Cài đặt quang điện mặt trời (PV) cho người cắm trại tự làm: 7 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Sau đây là hướng dẫn cách lắp đặt hệ thống quang điện mặt trời (PV) cho xe cắm trại, xe van hoặc RV DIY. Các ví dụ, hình ảnh và video được hiển thị dành riêng cho máy cắm trại dạng trượt tùy chỉnh mà tôi đang xây dựng cho chiếc xe bán tải 6ft của mình, nhưng chúng phải cung cấp hướng dẫn cho bất kỳ ai đang cố gắng thực hiện kiểu lắp đặt năng lượng mặt trời tương tự. Nhiều bước và thành phần của hệ thống có thể quá phức tạp hoặc không cần thiết đối với kiểu cài đặt bạn đang thực hiện. Thực hiện theo từng bước và bao gồm các thành phần theo quyết định của bạn. Tuy nhiên, an toàn KHÔNG phải là tùy chọn! KHÔNG làm việc với dây nóng !! Tất cả các mạch phải có một số loại bảo vệ sự cố (cầu chì / cầu dao) và khả năng cách ly.

Bước 1: Định cỡ hệ thống

Bước đầu tiên trong việc thiết lập hệ thống quang điện mặt trời (PV) cho trại viên hoặc RV là tính toán lượng điện năng sẽ được sử dụng bởi tất cả các thiết bị điện được kết nối. Các giả định sẽ cần được đưa ra là mỗi thiết bị sẽ hoạt động bao nhiêu giờ mỗi ngày (vẽ công suất). Do năng lượng bị mất khi chuyển đổi từ dòng điện một chiều 12 volt (DC) sang dòng điện xoay chiều 120 volt (AC), bạn nên tránh sử dụng các thiết bị AC 120V nếu có thể và thay vào đó hãy sử dụng các thiết bị DC 12V.

Thông tin quan trọng nhất là xác định amps (A) sẽ được vẽ bởi mỗi thiết bị và nó sẽ hoạt động trong bao nhiêu giờ (h), vì kích thước pin được cung cấp theo Amp-giờ (Ah). Luôn luôn là một ý kiến hay nếu bạn ước tính quá nhiều giờ để chắc chắn rằng bạn sẽ kích thước ngân hàng pin của mình phù hợp. Tuy nhiên, một số thiết bị nhất định sẽ yêu cầu nguồn điện xoay chiều 120V, do đó vẫn cần một bộ biến tần. Khi xác định công suất cần thiết cho các thiết bị xoay chiều 120V, nguyên tắc chung là giả định hiệu suất chuyển đổi 80% cho bộ biến tần. Nguồn điện được lấy từ thiết bị xoay chiều 120V thường có thể được tìm thấy trên nguồn điện hoặc trên chính thiết bị. Một ví dụ được hiển thị về nơi để tìm công suất trên nguồn điện và cách tính toán nguồn điện 12V cho hai máy tính xách tay.

Sau khi xác định được tổng số yêu cầu về năng lượng, có thể chọn dung lượng pin để đáp ứng nhu cầu điện năng đó (Ví dụ trên cho thấy rằng tôi sẽ cần 305 Ah mỗi ngày). Kích thước (công suất) của các tấm pin mặt trời cũng có thể được xác định bằng cách tính Watt-giờ năng lượng được sản xuất bởi các tấm pin (giả sử mười giờ mặt trời mỗi ngày) sau đó chuyển đổi đó thành Amp-giờ bằng cách chia cho 12V. Một bảng được bao gồm với các thiết bị và yêu cầu về nguồn điện cho trại viên mà tôi đang xây dựng. Bạn nên thiết lập một bảng tính với các phương trình được cung cấp để giúp định cỡ hệ thống dễ dàng hơn.

Bước tiếp theo là tạo sơ đồ nối dây và xác định thiết bị nào có thể / nên ở trên mạch dùng chung hoặc có mạch cách ly riêng.

