Fotovoltaïsche zonne-installatie (PV) voor doe-het-zelf camper - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:18

Het volgende is een tutorial voor het installeren van een fotovoltaïsch (PV) systeem voor een doe-het-zelf camper, busje of camper. De getoonde voorbeelden, foto's en video's zijn specifiek voor de aangepaste inschuifcamper die ik aan het bouwen ben voor mijn 6ft pick-up, maar ze zouden een richtlijn moeten bieden voor iedereen die een soortgelijk type zonne-installatie probeert uit te voeren. Veel van de stappen en onderdelen van het systeem zijn mogelijk te ingewikkeld of onnodig voor het type installatie dat u uitvoert. Volg elke stap en voeg naar eigen goeddunken componenten toe. Veiligheid is echter NIET optioneel! Werk NIET met HETE draden!! Alle circuits moeten een soort van foutbeveiliging (zekeringen/onderbrekers) en isolatiemogelijkheden hebben.

Stap 1: Het systeem dimensioneren

De eerste stap bij het opzetten van een fotovoltaïsch (PV) systeem voor een camper of camper is om te berekenen hoeveel stroom alle aan te sluiten elektrische apparaten zullen opnemen. Er moeten veronderstellingen worden gemaakt over hoeveel uur per dag elk apparaat zal werken (stroomverbruik). Vanwege het energieverlies bij het omzetten van 12 volt gelijkstroom (DC) naar 120 volt wisselstroom (AC), wordt aanbevolen om waar mogelijk het gebruik van 120V AC-apparaten te vermijden en in plaats daarvan 12V DC-apparaten te gebruiken.

De belangrijkste informatie is om de ampère (A) te bepalen die door elk apparaat zal worden getrokken en voor hoeveel uur (h) het zal werken, omdat de batterijformaten worden weergegeven in Ampère-uren (Ah). Het is altijd een goed idee om de uren te overschatten om er zeker van te zijn dat u uw batterijbank op de juiste manier meet. Bepaalde apparaten hebben echter 120 V wisselstroom nodig, dus een omvormer is nog steeds nodig. Bij het bepalen van het benodigde stroomverbruik voor 120V AC-apparaten, is een goede vuistregel om uit te gaan van een conversie-efficiëntie van 80% voor de omvormer. De stroom die uit een 120V AC-apparaat wordt gehaald, is meestal te vinden op de voeding of op het apparaat zelf. Er wordt een voorbeeld getoond van waar u het wattage op de voeding kunt vinden en hoe u het 12V-stroomverbruik voor twee laptops kunt berekenen.

Nadat de totale stroombehoefte is bepaald, kan de batterijcapaciteit worden gekozen om aan die stroombehoefte te voldoen (het bovenstaande voorbeeld laat zien dat ik 305 Ah per dag nodig zou hebben). De afmetingen (wattage) van de zonnepanelen kunnen ook worden bepaald door de door de panelen geproduceerde Wattuur energie te berekenen (neem tien uur zon per dag) en dat vervolgens om te zetten in Ampère-uren door te delen door 12V. Er wordt een tafel meegeleverd met de apparaten en stroomvereisten voor de camper die ik aan het bouwen ben. Het wordt aanbevolen om een spreadsheet in te stellen met de verstrekte vergelijkingen om het dimensioneren van het systeem gemakkelijker te maken.

De volgende stap is het maken van een bedradingsschema en bepalen welke apparaten op gedeelde circuits kunnen/moeten zitten of hun eigen geïsoleerde circuit hebben.

Stap 2: Maak een bedradingsschema

Het bedradingsschema hoeft niet te worden gemaakt met behulp van computersoftware met echte afbeeldingen van de aan te sluiten apparaten, zoals in het voorbeeld. Het bedradingsschema kan met de hand worden getekend en woorden, cijfers of een coderingssysteem (bijv. AC voor airconditioning of FB10 voor zekeringkast-10A) kunnen worden gebruikt in plaats van afbeeldingen. Het is absoluut noodzakelijk dat het diagram duidelijk te begrijpen is voor iedereen die aan het systeem werkt.

