Solar Photovoltaik (PV) Installation für DIY Camper - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:20

Im Folgenden finden Sie eine Anleitung zur Installation einer Photovoltaik-Solaranlage (PV) für ein Heimwerker-Wohnmobil, einen Van oder ein Wohnmobil. Die gezeigten Beispiele, Bilder und Videos sind spezifisch für den benutzerdefinierten Einschub-Camper, den ich für meinen 6-Fuß-Pickup baue, aber sie sollten eine Richtlinie für jeden bieten, der versucht, eine ähnliche Art von Solarinstallation durchzuführen. Viele der Schritte und Komponenten des Systems können für die Art der Installation, die Sie durchführen, zu kompliziert oder unnötig sein. Befolgen Sie jeden Schritt und fügen Sie Komponenten nach eigenem Ermessen hinzu. Sicherheit ist jedoch NICHT optional! NICHT mit HEISSEN Drähten arbeiten!! Alle Schaltkreise müssen über eine Art Fehlerschutz (Sicherungen/Unterbrecher) und Isolationsfähigkeiten verfügen.

Schritt 1: Dimensionierung des Systems

Der erste Schritt beim Aufbau einer Photovoltaikanlage (PV) für ein Wohnmobil oder Wohnmobil besteht darin, zu berechnen, wie viel Strom alle anzuschließenden elektrischen Geräte aufnehmen. Es müssen Annahmen getroffen werden, wie viele Stunden pro Tag jedes Gerät in Betrieb ist (Stromaufnahme). Aufgrund von Energieverlusten bei der Umwandlung von 12-Volt-Gleichstrom (DC) auf 120-Volt-Wechselstrom (AC) wird empfohlen, 120-V-AC-Geräte nach Möglichkeit zu vermeiden und stattdessen 12-V-DC-Geräte zu verwenden.

Die wichtigste Information besteht darin, die Ampere (A) zu bestimmen, die von jedem Gerät gezogen werden und für wie viele Stunden (h) es betrieben wird, da die Batteriegrößen in Amperestunden (Ah) angegeben werden. Es ist immer eine gute Idee, die Stunden zu überschätzen, um sicherzustellen, dass Sie Ihre Batteriebank richtig dimensionieren. Bestimmte Geräte benötigen jedoch 120 V Wechselstrom, sodass ein Wechselrichter weiterhin erforderlich ist. Bei der Ermittlung der erforderlichen Leistungsaufnahme von 120-V-AC-Geräten ist es eine gute Faustregel, einen Umwandlungswirkungsgrad des Wechselrichters von 80 % anzunehmen. Die Stromaufnahme eines 120-V-AC-Geräts befindet sich in der Regel am Netzteil oder am Gerät selbst. Es wird ein Beispiel gezeigt, wo die Wattzahl des Netzteils zu finden ist und wie die 12-V-Leistungsaufnahme für zwei Laptops berechnet wird.

Sobald der Gesamtstrombedarf ermittelt wurde, können die Batteriekapazitäten so gewählt werden, dass dieser Strombedarf gedeckt wird (das obige Beispiel zeigt, dass ich 305 Ah pro Tag benötige). Die Größe (Wattleistung) der Solarmodule kann auch bestimmt werden, indem man die von den Modulen erzeugte Energie in Wattstunden berechnet (angenommen, zehn Sonnenstunden pro Tag) und diese dann durch Division durch 12 V in Amperestunden umwandelt. Eine Tabelle mit den Geräten und dem Strombedarf für das Wohnmobil, das ich baue, liegt bei. Es wird empfohlen, eine Tabelle mit den bereitgestellten Gleichungen einzurichten, um die Dimensionierung des Systems zu erleichtern.

Der nächste Schritt besteht darin, einen Schaltplan zu erstellen und zu bestimmen, welche Geräte an gemeinsamen Stromkreisen angeschlossen sein können/sollten oder über einen eigenen isolierten Stromkreis verfügen.

