Автономное электроснабжение для автодома

Дата добавления: 12.02.2015

Автотуризм и автомобильные путешествия сейчас очень популярны среди владельцев транспортных средств. Развивается новое направление отдых, путешествия в доме на колесах – караванинг. Родом караванинг из США, возник еще в начале прошлого столетия, стал массовым явлением в далеких 30-ых годах, в период Великой Депрессии и имел совсем другие первопричины, чем отдых и путешествия. Но начало было положено.

                           

Караванинг очень популярен в США и Европе, обретает все больше своих поклонников у нас. Ведь мобильность и комфорт, которую дает автодом, позволяет планировать маршрут и отдых по собственному усмотрению, не быть привязанным к гостиницам и турагентсвам, останавливаться с комфортом и удобствами в самых красивых и живописных местах природы. Так же развитию караванинга способствует доступная аренда автодомов и разветвленная сеть кемпингов в популярных туристических местах.

Для того, чтоб задуманный отдых удался в полной мере, а комфорт был на уровне гостиничных, а не только необходимых бытовых, производители автодомов предлагают самые разнообразные варианты планировки, внутренней отделки, встроенной техники и систем. Не будем пока вдаваться в детали конструкций, выбор мебели и отделочных материалов в таком автодоме, а рассмотрим, как путешественнику организовать автономное электроснабжение необходимых приборов и устройств, которые делают отдых и проживание вдали от цивилизации приятным и комфортным. Без электричества в современном автодоме не обойтись, это понятно – даже самые небольшие и недорогие автодома оборудуют освещением, компактными холодильниками, плитами с электроподжигом, DVD-проигрывателями, и т д. Что говорить о автодомах с гостиничным уровнем комфорта - зональным климат-контролем, кондиционерами, телевидением со спутниковыми антеннами, позволяющими смотреть телеканалы в любой точке мира, другими электрическими и электронными устройствами. Поэтому электропроводка автодома посложнее обычной, и может состоять из нескольких электрических сетей.

 

Автодом обычно покупается с готовой электропроводкой, встроенным оборудованием. Чаще всего встроенные низковольтные устройства и приборы автодома питаются от отдельной бортовой сети 12 (или 24В), с накопительной аккумуляторной батареей. Дополнительные внешние низковольтные потребители – мини TV, электроинструмент, прочее - подключаются к бортовой сети и батарее через внутренние низковольтные розетки. Так же в автодомах часто применяются бытовые приборы, рассчитанные на переменное напряжение 220В (110В в США). Такие приборы подключают в розетки своей отдельной сети, соединяемой через внешний разъем автодома к 220-вольтовой бытовой сети стационарных объектов во время стоянки. Как вариант, так же во время стоянки может производить переменное напряжение 220В выносной, или встраиваемый в автодом топливный генератор. В каждом случае можно так же параллельно подзаряжать бортовые аккумуляторные батареи с помощью зарядного устройства как от внешней сети 220В, так и от генератора с выходом 220В. Отдельным случаем получения внутренней сети 220В как на стоянке, так и во время движения, может быть применение инвертора-преобразователя, подключенного к бортовой АКБ. И наконец, третья сеть, отдельная от двух первых, объединяет электрооборудование для запуска двигателя и работы самого автомобиля, питающееся от стартерного аккумулятора автодома. Стартерная аккумуляторная батарея  так же может подключаться к зарядному устройству бортовой АКБ во время стоянок, питания от внешнего генератора. А бортовая аккумуляторная батарея, в свою очередь, может заряжаться от стартер-генератора, соединенного с двигателем атодома. В каждую из сетей автодома так же входят устройства защиты – предохранительные цепи и реле. В поездке, на стоянке, кроме внешнего генератора и генератора автомобиля, вырабатывать ток для заряда бортовой АКБ могут солнечные батареи, а так же ветрогенератор.

Часто в автодомах используется бытовая техника и устройства, работающие на нескольких напряжениях, например, 12 и 220В. Это позволяет более гибко использовать емкость бортовой батареи и возможности подключения внешней сети. Например, популярностью у караванеров пользуются абсорбционные электро-газовые  холодильники, испарители которых работают и от газа, и от ТЭНов на несколько напряжений. На два напряжения так же могут быть рассчитаны магнитолы, телевизоры, инструмент.

