هل تحتاج إلى صندوق تجميع الطاقة الشمسية للعربات المنزلية؟ (دليل اتخاذ القرار + تكوينات التوصيل)

سلة مشترياتك: 8 × ألواح شمسية 200 واط. وحدة تحكم شحن MPPT واحدة. صندوق تجميع PV واحد $150.

يقول موضوع Reddit أنك في حاجة ماسة إليه. يسميه فيديو YouTube إهدارًا للمال في إعدادك. صفحة منتج الشركة المصنعة غير ملتزمة بشكل عدواني. أنت على بعد $150 من النقر فوق “الدفع”، وليس لديك أي فكرة عما إذا كنت على وشك شراء مكون أساسي أو المكافئ الشمسي للطلاء السفلي على سيارة مستعملة.

الإجابة السريعة: أنت بحاجة إلى صندوق تجميع PV عندما يكون لديك سلاسل متوازية أكثر من عدد أطراف الإدخال الموجودة في وحدة التحكم بالشحن. بالنسبة لمعظم الأنظمة الشمسية RV التي تحتوي على 2-3 ألواح أو أسلاك متسلسلة، فأنت لست بحاجة إلى واحدة.

إليك الحقيقة: يشتري معظم مالكي RV صناديق تجميع لا يحتاجون إليها - أو يتخطونها عندما تكون مفيدة بالفعل. يرجع الاختلاف إلى كيفية توصيل الألواح الخاصة بك، وليس عدد الألواح لديك.

دعنا نكتشف في أي معسكر أنت.

ما يفعله صندوق تجميع PV بالفعل (وما لا يفعله)

انزع لغة التسويق، وصندوق تجميع PV هو عبارة عن صندوق وصلات مانع لتسرب الماء مع قضبان التوصيل بالداخل.

هذا كل شيء.

إنه في الأساس نقطة التقاء للأسلاك التي أصبحت شائعة جدًا بالنسبة لقسم VIP ذي الطرفين الخاص بوحدة التحكم بالشحن.

توفر لك قضبان التوصيل - وهي شرائط معدنية تمر عبر الصندوق - نقطة اتصال واحدة. تلتقي أسلاك موجبة متعددة هناك. أسلاك سالبة متعددة أيضًا. يتحد كل شيء في خرج موجب واحد وخرج سالب واحد، ثم يمتد إلى وحدة التحكم بالشحن.

ماذا يفعل: يحول 8 أسلاك (4 موجبة، 4 سالبة من 4 سلاسل متوازية) إلى سلكين (1 موجب، 1 سالب إلى وحدة التحكم الخاصة بك).

ما لا يفعله: زيادة الطاقة. تنظيم الجهد. الحماية من الارتفاعات المفاجئة (إلا إذا أضفت قواطع الدائرة الكهربائية, ، وهو ما يكلف أكثر). إصلاح تكوين الأسلاك السيئ بطريقة سحرية.

يحل صندوق التجميع مشكلة واحدة بالضبط: “لدي أسلاك أكثر من عدد أطراف التوصيل اللولبية الموجودة في وحدة التحكم بالشحن الخاصة بي.” إذا لم تكن لديك هذه المشكلة، فأنت لست بحاجة إلى هذا الصندوق.

ولكن هنا “فخ صندوق التجميع”- إضافة مكونات إلى أي نظام كهربائي يضيف مقاومة. المزيد من نقاط الاتصال تعني المزيد من الأماكن لانخفاض الجهد والتآكل والفشل. صندوق $150 الموجود على سطح منزلك؟ إنه يضيف ما يقرب من 0.1-0.2 أوم من المقاومة عبر جميع توصيلات الأطراف هذه.

بالنسبة لنظام 12 فولت يدفع 40 أمبير، فأنت تنظر إلى فقدان طاقة يبلغ حوالي 3-5% بسبب المقاومة (يختلف باختلاف جودة الاتصال وقياس السلك). هذه هي الطاقة التي قمت بتوليدها بالفعل، وهي الآن تسخن النحاس بدلاً من شحن البطاريات الخاصة بك.

لذا فإن السؤال ليس “هل يجب علي شراء صندوق تجميع؟” بل “هل المشكلة التي يحلها هذا الصندوق تفوق المشكلة التي يخلقها؟”

ثلاثة سيناريوهات لا تحتاج فيها إلى صندوق تجميع

تندرج معظم الأنظمة الشمسية RV في إحدى هذه الفئات. إذا كان نظامك كذلك، فاحفظ $150 الخاص بك.

السيناريو 1: الألواح الخاصة بك موصولة على التوالي (2-4 ألواح)

عند توصيل الألواح الشمسية على التوالي، فإنك تقوم بتوصيل الموجب بالسالب، والموجب بالسالب، على غرار سلسلة ديزي. أربعة ألواح على التوالي تخلق بالضبط سلكين: واحد موجب من اللوحة الأولى، وواحد سالب من اللوحة الأخيرة.

