Solarni sistemi za plovila i kampere — jednostavno i razumljivo Novi Sad · Dunav
SOLARNO SRCE Plovila · Kamperi

Početna/Sistemi/Brod 24 V

Šema 2 · 24 V

Brod 24 V — ista energija, upola manja struja.

Ovo nije „jači" sistem od 12 V — u baterijama je isto energije. Razlika je u struji kroz kablove, a to menja preseke, osigurače i cenu invertera. Za plovilo sa 3 kW inverterom 24 V nije bolji izbor — on je jedini razuman.

1.200 W šest panela od 200 W, tri niza po dva u seriji
200 Ah na 24 V — isto energije kao 400 Ah na 12 V
147 A struja invertera od 3.000 W. Na 12 V bi bila 294 A
35 mm² kabl do invertera. Na 12 V treba 120 mm²

Šta 24 V stvarno menja

Jedna stvar — i onda sve ostalo kao posledica.

Snaga je napon puta struja. Ako uzmeš dvostruko veći napon, za istu snagu ti treba upola manja struja. To je sve. Ista energija, ista baterija po amper-časovima energije — ali duplo manje ampera kroz kabl.

Iz toga ide sve ostalo:kabel je tanji, osigurač je manji, gubici u kablu su manji, inverter je manje mašine za istu snagu. A 24 V traži i jednu stvar više nego 12 V — DC-DC pretvarač za potrošače na 12 V, o čemu malo ko razmišlja pre kupovine.

12 V · 400 Ah 24 V · 200 Ah
Energija 4.800 Wh 4.800 Wh — isto
Inverter 3.000 W — struja 294 A 147 A
Kabl do invertera 120 mm² 35 mm²
Osigurač invertera 350 A 200 A
Masa baterija ~40 kg ~40 kg — isto
Cena invertera iste snage viša niža
Treba DC-DC za 12 V ne da
Masa baterija je ista Ovo zbunjuje više od svega. Ista energija = ista količina ćelija = ista masa, bio sistem 12 V ili 24 V. 24 V ti ne daje „lakšu bateriju" — daje lakše kablove i manji inverter za istu snagu.

Gubici — tri tačke koje vredi znati

Isti kabl, upola struja — četiri puta manji gubitak. Ali to nije cela priča.

  • Istikabel na 24 V gubi četiri puta manje, jer je gubitak srazmeran kvadratu struje.
  • Upola tanjikabel na 24 V gubi dva puta manje nego isti posao na 12 V. I dalje bolje, uz manje bakra i manju cenu.
  • Alikabel posle DC-DC pretvarača na 12 V nosi duplo veću struju nego što bi nosio na 12 V sistemu — jer 12 V strana radi sa istom snagom na nižem naponu. Tu se ne štedi.
Ne uzimaj 12 V sa jedne baterije u seriji Ako imaš dve 12 V baterije u seriji za 24 V, i sa jedne od njih napajaš 12 V potrošače — ta baterija se prazni više od druge. Posle godinu dana jedna je dobra, druga ne, a ceo bank pokazuje da je „pun". Za 12 V potrošače isključivo DC-DC pretvarač.

Šema

Isti redosled kao na 12 V, uz jedan dodatak — DC-DC za 12 V potrošače.