Для длительных путешествий, максимальной независимости и автономности автодома очень важно, чтобы потребление энергии всеми устройствами и приборами соответствовало возможности ее производства внешними или встроенными источниками, емкости и возможности заряда аккумуляторных батарей. Ведь автодом можно оснастить практически любой техникой и оборудованием, но емкости бортовой батареи может быть недостаточно даже для краткосрочного периода работы, или же может не хватить мощности внешнего генератора. Поэтому такие бытовые приборы, как водонагреватель, плита, абсорбционной холодильник изначально рассчитываются на работу от газа. Общая потребность в электроэнергии в каждом случае определяется индивидуально, исходя из того, какие приборы используются чаще всего, и насколько. Потребляемая мощность используемого устройства умножается на ожидаемое ежедневное время работы, в результате чего получаем дневное потребление  энергии, в ватт-часах. Сумма потребляемой энергии всеми приборами и устройствами дает общую цифру энергопотребления в автодоме в течении суток. На практике потребность в тех или иных устройствах может отличаться от расчетной, поэтому всегда необходимо предусматривать запас в мощности внешнего генератора и емкости бортовой аккумуляторной батареи. Запас энергии в новой, полностью заряженной аккумуляторной батарее для автономного и резервного электроснабжения вычисляется произведением номинального напряжения на номинальную емкость и на КПД свинцовых аккумуляторов – коэффициент 0,8. Такие факторы, как температура внешней среды, допустимая глубину  разряда, возраст батареи существенно влияют на её энергоемкость. Так же, как и влияет на реальную полученную энергию на выходе КПД инвертора/преобразователя, «прожорливость» топливного генератора.

 

Экономия электроэнергии в автодоме.

В целом, для максимально продолжительной работы автономного электроснабжения, минимального запуска двигателя автодома, или внешнего генератора важно минимизировать потребление энергии всеми приборами и устройствами, а так же позаботиться о дополнительных источниках генерации энергии – солнечных батареях и ветрогенераторе. Экономить драгоценную электроэнергию можно, например, на освещении. В качестве устройств освещения во встроенных плафонах жилой зоны автодома в основном используются низковольтные автомобильные лампы накаливания. Замена их на экономлампы, которые сейчас выпускаются на разное напряжение, в том числе на 12В, позволит в четыре раза сократить расход электроэнергии на освещение, при сохранении того же светового потока, да еще и выбрать свет с приятным спектром. Служить экономлампы  будут в несколько раз дольше ламп накаливания. 

Особенно эффективным шагом для экономии электроэнергии может быть переход на LED освещение – даже самые простые светодиодные ленты помогут существенно экономить электроэнергию, а современные сверхяркие светодиодные матрицы потребляют в 8 раз меньше электроэнергии, чем лампы накаливания, работая в 50-100 раз дольше. Другим полем деятельности для экономии энергии может стать система климат – контроля и кондиционирования воздуха автодома. Современные кондиционеры инверторного типа потребляют на 15-40% меньше энергии, чем обычные системы, к тому же они менее шумные, и точнее поддерживают температуру, и это с более высоким ресурсом работы. Достаточно широк выбор разнообразных экономных низковольтных бытовых приборов – кофемолок, фенов, водяных помп и насосов, в том числе подключаемых через низковольтные автомобильные разъемы – «прикуриватели» в не оборудованных специальными низковольтными розетками автодомах. Максимальное использование низковольтных приборов и устройств, не требующих преобразования энергии, позволит избежать потерь, которые всегда происходят при преобразовании энергии, в инверторах (AC-DC) и конверторах (DC-DC) напряжения.

Стоимость заявленных устройств постоянно снижается, делая их применение экономически обоснованным, особенно в разрезе расходов на топливо для генераторов, или заряд боротовых аккумуляторов от двигателя автодома при продолжительных путешествиях.

                        

Солнечные панели для автономного электроснабжения автодома.