Schritt 2: Erstellen Sie einen Schaltplan

Der Schaltplan muss nicht wie im Beispiel mit einer Computersoftware mit realen Bildern der anzuschließenden Geräte erstellt werden. Der Schaltplan kann von Hand gezeichnet werden und Wörter, Zahlen oder ein Codierungssystem (z. B. AC für Klimaanlage oder FB10 für Sicherungskasten-10A) können anstelle von Bildern verwendet werden. Es ist zwingend erforderlich, dass das Diagramm für jeden, der an dem System arbeitet, klar verständlich ist.

Das System besteht aus wenigen notwendigen Komponenten: 1. Solarmodule (parallel geschaltet [(+) an (+) & (-) an (-)] für 12V oder in Reihe [(+) an (-)] für höhere Spannungen).2. Laderegler (steuert die Volt- und Ampere-Eingangsspannung der Batterien, um Überladung/Beschädigung zu vermeiden).3. Batteriebank (bei Verwendung von mehr als einer 12-V-Batterie alle Batterien parallel schalten und für alle anderen Verbindungen eine Hauptbatterie angeben - Laderegler, Wechselrichter und 12-V-Stromkreise sollten nur an die Hauptbatterie angeschlossen werden, nicht an die Sekundärbatterien). 4. Kill Switches/Sicherungen (inline angeschlossen, um die Stromversorgung für Notfälle zu unterbrechen oder am System zu arbeiten).5. Sicherungskasten (wird für 12-V-Geräte verwendet, um eine übermäßige Leistungsaufnahme zu verhindern, die das System oder andere Geräte beschädigen kann).6. Wechselrichter (wandelt 12V Gleichstrom in 120V Wechselstrom um).7. Elektrische Geräte (bei Bedarf an 12V DC oder 120V AC angeschlossen).

Zwischen den Solarmodulen und dem Laderegler sowie zwischen den Batterien und den primären elektrischen Geräten (Sicherungskasten und Wechselrichter) sollten mindestens Kill-Schalter (vorzugsweise kombiniert mit einer Sicherung) angeschlossen werden. In diesem Beispiel wurde der Wechselrichter mit einer Sicherung geliefert und verfügt über einen integrierten Schalter auf der Rückseite des Geräts, sodass kein separater Notausschalter erforderlich ist. Für zusätzliche Sicherheit könnte zwischen dem Laderegler und den Batterien ein weiterer Notausschalter installiert werden, der auf Wunsch eine vollständige Isolierung aller Systemkomponenten ermöglicht. Kill-Switches sind immer an der positiven Spannungsleitung zu installieren, die die Komponenten verbindet.

Gemeinsame Stromkreise oder isolierte Stromkreise: Die Entscheidung, welche elektrischen Leitungen auf denselben Stromkreis gelegt werden oder welche auf einem eigenen Stromkreis bleiben, liegt ganz bei Ihnen. Möglicherweise möchten Sie elektrische Leitungen nach ihrer Position (vorne, hinten usw.), der Stromstärke oder der Art des Stromkreises (Lichter, Wasserpumpen, 12-V-Steckdosen usw.) isolieren. Geräte, die große Stromstärken ziehen, sollten über eine eigene Sicherung isoliert werden. Ich empfehle, dass jedes einzelne Gerät, das mehr als 5 Ampere zieht, an einen isolierten Stromkreis angeschlossen wird. Geräte, die weniger Ampere ziehen, können zu gemeinsamen Stromkreisen kombiniert werden. Stellen Sie nur sicher, dass Sie sie auf eine Sicherung setzen, die die insgesamt mögliche Stromstärke überschreitet, wenn alle Geräte gleichzeitig mit Strom versorgt werden. Zum Beispiel ziehen die 12-V-LED-Leuchten (von denen es insgesamt 12 sind) jeweils 3 W Leistung, was bedeutet, dass sie 0,25 A Strom aufnehmen (3 W / 12 V = 0,25 A). Unter der Annahme, dass jede LED gleichzeitig leuchtet, beträgt die Gesamtampere 0,25 A * 12 = 3 A. Mit dieser maximalen Stromaufnahme aller LEDs ist es sicher, alle Lichter plus einen kleinen (0,25 A) Ventilator für das Badezimmer (insgesamt 3,25 A) zusammen auf einen 5 A-Stromkreis (Sicherung im Sicherungskasten) zu schalten. Hinweis: Standard-Sicherungsgrößen bestehen im Allgemeinen aus 5, 10, 15 und 20 Ampere. Stellen Sie sicher, dass Sie die Amperekapazitäten jedes Ports am Sicherungskasten sowie die Gesamtampere für den Sicherungskasten nicht überschreiten (z. B. der Sicherungskasten, den ich verwende, hat 8 Ports, kann 30 A pro Port und 100 A insgesamt verarbeiten). Bestimmen Sie zunächst, wie viele Geräte in einem eigenen Stromkreis kombiniert werden, bevor Sie sich für die Größe (Anzahl der Anschlüsse) des Sicherungskastens entscheiden.

