房車的那些事-聊聊太陽能電池板

2020-11-22 我愛房車DIY

太陽不僅賦予我們生命,還不斷向地球上的我們傳遞能量。我們是否可以將這種能量轉換為電能為我們的用電設備供電呢?要達到這個目的我們就需要用到太陽能電池板這個裝置。

太陽能電池板也稱太陽能板,它是通過吸收太陽光,將太陽輻射能通過光電效應或者光化學效應直接或間接轉換成電能的裝置。有了它我們可以為房車提供清潔,安靜的電能,當太陽出來的時候就可以為電池充電了。但是在購買太陽能板和組件之前,你應該了解一下哪種類型的太陽能板最適合自己。

在本文中,我們將聊聊房車太陽能板的類型,安裝的最佳位置以及功率大小。

選擇太陽能板時,需要牢記一些關鍵名詞:

單晶、多晶矽還是非晶剛性與柔性固定與可攜式太陽能板的類型

太陽能電池板主要有單晶、多晶矽、非晶太陽能板。

你可能會聽說一種面板比另一種面板更「有效」,但這只是面板的尺寸上的區別。無論採用哪種技術,100W面板就是100W。也就是說單位面積轉換效率高。

單晶面板 它們佔用的空間最少,但通常會貴一些。

多晶面板 更便宜,每瓦的尺寸更大。它與單晶面板具有相同的壽命和耐用性。

非晶面板 與其它兩個面板有很大的不同。它們的效率比較低,比起前兩種面板更重更大,而且更貴。但這些面板在多雲天氣中是最好的,不會像其它類型的面板那樣受到局部陰影的嚴重影響。而且這些面板即使是柔性的,也相當耐用,因此你經常可以看到它們被縫在背包和布匹中。

我們都知道房車的車頂空間是有限的,所以房車中使用單晶面板是最佳的選擇,因為它的佔用面積最小。

什麼是剛性太陽能板

太陽能電池片安裝在鋼化玻璃下的太陽能板就是剛性太陽能板。它們的大小不等,大多數面板安裝在鋁製框架中,便於戶外安裝。它們的構造可抵抗冰雹,沙塵和強風。玻璃具有耐刮擦性,可適應長期使用。

剛性太陽能板特點:

尺寸範圍廣每瓦便宜堅固耐用,通常具有較長的保修期(超過10年)由於其堅固的框架,它們更容易朝著太陽定位剛性太陽能板是性能和耐用性方面的最佳選擇。

什麼是柔性太陽能板

柔性太陽能板是扁平的電池板,其表面覆蓋有一層保護性塑料。由於它們沒有框架,因此外形小巧,可以適當的彎曲,例如可以適應車頂弧線。而且比較輕巧。但由於表面的保護塑料比較軟,容易刮花,承受的衝擊也比較小。

但是面板彎曲過多往往會導致內部連接出現問題,甚至導致電池片之間短路。由於這些問題,柔性太陽能板的保修期往往短於剛性太陽能板。

還有,柔性面板不容易調整光照角度,因為它們的位置取決於它們所附著的表面。

柔性太陽能板特點:

薄、輕巧可彎曲至30度容易刮傷壽命短使用柔性面板時,面板彎曲得越多,效率就越低。這是因為只有當整個面板獲得一致的光線時,面板的發電效果才最佳。 而柔性太陽能面板受到的光照不一致,有些地方多,有些地方少,所以發電效率就低。

柔性太陽能板只適合在表面有明顯彎曲的地方。如果是比較平整的表面還是推薦使用剛性太陽能板。

太陽能板放置方式

如果你駕駛的是大型房車,那麼太陽能板可以永久固定在車頂上。這是最簡單的方式。但在某些情況下你還可以使用可攜式太陽能板或太陽能手提箱來提供額外的電源或為小型電子設備充電。

