Отримати солярку або бензин від сонця ми не можемо, але якщо у нас електродвигун, ми можемо спробувати отримати електроенергію від сонячних панелей, тим самим заповнюючи запас "палива" для роботи електродвигуна. Нехай повільно, але краще, ніж зовсім ніяк. Пара днів стоянки на якорі може дати ту необхідну енергію якої не вистачає щоб прийти в марину або ще потрібне шкіперу.

Для початку треба розуміти, яку кількість енергії реально отримати від сонячних панелей. Якщо ви розраховуєте, що парочки сонячних панелей вам вистачить щоб запитувати електродвигун чисто від сонця, то подивіться на це фото:

Ось таку площу палуби потрібно покрити сонячними панелями щоб енергії вистачало для безперервного руху на електродвигуні.

Для вітрильного човна це неможливо. Ложити сонячні панелі там, де команда ходить ногами не можна - вони слизькі і це загрожує травмами для складу екіпажу. Сонячні панелі найкраще розміщувати на арці над кокпітом:

Там вони нікому не заважають і не затінені вітрилами чи ще чимось. Затінення панелей призводить до падіння їхньої потужності.

В акваторії Середземного моря, Чорного моря та на цій широті по всьому світу сонячні панелі виробляють за сонячний літній день енергії: 6 *

За похмурий день множник буде 4:4*.

Розглянемо з прикладу .

Тобто. для моєї 250 Вт панелі на сонячний день я можу отримати приблизно 1,5 кВт * год енергії. У похмурий день буде приблизно 1 кВт*год . Це підтверджені практикою цифри.

У північних регіонах ефективність сонячних панелей дуже низька , район Москви, Санкт-Петербурга, Швеція, Англія тощо. – Там ефективність дуже маленька.

Якщо ви звикли рахувати кількість енергії в Ач - починайте відвикати . Це зовсім не правильно, пояснюю чомусь на живому прикладі.

В одній країні вирішили встановити світовий рекорд руху електровелосипеда від однієї зарядки. Було обрано стадіон, запрошено представників книги Гіннеса, все записувалося офіційно. Вирішили поставити обмеження струму на контролері електровелосипеда в 4 А. Середня напруга батареї було 48В (повний заряд 54В, повний розряд 35В). Якщо електровелосипед споживатиме 4А постійно, його батареї в 64Ач вистачить на 16 годин роботи, а швидкість при струмі 4 А була приблизно 30 км/год. Тобто. за розрахунками байк мав проїхати:

30 км/год * 16 годин = 480 км.

Насправді все виявилося зовсім не так. З кожним колом швидкість електровелосипеда зменшувалася, при тому що струм, який забирали з батареї, був ті ж 4А. Справа в тому, що при розряді батареї зменшується напруга, а електрична потужність, як відомо, це твір струму на напругу. Зі зменшенням на кожен вольт, зменшувалася електрична потужність яка подавалася на мотор і байк їхав все повільніше. У результаті він проїхав лише 360 км замість розрахункових 480 км.

Т.ч., наприклад, струм 1 А при напрузі 10В це не те саме, що 1А при напрузі 12В. У першому випадку електрична потужність буде 10 Вт, тоді як у другому - 12 Вт. Правильно вимірювати кількість енергії над Ач, а Вт*ч чи кВт*ч .

Посилання на рекорд

Місткість моїх сервісний АКБ: 12 В * 100Ач * 2 (їх дві штуки в мене) = 2400 Вт * год.

Місткість моїх батарей для електродвигуна 48 В * 75 Ач * 2 (теж дві штуки) = 7200 Вт * год.

Виходить, що від однієї 250 Вт панелі на широті Середземного моря я зможу зарядити сервісні батареї за 2 сонячні дні або батареї електромотора за 5 сонячних днів. Вважаємо за формулою: поділити на = Для сервісних батарей: 2400 Вт * год / 1500 Вт * год = 1,6 дня

Для батарей електромотора: 7200 Вт * год / 1500 Вт * год = 4,8 дня

У похмуру погоду знадобиться у 1,5 рази більше часу. У зимові дні вироблення енергії сильно знижуватиметься.

Про контролерів заряду

Контролер заряду потрібен для того, щоб запобігти перезаряду акумулятора вище норми і для того, щоб отримати максимальну потужність від сонячних панелей, які виробляють напругу і струм різної величини, залежно від освітленості.

Є два типи контролерів: ШІМ (PWM) та MPPT.

Перший тип простий і дешевший, проте його ефективність не дуже висока, також як і зручність застосування в потужних масивах сонячних систем зарядки. Йому потрібна вхідна напруга трохи вище ніж напруга повністю зарядженої акумуляторної батареї, проте напруга від сонячних панелей часто буває вищою і нижчою, ніж потрібна для оптимальної роботи ШІМ. Частина енергії витрачається марно.

Другий тип відповідно дорожче, він містить усередині трансформаторний перетворювач енергії, що дозволяє збільшувати силу струму заряду, за рахунок зменшення напруги від сонячної панелі рівня необхідного при зарядці АКБ. З цим типом контролера можна використовувати системи з високою напругою від сонячних панелей, що зменшує вимоги до товщини кабелів.

Якщо йдеться про наземну систему, то там може бути дешевше додати пару додаткових сонячних панелей, щоб компенсувати неефективну роботу ШІМ, проте для вітрильного судна ми маємо обмежений простір для розміщення панелей і доводиться купувати дорожчий контролер (MPPT) або змириться з втратами перетворення.

Використовувати сонячні панелі, підключені безпосередньо до АКБ, не можна - високий ризик виходу з ладу акумуляторної батареї.

На фото вироблення енергії за 1 хмарно-хмарний день на широті Чорного моря 250 Вт сонячною панеллю та MPPT контролером.

Додано:

Важливий момент: якщо у вас на човні дві різні групи батарей з різною напругою, переконайтеся, що сонячні панелі дають в 1,5 рази більше напруги, ніж напруга групи батарей з більшою напругою. Інакше просто не заряджатимуться від сонця, а лише друга група, з меншою напругою (швидше за все це 12В)