Sobald der Schaltplan erstellt ist, alle Komponenten berücksichtigt und die notwendigen Sicherheitsvorrichtungen enthalten sind, kann die Installation beginnen.

Schritt 3: Verkabelung installieren (getrennt)

Abgesehen von der Installation der Kabel von den Sonnenkollektoren zum zentralen Ort für die primären elektrischen Komponenten (Laderegler, Batterien, Sicherungskasten, Wechselrichter usw.) kann dieser Schritt übersprungen werden, wenn keine vollständige Verkabelung erforderlich ist. Bei der Installation beispielsweise an einem vollständig aufgebauten Wohnmobil oder Wohnmobil ist die Installation von Kabeln möglicherweise nicht einmal möglich. Für den Camper baue ich von Grund auf neu, aber ich wollte an bestimmten Stellen des Campers andere Steckdosen. Dies ist jedoch nicht erforderlich und kann Ihren Wünschen überlassen werden.

Verwenden Sie für die Verkabelung zwischen den Hauptkomponenten (Batteriebatterie, 12-V-Batteriekreise, Batteriewechselrichter usw.) Verwenden Sie für die 12-V-Verkabelung unbedingt ein Kabel, das der Stromstärke und dem Abstand der Leitungen standhält. Ich verwende 10-Gauge, was vielleicht etwas übertrieben ist, aber es ist besser, auf Nummer sicher zu gehen.

Die Installation von Kabeln und Steckdosen ist ein optionaler Schritt. Alle Anschlüsse können an der Zentralelektrik vorgenommen werden. An den Wechselrichter kann eine Steckdosenleiste/Überspannungsschutz angeschlossen werden, an die sich alle 120V-Geräte anschließen können. 12-V-Steckdosen (Zigarettenanzünder-Stecker) können direkt an den Sicherungskasten angeschlossen werden (oder an den 12-V-Bus, wenn Inline-Sicherungen enthalten sind, die für 12-V-Steckdosen von mir gekauft wurden).

Installieren Sie alle Kabel, Schalter und Steckdosen. Schließen Sie KEINE Drähte im zentralen Schaltkasten oder an die Solarmodule an. Anschlüsse KÖNNEN an den Endverbrauchersteckdosen (Steckdosen und Geräte) und Schaltern für Lichter und Geräte (NICHT Kill-Schaltern) hergestellt werden. Alle nicht angeschlossenen Drähte an den Endpunkten sollten mit einer Kappe versehen werden, um einen Stromschlag zu vermeiden, sobald sie im zentralen Elektrokasten angeschlossen sind.