Het systeem bestaat uit een paar noodzakelijke componenten: 1. Zonnepanelen (parallel aangesloten [(+) tot (+) & (-) tot (-)] voor 12V, of in serie [(+) tot (-)] voor hogere spanningen).2. Laadregelaar (regelt de volt- en ampère-invoer naar de accu's om overladen/schade te voorkomen).3. Accubank (als u meer dan één 12V-accu gebruikt, sluit u alle accu's parallel aan en wijst u een hoofdaccu aan voor alle andere aansluitingen - laadregelaar, omvormer en 12V-circuits mogen alleen op de hoofdaccu worden aangesloten, niet op de secundaire accu's). 4. Kill Switches/zekeringen (in-line aangesloten op stroomonderbreking voor noodgevallen of om aan het systeem te werken).5. Zekeringkast (gebruikt voor 12V-apparaten om overmatig stroomverbruik te voorkomen dat het systeem of andere apparaten kan beschadigen).6. Omvormer (converteert 12V gelijkstroom naar 120V wisselstroom).7. Elektrische apparaten (indien nodig aangesloten op 12V DC of 120V AC).

Er dienen minimaal killswitches (bij voorkeur gecombineerd met een zekering) te worden aangesloten tussen de zonnepanelen en de laadregelaar, evenals tussen de accu's en de primaire elektrische apparaten (zekeringkast en omvormer). In dit voorbeeld werd de omvormer geleverd met een zekering en een ingebouwde schakelaar aan de achterkant van het apparaat, dus een aparte kill-schakelaar is niet nodig. Voor extra veiligheid kan een andere kill-schakelaar worden geïnstalleerd tussen de laadregelaar en de accu's, waardoor desgewenst volledige isolatie van systeemcomponenten mogelijk is. Kill-schakelaars moeten altijd worden geïnstalleerd op de positieve spanningslijn die de componenten verbindt.

Gedeelde circuits of geïsoleerde circuits: u beslist welke elektrische leidingen op hetzelfde circuit moeten worden aangesloten of welke op hun eigen circuit moeten worden gehouden. Misschien wilt u elektrische leidingen isoleren op basis van hun locatie (voor, achter, enz.), de hoeveelheid stroomsterkte of het type circuit (verlichting, waterpompen, 12V-uitgangen, enz.). Apparaten die grote hoeveelheden stroom trekken, moeten op hun eigen zekering worden geïsoleerd. Ik raad aan dat elk afzonderlijk apparaat dat meer dan 5 ampère trekt, op een geïsoleerd circuit wordt geplaatst. Apparaten die minder versterkers trekken, kunnen worden gecombineerd op gedeelde circuits. Zorg ervoor dat u ze op een zekering plaatst die de totale mogelijke stroomsterkte overschrijdt als alle apparaten tegelijkertijd worden gevoed. De 12V LED-lampjes (waarvan er in totaal 12 zijn) trekken bijvoorbeeld elk 3W aan stroom, wat betekent dat ze 0,25A stroom trekken (3W/12V = 0,25A). Ervan uitgaande dat elke LED tegelijkertijd brandt, zou het totale ampère 0,25A * 12 = 3A zijn. Met dit als de maximale stroom die door alle LED's wordt getrokken, is het veilig om alle lampen plus een kleine (0,25A) ventilator voor de badkamer (totaal 3,25A) samen op een 5A-circuit te plaatsen (zekering in de meterkast). Opmerking: standaard zekeringen zijn over het algemeen 5, 10, 15 en 20 ampère. Zorg ervoor dat u de stroomsterkte van elke poort op de zekeringkast niet overschrijdt, evenals de totale ampères voor de zekeringkast (bijvoorbeeld de zekeringkast die ik gebruik is 8 poorten, kan 30A per poort en 100A totaal aan). Bepaal eerst hoeveel apparaten er op hun eigen circuit worden gecombineerd voordat u beslist welke maat (aantal poorten) zekeringkast u wilt aanschaffen.

Zodra het bedradingsschema is opgesteld, alle componenten zijn verwerkt en de benodigde veiligheidsvoorzieningen zijn meegeleverd, kan de installatie beginnen.