Таким образом, при запланированных длительных путешествиях на автономном электроснабжении со стоянкой вне автокемпингов и других мест с возможностью заряда бортовых аккумуляторов от внешней сети 220В, путешественнику стоит заранее позаботиться о использовании энергосберегаюшего оборудования в своем передвижном жилье. А дополнительные устройства генерации энергии – солнечные батареи и компактный ветрогенератор позволят отдыхать комфортно и без проблемно, не слыша тарахтения топливного генератора и не заботясь о разных мелочах, с ним связанных. Ведь современные солнечные батареи могут достаточно эффективно обеспечить энергией практически всю бытовую технику и приборы, применяемые в автодомах. Многие ошибочно полагают, что такие системы дорогие и не надежные, дают мало энергии и совершенно не практичны. Но это абсолютно не так – опыт показывает, что даже небольшие солнечные панели в несколько десятков ватт мощности обеспечивают энергией освещение автодома, зарядку моб. устройств, работу мини телевизора. Более мощные панели вполне справятся  с питанием компрессорного мини холодильника, освещения, TV,  и к тому же легко поместятся на крышу даже небольшого автодома. Высокой эффективности их использования способствует осуществление большинства автопутеществий преимущественно в весеннее-летний период года, когда максимальна солнечная активность. Но даже в межсезонье, или зимний период, когда минимум солнечной инсоляции, грамотно сконфигурированные системы электроснабжения на солнечных модулях позволяют постоянно держать подзаряженными бортовые аккумуляторные батареи автодомов. Стоимость солнечных батарей постоянно снижается, на фоне роста стоимости топлива, делая их прекрасной альтернативой последнему. Использование солнечных панелей дает возможность минимизировать запуск внешнего топливного генератора на 220В, или даже вообще отказаться от него, что только добавит комфорта и удобств. Ведь применение инвертеров-преобразователей напряжения с выходом 220В решит вопрос питания высоковольтного оборудования и техники, а солнечные батареи произведут необходимое количество энергии для ее работы.

 

Ветрогенератор для автономного электроснабжения автодома.

Дальнейшим, или комплексным способом автономного электроснабжения автодома является использование компактных ветрогенераторов, которые уже давно и успешно применяются для этих же целей на речных и морских суднах – катерах, яхтах. Вариант выбора такого дополнительного или даже основного источника энергоснабжения особенно предпочтителен при длительных автономных пребываниях в местах с хорошим ветропотренциалом, в том числе в осеннее-зимний сезон. При выборе ветрогенератора необходимо учесть, что обычные бытовые ветротурбины не годятся для использования в мобильных решениях из-за своих габаритов и массы, отдать предпочтение компактным и легким вариантам, отдающим номинальную мощность при возможно более низкой скорости ветра. Хорошим решением может быть использование небольших ветрогенераторов в несколько сотен ватт, рассчитанных для применения в автономных системах освещения улиц, которые так популярны в КНР. Неплохие характеристики, малые габариты и вес, простота конструкции, а так же цена вопроса делают их очень привлекательными для применения. Альтернативным вариантом стоит рассмотреть более дорогие, но так же компактные и надежные ветрогенераторы для малых судов, европейского или американского пр-ва. Решив применить ветрогенератор для путешествий, так же надо продумать, или найти готовое решение складывающейся или выдвижной мачты. Тут могут быть конструктивные сложности, связанные с требованиями к компактности, транспортабельности, устойчивости и надежности.

        

Необслуживаемые аккумуляторы – лучшее решение для автодома.

Рассмотрев способы получения электроэнергии для автопутешествий и автономного проживания из окружающей среды, нельзя не упомянуть о том, как же ее лучше сохранять – аккумулировать, и преобразовывать – инвертировать в другие напряжения. Основной аккумуляторной батареей в небольших автодомах является зачастую аккумуляторная батарея транспортного средства – стартерная. Всем известно, что стартерные аккумуляторы отлично себя ведут, когда необходимо краткосрочно отдать большой ток. В таком режиме данный тип батарей может проработать несколько лет без существенных ухудшений характеристик. Но при продолжительных разрядах небольшим током и дальнейших циклах заряда стартерные батареи, к сожалению, редко выдерживают более одного-двух сезонов – осыпается намазка пластин, прогрессируют процессы сульфатации, то есть потери емкости. Поэтому для аккумулирования энергии во время путешествий стоит сразу позаботиться о соответствующих батареях, хорошо переносящих подобные режимы продолжительного разряда-заряда. Оптимальнее всего использовать необслуживаемые аккумуляторы для систем резервного и автономного питания, изготовленных по технологиям AGM, или Gel. Необслуживаемые аккумуляторы AGM более дешевые, но имеют меньше ресурс в циклическом режиме работы. Гелевые аккумуляторы, соответственно, дороже на 20-30%, но более устойчивы к глубоким разрядам, имеют больший циклический ресурс, более долговечны. Преимуществом герметичных необслуживаемых аккумуляторов обеих технологий является отсутствие вредных испарений в процессе работы. Как следствие, есть возможность размещения их в жилой зоне автодома – специальных нишах и отсеках для аккумуляторов.  