Bước 2: Tạo sơ đồ nối dây

Sơ đồ đấu dây không cần phải được thực hiện bằng phần mềm máy tính với hình ảnh thực của các thiết bị được kết nối, như trong ví dụ. Sơ đồ đấu dây có thể được vẽ tay và các từ, số hoặc hệ thống mã hóa (ví dụ: AC cho máy điều hòa không khí, hoặc FB10 cho hộp cầu chì-10A) có thể được sử dụng thay cho hình ảnh. Điều bắt buộc là sơ đồ phải rõ ràng dễ hiểu đối với bất kỳ ai có thể đang làm việc trên hệ thống.

Hệ thống bao gồm một số thành phần cần thiết: 1. Bảng năng lượng mặt trời (được kết nối song song [(+) đến (+) & (-) đến (-)] cho 12V, hoặc nối tiếp [(+) đến (-)] cho điện áp cao hơn).2. Bộ điều khiển sạc (điều khiển đầu vào vôn và ampe vào pin để tránh sạc quá mức / hư hỏng).3. Ngân hàng ắc quy (nếu sử dụng nhiều hơn một ắc quy 12V, hãy kết nối song song tất cả các ắc quy, chỉ định một ắc quy chính cho tất cả các kết nối khác - bộ điều khiển sạc, biến tần và mạch 12V chỉ nên được kết nối với ắc quy chính, không kết nối với ắc quy phụ). 4. Diệt Công tắc / Cầu chì (được kết nối trong đường dây để cắt điện trong trường hợp khẩn cấp hoặc để làm việc trên hệ thống).5. Hộp cầu chì (được sử dụng cho các thiết bị 12V để ngăn chặn việc rút điện quá mức có thể làm hỏng hệ thống hoặc các thiết bị khác).6. Biến tần (chuyển đổi nguồn 12V DC thành nguồn AC 120V).7. Thiết bị điện (kết nối với 12V DC hoặc 120V AC nếu cần).

Ở mức tối thiểu, các công tắc ngắt (tốt nhất là kết hợp với cầu chì) phải được kết nối giữa các tấm pin mặt trời và bộ điều khiển sạc, cũng như giữa pin và các thiết bị điện chính (hộp cầu chì và bộ biến tần). Trong ví dụ này, biến tần đi kèm với một cầu chì và có một công tắc tích hợp nằm ở phía sau của thiết bị, do đó, một công tắc ngắt riêng biệt là không cần thiết. Để an toàn hơn, một công tắc ngắt khác có thể được lắp đặt giữa bộ điều khiển sạc và pin, cho phép cách ly hoàn toàn bất kỳ thành phần hệ thống nào nếu muốn. Công tắc ngắt luôn được lắp đặt trên đường dây điện áp dương nối các thành phần.

Mạch dùng chung hoặc mạch cô lập: Quyết định đặt đường dây điện nào trên cùng một mạch điện hoặc đường dây nào giữ trên mạch riêng của chúng là hoàn toàn tùy thuộc vào bạn. Bạn có thể muốn cách ly các đường dây điện theo vị trí của chúng (phía trước, phía sau, v.v.), cường độ dòng điện hoặc loại mạch (đèn, máy bơm nước, ổ cắm 12V, v.v.). Các thiết bị kéo một lượng lớn cường độ dòng điện nên được cách ly trên cầu chì riêng của chúng. Tôi khuyên bạn nên đặt bất kỳ thiết bị đơn lẻ nào kéo nhiều hơn 5 ampe vào một mạch cách ly. Các thiết bị kéo ít ampe hơn có thể được kết hợp vào các mạch dùng chung. Chỉ cần đảm bảo đặt chúng trên cầu chì vượt quá tổng cường độ dòng điện có thể có nếu tất cả các thiết bị được cấp nguồn đồng thời. Ví dụ, các đèn LED 12V (trong đó có 12 đèn) có công suất 3W mỗi đèn, có nghĩa là chúng hút 0,25A dòng điện (3W / 12V = 0,25A). Giả sử mọi đèn LED đều sáng cùng một lúc, tổng số ampe sẽ là 0,25A * 12 = 3A. Với đây là amps tối đa được vẽ bởi tất cả các đèn LED, có thể an toàn để đặt tất cả các đèn cộng với một quạt nhỏ (0,25A) cho phòng tắm (tổng cộng 3,25A) cùng nhau trên một mạch 5A (cầu chì trong hộp cầu chì). Lưu ý: Kích thước cầu chì tiêu chuẩn thường bao gồm 5, 10, 15 và 20 ampe. Đảm bảo không vượt quá công suất cường độ dòng điện của mỗi cổng trên hộp cầu chì, cũng như tổng ampe cho hộp cầu chì (ví dụ: hộp cầu chì tôi đang sử dụng là 8 cổng, có thể xử lý 30A mỗi cổng và tổng 100A). Đầu tiên xác định có bao nhiêu thiết bị sẽ được kết hợp trên mạch riêng của chúng trước khi quyết định kích thước (số cổng) hộp cầu chì để mua.