Stap 3: bedrading installeren (losgekoppeld)

Behalve het installeren van de draden van de zonnepanelen naar de centrale locatie voor de primaire elektrische componenten (laadregelaar, batterijen, zekeringkast, omvormer, enz.), kan deze stap worden overgeslagen als een volledige bedradingsinstallatie niet nodig is. Als het bijvoorbeeld op een volledig gebouwde camper of camper wordt geïnstalleerd, is het installeren van draden misschien niet eens mogelijk. Voor de camper die ik vanaf het begin aan het bouwen ben, wilde ik echter verschillende stopcontacten op bepaalde plekken van de camper. Dit is echter niet nodig en kan aan uw voorkeur worden overgelaten.

Voor bedrading tussen de hoofdcomponenten (batterijbatterij, batterij 12V-circuits, batterijomvormer, enz.), Zorg ervoor dat u een grote draad gebruikt (ik gebruik 4-gauge) die gemakkelijk elke stroomsterkte aankan. Voor 12V-bedrading moet u een draad gebruiken die de stroomsterkte en afstand van de lijnen aankan. Ik gebruik 10-gauge, wat misschien een beetje overdreven is, maar het is beter om veilig te zijn dan sorry.

Het installeren van bedrading en stopcontacten is een optionele stap. Alle aansluitingen kunnen worden gemaakt op de centrale elektriciteitskast. Op de omvormer kan een stekkerdoos/overspanningsbeveiliging worden aangesloten en daarop kunnen alle 120V-apparaten worden aangesloten. 12V-uitgangen (sigarettenaanstekerstekkers) kunnen rechtstreeks worden aangesloten op de zekeringkast (of 12V-bus als er inline-zekeringen zijn meegeleverd, wat ze waren voor 12V-uitgangen die ik heb gekocht).

Installeer alle bedrading, schakelaars en stopcontacten. Sluit GEEN van de draden aan in de centrale elektriciteitskast of op de zonnepanelen. Aansluitingen KUNNEN worden gemaakt bij de eindgebruikscontactdozen (stopcontacten en apparaten) en schakelaars voor lichten en apparaten (NIET kill-schakelaars). Alle niet-aangesloten draden op de eindpunten moeten worden afgedekt om elektrocutie te voorkomen zodra ze in de centrale elektriciteitskast zijn aangesloten.

Niet elk apparaat heeft een eigen lijn nodig om terug te lopen naar de centrale elektriciteitskast. Als het apparaat zich op hetzelfde circuit (zekering) in de elektriciteitskast bevindt, kunnen de leidingen worden afgesplitst op de dichtstbijzijnde kruising van de locatie van het apparaat om de totale benodigde lengte van de elektrische draad te verminderen. De schakeling voor de in het bedradingsschema besproken LED-lampen kan bijvoorbeeld van dezelfde lijn worden afgesplitst. Om de lijnen te splitsen, knipte ik de lijnen en bevestigde er een derde lijn aan met ringklemmen, een moer en een bout met een borgring. Isoleer alle blootliggende draden (vooral voor de hotline) met elektrische tape of krimpkous.

Voor 120V AC-bedrading koos ik ervoor om een verlengsnoer van 50 ft te kannibaliseren en het in kleinere lengtes te knippen om naar elk stopcontact te lopen, omdat dit de goedkoopste optie was. Als de kosten echter geen probleem zijn, wordt het aanbevolen om de juiste bedrading te gebruiken voor elektrische installaties in huis.

Stap 4: Draaduitgangen en schakelaars

Standaard elektrische bedrading van 120 V AC bestaat meestal uit drie draden (warm, neutraal en aarde). Standaard bedrading is: zwart = heet; wit = neutraal; groen/blote draad = aarde. De achterkant van een stopcontact heeft schroefverbindingen. Gewoonlijk wordt alleen de "hot" (meestal messingkleur) gelabeld, de andere kant (meestal staalkleur) is de neutrale verbinding en aarde wordt aangeduid met een groene schroef.