Nicht jedes Gerät benötigt eine eigene Leitung zur Rückführung in die Zentralelektrik. Befindet sich das Gerät am gleichen Stromkreis (Sicherung) im Elektrokasten, können die Leitungen an der nächstgelegenen Abzweigung zum Standort des Geräts aufgetrennt werden, um die Gesamtlänge der benötigten Elektrokabel zu reduzieren. Der Stromkreis für die im Schaltplan besprochenen LED-Leuchten kann beispielsweise aus derselben Leitung gespleißt werden. Um die Leitungen zu teilen, schneide ich die Leitungen ab und befestigte dann eine dritte Leitung mit Ringkabelschuhen, einer Mutter und einer Schraube mit Sicherungsscheibe. Isolieren Sie alle freiliegenden Drähte (insbesondere für die Hotline) mit Isolierband oder Schrumpfschlauch.

Für die 120-V-Wechselstromverkabelung entschied ich mich, ein 50-Fuß-Verlängerungskabel auszuschlachten und es in kleinere Längen zu schneiden, um zu jeder Steckdose zu führen, da dies die billigste Option war. Wenn die Kosten jedoch keine Rolle spielen, wird empfohlen, für die elektrische Hausinstallation eine ordnungsgemäße Verkabelung zu verwenden.

Schritt 4: Kabelausgänge und Schalter

Standardmäßige elektrische 120-V-Wechselstromkabel bestehen meistens aus drei Drähten (heiß, neutral und geerdet). Standardverdrahtung ist: schwarz = heiß; weiß = neutral; grüner/blanker Draht = Masse. Auf der Rückseite einer Steckdose befinden sich Schraubverbindungen. Üblicherweise ist nur die "heiße" (normalerweise messingfarben) gekennzeichnet, die gegenüberliegende Seite (normalerweise stahlfarben) ist der neutrale Anschluss und die Masse wird durch eine grüne Schraube gekennzeichnet.

Für die 12-V-DC-Verkabelung kann jede Kabelfarbe verwendet werden, aber der Standard ist: rot = heiß; schwarz = Masse. Wenn Sie die hinteren Anschlüsse der 12-V-DC-Ausgänge verdrahten, verbinden Sie das rote Kabel mit (+) und das schwarze Kabel mit (-). Für die meisten der 12-V-Verkabelung werden die Anschlüsse mit "Schnelltrenn"-Flachsteckern hergestellt, um ein schnelles und einfaches Anschließen oder Trennen von Geräten und Steckdosen zu ermöglichen. Der gekaufte Sicherungskasten wurde auch mit "Schnelltrenn"-Anschlüssen geliefert. Für Verbindungen, die nie oder selten getrennt wurden, wie Innenwandspalten oder Masseverbindungen, wurden Ringkabelschuhe verwendet.

Beim Verdrahten eines EIN/AUS-Schalters für Leuchten oder ein anderes Gerät sollte der heiße Draht durchtrennt und an die beiden benachbarten Schraubklemmen angeschlossen werden (der Schalter verbindet die beiden Klemmen in der ON-Position). Obwohl es nicht zu 100% notwendig ist, wird empfohlen, das Erdungskabel ohne Unterbrechung an die grüne Schraube am Schalter anzuschließen (abisolieren Sie einen kleinen Drahtabschnitt, ohne ihn abzuschneiden). Ein standardmäßiger EIN/AUS-Schalter für 120-V-Wechselstrom funktioniert für einen 12-V-Stromkreis. Ein 120-V-AC-Dimmer funktioniert jedoch nicht für 12-V-Stromkreise, da der Widerstand zu hoch ist.