Sau khi sơ đồ nối dây được trình bày, tất cả các thành phần đã được tính đến và các thiết bị an toàn cần thiết được bao gồm, quá trình lắp đặt có thể bắt đầu.

Bước 3: Cài đặt hệ thống dây (đã ngắt kết nối)

Ngoài việc lắp đặt dây dẫn từ các tấm pin mặt trời đến vị trí trung tâm cho các bộ phận điện chính (bộ điều khiển sạc, pin, hộp cầu chì, biến tần, v.v.), bước này có thể bị bỏ qua nếu không cần lắp đặt đầy đủ hệ thống dây điện. Ví dụ: nếu lắp đặt trên một thiết bị cắm trại hoặc RV được xây dựng hoàn chỉnh, thì việc lắp đặt dây dẫn thậm chí có thể không thực hiện được. Tuy nhiên, đối với trại viên mà tôi đang xây dựng từ đầu, tôi muốn có các cửa hàng khác nhau ở một số địa điểm nhất định của trại viên. Tuy nhiên, điều này là không cần thiết và có thể được để tùy theo sở thích của bạn.

Để đi dây giữa các thành phần chính (pin acquy, mạch acquy 12V, bộ biến tần acquy, v.v.), hãy đảm bảo sử dụng dây lớn (tôi đang sử dụng 4-gauge) có thể dễ dàng xử lý bất kỳ cường độ dòng điện nào đi qua nó. Đối với hệ thống dây điện 12V, hãy đảm bảo sử dụng dây có thể xử lý cường độ dòng điện và khoảng cách của các đường dây. Tôi đang sử dụng 10-gauge, có thể hơi quá mức cần thiết, nhưng tốt hơn là an toàn hơn là xin lỗi.

Cài đặt hệ thống dây điện và ổ cắm là một bước không bắt buộc. Tất cả các kết nối có thể được thực hiện tại hộp điện trung tâm. Có thể kết nối dải nguồn / bộ bảo vệ tăng áp với biến tần và tất cả các thiết bị 120V đều có thể kết nối với bộ biến tần đó. Ổ cắm 12V (phích cắm bật lửa) có thể được kết nối trực tiếp với hộp cầu chì (hoặc xe buýt 12V nếu có cầu chì trực tuyến, chúng dành cho ổ cắm 12V tôi đã mua).

Lắp đặt tất cả hệ thống dây điện, công tắc và ổ cắm. KHÔNG kết nối bất kỳ dây nào trong hộp điện trung tâm hoặc với các tấm pin mặt trời. Có thể thực hiện kết nối ở các ổ cắm sử dụng cuối (ổ cắm và thiết bị) và công tắc cho đèn và thiết bị (KHÔNG ngắt công tắc). Tất cả các dây không được kết nối ở các điểm cuối phải được đậy kín để tránh bị điện giật khi đã kết nối trong hộp điện trung tâm.