Šema broda na 24 volti — šest panela od 200 vati, MPPT 60 ampera, baterija 24 volti 200 amper-časova i inverter od 3 kilovata Šest panela od 200 vati u tri niza idu u spojnu kutiju sa osiguračima od 15 ampera, pa kroz prekidač u MPPT regulator od 60 ampera, pa kroz osigurač od 70 ampera na plus sabirnicu. Obalni punjač od 30 ampera takođe ulazi u sabirnicu. Baterija od 24 volta i 200 amper-časova je preko glavnog prekidača vezana na sabirnice, a minus ide preko šanta. Sa sabirnice ide DC-DC pretvarač 24 na 12 volti za potrošače od 12 volti, i inverter od 3 kilovata preko osigurača od 200 ampera. Inverter i obala ulaze u ATS preklopnik koji napaja razvod od 230 volti. PANELI · 1.200 W 200 200 200 200 200 200 3 niza × 2 panela u seriji 6 mm² Spojna kutija F1 · 15 A po nizu Prekidač DC 40 A MPPT 60 A 24 V · ulaz 6 mm² · izlaz 16 mm² 16 mm² F2 · 70 A SABIRNICA + SABIRNICA − Obalni punjač 30 A 230 V → 24 V · sa obale glavni prekidač BATERIJA 24 V · 200 Ah LiFePO4 — ili 2 × 12 V u seriji Š šant F3 · 200 A klasa T 35 mm² INVERTER 3.000 W · čist sinus 24 V → 230 V DC-DC 24 → 12 V · 30 A pretvarač za 12 V stranu 4 mm² Kutija osigurača 12 V 6–8 kola · 5–20 A 12 V potrošači svetlo · pumpe · radio instrumenti · navigacija OBALA 230 V ATS PREKLOPNIK obala ↔ inverter prebacuje sam, bez tebe RAZVOD 230 V šuko · punjač · bojler FID sklopka + osigurači
Brod na 24 V: 1.200 W panela, MPPT 60 A, baterija 200 Ah i inverter 3.000 W. Jedina razlika prema 12 V šemi je DC-DC pretvarač za 12 V potrošače i tanji kablovi. Povratni minusi nisu crtani za svaki uređaj — svi idu na minus sabirnicu.
Na telefonu se šema skroluje levo-desno.
F — osigurač ili prekidač glavni tok energije W — presek kabla u mm² sabirnica
Ako ti nešto nije jasno u rasporedu Gde ide koji osigurač i zašto sabirnice — princip sistema na jednom crtežu.

Šta ovaj sistem može

Realna potrošnja za život na brodu, ne maksimum iz kataloga.

Potrošač Snaga Sati / dan Wh / dan
Frižider 12 V / 24 V60 W10 h600 Wh
Laptop65 W4 h260 Wh
LED rasveta20 W5 h100 Wh
Pumpe (voda, kaljuža)60 W1 h60 Wh
Aparat za kafu (preko invertera)800 W0,25 h200 Wh
TV i muzika40 W3 h120 Wh
Telefoni, USB, instrumenti20 W5 h100 Wh
Ukupno — — ~1.500 Wh

Koliko dana bez sunca

Zašto računam sa 24 V, a ne sa 25,6 V Na bateriji i u reklami stoji 5.120 Wh — i to je tačno, jer LiFePO4 ćelija ima 3,2 V, pa „24 V" baterija stvarno ima 25,6 V. Ali to je broj u mirovanju, na punoj bateriji, bez opterećenja. Ja računam sa 24 V iz tri razloga: tako računa cela industrija (i kalkulator na ovom sajtu), tako su svi brojevi uporedivi, i uvek je bolje obećati manje nego više. Pod opterećenjem napon padne na 24–25 V, a pri kraju pražnjenja i pod 24 — pa je 24 V realniji prosek od 25,6 V. Razlika je oko 300 Wh, dakle dva sata rada — ne menja nijednu odluku.

Baterija od 200 Ah na 24 V nosi 4.800 Wh nominalno. Kod LiFePO4 iskoristi se 90 % — 4.320 Wh. Na 1.500 Wh dnevno to je skoro tri dana bez ijednog sata sunca.

Sa AGM ili GEL baterijom iskoristi se 50 % — 2.400 Wh, pa je autonomija dan i po. Za istu sigurnost treba ti 400 Ah, koja je i duplo teža.

Godišnje doba Prinos panela Pokriva 1.500 Wh?
Leto~6.500 Whda, četiri puta više
Proleće~4.800 Whda, tri puta više
Jesen~3.400 Whda, dvostruko
Zima~1.400 Whne — malo manjka
Zimi ne strada sistem, ali nedostaje U decembru paneli daju oko 1.400 Wh, a trošiš 1.500 — nedostaje stotinak vati dnevno. To se pokriva obalom, alternatorom ili malim generatorom. Ako ti zima nije sezona, to nije problem. Ako jeste — idi na hibrid sa generatorom.
Šta ovaj sistem ne može Indukcionu ploču (2.000 W trajno — na granici invertera i baterije). Klimu sa velikim startom. Bojler bez razmišljanja (1.500 W × 2 h = 3.000 Wh — dve trećine baterije). Sve to traži hibrid ili mnogo veći bank.

