התקנה סולארית פוטו -וולטאית (PV) לחניך DIY: 7 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

להלן הדרכה כיצד להתקין מערכת פוטו -וולטאית סולארית (PV) עבור חניך DIY, טנדר או קרוואנים. הדוגמאות, התמונות והסרטונים המוצגים הם ספציפיים לחניך ההחלקה המותאם אישית שאני בונה עבור הטנדר שלי בגובה 6 רגל, אך הם אמורים להציע קו מנחה לכל מי שמנסה לבצע התקנה סולארית דומה. רבים משלבי ומרכיבי המערכת עשויים להיות מסובכים מדי או מיותרים לסוג ההתקנה שאתה מבצע. בצע כל שלב וכלול רכיבים לפי שיקול דעתך. בטיחות, עם זאת, אינה אופציונלית! אל תעבוד עם חוטים חמים !! כל המעגלים חייבים להיות בעלי איזושהי הגנה על תקלות (נתיכים/מפסקים) ויכולות בידוד.

שלב 1: גודל המערכת

השלב הראשון בהקמת מערכת פוטו -וולטאית סולארית (PV) לחניך או קרוואן הוא לחשב כמה כוח ימשוך כל המכשירים החשמליים לחיבור. יהיה צורך להניח כמה שעות ביום כל מכשיר יפעל (כוח ציור). בשל אובדן אנרגיה בעת המרת זרם ישר (12 וולט) ל -120 וולט מתח (AC), מומלץ להימנע משימוש במכשירי 120V AC בכל מקום אפשרי ולהשתמש במקום בהתקני 12V DC.

המידע החשוב ביותר הוא לקבוע את המגברים (A) שימשכו כל מכשיר וכמה שעות (שעות) הוא יפעל, מכיוון שגדלות הסוללה מסופקות בשעות אמפר (אה). תמיד כדאי להעריך יתר על המידה את השעות כדי להיות בטוח שתגדיל את גודל הסוללה כראוי. התקנים מסוימים ידרשו הספק AC של 120 וולט, אולם עדיין יהיה צורך בממיר. כאשר קובעים את כוח ההספק הנדרש למכשירי AC של 120 וולט, כלל אצבע טוב הוא להניח יעילות המרה של 80% עבור המהפך. את הכוח המופק ממכשיר 120V AC בדרך כלל ניתן למצוא על ספק הכוח או על המכשיר עצמו. מוצגת דוגמה היכן ניתן למצוא את ההספק באספקת החשמל וכיצד לחשב את כוח ההספק של 12V לשני מחשבים ניידים.

לאחר שנקבעו דרישות ההספק הכוללות, ניתן לבחור את קיבולת הסוללה שתענה על דרישות ההספק האלה (הדוגמה למעלה מראה שאני אצטרך 305 אה ליום). ניתן גם לקבוע את הגודל (וואט) של הפאנלים הסולאריים על ידי חישוב שעות הוואט של האנרגיה המיוצרות על ידי הפאנלים (נניח עשר שעות שמש ביום) ולאחר מכן המרתו לשעות אמפר על ידי חלוקה ב- 12V. שולחן כלול עם המכשירים ודרישות ההספק עבור החניך שאני בונה. מומלץ להגדיר גיליון אלקטרוני עם המשוואות המסופקות כדי להקל על גודל המערכת.

השלב הבא הוא ליצור תרשים חיווט ולקבוע אילו מכשירים יכולים/צריכים להיות במעגלים משותפים או שיש להם מעגל מבודד משלהם.

שלב 2: צור תרשים חיווט

אין צורך לבצע את תרשים החיווט באמצעות תוכנת מחשב עם תמונות אמיתיות של המכשירים שיש לחבר, כמו בדוגמה. ניתן לצייר את תרשים החיווט בעבודת יד, ולהשתמש במילים, מספרים או מערכת קידוד (למשל AC למזגן, או FB10 לתיבת נתיכים -10A) במקום תמונות. הכרחי שהתרשים יהיה מובן היטב לכל מי שעובד על המערכת.