Không phải thiết bị nào cũng cần có đường dây riêng để chạy trở lại hộp điện trung tâm. Nếu thiết bị sẽ nằm trên cùng một mạch (cầu chì) trong hộp điện, thì các đường dây có thể được tách ra ở điểm nối gần nhất với vị trí của thiết bị để giảm tổng chiều dài dây dẫn điện cần thiết. Ví dụ, mạch cho đèn LED được thảo luận trong sơ đồ nối dây, có thể được nối trên cùng một đường dây. Để tách các dòng, tôi cắt các dòng sau đó gắn dòng thứ ba vào chúng bằng cách sử dụng các thiết bị đầu cuối vòng, một đai ốc và một bu lông với vòng đệm có khóa. Đảm bảo cách điện bất kỳ dây điện nào bị hở (đặc biệt đối với đường dây nóng) bằng băng dính điện hoặc ống co nhiệt.

Đối với hệ thống dây điện AC 120V, tôi đã chọn cắt dây nối dài 50 ft, cắt nó thành các đoạn dài nhỏ hơn để chạy đến từng ổ cắm, vì đây là lựa chọn rẻ nhất. Tuy nhiên, nếu chi phí không phải là vấn đề đáng lo ngại, bạn nên sử dụng hệ thống dây điện thích hợp cho hệ thống điện gia đình.

Bước 4: Ổ cắm và công tắc dây

Hệ thống dây điện AC 120V tiêu chuẩn thông thường nhất bao gồm ba dây (nóng, trung tính và nối đất). Hệ thống dây tiêu chuẩn là: đen = nóng; trắng = trung tính; dây xanh / trần = đất. Mặt sau của ổ cắm điện sẽ có các kết nối vít. Thông thường, chỉ có "nóng" (thường là màu đồng thau) được dán nhãn, phía đối diện (thường là màu thép) là kết nối trung tính và nối đất được chỉ định bằng vít màu xanh lá cây.

Đối với dây điện DC 12V, có thể sử dụng bất kỳ dây màu nào, nhưng tiêu chuẩn là: đỏ = nóng; đen = mặt đất. Khi đấu dây vào các đầu cuối phía sau của ổ cắm DC 12V, hãy kết nối dây màu đỏ với (+) và dây đen với (-). Đối với hầu hết các hệ thống dây điện 12V, các kết nối được thực hiện bằng các đầu cực "ngắt kết nối nhanh" để cho phép kết nối hoặc ngắt kết nối các thiết bị và ổ cắm một cách nhanh chóng và dễ dàng. Hộp cầu chì mua cũng đi kèm với các kết nối "ngắt kết nối nhanh". Đối với các kết nối không bao giờ hoặc hiếm khi bị ngắt kết nối, chẳng hạn như vách ngăn bên trong hoặc kết nối đất, các đầu nối vòng được sử dụng.

Khi đấu dây công tắc BẬT / TẮT cho đèn hoặc thiết bị khác, dây nóng cần được cắt và nối với hai đầu nối vít liền kề (công tắc nối hai đầu cuối ở vị trí BẬT). Trong khi không cần thiết 100%, bạn nên kết nối dây nối đất với vít màu xanh lá cây trên công tắc mà không bị đứt (dải một đoạn dây nhỏ mà không cắt nó). Một công tắc BẬT / TẮT tiêu chuẩn cho nguồn AC 120V sẽ hoạt động cho mạch 12V. Tuy nhiên, một công tắc điều chỉnh độ sáng AC 120V sẽ không hoạt động đối với các mạch 12V vì điện trở quá cao.