Voor 12V DC-bedrading kan elke kleurdraad worden gebruikt, maar de standaard is: rood = heet; zwart = aarde. Bij het bedraden van de achterste klemmen van de 12V DC-uitgangen, sluit u de rode draad aan op (+) en de zwarte draad op (-). Voor de meeste 12V-bedrading worden verbindingen gemaakt met "quick disconnect"-spade-aansluitingen om snel en eenvoudig apparaten en stopcontacten aan te sluiten of los te koppelen. De gekochte zekeringkast werd ook geleverd met "quick disconnect" -aansluitingen. Voor verbindingen die nooit of zelden zouden worden losgekoppeld, zoals binnenmuurspleten of aardverbindingen, werden ringterminals gebruikt.

Bij het bedraden van een AAN/UIT-schakelaar voor verlichting of een ander apparaat, moet de hete draad worden doorgesneden en aangesloten op de twee aangrenzende schroefklemmen (de schakelaar verbindt de twee klemmen in de AAN-positie). Hoewel dit niet 100% nodig is, wordt aanbevolen om de aardingsdraad zonder onderbreking aan te sluiten op de groene schroef op de schakelaar (strip een klein stukje draad zonder het door te knippen). Een standaard AAN/UIT-schakelaar voor 120V wisselstroom werkt voor een 12V-circuit. Een 120V AC dimmer zal echter niet werken voor 12V circuits, omdat de weerstand te hoog is.

12V Dimmer Switch (*poging op eigen risico*): Om de 12V LED's te dimmen is een 10k-ohm potentiometer (variabele weerstand) met AAN/UIT standen gebruikt. ***Deze optie wordt NIET aanbevolen tenzij u bekend bent met potentiometers en hoe ze werken.*** Een standaard potentiometer heeft drie klemmen (1, 2 en 3), terwijl de AAN/UIT-potentiometer 5 klemmen heeft (de 3 standaard plus 2 aan de achterkant). De twee achterste klemmen (4 & 5) fungeren als een standaard AAN/UIT-schakelaar (aangesloten in de AAN-stand en losgekoppeld in de UIT-stand). 1. Sluit een van de achterste klemmen (4) rechtstreeks aan op de middelste standaardklem (2). 2. Sluit het ene uiteinde van de doorgesneden "hete" draad aan op de andere achterste klem (5), en 3. Sluit het andere uiteinde van de doorgesneden "hete" draad aan op de standaardklem (3) die ~10k ohm meet [naar de middenterminal (2)] wanneer de draaiknop in de UIT-stand staat. 4. De tegenoverliggende klem (1) meet ~0 ohm in de UIT-stand en moet rechtstreeks worden aangesloten op de middelste klem (2).

Ik soldeerde "quick disconnect" spade connectoren op de terminals voor de "hot" draden (3 en 5).

Met alle bedrading op zijn plaats, kunt u beginnen met het maken van verbindingen in de centrale elektriciteitskast.

Stap 5: Draadverbindingen in centrale elektrische kast

***WAARSCHUWING*** ***WAARSCHUWING***

***ALLE KILL-SCHAKELAARS MOETEN IN DE OPEN/UIT-POSITIE STAAN***

Begin met het bedraden van de leidingen die van de zonnepanelen komen (zonnepanelen NIET aangesloten) naar de laadregelaar en zorg ervoor dat u een kill-schakelaar in de lijn installeert voor de positieve verbinding. Sluit alle draden aan op de laadregelaar, maar maak de aansluitingen naar de accu of zonnepanelen nog NIET. Zorg er opnieuw voor dat de kill-schakelaar in de open/uit-stand staat.

Installeer de draden van de accubank naar de omvormer (voor 120V AC) en de dodemansschakelaar naar de hoofdzekeringkast (voor 12V DC), maar sluit de draden NIET aan op de accu's. Zorg er opnieuw voor dat de kill-schakelaar in de open/uit-stand staat.

Sluit alle 12V-aardingsdraden aan op dezelfde aardingsbus. Zodra alle aarddraden zijn aangesloten, kunnen de positieve draden nu worden aangesloten op de juiste zekeringen. Zorg ervoor dat u de juiste draden aansluit door ze tijdens de installatie te labelen of ze te traceren met een tonerapparaat.