המערכת מורכבת מכמה רכיבים הכרחיים: 1. פאנלים סולאריים (מחוברים במקביל [(+) ל- (+) & (-) ל- (-)] עבור 12V, או בסדרות [(+) עד (-)] למתח גבוה יותר).2. בקר טעינה (שולט בכניסת הוולט והאמפר לסוללות כדי למנוע טעינה/נזק יתר).3. סוללת בנק (אם משתמשים ביותר מסוללת 12V אחת, חבר את כל הסוללות במקביל, וציין סוללה ראשית לכל שאר החיבורים - בקר טעינה, מהפך ומעגלי 12V צריך להיות מחובר רק לסוללה הראשית, לא לסוללות המשניות). 4. להרוג מתגים/נתיכים (מחוברים באופן מקוון להפסקת חשמל במצבי חירום או לעבודה על המערכת).5. תיבת נתיכים (משמשת למכשירי 12V למניעת הפסקת חשמל מופרזת שעלולה לפגוע במערכת או בהתקנים אחרים).6. מהפך (ממיר 12V DC ל 120V AC).7. התקני חשמל (מחוברים ל- 12V DC או 120V AC לפי הצורך).

לכל הפחות, יש לחבר מתגי הרג (רצוי בשילוב עם נתיך) בין הפאנלים הסולאריים לבקר הטעינה, כמו גם בין הסוללות לבין המכשירים החשמליים הראשיים (תיבת נתיכים ומהפך). בדוגמה זו, המהפך הגיע עם נתיך ויש לו מתג מובנה בחלק האחורי של המכשיר, כך שאין צורך במתג הרג נפרד. ליתר ביטחון, ניתן להתקין מתג הרג נוסף בין בקר הטעינה והסוללות, המאפשר בידוד מוחלט של כל רכיבי המערכת במידת הצורך. מתגי Kill תמיד צריכים להיות מותקנים על קו המתח החיובי המחבר את הרכיבים.

מעגלים משותפים או מעגלים מבודדים: החלטה אילו קווי חשמל לשים על אותו מעגל או שממשיכים במעגל משלהם תלויה בך בלבד. ייתכן שתרצה לבודד קווי חשמל לפי מיקומם (קדמי, אחורי וכו '), כמות הספק או סוג המעגל (אורות, משאבות מים, שקעי 12V וכו'). התקנים שמושכים כמויות גדולות של אמפר צריכים להיות מבודדים בנתיך שלהם. אני ממליץ להציב כל מעגל בודד שמושך יותר מ -5 אמפר על מעגל מבודד. ניתן לשלב התקנים שמושכים פחות אמפר למעגלים משותפים. רק הקפד לשים אותם על נתיך העולה על הספק האפשרי הכולל אם כל המכשירים מופעלים בו זמנית. לדוגמה, נורות ה- 12V LED (מתוכן יש 12 בסך הכל) מושכות 3W כוח כל אחת, מה שאומר שהם שואבים 0.25A של זרם (3W / 12V = 0.25A). בהנחה שכל נורית דולקת בו זמנית, סך המגברים יהיה 0.25A * 12 = 3A. עם זאת כאמפר המרבי המצויר על ידי כל הלדים, בטוח לשים את כל האורות בתוספת מאוורר קטן (0.25A) לשירותים (בסך הכל 3.25A) יחד על מעגל 5A (נתיך בתיבת הנתיכים). הערה: גדלי נתיכים סטנדרטיים מורכבים בדרך כלל מ -5, 10, 15 ו -20 אמפר. הקפד לא לחרוג מיכולות הזרם של כל יציאה בתיבת הנתיכים, כמו גם את סך המגברים של תיבת הנתיכים (למשל תיבת הנתיכים שבהם אני משתמש היא 8 יציאות, יכולה להתמודד עם 30A ליציאה ובסך הכל 100A). תחילה עליך לקבוע כמה מכשירים ישולבו במעגל שלהם לפני שתחליט איזה גודל (מספר יציאות) תיבת נתיכים לרכוש.

לאחר פירוט תרשים החיווט, כל הרכיבים נלקחים בחשבון, וכלולים התקני בטיחות נחוצים, ההתקנה יכולה להתחיל.