Công tắc làm mờ 12V (* cố gắng tự chịu rủi ro *): Để làm mờ đèn LED 12V, một chiết áp 10k-ohm (biến trở) với các vị trí BẬT / TẮT đã được sử dụng. *** Tùy chọn này KHÔNG được khuyến nghị trừ khi bạn đã quen với chiết áp và cách chúng hoạt động. *** Một chiết áp tiêu chuẩn có ba đầu nối (1, 2 và 3), trong khi chiết áp BẬT / TẮT có 5 đầu nối (3 tiêu chuẩn cộng 2 ở phía sau). Hai cực phía sau (4 & 5) hoạt động như một công tắc BẬT / TẮT tiêu chuẩn (kết nối ở vị trí BẬT và ngắt kết nối ở vị trí TẮT). 1. Kết nối trực tiếp một trong các thiết bị đầu cuối phía sau (4) với thiết bị đầu cuối tiêu chuẩn trung tâm (2). 2. Kết nối một đầu của dây "nóng" đã cắt với đầu cuối khác phía sau (5) và 3. Kết nối đầu kia của dây "nóng" đã cắt với đầu cuối tiêu chuẩn (3) đo ~ 10k ohms [với đầu cuối trung tâm (2)] khi quay số ở vị trí TẮT. 4. Đầu cuối đối diện (1) sẽ đo ~ 0 ohms ở vị trí TẮT và phải được kết nối trực tiếp với đầu cuối trung tâm (2).

Tôi đã hàn các đầu nối spade "ngắt kết nối nhanh" vào các đầu cuối cho dây "nóng" (3 và 5).

Với tất cả các hệ thống dây điện, bạn có thể bắt đầu kết nối trong hộp điện trung tâm.

Bước 5: Kết nối dây trong hộp điện trung tâm

*** CẢNH BÁO *** *** CẢNH BÁO ***

*** TẤT CẢ CÁC CHUYỂN ĐỔI KILL PHẢI Ở VỊ TRÍ MỞ / TẮT ***

Bắt đầu bằng cách đấu dây các đường dây đến từ các tấm pin mặt trời (các tấm pin mặt trời KHÔNG được kết nối) với bộ điều khiển sạc, đảm bảo lắp đặt công tắc ngắt trong dòng cho kết nối tích cực. Kết nối tất cả các dây với bộ điều khiển sạc, nhưng KHÔNG thực hiện kết nối với pin hoặc tấm pin mặt trời. Một lần nữa, hãy đảm bảo công tắc tiêu diệt ở vị trí mở / tắt.

Lắp các dây từ bộ ắc quy đến bộ biến tần (đối với 120V AC) và công tắc ngắt điện đến hộp cầu chì chính (đối với 12V DC), nhưng KHÔNG kết nối dây với ắc quy. Một lần nữa, hãy đảm bảo công tắc tiêu diệt ở vị trí mở / tắt.

Kết nối tất cả các dây nối đất 12V vào cùng một xe buýt mặt đất. Sau khi tất cả các dây nối đất được kết nối, các dây dương bây giờ có thể được kết nối với các cầu chì thích hợp. Đảm bảo bạn đang kết nối đúng dây bằng cách dán nhãn trong quá trình lắp đặt hoặc dò tìm chúng bằng thiết bị mực in.

Khi tất cả các kết nối 12V đã được thực hiện, hãy bắt đầu kết nối các dây 120V. Quá trình này đơn giản hơn nhiều, vì bộ biến tần sẽ xử lý tải AC 120V và tất cả các ổ cắm có thể nằm trên cùng một mạch. Đầu tiên, kết nối tất cả các dây nối đất (màu xanh lá cây), sau đó là dây trung tính (màu trắng), tiếp theo là dây nóng (màu đen). Thứ tự kết nối không cực kỳ quan trọng khi không có điện trên các đường dây, nhưng tốt hơn hết bạn nên có thói quen kết nối dây nối đất trước.

Nếu sử dụng nhiều hơn một pin, bạn có thể kết nối các pin với nhau tại thời điểm này (tạo một ngân hàng pin), nhưng KHÔNG kết nối pin chính với bất kỳ thành phần nào khác (bộ điều khiển sạc, biến tần, mạch 12V, v.v.). Sử dụng một dây lớn (tôi đang sử dụng 4-gauge) để kết nối các pin với nhau.