12V-Dimmerschalter (*Versuch auf eigene Gefahr*): Zum Dimmen der 12V-LEDs wurde ein 10k-Ohm-Potentiometer (variabler Widerstand) mit ON/OFF-Positionen verwendet. ***Diese Option wird NICHT empfohlen, es sei denn, Sie sind mit Potentiometern und ihrer Funktionsweise vertraut.*** Ein Standardpotentiometer hat drei Anschlüsse (1, 2 und 3), während das EIN/AUS-Potentiometer 5 Anschlüsse hat (die 3 Standard plus 2 auf der Rückseite). Die beiden rückseitigen Klemmen (4 & 5) fungieren als Standard-EIN/AUS-Schalter (in der ON-Position angeschlossen und in der OFF-Position getrennt). 1. Verbinden Sie eine der hinteren Klemmen (4) direkt mit der mittleren Standardklemme (2). 2. Verbinden Sie ein Ende des abgeschnittenen "heißen" Kabels mit der anderen hinteren Klemme (5) und 3. Verbinden Sie das andere Ende des abgeschnittenen "heißen" Kabels mit der Standardklemme (3), die ~10k Ohm misst mittlerer Anschluss (2)], wenn sich das Wahlrad in der OFF-Position befindet. 4. Die gegenüberliegende Klemme (1) misst in der OFF-Position ~0 Ohm und sollte direkt an die mittlere Klemme (2) angeschlossen werden.

Ich lötete "Schnelltrenn"-Flachstecker auf die Klemmen für die "heißen" Drähte (3 und 5).

Nachdem alle Verkabelungen vorhanden sind, können Sie mit dem Herstellen der Verbindungen im zentralen Elektrokasten beginnen.

Schritt 5: Kabelverbindungen in der zentralen Elektrobox

***WARNUNG*** ***WARNUNG***

***ALLE KILL-SCHALTER MÜSSEN IN DEN OFFENEN/AUS-POSITIONEN SEIN***

Beginnen Sie damit, die Leitungen, die von den Sonnenkollektoren (Sonnenkollektoren NICHT angeschlossen) kommen, mit dem Laderegler zu verkabeln. Schließen Sie alle Kabel an den Laderegler an, aber stellen Sie noch KEINE Verbindungen zur Batterie oder zu den Sonnenkollektoren her. Stellen Sie erneut sicher, dass sich der Kill-Schalter in der Offen/Aus-Position befindet.

Verlegen Sie die Kabel von der Batteriebank zum Wechselrichter (für 120 V AC) und den Notausschalter zum Hauptsicherungskasten (für 12 V DC), aber verbinden Sie die Kabel NICHT mit den Batterien. Stellen Sie erneut sicher, dass sich der Kill-Schalter in der Offen/Aus-Position befindet.

Schließen Sie alle 12-V-Massedrähte an dieselbe Erdungsschiene an. Nachdem alle Massekabel angeschlossen sind, können nun die Pluskabel an die entsprechenden Sicherungen angeschlossen werden. Stellen Sie sicher, dass Sie die richtigen Drähte anschließen, indem Sie sie während der Installation beschriften oder mit einem Tonergerät verfolgen.

Sobald alle 12-V-Verbindungen hergestellt sind, beginnen Sie mit dem Anschließen der 120-V-Kabel. Dieser Vorgang ist viel einfacher, da der Wechselrichter die 120-V-Wechselstromlast handhabt und alle Steckdosen am selben Stromkreis angeschlossen sein können. Verbinden Sie zuerst alle Erdungsdrähte (grün), dann die neutralen (weißen) Drähte, gefolgt von den heißen (schwarzen) Drähten. Die Anschlussreihenfolge ist nicht sehr wichtig, wenn die Leitungen nicht mit Strom versorgt werden, aber es ist besser, zuerst die Erdungskabel anzuschließen.

Wenn Sie mehr als eine Batterie verwenden, können Sie die Batterien an dieser Stelle miteinander verbinden (eine Batteriebank erstellen), aber die Hauptbatterie NICHT mit anderen Komponenten (Laderegler, Wechselrichter, 12-V-Stromkreise usw.) verbinden. Verwenden Sie einen großen Draht (ich verwende 4-Gauge), um die Batterien miteinander zu verbinden.