שלב 3: התקן חיווט (מנותק)

מלבד התקנת החוטים מהפאנלים הסולאריים למיקום המרכזי של רכיבי החשמל הראשוניים (בקר טעינה, סוללות, תיבת נתיכים, מהפך וכו '), ניתן לדלג על שלב זה אם אין צורך בהתקנת חיווט מלאה. אם מתקינים למשל על חניך או קרוואנים בנויים לגמרי, התקנת חוטים אולי אפילו לא תהיה אפשרית. עם זאת, עבור החניך שאני בונה מאפס, רציתי שקעים שונים במקומות מסוימים של החניך. זה לא הכרחי, ואפשר להשאיר אותו להעדפתך.

עבור חיווט בין הרכיבים העיקריים (סוללת סוללה, מעגלי 12V סוללה, מהפך סוללה וכו '), הקפד להשתמש בחוט גדול (אני משתמש במדד 4) שיכול להתמודד בקלות עם כל אמפר שעובר דרכו. עבור חיווט 12V, הקפד להשתמש בחוט שיכול להתמודד עם הספק ומרחק הקווים. אני משתמש ב -10 מד, זה אולי קצת מוגזם, אבל עדיף להיות בטוח מאשר להצטער.

התקנת חיווט ושקעים היא שלב אופציונלי. כל החיבורים ניתנים לביצוע בתיבת החשמל המרכזית. ניתן לחבר ממיר חשמל/מתח נחשול וכל מכשירי 120V יכולים להתחבר לזה. ניתן לחבר שקעי 12V (תקעי מצית סיגריות) ישירות לתיבת הנתיכים (או אוטובוס 12V אם כלולים נתיכים מקוונים, כפי שהם היו עבור שקעי 12V שרכשתי).

התקן את כל החיווט, המתגים ושקעים. אין לחבר אף אחד מהחוטים בתיבת החשמל המרכזית או ללוחות השמש. ניתן לבצע חיבורים בכלי לשימוש הסופי (שקעים והתקנים) ובמתגים לאורות והתקנים (לא להרוג מתגים). יש לכסות את כל החוטים שאינם מחוברים בנקודות הסיום כדי למנוע התחשמלות לאחר חיבורם בתיבת החשמל המרכזית.

לא כל מכשיר זקוק לקו משלו כדי להעביר אותו אל תיבת החשמל המרכזית. אם המכשיר יהיה באותו מעגל (נתיך) בתיבת החשמל, ניתן לפצל את הקווים בצומת הקרוב למיקום המכשיר כדי לצמצם את אורך החוט החשמלי הכולל. את המעגל לנורות ה- LED שנדונו בתרשים החיווט, למשל, ניתן לחבור מאותו קו. כדי לפצל את הקווים, חתכתי את הקווים ואז חיברתי אליהם קו שלישי באמצעות מסופי טבעת, אגוז וברג עם מכונת כביסה לנעילה. הקפד לבודד כל חוט חשוף (במיוחד עבור הקו החם) בעזרת סרט חשמלי או צינורות כיווץ חום.

עבור חיווט 120V AC, בחרתי לקניבלי כבל מאריך של 50 רגל, לחתוך אותו לאורכים קטנים יותר כדי לרוץ לכל שקע, מכיוון שזו הייתה האפשרות הזולה ביותר. אולם אם העלות אינה מהווה דאגה, מומלץ להשתמש בחיווט מתאים עבור התקנות חשמל ביתיות.

שלב 4: שקעי חוטים ומתגים

חיווט חשמלי רגיל 120V AC מורכב בדרך כלל משלושה חוטים (חמים, ניטרליים וקרקעיים). חיווט סטנדרטי הוא: שחור = חם; לבן = ניטרלי; חוט ירוק/חשוף = קרקע. בחלקו האחורי של שקע חשמל יהיו חיבורי בורג. בדרך כלל, רק "חם" (בדרך כלל צבע פליז) מסומן, הצד הנגדי (בדרך כלל צבע פלדה) הוא החיבור הניטרלי, והקרקע מסומנת על ידי בורג ירוק.