Bước 6: Cài đặt và kết nối các tấm pin mặt trời

Lắp đặt các tấm pin mặt trời ở vị trí mong muốn. Tôi đã xây dựng một khung để gắn các tấm vào thay vì gắn chúng trực tiếp lên mái nhà. Sau đó, khung sẽ được gắn vào mái bằng các khóa và chốt, cho phép điều chỉnh góc và độ chịu lực của các tấm khi đứng yên để tối đa hóa khả năng hấp thụ năng lượng mặt trời. Nếu phương pháp này được sử dụng, hãy đảm bảo cố định các tấm đúng cách trước khi di chuyển lại.

Che các tấm pin mặt trời bằng một tấm chăn (hoặc thứ gì khác) để ngăn ánh sáng chiếu vào tấm pin và sản xuất điện.

Kết nối song song các tấm pin mặt trời cho hệ thống 12V: 1. Kết nối các dây đầu cuối nối đất (-) cho mỗi bảng với nhau. 2. Kết nối các dây cực dương (+) cho mỗi bảng với nhau. Kết nối các đầu nối đất (-) với dây thích hợp dẫn đến bộ điều khiển sạc. Kết nối các cực dương (+) với dây thích hợp dẫn đến bộ điều khiển sạc. ** Một lần nữa, hãy đảm bảo công tắc ngắt ở vị trí MỞ / TẮT trước khi thực hiện kết nối này. Tháo vỏ / chăn ra khỏi các tấm. Đối với các tấm Renogy được sử dụng trong hướng dẫn này, các đầu nối MC4 đã được cài đặt sẵn, vì vậy không có dây nào bị lộ ra ngoài.

Bước 7: Thực hiện kết nối cuối cùng và tăng sức mạnh cho hệ thống

Đã đến lúc thực hiện các kết nối cuối cùng và khởi động hệ thống. Trước khi thực hiện kết nối, hãy đảm bảo rằng tất cả các công tắc ngắt ở vị trí MỞ / TẮT.

Kết nối bộ điều khiển sạc, bộ biến tần nguồn và dây bus 12V với pin dự phòng. (Nếu sử dụng nhiều pin, hãy chỉ định một pin chính để kết nối với các thành phần khác. Không kết nối một pin với bộ điều khiển sạc và một pin khác với biến tần hoặc hộp cầu chì) 1. Nối dây nối đất (-) từ bộ điều khiển sạc, biến tần và bus nối đất 12V với đầu nối đất (-) của ắc quy chính. Kết nối dây dương (+) từ bộ điều khiển sạc, biến tần và hộp cầu chì / bus 12V với cực dương (+) của pin chính. Đóng công tắc ngắt giữa bộ điều khiển sạc và pin dự phòng (nếu được lắp đặt).3. Đóng công tắc ngắt giữa các tấm pin mặt trời và bộ điều khiển sạc. Đóng công tắc ngắt giữa bộ ắc quy và xe buýt 12V hoặc hộp cầu chì. Lật (đóng) công tắc phía sau biến tần sang vị trí BẬT. Kiểm tra ổ cắm, công tắc và các thiết bị khác để đảm bảo chúng hoạt động bình thường. ** Nếu có điều gì đó không hoạt động bình thường, hãy mở tất cả các công tắc ngắt trước khi khắc phục sự cố ** Thử kiểm tra lại các đường dây hoặc kiểm tra các vết thủng / đứt nơi dây gắn vào đinh tán. Đảm bảo rằng tất cả các kết nối được thắt chặt an toàn và tiếp xúc tốt.

Xin chúc mừng!!

Giờ đây, bạn đã có một hệ thống quang điện mặt trời được lắp đặt và vận hành đầy đủ cho xe cắm trại, xe tải hoặc RV của mình!