Instalasi Solar Photovoltaic (PV) untuk DIY Camper: 7 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:57

Berikut ini adalah tutorial cara memasang sistem solar photovoltaic (PV) untuk kemping, van, atau RV DIY. Contoh, gambar, dan video yang ditampilkan khusus untuk kemping slide-in khusus yang saya buat untuk pikap 6 kaki saya, tetapi mereka harus menawarkan panduan bagi siapa pun yang mencoba melakukan jenis pemasangan surya yang serupa. Banyak langkah dan komponen sistem mungkin terlalu rumit atau tidak perlu untuk jenis penginstalan yang Anda lakukan. Ikuti setiap langkah dan sertakan komponen sesuai kebijaksanaan Anda. Keamanan, bagaimanapun, BUKAN opsional! JANGAN bekerja dengan kabel PANAS!! Semua sirkuit harus memiliki semacam perlindungan kesalahan (sekring/pemutus) dan kemampuan isolasi.

Langkah 1: Mengukur Sistem

Langkah pertama dalam menyiapkan sistem fotovoltaik surya (PV) untuk kemping atau RV adalah menghitung berapa daya yang akan ditarik oleh semua perangkat listrik yang akan dihubungkan. Asumsi perlu dibuat tentang berapa jam per hari setiap perangkat akan beroperasi (mengambil daya). Karena energi yang hilang saat mengubah dari arus searah (DC) 12 volt ke arus bolak-balik (AC) 120 volt, disarankan untuk menghindari penggunaan perangkat AC 120V sedapat mungkin dan gunakan perangkat DC 12V sebagai gantinya.

Informasi yang paling penting adalah menentukan amp (A) yang akan ditarik oleh masing-masing perangkat dan untuk berapa jam (h) akan beroperasi, karena ukuran baterai disediakan dalam Amp-hours (Ah). Itu selalu merupakan ide yang baik untuk melebih-lebihkan jam untuk memastikan Anda akan mengukur bank baterai Anda dengan benar. Perangkat tertentu akan membutuhkan daya AC 120V, jadi inverter masih diperlukan. Saat menentukan penarikan daya yang diperlukan untuk perangkat AC 120V, aturan praktis yang baik adalah mengasumsikan efisiensi konversi 80% untuk inverter. Daya yang diambil dari perangkat AC 120V biasanya dapat ditemukan pada catu daya atau pada perangkat itu sendiri. Sebuah contoh ditunjukkan di mana menemukan watt pada catu daya dan bagaimana menghitung penarikan daya 12V untuk dua komputer laptop.

Setelah kebutuhan daya total telah ditentukan, kapasitas baterai dapat dipilih untuk memenuhi kebutuhan daya tersebut (Contoh di atas menunjukkan bahwa saya membutuhkan 305 Ah per hari). Ukuran (watt) panel surya juga dapat ditentukan dengan menghitung Watt-jam energi yang dihasilkan oleh panel (asumsikan sepuluh jam matahari per hari) kemudian mengubahnya menjadi Amp-jam dengan membaginya dengan 12V. Sebuah meja disertakan dengan perangkat dan kebutuhan daya untuk kemping yang saya bangun. Disarankan untuk menyiapkan spreadsheet dengan persamaan yang disediakan untuk membuat ukuran sistem lebih mudah.

Langkah selanjutnya adalah membuat diagram pengkabelan dan menentukan perangkat mana yang dapat/harus berada di sirkuit bersama atau memiliki sirkuit terisolasi sendiri.

Langkah 2: Buat Diagram Pengkabelan

Diagram pengkabelan tidak perlu dibuat menggunakan perangkat lunak komputer dengan gambar nyata dari perangkat yang akan dihubungkan, seperti pada contoh. Diagram pengkabelan dapat digambar dengan tangan, dan kata-kata, angka atau sistem pengkodean (misalnya AC untuk AC, atau FB10 untuk kotak sekering-10A) dapat digunakan sebagai pengganti gambar. Sangat penting bahwa diagram dapat dimengerti dengan jelas oleh siapa saja yang mungkin bekerja pada sistem.