עבור חיווט DC 12V, ניתן להשתמש בכל חוט צבע, אך התקן הוא: אדום = חם; שחור = אדמה. בעת חיווט המסופים האחוריים של שקעי 12V DC, חבר את החוט האדום ל- (+) ואת החוט השחור ל- (-). עבור רוב החיווט 12V, חיבורים נעשים עם מסופי כף "ניתוק מהיר" כדי לאפשר חיבור או ניתוק של מכשירים ושקעים במהירות ובקלות. קופסת הנתיכים שנרכשה הגיעה גם בחיבורי "ניתוק מהיר". לחיבורים שלעולם או לעתים רחוקות היו מנותקים, כמו פיצולי קירות פנימיים או חיבורי קרקע, נעשה שימוש במסופי טבעת.

בעת חיווט מתג הפעלה/כיבוי לאורות או להתקן אחר, יש לחתוך את החוט החם ולחבר אותו לשני מסופי הבורג הסמוכים (המתג מחבר בין שני המסופים במצב ON). למרות שזה לא הכרחי במאה אחוז, מומלץ לחבר את חוט הקרקע לבורג הירוק במתג ללא הפסקה (הפשיטו קטע חוט קטן מבלי לחתוך אותו). מתג הפעלה/כיבוי רגיל להפעלת 120V AC יעבוד עבור מעגל 12V. מתג דימר 120V AC, עם זאת, לא יפעל במעגלים של 12V, מכיוון שההתנגדות גבוהה מדי.

מתג דימר 12V (*ניסיון על אחריותך בלבד): כדי לעמעם את נוריות 12V, נעשה שימוש בפוטנציומטר 10 קילו-אוהם (נגד משתנה) עם עמדות ON/OFF. *** אופציה זו אינה מומלצת אלא אם כן אתה מכיר פוטנציומטרים ואופן פעולתם. *** פוטנציומטר סטנדרטי כולל שלושה מסופים (1, 2 ו -3), ואילו לפוטנציומטר ON/OFF יש 5 מסופים (תקן 3 פלוס 2 מאחור). שני המסופים האחוריים (4 & 5) משמשים כמתג הפעלה/כיבוי סטנדרטי (מחובר במצב ON ומנותק במצב OFF). 1. חבר את אחד המסופים האחוריים (4) ישירות למסוף הסטנדרטי המרכזי (2). 2. חבר קצה אחד של החוט "החם" החתוך למסוף האחורי השני (5), ו 3. חבר את הקצה השני של החוט החם "החם" למסוף הסטנדרטי (3) שגודלו ~ 10k אוהם [מסוף מרכזי (2)] כאשר החוגה במצב OFF. 4. הטרמינל הנגדי (1) ימדוד ~ 0 אוהם במצב OFF ויש לחבר אותו ישירות למסוף המרכזי (2).

הלחמתי מחברי כף "ניתוק מהיר" על מסופי החוטים ה"חמים "(3 ו -5).

עם כל החיווט במקום, אתה יכול להתחיל ליצור חיבורים בתיבת החשמל המרכזית.

שלב 5: חיבורי תיל בתיבת חשמל מרכזית

*** אזהרה *** *** אזהרה ***

*** כל מתגי ה- KILL חייבים להיות בתפקיד פתוח/כבוי ***

התחל בחיווט הקווים המגיעים מהפאנלים הסולאריים (פאנלים סולאריים אינם מחוברים) לבקר הטעינה, וודא להתקין מתג חיסול בתור לחיבור החיובי. חבר את כל החוטים לבקר הטעינה, אך אל תעשה את החיבורים לסוללה או לפאנלים סולאריים עדיין. שוב, ודא כי מתג ההרג נמצא במצב פתוח/כבוי.

התקן את החוטים מבנק הסוללות לממיר (עבור 120V AC) ואת מתג ההרגה לתיבת הנתיכים הראשית (עבור 12V DC), אך אין לחבר את החוטים לסוללות. שוב, ודא כי מתג ההרג נמצא במצב פתוח/כבוי.

חבר את כל חוטי הקרקע של 12V לאותו אוטובוס קרקעי. לאחר חיבור כל חוטי הקרקע, כעת ניתן לחבר את החוטים החיוביים לנתיכים המתאימים. וודא שאתה מחבר את החוטים הנכונים על ידי סימון אותם במהלך ההתקנה, או עקוב אחריהם באמצעות התקן טונר.

