед тем, как снова отправиться в путь.

Накройте солнечные панели одеялом (или чем-то еще), чтобы свет не падал на панели и не производилось электричество.

Подключите солнечные панели параллельно для системы 12 В: 1. Соедините вместе провода заземления (-) каждой панели. 2. Соедините вместе положительные (+) клеммные провода каждой панели. 3. Подключите клеммы заземления (-) к соответствующему проводу, ведущему к контроллеру заряда. Подключите положительные (+) клеммы к соответствующему проводу, ведущему к контроллеру заряда. ** Опять же, перед выполнением этого подключения убедитесь, что аварийный выключатель находится в положении ОТКРЫТО / ВЫКЛЮЧЕНО. Снимите крышку / одеяло с панелей. Для панелей Renogy, используемых в этом руководстве, разъемы MC4 предварительно установлены, поэтому провода не остаются открытыми.

Шаг 7: завершите подключение и включите систему

Пора выполнить последние подключения и включить систему. Перед подключением убедитесь, что все аварийные выключатели находятся в положении ОТКРЫТО / ВЫКЛЮЧЕНО.

Подключите контроллер заряда, инвертор питания и провода шины 12 В к батарейному блоку. (Если используется более одной батареи, назначьте основную батарею для подключения к другим компонентам. Не подключайте одну батарею к контроллеру заряда, а другую - к инвертору или блоку предохранителей) 1. Подключите провод заземления (-) от контроллера заряда, инвертора и шины заземления 12 В к клемме заземления (-) основного аккумулятора. Подключите положительный (+) провод от контроллера заряда, инвертора и блока шин / предохранителей 12 В к положительной (+) клемме основного аккумулятора. Включите аварийный выключатель между контроллером заряда и аккумулятором (если он установлен) 3. Включите аварийный выключатель между солнечными панелями и контроллером заряда 4. Включите аварийный выключатель между батареей и шиной 12 В или блоком предохранителей. Переведите (замкните) переключатель на задней панели инвертора в положение ON 6. Проверьте розетки, переключатели и другие устройства, чтобы убедиться, что они работают правильно. ** Если что-то не работает должным образом, перед устранением неполадок откройте все аварийные выключатели. ** Попробуйте восстановить линии или проверьте наличие проколов / разрывов в местах крепления проводов к шпилькам. Убедитесь, что все соединения надежно закреплены и имеют хороший контакт.

Поздравляю !!

Теперь у вас есть полностью установленная и действующая солнечная фотоэлектрическая система для вашего автофургона, фургона или дома на колесах!