Sistem ini terdiri dari beberapa komponen yang diperlukan:1. Panel Surya (dihubungkan secara paralel [(+) ke (+) & (-) ke (-)] untuk 12V, atau secara seri [(+) ke (-)] untuk tegangan yang lebih tinggi).2. Charge Controller (mengontrol input volt dan amp ke baterai untuk mencegah pengisian yang berlebihan/kerusakan).3. Bank Baterai (jika menggunakan lebih dari satu baterai 12V, sambungkan semua baterai secara paralel, tentukan baterai utama untuk semua koneksi lainnya - pengontrol pengisian daya, inverter, dan sirkuit 12V harus dihubungkan hanya ke baterai utama, bukan ke baterai sekunder). 4. Matikan Sakelar/Sekering (terhubung in-line untuk memutus daya untuk keadaan darurat atau untuk bekerja pada sistem).5. Kotak Sekering (digunakan untuk perangkat 12V untuk mencegah penarikan daya yang berlebihan yang dapat merusak sistem atau perangkat lain).6. Inverter (mengubah daya 12V DC menjadi daya AC 120V).7. Perangkat Listrik (terhubung ke 12V DC atau 120V AC jika diperlukan).

Minimal, sakelar pemutus (sebaiknya digabungkan dengan sekering) harus dihubungkan antara panel surya dan pengontrol muatan, serta antara baterai dan perangkat listrik utama (kotak sekering dan inverter). Dalam contoh ini, inverter dilengkapi dengan sekering dan memiliki sakelar bawaan yang terletak di bagian belakang perangkat, sehingga sakelar pemutus terpisah tidak diperlukan. Untuk keamanan tambahan, sakelar pemutus lain dapat dipasang di antara pengontrol muatan dan baterai, memungkinkan isolasi lengkap komponen sistem apa pun jika diinginkan. Sakelar pemutus harus selalu dipasang pada saluran tegangan positif yang menghubungkan komponen.

Sirkuit Bersama atau Sirkuit Terisolasi: Memutuskan saluran listrik mana yang akan dipasang pada sirkuit yang sama atau yang tetap pada sirkuitnya sendiri sepenuhnya terserah Anda. Anda mungkin ingin mengisolasi saluran listrik berdasarkan lokasinya (depan, belakang, dll), jumlah arus listrik, atau jenis sirkuit (lampu, pompa air, stopkontak 12V, dll). Perangkat yang menarik arus listrik dalam jumlah besar harus diisolasi pada sekeringnya sendiri. Saya merekomendasikan perangkat apa pun yang menarik lebih dari 5 amp ditempatkan pada sirkuit yang terisolasi. Perangkat yang menarik lebih sedikit amp dapat digabungkan ke sirkuit bersama. Pastikan untuk memasangnya pada sekering yang melebihi total arus listrik yang mungkin jika semua perangkat diberi daya secara bersamaan. Misalnya, lampu LED 12V (yang totalnya ada 12) masing-masing menarik daya 3W, yang berarti mereka menarik arus 0,25A (3W / 12V = 0,25A). Dengan asumsi setiap LED menyala pada saat yang sama, total amp akan menjadi 0,25A * 12 = 3A. Dengan ini sebagai amp maksimum yang ditarik oleh semua LED, aman untuk menempatkan semua lampu ditambah kipas kecil (0,25A) untuk kamar mandi (total 3,25A) bersama-sama pada sirkuit 5A (sekring di kotak sekering). Catatan: Ukuran sekering standar umumnya terdiri dari 5, 10, 15, dan 20 amp. Pastikan untuk tidak melebihi kapasitas ampere masing-masing port pada kotak sekering, serta total amp untuk kotak sekering (misalnya kotak sekering yang saya gunakan adalah 8 port, dapat menangani 30A per port dan total 100A). Pertama-tama tentukan berapa banyak perangkat yang akan digabungkan pada sirkuit mereka sendiri sebelum memutuskan ukuran (jumlah port) kotak sekering yang akan dibeli.

Setelah diagram pengkabelan ditata, semua komponen diperhitungkan, dan perangkat keselamatan yang diperlukan disertakan, pemasangan dapat dimulai.