לאחר כל חיבורי 12V, התחל בחיבור חוטי 120V. תהליך זה הוא הרבה יותר פשוט, מכיוון שממיר החשמל יטפל בעומס AC של 120 וולט, וכל השקעים יכולים להיות באותו מעגל. ראשית, חבר את כל החוטים (הירוקים), ולאחר מכן את החוטים הנייטרליים (הלבנים), ואחריו את החוטים החמים (השחורים). סדר החיבור אינו חשוב במיוחד כשאין כוח על הקווים, אך עדיף קודם כל להרגל לחבר חוטי קרקע.

אם אתה משתמש ביותר מסוללה אחת, תוכל לחבר את הסוללות יחד בשלב זה (יצירת בנק סוללות), אך אין לחבר את הסוללה הראשית לרכיבים אחרים (בקר טעינה, מהפך, מעגלים 12V וכו '). השתמש בחוט גדול (אני משתמש ב -4 מד) כדי לחבר את הסוללות יחד.

שלב 6: התקן וחבר פאנלים סולאריים

התקן את פאנלים סולאריים במיקום הרצוי. בניתי מסגרת לחיבור הלוחות במקום להרכיב אותם ישירות לגג. לאחר מכן המסגרת תוצמד לגג באמצעות מנעולים ותפסים, שיאפשרו התאמת הזווית והנשיאה של הלוחות כשהם נייחים כדי למקסם את ספיגת השמש. אם משתמשים בשיטה זו, הקפד לאבטח את הלוחות כראוי לפני נסיעה נוספת.

כסו את פאנלים סולאריים בשמיכה (או משהו אחר) כדי למנוע מאור לפגוע בפנלים ומייצר חשמל.

חבר את הפאנלים הסולאריים במקביל למערכת 12V: 1. חבר את חוטי הטרמינל (-) של כל לוח יחד. חבר את חוטי המסוף החיוביים (+) לכל לוח יחד. חבר את מסופי הקרקע (-) לחוט המתאים המוביל לבקר הטעינה. חבר את מסופי החיובי (+) לחוט המתאים המוביל לבקר הטעינה. ** שוב, ודא כי מתג ההרג נמצא במצב OPEN/OFF לפני שתבצע חיבור זה. הסר את הכיסוי/השמיכה מהלוחות. עבור לוחות Renogy המשמשים במדריך זה, מחברי MC4 מותקנים מראש, כך שלא נחשף חוט.

שלב 7: צור חיבורים אחרונים והפעל את המערכת

הגיע הזמן לבצע את החיבורים הסופיים ולהפעיל את המערכת. לפני יצירת חיבורים, ודא שכל מתגי ההריגה נמצאים במצב OPEN/OFF.

חבר את בקר הטעינה, מהפך החשמל וחוטי האוטובוס של 12V לבנק הסוללות. (אם אתה משתמש ביותר מסוללה אחת, ציין סוללה ראשית לחיבור לרכיבים אחרים. אין לחבר סוללה אחת לבקר הטעינה ושניה לממיר או לתיבת הנתיכים) 1. חבר את כבל הקרקע (-) מבקר הטעינה, המהפך ואוטובוס הקרקע 12V למסוף הקרקע (-) של הסוללה הראשית. חבר את החוט החיובי (+) מבקר הטעינה, המהפך ותיבת האוטובוסים/הנתיכים 12V למסוף החיובי (+) של הסוללה הראשית. סגור את מתג ההרג בין בקר הטעינה לבנק הסוללות (אם מותקן).3. סגור את מתג ההרג בין הפאנלים הסולאריים לבקר הטעינה. סגור את מתג ההרג בין בנק הסוללות לבין האוטובוס או תיבת הנתיכים של 12V. הפוך (סגור) את המתג בחלק האחורי של המהפך למצב ON. בדוק שקעים, מתגים והתקנים אחרים כדי לוודא שהם פועלים כראוי. ** אם משהו לא עובד כראוי, פתח את כל מתגי ההריגה לפני פתרון בעיות ** נסה לחזור על קווים או בדוק אם יש פנצ'רים/הפסקות היכן שהחוטים מתחברים לחתיכים. וודא שכל החיבורים מהודקים היטב ויוצרים קשר טוב.

מזל טוב!!

כעת יש לך מערכת פוטו -וולטאית סולארית מותקנת ותפעולית מלאה עבור החניון, הטנדר או הקרוואן שלך!