Firma nasza wykonuje, buduje wg podanych wymiarów gabarytowych obudowy i parametrów elektrycznych przesłanych przez klientów akumulatory rekreacyjne stosowanych w systemach zasilania autonomicznego, nazywanych wyspowymi. |
Wielkość gabarytowe modułów akumulatorowych i ich układ zależny od napięcia i pojemności oraz wielkości posiadanych przez klientów obudów z wbudowanymi układami chłodzenia. |
|
Tak jak przedstawiono na poniższych zdjęciach akumulatory rekreacyjne zawierają elektronikę sterująca procesem ładowania oraz posiadają wskaźniki poziomu naładowania akumulatorów. |
Na poniższych zdjęciach przedstawiliśmy akumulator rekreacyjny o parametrach - napięcie 14,4V;- pojemności 184 Ah (do budowy wykorzystano 216 szt ogniw). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ważnym tematem na dzisiaj są systemy zasilania wykorzystujące energie odnawialne, np. fotowoltaikę, na kamperach, samochodach terenowych, jachtach, łodziach i innych pojazdach rekreacyjnych oraz specjalnych. |
|
System zasilania na pojeździe rekreacyjnym czy specjalnym to zawsze duże wyzwanie dla osób budujących taki system we własnym zakresie.
Specjalistów zajmujących się projektowaniem systemów zasilania wykorzystujących energie odnawialne jest na naszym rynku mało dlatego pokażemy jak należny dobrać akumulator, aby zasilał nasze urządzenia znajdujące się w pojeździe rekreacyjnym.
|
|
Od razu podkreślę, że dobór akumulatora/baterii akumulatorów jest to zagadnienie bardzo złożone, dlatego pokażę uproszczoną procedurę, która pozwoli Państwu z wystarczającą dokładnością dobrać baterię akumulatorów o odpowiedniej pojemności przy założeniu pewnych zasad użytkowania tejże baterii. |
|
Dobierając baterię akumulatorów, musimy pamiętać o tym, że w systemie fotowoltaicznym lub jakimkolwiek innym systemie autonomicznym/systemie wyspowym energia wytwarzana jest tylko przez kilka godzin dziennie oraz że bateria akumulatorów musi mieć pojemność wystarczającą do zasilenia odbiorników w czasie, gdy system fotowoltaiczny/system PV, czy dowolne inne źródło energii, nie pracuje lub pracuje z mniejszą mocą niż moc pobierana przez odbiorniki. |
|
Aby samemu ustalić jakie parametry powinien mieć nasz akumulator rekreacyjny musimy:
|
1. Określić ilość energii pobieranej w ciągu doby przez nasz pojazd. |
|
Aby wykonać obliczenia, musimy zgromadzić wiarygodne i precyzyjne informacje o wszystkich odbiornikach jakie posiadamy. Tylko w przypadku niektórych odbiorników będziemy mieli gotową informację na temat dobowego poboru energii.
Informacje jakie musimy zgromadzić dla większości odbiorników to (przykładowe wartości podaliśmy w tabeli poniżej):
- nominalna moc odbiornika (W)
- wartość prądu (A) pobierana przez odbiornik przy jego napięciu znamionowym.
|
2. Musimy także dokładnie założyć ilość godzin przez ile każdy odbiornik będzie pracował w ciągu doby. (nasze założenia przedstawione są w tabeli poniżej) |
3. Musimy założyć napięcie akumulatora czy będzie to np 12 V czy 24 V. - w naszych obliczeniach przyjęliśmy że akumulator będzie miał 12V |
|
Obliczenia zastosowane w tabeli z Wh na Ah jest bardzo proste, ponieważ:
EAh=EWh/12V w systemie z baterią akumulatorów na napięcie 12V oraz
EAh=EWh/24V w systemie z baterią akumulatorów na napięcie 24V.