Langkah 3: Instal Wiring (terputus)

Selain memasang kabel dari panel surya ke lokasi pusat untuk komponen listrik utama (pengontrol muatan, baterai, kotak sekering, inverter, dll.), langkah ini dapat dilewati jika instalasi kabel lengkap tidak diperlukan. Jika memasang pada kemping atau RV yang dibangun sepenuhnya, misalnya, memasang kabel bahkan mungkin tidak dapat dilakukan. Untuk kemping yang saya bangun dari awal, saya menginginkan outlet yang berbeda di lokasi kemping tertentu. Ini tidak perlu, meskipun, dan dapat diserahkan kepada preferensi Anda.

Untuk pengkabelan antara komponen utama (baterai baterai, sirkuit 12V baterai, inverter baterai, dll.), pastikan untuk menggunakan kabel besar (saya menggunakan 4-gauge) yang dapat dengan mudah menangani berapa pun arus listrik yang melewatinya. Untuk kabel 12V, pastikan untuk menggunakan kabel yang dapat menangani arus listrik dan jarak saluran. Saya menggunakan 10-gauge, yang mungkin sedikit berlebihan, tetapi lebih baik aman daripada menyesal.

Memasang kabel dan stopkontak adalah langkah opsional. Semua koneksi dapat dilakukan di kotak listrik pusat. Strip daya/pelindung lonjakan arus dapat dihubungkan ke inverter, dan semua perangkat 120V dapat terhubung ke inverter tersebut. Outlet 12V (colokan pemantik rokok) dapat dihubungkan langsung ke kotak sekering (atau bus 12V jika sekering in-line disertakan, yang untuk outlet 12V yang saya beli).

Pasang semua kabel, sakelar, dan stopkontak. JANGAN sambungkan kabel apa pun di kotak listrik pusat atau ke panel surya. Sambungan DAPAT dibuat di stopkontak penggunaan akhir (outlet dan perangkat) dan sakelar untuk lampu dan perangkat (TIDAK mematikan sakelar). Semua kabel yang tidak terhubung di titik akhir harus ditutup untuk mencegah sengatan listrik setelah terhubung di kotak listrik pusat.

Tidak setiap perangkat membutuhkan salurannya sendiri untuk dijalankan kembali ke kotak listrik pusat. Jika perangkat akan berada di sirkuit yang sama (sekring) di kotak listrik, maka garis dapat dipisahkan di persimpangan terdekat ke lokasi perangkat untuk mengurangi panjang total kabel listrik yang dibutuhkan. Sirkuit untuk lampu LED yang dibahas dalam diagram pengkabelan, misalnya, dapat disambungkan dari jalur yang sama. Untuk membagi garis, saya memotong garis kemudian menempelkan garis ketiga menggunakan terminal cincin, mur dan baut dengan mesin cuci pengunci. Pastikan untuk mengisolasi kabel yang terbuka (terutama untuk saluran panas) dengan pita listrik atau tabung panas menyusut.

Untuk kabel AC 120V, saya memilih untuk mengkanibal kabel ekstensi sepanjang 50 kaki, memotongnya menjadi lebih kecil untuk mengalir ke setiap outlet, karena ini adalah pilihan termurah. Namun, jika biaya tidak menjadi masalah, disarankan untuk menggunakan kabel yang tepat untuk instalasi listrik rumah.

Langkah 4: Kawat Outlet dan Sakelar

Kabel listrik AC 120V standar biasanya terdiri dari tiga kabel (panas, netral, dan ground). Kabel standar adalah: hitam = panas; putih = netral; kawat hijau/telanjang = ground. Bagian belakang stopkontak listrik akan memiliki sambungan sekrup. Biasanya, hanya "panas" (biasanya warna kuningan) yang diberi label, sisi yang berlawanan (biasanya warna baja) adalah sambungan netral, dan ground ditandai dengan sekrup hijau.