Кроме герметичных необслуживаемых аккумуляторов стоит обратить внимание на малообслуживаемые аккумуляторы глубокого разряда DEEP CYCLE, применяемые в качестве тяговых батарей гольф-карах, электрических подъемниках, и др. По стоимости такие аккумуляторы на уровне хороших необслуживаемых AGM батарей, но по циклическому ресурсу на уровне гелевых. Их минус – необходимость в размещении вне жилой зоны и периодическом контроле состояния.

Как правильно выбрать инвертор для автодома?

Питание приборов и бытовой техники, рассчитанных на 220В, от аккумуляторной батареи автодома, как выше было сказано, не сложно осуществить с помощью инвертора – преобразователя напряжения DC-AC. Выбор таких устройств на рынке достаточно широк: c разной выходной мощностью, с разными формами выходного сигнала – синусоидальной, прямоугольной, со встроенными зарядными устройствами и без, а так же с разнообразными способами крепления, подключения АКБ и прочее. Автопутешественнику-караванеру надо помнить, что, в первую очередь, инвертор необходимо выбирать, исходя из специфики используемого в поездке оборудования и техники. Одним из определяющих значений является его выходная мощность, которая должна быть выше, чем суммарная потребляемая мощность применяемой техники, при её одновременном включении. Но и тут надо внимательно изучать все технические характеристики, так как во многих устройствах на 220В – холодильниках, кондиционерах, насосах, применяются асинхронные двигатели, потребляющие в момент пуска 3-5 кратные токи от номинального рабочего. Хорошие инверторы как раз и отличаются тем, что могут поддерживать 5-20 секунд полтора - двукратную выходную мощность. Так же для многого оборудования – тех же устройств с асинхронными двигателями или чувствительной электроникой, имеет значение форма питающего напряжения, которая оптимально должна быть близкой к синусоидальной. У простых, недорогих инверторов выходное напряжение часто имеет форму прямоугольника с закругленными краями – так называемого меандра, или модифицированной синусоиды, хотя многим приборам этого бывает достаточно. Еще одной важной характеристикой инвертора является коэффициент полезного действия и его собственное потребление. Это особенно важно в системах, где инвертор работает постоянно, или продолжительное время, например, при питании холодильника. Ведь чем меньше собственное потребление и выше КПД инвертора, тем меньше энергии из аккумуляторных батарей будет расходоваться впустую, то есть рассеиваться в тепло. Все отмеченные характеристики – высокая выходная мощность, перегрузочная способность, синусоидальное выходное напряжение, высокий КПД и малое собственное потребление присущи устройствам именитых мировых производителей и стоят соответственно. С другой стороны, для маломощной бытовой техники с нетребовательными характеристиками питающего напряжения и не частым использованием порой бывает достаточно простого небольшого инвертора с минимальной стоимостью, подключаемого прямо к «прикуривателю». Выбирайте, исходя из задач и потребностей.

                    

Вышеизложенная информация по системе электроснабжения современного автодома может так же иметь применения для создания систем энергообеспечения мобильных офисов, мобильных транспортных средств с длительным автономным пребыванием, например, экспедиционных автомобилей, мобильных ремонтных мастерских (хотя там немного отличные требования по энергообеспечению).

                 

 

Отдыхайте и путешествуйте с комфортом!

 


- Рейтинг темы: 5.00 из 5.00 проголосовавших: 122