固定式太陽能板

固定的太陽能電池板永久安裝在房車的頂部。你可以添加傾斜安裝架來手動調整角度並獲得最佳的發電效率。

安裝太陽能板時,請注意,太陽能電池板在低溫時性能最佳。最好在面板和車頂之間留有一點空隙讓空氣流通降低面板的溫度。將面板直接安裝或粘合到車頂會失去底部冷卻氣流。

這也是剛性板比柔性板更具優勢的另一個原因。大多數剛性太陽能板的框架內都有一些間隙。這樣可以防止太陽能板過熱影響發電效率。

固定面板的優點:

只要太陽出來,它們就開始收集電能。它們不佔用寶貴的車內空間。它們不太容易被偷走。更好地適應那些電力消耗大,需要200W以上太陽能的人。可以為車輛遮陰,以幫助減少熱量。固定面板的缺點:

它們很難獲得最佳陽光照射角度。安裝的工作量比較大。增加車頂高度,風阻。減少車頂布局的選擇,不太容易安裝空調。必須將車輛停在陽光下以獲取電能,在夏天高溫時就比較矛盾了。可攜式太陽能板

可攜式太陽能板和太陽能手提箱比較輕便,可以放在車裡,在紮營時將其拿出來。如果你希望在露營地為手機或筆記本電腦充充電,那麼這些都是絕佳的選擇。

可攜式面板的優點:

對於那些沒有能力進行改裝人來說,更輕鬆,更便宜。可以對準陽光以獲得最佳照射。適用於各種車輛(小型車,SUV等)當你的車輛停在陰涼處時也可以發電可攜式面板的缺點:

每次在營地時都需要進行安裝佔用車內空間,尤其是200W以上的面板行車時無法充電不太適合在城市裡使用

如何使你的太陽能板更高效

天氣狀況

使用太陽能電池板發電最大的擔憂就是天氣(也是最頭疼的問題)。陰天或下雨天你的發電量就大打折扣。

還有清潔面板很重要。一些灰塵或雜物也會影響你的發電量。請確保每周檢查一下太陽能板是否有灰塵和樹葉等雜物。

太陽能板的角度

一塊標稱100W的太陽能板是在25攝氏度的環境中用儀器模擬太陽光測出來的,所以在實際戶外環境中使用時一塊100W的太陽能板發電功率只能達到70W~80W,這還是對準太陽光時發電功率,因為房車車頂是平的所以還要損失一些功率能達到60W就不錯了,如果能為剛性太陽能板安裝一個傾斜支架的話,就可以將你的太陽能發電能力提高20%。

陰影

關於太陽能板的另一大要點是,大多數太陽能板對陰影非常敏感。面板上的每個小方塊都以某種方式連接的,如果其中一個被陰影遮蓋,則整行都不會發電。因此,如果覆蓋了面板的大約10%,發電量有可能減少90%。

所以安裝太陽能板的位置很重要,在規劃車頂布局時要考慮這些因素。如果你的車頂架,排風扇或儲物箱遮擋了面板,則可能會大大降低發電量。

如何連接太陽能板

與電池一樣,太陽能板可以並聯也可以串聯接線!這是什麼意思?

並聯接線就是將所有面板的正(+)極連接起來,並將所有的負(-)極連接起來。這樣可以保持電壓不變,但會增加流入控制器的電流。

串聯接線就是將一個面板的正(+)極連接到另外一個面板的負(-)極,這樣會增加電壓,但電流保持不變。

到底哪個方法更好呢?

串聯太陽能電池板

無需保險絲,接線更簡單,更便宜。更高的電壓而非電流意味著系統效率更高。在某些光照條件下,串聯效果更好。串聯接線適應陰天或低光照的情況。如果面板獲得的太陽光只輸出13V,則兩個並聯的面板還是無法輸出足夠的電壓(13.8V)為電池充電。如果串聯連接,你可以獲得26V的電壓,然後對其降壓以獲得適當的充電電壓。並聯太陽能電池板