Untuk kabel 12V DC, kabel warna apa pun dapat digunakan, tetapi standarnya adalah: merah = panas; hitam = tanah. Saat memasang kabel terminal belakang stopkontak 12V DC, sambungkan kabel merah ke (+) dan kabel hitam ke (-). Untuk sebagian besar kabel 12V, koneksi dibuat dengan terminal sekop "pemutusan cepat" untuk memungkinkan menghubungkan atau melepaskan perangkat dan outlet dengan cepat dan mudah. Kotak sekering yang dibeli juga dilengkapi dengan koneksi "putuskan cepat". Untuk sambungan yang tidak akan pernah atau jarang terputus, seperti dinding bagian dalam yang terbelah atau sambungan arde, terminal cincin digunakan.

Saat memasang sakelar ON/OFF untuk lampu atau perangkat lain, kabel panas harus dipotong dan dihubungkan ke dua terminal sekrup yang berdekatan (sakelar menghubungkan kedua terminal pada posisi ON). Meskipun tidak 100% diperlukan, disarankan untuk menyambungkan kabel arde ke sekrup hijau pada sakelar tanpa putus (kupas sebagian kecil kabel tanpa memotongnya). Sakelar ON/OFF standar untuk daya AC 120V akan berfungsi untuk sirkuit 12V. Namun, sakelar dimmer AC 120V tidak akan berfungsi untuk sirkuit 12V, karena resistansinya terlalu tinggi.

Sakelar Dimmer 12V (*usaha dengan risiko Anda sendiri*): Untuk meredupkan LED 12V, digunakan potensiometer 10k-ohm (resistor variabel) dengan posisi ON/OFF. ***Pilihan ini TIDAK direkomendasikan kecuali Anda sudah familiar dengan potensiometer dan cara kerjanya.*** Sebuah potensiometer standar memiliki tiga terminal (1, 2, dan 3), sedangkan potensiometer ON/OFF memiliki 5 terminal (3 terminal standar). ditambah 2 di belakang). Dua terminal belakang (4 & 5) berfungsi sebagai sakelar ON/OFF standar (terhubung pada posisi ON dan terputus pada posisi OFF). 1. Hubungkan salah satu terminal belakang (4) langsung ke terminal standar tengah (2). 2. Hubungkan salah satu ujung kabel "panas" yang dipotong ke terminal belakang lainnya (5), dan 3. Hubungkan ujung kabel "panas" yang lain ke terminal standar (3) yang berukuran ~10k ohm [ke terminal tengah (2)] saat dial pada posisi OFF. 4. Terminal berlawanan (1) akan mengukur ~0 ohm pada posisi OFF dan harus dihubungkan langsung ke terminal tengah (2).

Saya menyolder konektor sekop "putus cepat" ke terminal untuk kabel "panas" (3 dan 5).

Dengan semua kabel terpasang, Anda dapat mulai membuat sambungan di kotak listrik pusat.

Langkah 5: Koneksi Kawat di Kotak Listrik Pusat

***PERINGATAN*** ***PERINGATAN***

***ALL KILL SWITCH HARUS DALAM POSISI OPEN/OFF***

Mulailah dengan memasang kabel saluran yang berasal dari panel surya (panel surya TIDAK terhubung) ke pengontrol pengisian daya, pastikan untuk memasang sakelar pemutus in-line untuk koneksi positif. Sambungkan semua kabel ke pengontrol pengisian daya, tetapi JANGAN membuat sambungan ke baterai atau panel surya. Sekali lagi, pastikan tombol pemutus dalam posisi buka/mati.

Pasang kabel dari bank baterai ke inverter (untuk 120V AC) dan sakelar pemutus ke kotak sekering utama (untuk 12V DC), tetapi JANGAN sambungkan kabel ke baterai. Sekali lagi, pastikan tombol pemutus dalam posisi buka/mati.

Hubungkan semua kabel ground 12V ke bus ground yang sama. Setelah semua kabel ground terhubung, kabel positif sekarang dapat dihubungkan ke sekering yang sesuai. Pastikan Anda menyambungkan kabel yang benar dengan memberi label selama pemasangan, atau menelusurinya dengan perangkat toner.