يتناسب سلكان مع أي وحدة تحكم بالشحن تم تصنيعها في العقد الماضي. لا حاجة إلى صندوق تجميع.

الناتج؟ تمنحك أربعة ألواح بقدرة 200 واط (كل منها حوالي 18 فولت Vmp، 11 أمبير Imp في ظروف الاختبار القياسية) موصولة على التوالي 72 فولت عند 11 أمبير. تحب وحدة التحكم MPPT (تتبع نقطة الطاقة القصوى) الجهد العالي - تحويل أكثر كفاءة، ومتطلبات قياس أسلاك أرق، وخسائر مقاومة أقل على المدى الطويل.

لكن (وهذا ولكن كبير)، فإن الأسلاك المتسلسلة لها عيب قاتل في أسطح RV: “قاتل الظل”.” لوحة مظللة واحدة تخنق السلسلة بأكملها. سنعود إلى هذا.

السيناريو 2: لديك مجموعة متوازية صغيرة (2-3 ألواح كحد أقصى)

تحقق من مواصفات وحدة التحكم بالشحن الخاصة بك الآن. تحتوي معظم وحدات التحكم MPPT على 2-4 أطراف إدخال - مما يعني أنها يمكن أن تقبل 2-4 أسلاك منفصلة دون أي صندوق وصلات.

ثلاثة ألواح بقدرة 200 واط موصولة بالتوازي؟ هذا يعني 3 أسلاك موجبة و 3 أسلاك سالبة. إذا كانت وحدة التحكم الخاصة بك تحتوي على 3+ أطراف توصيل على كل جانب، فقم بتوصيلها مباشرة. صفر مكونات إضافية. صفر نقاط اتصال إضافية. صفر انخفاض في الجهد من صندوق تجميع لم تكن بحاجة إليه.

سلسلة Rover من Renogy؟ أربعة أطراف توصيل. Victron SmartSolar؟ أربعة أطراف توصيل. EPEver Tracer؟ أربعة أطراف توصيل.

لقد وفرت للتو $150. هذا هو 75% من تكلفة لوحة أخرى بقدرة 200 واط. يشكرك مستقبلك على البساطة عندما تقوم باستكشاف الأخطاء وإصلاحها في منتصف الليل في موقف سيارات Walmart.

السيناريو 3: أنت تستخدم تكوين سلسلة متوازية (2s2p، 2s4p)

هنا حيث “قاعدة 2 في سلسلة” تأتي - أحد أفضل الأسرار المحفوظة في تكوين الطاقة الشمسية RV.

بدلاً من توصيل جميع الألواح الثمانية بالتوازي (مما سيؤدي إلى إنشاء 8 مسارات أسلاك منفصلة ويتطلب بالتأكيد صندوق تجميع)، يمكنك توصيلها في أزواج أولاً. يخلق لوحان على التوالي سلسلة واحدة. افعل ذلك أربع مرات، وسيكون لديك أربع سلاسل. (ملاحظة: 2s4p تعني لوحين على التوالي، ثم 4 سلاسل بالتوازي - سنشرح هذا بالكامل في لحظة.)

الآن أنت تقوم فقط بموازاة أربعة اتصالات بدلاً من ثمانية. يعني تكوين 2s4p الخاص بك (لوحان على التوالي، 4 سلاسل بالتوازي) أن 4 أسلاك موجبة فقط و 4 أسلاك سالبة تحتاج إلى الالتقاء.

بالنسبة لـ 4 سلاسل؟ قد تظل بحاجة إلى صندوق تجميع. ولكن بالنسبة لـ 2s2p (أربعة ألواح إجمالاً كسلسلتين من الألواح المزدوجة)؟ يمكن لمعظم وحدات التحكم بالشحن التعامل مع ذلك مباشرةً باستخدام أطراف التوصيل المدمجة الخاصة بها.

برو-نصيحة: توازن قاعدة 2 في سلسلة كفاءة الجهد مع تحمل الظل. لوحة مظللة واحدة تقتل 50% فقط من تلك السلسلة، وليس المجموعة بأكملها.

متى يحل صندوق التجميع المشاكل بالفعل

تصبح صناديق التجميع ضرورية عندما يتصادم فيزياء الأسلاك المتوازية مع قيود وحدة التحكم بالشحن الخاصة بك.

لديك 4+ سلاسل متوازية (أو 4+ ألواح فردية بالتوازي)

لنفترض أنك قررت أن الأسلاك المتوازية ضرورية لإعدادك (سنناقش السبب في القسم التالي). ثمانية ألواح بقدرة 200 واط بالتوازي تعني ثمانية أسلاك موجبة وثمانية أسلاك سالبة - وكلها تحاول أن تنتهي في وحدة التحكم بالشحن الخاصة بك.

تحتوي وحدة التحكم الخاصة بك على طرفي توصيل لولبيين. ربما أربعة إذا كنت محظوظًا.