Oprema

Sedam stvari — jedna više nego kod 12 V.

Deo Specifikacija Zašto baš taj
Paneli 6 × 200 W monokristalni Tri niza po dva u seriji — napon niza oko 38 V, dovoljno iznad 24 V baterije, a senka na jedan niz ne vuče ostale.
Regulator MPPT 60 A, 24 V Stvarna struja punjenja je 50 A. 60 A daje 20 % rezerve. Za još panela — 80 A.
Baterija 24 V 200 Ah — LiFePO4 ili 2 × 12 V u seriji Isto energije kao 400 Ah na 12 V, ali sa upola manjom strujom. Litijumska BMS radi balansiranje; olovna traži spoljni balanser.
DC-DC 24 → 12 V 30 A (360 W) Navigaciona svetla, pumpe, radio i instrumenti su i dalje na 12 V. Bez ovoga pola broda ostane bez struje.
Inverter 3.000 W čist sinus, 24 V ulaz Na 24 V struja je 147 A umesto 294 A — manja mašina, tanji kabl, manja cena za istu snagu.
Prekidač DC 40 A, dvopolni Da skineš regulator danju bez iskrenja. 40 A jer je 31,5 A stvarna struja nizova.
Osigurači 15 · 70 · 200 · 20 · 40 A Svaki prati svoj kabl. Klasa T za inverter — običan nožasti na 200 A nije bezbedan.
Baterija: 24 V native ili dve 12 V u seriji Obe rade. 24 V native je jednostavnija i ima jedan BMS za ceo bank. Dve 12 V u seriji su jeftinije i lakše se menjaju pojedinačno — ali kod olovnih obavezno balanser, jer bez njega jedna strada prva. Kod LiFePO4 balanser nije potreban, BMS to radi sam.

Proračun

Isti posao kao na 12 V — upola manje ampera, upola tanji kablovi.

Od → do Struja Dužina Presek Osigurač
Paneli → regulator ~31 A 4 m 10 mm² 3 × 15 A (po nizu)
Regulator → baterija ~50 A 1,5 m 16 mm² 70 A
Baterija → inverter ~147 A 1,5 m 35 mm² 200 A (klasa T)
Baterija → DC-DC ~15 A 1,5 m 4 mm² 20 A
DC-DC → kutija 12 V ~30 A 2 m 6 mm² 40 A

Struja invertera

3.000 W ÷ (24 V × 0,85) = 147 A. Osigurač: 147 × 1,25 = 184, pa 200 A.kabel od 35 mm² nosi 210 A i na 1,5 m gubi 0,22 V — ispod 1 % od 24 V.

Isti posao na 12 V

3.000 W ÷ (12 V × 0,85) = 294 A. Trebakabel od 120 mm², osigurač od 350 A, akabel je debljine palca i teško se savija. Tu se 12 V završava.

Struja regulatora

1.200 W ÷ 24 V = 50 A, × 1,25 = 62,5 A. Zato 60 A radi sa 20 % rezerve na stvarnoj struji od 50 A. Ako dodaš još dva panela — 80 A.

Kabl posle DC-DC računaj kao 12 V kabl Na 12 V strani struja je duplo veća nego što bi bila na 24 V za istu snagu. 30 A na 12 V traži 6 mm², ne 2,5 mm². Ovo je greška koja se pravi kad se ceo sistem „preračuna na 24 V" — a 12 V deo ostane proračunat po starom.

Montaža — šta je drugačije

Isto kao na 12 V, plus tri stvari koje 24 V traži.

Paneli u parovima

Dva panela u seriji daju napon niza oko 38 V. Tri takva niza u paraleli. Ako staviš samo jedan panel u niz (19 V), MPPT na 24 V bateriji ne može da ga iskoristi — napon je prenizak.

Baterije u seriji — jednake dužine kablova

Dve 12 V baterije u seriji: plus prve na minus druge. Kablovi do sabirnica moraju biti iste dužine, inače jedna radi više od druge. Kod olovnih još i balanser.

DC-DC pre svih 12 V potrošača

Ništa na 12 V se ne spaja direktno na bank. DC-DC uzima sa sabirnice i daje 12 V kutiji osigurača. Bez njega ne radi navigacija, pumpa ni radio.