Setelah semua koneksi 12V dibuat, mulailah menghubungkan kabel 120V. Proses ini jauh lebih sederhana, karena power inverter akan menangani beban AC 120V, dan semua outlet dapat berada di sirkuit yang sama. Pertama, sambungkan semua kabel ground (hijau), lalu kabel netral (putih), diikuti oleh kabel panas (hitam). Urutan koneksi tidak terlalu penting ketika tidak ada daya pada saluran, tetapi lebih baik untuk membiasakan menghubungkan kabel ground terlebih dahulu.

Jika menggunakan lebih dari satu baterai, Anda dapat menghubungkan baterai bersama-sama pada saat ini (membuat bank baterai), tetapi JANGAN menghubungkan baterai utama ke komponen lain (pengisi daya, inverter, sirkuit 12V, dll.). Gunakan kabel besar (saya menggunakan 4-gauge) untuk menghubungkan baterai bersama-sama.

Langkah 6: Pasang dan Hubungkan Panel Surya

Pasang panel surya di lokasi yang diinginkan. Saya membuat bingkai untuk memasang panel alih-alih memasangnya langsung ke atap. Bingkai kemudian akan dipasang ke atap menggunakan kunci dan kait, yang akan memungkinkan untuk menyesuaikan sudut dan bantalan panel saat stasioner untuk memaksimalkan penyerapan matahari. Jika metode ini digunakan, pastikan untuk mengamankan panel dengan benar sebelum melakukan perjalanan lagi.

Tutupi panel surya dengan selimut (atau yang lainnya) untuk mencegah cahaya mengenai panel dan menghasilkan listrik.

Hubungkan panel surya secara paralel untuk sistem 12V:1. Hubungkan kabel terminal ground (-) untuk setiap panel secara bersamaan.2. Hubungkan kabel terminal positif (+) untuk setiap panel secara bersamaan.3. Hubungkan terminal arde (-) ke kabel yang sesuai yang mengarah ke pengontrol muatan.4. Hubungkan terminal positif (+) ke kabel yang sesuai yang mengarah ke pengontrol muatan. **Sekali lagi, pastikan tombol pemutus dalam posisi OPEN/OFF sebelum membuat sambungan ini.5. Lepaskan penutup/selimut dari panel. Untuk panel Renogy yang digunakan dalam tutorial ini, konektor MC4 sudah terpasang sebelumnya, jadi tidak ada kabel yang terbuka.

Langkah 7: Buat Koneksi Akhir & Nyalakan Sistem

Saatnya untuk membuat koneksi akhir dan menyalakan sistem. Sebelum membuat sambungan, pastikan semua sakelar pemutus dalam posisi OPEN/OFF.

Hubungkan pengontrol muatan, inverter daya, dan kabel bus 12V ke bank baterai. (Jika menggunakan lebih dari satu baterai, tentukan baterai utama untuk dihubungkan ke komponen lain. Jangan sambungkan satu baterai ke pengontrol pengisian daya dan baterai lainnya ke inverter atau kotak sekering)1. Hubungkan kabel arde (-) dari charge controller, inverter, dan bus arde 12V ke terminal arde (-) baterai utama.2. Hubungkan kabel positif (+) dari pengontrol muatan, inverter, dan bus/kotak sekering 12V ke terminal positif (+) baterai utama. Tutup sakelar pemutus antara pengontrol pengisian daya dan bank baterai (jika terpasang).3. Tutup sakelar pemutus antara panel surya dan pengontrol muatan.4. Tutup sakelar pemutus antara bank baterai dan bus 12V atau kotak sekering.5. Balikkan (tutup) sakelar di bagian belakang inverter ke posisi ON.6. Uji outlet, sakelar, dan perangkat lain untuk memastikan semuanya berfungsi dengan baik. **Jika ada yang tidak berfungsi dengan benar, buka semua sakelar pemutus sebelum pemecahan masalah** Coba lacak kembali garis atau periksa apakah ada tusukan/pecahan di mana kabel menempel pada stud. Pastikan semua koneksi diikat dengan aman dan membuat kontak yang baik.

Selamat!!

Anda sekarang memiliki sistem fotovoltaik surya yang terpasang dan beroperasi penuh untuk kemping, van, atau RV Anda!