大多數PWM控制器需要並行接線。這些充電控制器的額定輸入電壓僅比電池組高一點點。因此,如果你有兩個串聯的18V面板用電線將36V電源輸入PWM控制器,那麼電壓高於13.8V的部分會被控制器過濾掉。在某些情況下,比如一個面板被遮蔽而另一面板沒有被遮蔽,相比串聯方式,你不會損失很多功率,因為你仍然可以獲得足夠的電壓。需要更大的接線,保險絲和連接器。如果一個面板短路,則必須在連接器的接合處對每個面板進行熔斷。隨著電流的增加,接線必須更大。充電控制器

太陽能電池板是無法直接為電池充電的。為了將太陽能板產生的混亂電能轉化為電池可以接受的電能,你還需要一個設備,太陽能充電控制器。在陽光直射下,大多數12V太陽能電池板可產生約16~20V的電壓。電池是比較嬌貴的,如果充電電壓過高,它們就會損壞。充電控制器可以對此進行調節。

PWM與MPPT充電控制器

充電控制器有兩種類型:PWM和MPPT。PWM充電控制器的成本明顯低於MPPT充電控制器,但效率也較低。這是為什麼呢?

PWM:脈寬調製。當太陽能電池板產生18v的電量時,充電控制器必須將其轉換為對電池安全的13.8V電壓。這種類型的充電控制器會直接將高於13.8V的電壓都濾掉,這會損失一部分電能。PWM技術很簡單,已經在太陽能系統中使用了數十年。並且價格便宜,內部零件少。

MPPT:最大功率點跟蹤。它是一個DC到DC的變壓器,可以將功率從較高的電壓轉換為較低的電壓。功率量不變(除了轉換過程中的少量損失外)。例如,如果你的面板產生18V、6安培的電流,那麼充電控制器會將電壓調整到13.8並且將電流增大到大約7安培。這樣電池就可以獲得更多的電能,因為總的充電功率並沒有下降很多。

因為MPPT控制器可以接受更高的電壓輸入,所以它們在將多個面板連接在一起時具有更好優勢。

在上一節我們講到太陽能板連接有兩種方式:串聯和並聯。

如果你用的是PWM控制器,那麼除了並聯外別無它選。這就意味著需要更多的合路器,保險絲和更大的電線。所有這些都需要花費更多的金錢和安裝時間。

如果你用的是MPPT控制器,則可以直接串聯多個面板來獲得更高的輸入電壓,讓MPPT控制器來控制後面充電的事。無需合路器,保險絲或超大電線。

因此,MPPT充電控制器是首選解決方案。

如果你遇到便宜的充電控制器,上面寫著「 MPPT simulation」(MPPT模擬)之類的字樣,那只是一個變相的PWM。

如何購買控制器

一般來說每100W太陽能至少7.5A。例如:如果要安裝300W的面板,那麼至少需要22.5A的充電控制器。所以用常規的30A的充電控制器就可以了,以後還可以增加100W的面板。當然買更大一點的也沒有問題,除了錢以外。

如何安裝控制器

首先,始終在最後連接太陽能電池板。其次仔細閱讀充電控制器的說明書,一般都會有這樣要求的:

控制器應儘可能靠近電池安裝,並留出足夠的空間進行通風。這樣可以減少電流損耗。還可以幫助內部具有溫度傳感器的控制器準確的估算電池溫度,從而進行正確的充電。不要在電池上方安裝充電控制器。你不希望任何氣體幹擾到控制器的電子設備。確保將熔斷保險絲安裝在靠近電池的位置,這樣任何系統短路都不會引起火災。什麼是充電控制器負載輸出(LVD)

大多數充電控制器具有三組端子。一組用於電池。一組接入面板。然後,第三組通常顯示LOAD或LVD。

負載輸出旨在通過充電控制器為所有小型電子設備供電。這個輸出端有個功能就是,如果電池的電壓回落到一定電壓以下時,充電控制器會切斷輸出,以防止電池進一步的消耗。如果你的電池每天無法充滿,某些智能充電控制器還會調整此電壓截止值。

但此功能沒有那麼好用,因為它僅適用於小功率設備。你無法通過它們運行逆變器。

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