Zodra alle 12V-verbindingen zijn gemaakt, begint u met het aansluiten van de 120V-draden. Dit proces is veel eenvoudiger, omdat de omvormer de 120V AC-belasting aankan en alle stopcontacten zich op hetzelfde circuit kunnen bevinden. Sluit eerst alle aardingsdraden (groen) aan, dan de neutrale (witte) draden, gevolgd door de hete (zwarte) draden. De volgorde van aansluiten is niet extreem belangrijk als er geen stroom op de lijnen is, maar het is beter om eerst de aardingsdraden aan te sluiten.

Als u meer dan één batterij gebruikt, kunt u de batterijen op dit punt met elkaar verbinden (een batterijbank maken), maar sluit de hoofdbatterij NIET aan op andere componenten (laadregelaar, omvormer, 12V-circuits, enz.). Gebruik een grote draad (ik gebruik 4-gauge) om de batterijen met elkaar te verbinden.

Stap 6: Zonnepanelen installeren en aansluiten

Installeer de zonnepanelen op de gewenste locatie. Ik heb een frame gebouwd om de panelen aan te bevestigen in plaats van ze rechtstreeks op het dak te monteren. Het frame wordt vervolgens aan het dak bevestigd met behulp van sloten en grendels, waardoor de hoek en de lagering van de panelen kunnen worden aangepast wanneer ze stilstaan om de zonne-absorptie te maximaliseren. Als deze methode wordt gebruikt, zorg er dan voor dat u de panelen goed vastzet voordat u weer op reis gaat.

Bedek de zonnepanelen met een deken (of iets anders) om te voorkomen dat er licht op de panelen valt en er geen elektriciteit wordt opgewekt.

Sluit de zonnepanelen parallel aan voor een 12V systeem:1. Verbind de aarde (-) aansluitdraden voor elk paneel met elkaar.2. Verbind de positieve (+) aansluitdraden voor elk paneel met elkaar.3. Sluit de aardingsklemmen (-) aan op de juiste draad die naar de laadregelaar leidt.4. Sluit de positieve (+) aansluitingen aan op de juiste draad die naar de laadregelaar leidt. **Zorg er nogmaals voor dat de kill-schakelaar in de OPEN/OFF-stand staat voordat u deze verbinding maakt.5. Verwijder de hoes/deken van de panelen. Voor de Renogy-panelen die in deze tutorial worden gebruikt, zijn MC4-connectoren vooraf geïnstalleerd, zodat er geen draad zichtbaar is.

Stap 7: Maak de laatste verbindingen en schakel het systeem in

Het is tijd om de laatste aansluitingen te maken en het systeem op te starten. Voordat u aansluitingen maakt, moet u ervoor zorgen dat alle kill-schakelaars in de OPEN/OFF-stand staan.

Sluit de laadregelaar, omvormer en 12V-busdraden aan op de accubank. (Als u meer dan één batterij gebruikt, wijs dan een hoofdbatterij aan om andere componenten aan te sluiten. Sluit niet één batterij aan op de laadregelaar en een andere op de omvormer of zekeringkast)1. Sluit de aardingsdraad (-) van de laadregelaar, omvormer en 12V-aardingsbus aan op de aardingsklem (-) van de hoofdaccu.2. Sluit de positieve (+) draad van de laadregelaar, omvormer en 12V bus/zekeringkast aan op de positieve (+) pool van de hoofdaccu. Sluit de kill-schakelaar tussen de laadregelaar en de accubank (indien geïnstalleerd).3. Sluit de kill-schakelaar tussen de zonnepanelen en de laadregelaar.4. Sluit de kill-schakelaar tussen de accubank en de 12V-bus of zekeringkast.5. Draai (sluit) de schakelaar aan de achterkant van de omvormer naar de AAN-stand.6. Test stopcontacten, schakelaars en andere apparaten om ervoor te zorgen dat ze goed werken. **Als iets niet goed werkt, open dan alle kill-schakelaars voordat u het probleem oplost** Probeer lijnen te traceren of controleer op lekke banden/breuken waar de draden aan de noppen zijn bevestigd. Zorg ervoor dat alle verbindingen goed vastzitten en goed contact maken.

Gefeliciteerd!!

U heeft nu een volledig geïnstalleerd en operationeel fotovoltaïsch systeem voor uw camper, busje of camper!