Sve oznake na brodu promeniti

Ako je brod ranije bio 12 V, a sada je 24 V — oznake na tabli, u razvodu i u dokumentaciji moraju da se promene. Sledeći vlasnik (ili ti za dve godine) neće znati šta je gde, a greška na 24 V skuplja je nego na 12 V.

Redosled uključivanja ostaje isti Prvo baterija na regulator, pa tek onda paneli (ili zatvori prekidač). Isto važi za skidanje: prvo isključi panele. Na 24 V je napon nizova viši, pa je iskrenje jače — prekidač DC zato i postoji.

Šest grešaka koje sam video

Tri su tehničke, tri su posledica toga što je neko „samo prebacio na 24 V".

Inverter od 12 V na 24 V sistem

Najčešća i najskuplja. Kupljen inverter „od 3 kW" po dobroj ceni, pa se otkrije da je ulaz 12 V. Ne radi — a ne može se popraviti.

Nema DC-DC za 12 V stranu

Napravi se 24 V sistem, a navigaciona svetla, pumpe i radio ostanu na 12 V. Onda se „privremeno" veže na jednu bateriju — i ta baterija strada prva.

Dve olovne u seriji bez balansera

Rade godinu, pa jedna počne da ključa a druga da slabi. Ceo bank pokazuje 24 V, ali kapacitet je pao na trećinu. Balanser je stvar od dvadeset evra.

Paneli ostali u paraleli

Šest panela u paraleli na 24 V bateriji — napon od 19 V je prenizak, MPPT ne može da napuni. Rešenje: dva u seriji, tri niza u paraleli.

Kablovi posle DC-DC proračunati kao 24 V

30 A na 12 V strani traži 6 mm², ne 2,5 mm². Ako je proračun rađen „po 24 V", kabel se greje i pada napon na 12 V potrošačima.

MPPT podešen na 12 V

Regulator kupljen za 12 V sistem, pa prebačen na 24 V bez promene profila. Puni kao da je baterija od 12 V — dakle nikad do kraja. Provera podešavanja je prvi korak posle svake promene napona.

Šta menja cenu — i da li se 24 V isplati

Četiri stavke, i jedan pošten račun.

Stavka 12 V 24 V Razlika
Baterija (ista energija) 400 Ah 200 Ah isto
Inverter 3.000 W skuplji jeftiniji 24 V jeftinije
Kabl do invertera 120 mm² 35 mm² 24 V jeftinije
DC-DC 24 → 12 V ne treba treba 24 V skuplje
Paneli isti isti isto

Kada se 24 V isplati

Uvek kad je inverter 2.000 W ili više. Tada ušteda na kablu i inverteru nadmaši cenu DC-DC pretvarača, a kablovi postaju normalni za rukovanje umesto „kabl debljine prsta".

Ispod 1.500 W — ne isplati se. Tu 12 V radi posao, kablovi su pristojni, a nema DC-DC ni druge baterije u seriji. Za vikend brod 24 V je komplikacija bez koristi.

Pošteno o granici 2.000 W je granica gde 12 V još ima smisla — sa kablom od 70 mm² i kratkim razmakom do baterije. Sve preko toga ide na 24 V, ne zato što je „bolji", nego zato što 12 V više ne može da nosi struju bez pregrevanja.

24 V ili 12 V — kratko

Po načinu korišćenja, ne po tome šta je „modernije".

12 V je dovoljno

Vikend brod, inverter do 1.500 W, sve potrošače možeš da nabrojiš na prste. Manje delova, manje mesta gde nešto može da se pokvari, a svaki majstor u marini zna da radi sa 12 V.

24 V je razumno

Život na brodu, inverter 2.000–3.000 W, frižider, kafa, laptop svaki dan. Kablovi postaju normalni, inverter manji i jeftiniji, a DC-DC je jedini dodatak.

48 V — ne za 10 m

Postoji i 48 V, i ima smisla za velika plovila sa klimom i indukcionom pločom. Na brodu od 10 m to je već sistem za sebe — drugi nivo opreme i cene.

Da li ti treba 24 V?

Unesi potrošače u kalkulator i pogledaj najjači uređaj. Ako nijedan ne prelazi 1.500 W — 12 V je dovoljno. Ako imaš inverter od 2 kW ili više — 24 V je razumniji.