Przeliczanie w drugą stronę jest tak samo proste:
EWh=EAh*12V
gdzie:
-
EAh to zużycie energii wyrażone w amperogodzinach [Ah],
-
EWh to zużycie energii wyrażone wwatogodzinach [Wh].
|
|
4. Wyliczamy bilans energetyczny -(całkowite dobowe zużycie energii) |
|
|
|
|
|
5. Do dalszych obliczeń musimy przyjąć następujące założenia: |
- przynajmniej raz na dobę będziemy w stanie doładować naszą baterię akumulatorów/akumulator do poziomu około 80% stanu naładowania.
- nie będziemy rozładowywać baterii akumulatorów/akumulatora poniżej 30% stanu naładowania.
|
Dwa powyższe założenia pokazują nam, iż użyteczna dla nas pojemność baterii będzie to 80-30%=50% pojemności baterii. |
|
- Musimy jeszcze założyć margines na możliwość sporadycznego czasowego wzrostu obciążenia, np. chwilowo używany dodatkowy odbiornik energii w naszym pojeździe. Na taką ewentualność nie ma żadnej reguły, ale załóżmy, że będzie to dodatkowe 12% pojemności (jeśli wiemy, że będzie to więcej to zakładamy większą wartość).
|
Po tym założeniu użyteczna pojemność baterii akumulatorów/akumulatora spada nam do 38%. (50%-12%). |
- Niestety, nasza bateria akumulatorów zużywa się, zatem uzyskaną użyteczną pojemność musimy w każdym przypadku pomnożyć przez około 0.8 biorąc pod uwagę 20% spadek pojemności z upływem czasu. Zostaje nam zatem 38%*0.8=30% pojemności.
|
Wiemy już zatem, że realna ilość energii jaką codziennie możemy czerpać z baterii akumulatorów/akumulatora wynosi ok. 30% jej pojemności znamionowej. Z tego faktu wynika reguła, którą możemy stosować: minimalna pojemność rozrywkowej baterii akumulatorów/akumulatora powinna być przynajmniej 3.3 razy większa niż jej przewidywane rozładowanie w czasie, gdy nie jest ona ładowana. (100%/30%=3.3). |
|
Należy zwrócić uwagę na fakt, że im większy będzie margines na nieprzewidywany dodatkowy odbiornik lub im mniej będzie doładowywana bateria w ciągu doby, tym większa powinna być jej pojemność akumulatora. |
|
- Zakładamy, że latem system fotowoltaiczny/system PV ładuje baterię przez około 5h dziennie, zatem pozostałe 19h wciągu doby to okres czerpania energii z baterii akumulatorów/akumulatora. Zakładając, dla uproszczenia rachunków, liniowy rozkład zużycia energii, w czasie gdy bateria nie będzie ładowana, system zużyje 19h/24h całkowitego dobowego zużycia energii.
|
|
W przypadku systemu z naszej tabeli będzie to 19h/24h*155,33Ah=122,97Ah.
Ponieważ minimalna pojemność rozrywkowej baterii akumulatorów/akumulatora powinna być przynajmniej 3.3 razy większa niż jej przewidywane rozładowanie w czasie, gdy nie jest ona ładowana więc:
6. Minimalna pojemność akumulatora = 122,97Ah*3,3=368,91Ah = 369Ah
|
|
|
Jak widać na powyższym przykładzie, dobór odpowiedniej baterii akumulatorów/akumulatora, nawet przy znacznych uproszczeniach, wymaga wielu założeń i spełnienia określonych warunków. Pojemność baterii akumulatorów zawsze zależy od:
- ilości energii jaką będziemy zużywali
- od ilości czasu przez jaki będzie ładowana do stanu pełnego naładowania
- starzenia i nieprzewidywalności
- zużycia energii, które musimy założyć.
Pamiętajmy również o tym, że im dłuższą chcemy osiągnąć autonomię systemu, tym większa musi być pojemność baterii akumulatorów/akumulatora. Pojemność nie powinna być mniejsza niż minimum jakie wynika z praktyki.
|
|