Schritt 6: Sonnenkollektoren installieren und anschließen

Installieren Sie die Sonnenkollektoren an der gewünschten Stelle. Ich baute einen Rahmen, um die Paneele zu befestigen, anstatt sie direkt auf dem Dach zu montieren. Der Rahmen wird dann mit Schlössern und Riegeln am Dach befestigt, die es ermöglichen, den Winkel und die Lagerung der Paneele im Stillstand einzustellen, um die Sonnenabsorption zu maximieren. Wenn diese Methode verwendet wird, stellen Sie sicher, dass die Paneele ordnungsgemäß befestigt sind, bevor Sie wieder reisen.

Decken Sie die Sonnenkollektoren mit einer Decke (oder etwas anderem) ab, um zu verhindern, dass Licht auf die Kollektoren fällt und Strom erzeugt wird.

Verbinden Sie die Solarmodule parallel für ein 12-V-System: 1. Verbinden Sie die Erdungskabel (-) für jedes Panel miteinander.2. Verbinden Sie die positiven (+) Anschlussdrähte für jedes Panel miteinander.3. Verbinden Sie die Erdungsklemmen (-) mit dem entsprechenden Kabel, das zum Laderegler führt.4. Verbinden Sie die positiven (+) Anschlüsse mit dem entsprechenden Kabel, das zum Laderegler führt. ** Stellen Sie erneut sicher, dass sich der Notausschalter in der Position OPEN/OFF befindet, bevor Sie diese Verbindung herstellen.5. Entfernen Sie die Abdeckung/Decke von den Panels. Für die in diesem Tutorial verwendeten Renogy-Panels sind MC4-Anschlüsse vorinstalliert, sodass kein Kabel freiliegt.

Schritt 7: Stellen Sie die endgültigen Verbindungen her und schalten Sie das System ein

Es ist an der Zeit, die letzten Verbindungen herzustellen und das System hochzufahren. Stellen Sie vor dem Herstellen von Verbindungen sicher, dass sich alle Kill-Schalter in der Position OPEN/OFF befinden.

Schließen Sie den Laderegler, den Wechselrichter und die 12-V-Buskabel an die Batteriebank an. (Wenn Sie mehr als eine Batterie verwenden, bestimmen Sie eine Hauptbatterie zum Anschluss an andere Komponenten. Schließen Sie nicht eine Batterie an den Laderegler und eine andere an den Wechselrichter oder den Sicherungskasten an)1. Verbinden Sie das Massekabel (-) des Ladereglers, des Wechselrichters und des 12-V-Erdungsbusses mit dem Masseanschluss (-) der Hauptbatterie.2. Verbinden Sie das Pluskabel (+) vom Laderegler, Wechselrichter und 12V Bus/Sicherungskasten mit dem Pluspol (+) der Hauptbatterie. Schließen Sie den Notausschalter zwischen dem Laderegler und der Batteriebank (falls installiert).3. Schließen Sie den Notausschalter zwischen den Sonnenkollektoren und dem Laderegler.4. Schließen Sie den Notausschalter zwischen der Batteriebank und dem 12-V-Bus oder Sicherungskasten.5. Den Schalter auf der Rückseite des Wechselrichters auf ON stellen (schließen).6. Testen Sie Steckdosen, Schalter und andere Geräte, um sicherzustellen, dass sie richtig funktionieren. **Wenn etwas nicht richtig funktioniert, öffnen Sie vor der Fehlersuche alle Notausschalter.** Versuchen Sie, die Leitungen zurückzuverfolgen, oder überprüfen Sie, ob die Drähte an den Bolzen befestigt sind. Stellen Sie sicher, dass alle Verbindungen sicher befestigt sind und guten Kontakt haben.

Herzliche Glückwünsche!!

Sie haben jetzt eine vollständig installierte und betriebsbereite Photovoltaik-Solaranlage für Ihr Wohnmobil, Ihren Van oder Ihr Wohnmobil!