جسديًا، لا يمكنك إدخال ثمانية أسلاك قياس 10 في نقطتي طرف توصيل. حسنًا، أنت يمكن, ، لكنه سيبدو وكأنه حريق كهربائي على وشك الحدوث، وستكون توصيلاتك فضفاضة بدرجة كافية بحيث تتأرجح تحت الحمل.

هذا هو المكان الذي يكسب فيه صندوق التجميع رزقه. وتجنب “فخ صندوق التجميع” يعني استخدامه فقط عندما يتطلب هذا القيد المادي ذلك.

يوفر الصندوق قضيب توصيل - شريط نحاسي سميك - حيث تتصل جميع الأسلاك الموجبة الثمانية عبر أطراف توصيل فردية. الشيء نفسه بالنسبة للسالب. ثم يمتد سلك سميك واحد 6AWG من كل قضيب توصيل إلى وحدة التحكم بالشحن الخاصة بك.

الرياضيات: ثمانية ألواح بقدرة 11 أمبير لكل منها = 88 أمبير من التيار المجمع. يتطلب ذلك سلك 4AWG كحد أدنى (بافتراض تشغيل 10 أقدام، وتحمل انخفاض الجهد 3%). يقوم صندوق التجميع الخاص بك بتجميع كل هذا التيار في موصل واحد بحجم مناسب للتعامل معه.

ألواحك الشمسية متناثرة عبر مواقع “تتريس على السطح”

إليك حقيقة أسطح المنازل المتنقلة: إنها ليست مسطحة. إنها ليست مربعة. وهي بالتأكيد ليست فارغة.

لديك:

• وحدة تكييف (3×3 أقدام من العقارات الرئيسية، ذهبت)
• فتحات تهوية السقف (أربعة منها، كلها في أماكن غير مريحة)
• كوة (في المنتصف تمامًا، بطبيعة الحال)
• طبقات منزلقة (لا يوجد تركيب هناك إلا إذا كنت تستمتع بتسرب المياه)
• حواف منحنية (الألواح لا تنحني)

لذلك ينتهي بك الأمر بوضع الألواح الثمانية في أربعة مواقع: اثنان هنا، وثلاثة هناك، واثنان بجانب السلم، ولوحة وحيدة فوق غرفة النوم. مرحبًا بك في تتريس على السطح.

يقع كل موقع على بعد 10-20 قدمًا. يعني تشغيل ثمانية أسلاك منفصلة مقاس 10AWG من مواقع متناثرة وصولاً إلى وحدة التحكم بالشحن (ربما مثبتة في حجرة القبو) أكثر من 100 قدم من الأسلاك النحاسية باهظة الثمن التي تتلوى عبر سطحك.

أو: قم بتركيب صندوق تجميع مثبت على السطح. قم بتوصيل الألواح الخاصة بك بموقع الصندوق الأقرب (تشغيلات قصيرة، مقياس أصغر مقبول). ثم قم بتشغيل اثنان أسلاك سميكة من الصندوق إلى وحدة التحكم الخاصة بك.

يصبح صندوق التجميع نقطة التجميع المركزية الخاصة بك، مما يبسط بشكل كبير أسلاك السقف الخاصة بك ويقلل من إجمالي النحاس المطلوب.

أنت تخطط للتوسع المستقبلي

هل تبدأ بأربعة ألواح ولكنك تريد خيار إضافة أربعة أخرى في العام المقبل؟ يمنحك صندوق تجميع ذو حجم مناسب (مصنف لـ 6-8 مدخلات سلسلة) أطرافًا فارغة جاهزة للتوسع.

البديل؟ تمزيق أسلاك وحدة التحكم بالشحن الخاصة بك، وإضافة موصلات فرعية في منتصف التشغيل، أو استبدال مجموعة الأسلاك بأكملها لأنك قللت من حجمها في البداية.

بالنسبة إلى $150، يمنحك صندوق التجميع مساحة للرأس. يعتمد ما إذا كان الأمر يستحق ذلك على مدى يقينك بشأن التوسع المستقبلي. إذا كانت إجابتك هي “ربما يومًا ما”، فربما لا تستحق ذلك. إذا كانت إجابتك هي “بالتأكيد إضافة 400 واط في الربيع المقبل”، فهي تستحق ذلك بالتأكيد.

التكوين الذي يهم حقًا: التسلسل مقابل التوازي لأسطح المنازل المتنقلة

إليك ما لا يخبرك به أحد مقدمًا: سؤال صندوق التجميع ثانوي.

السؤال الأساسي هو كيف تقوم بتوصيل الألواح الخاصة بك معًا- لأن ذلك يحدد ما إذا كنت ستحتاج إلى صندوق تجميع، وما هو مقياس السلك الذي ستحتاجه، وما إذا كنت ستحصل بالفعل على خرج الطاقة الذي دفعته مقابله.

وبالنسبة للطاقة الشمسية للمنازل المتنقلة، فإن الإجابة “الواضحة” من الطاقة الشمسية السكنية (دائمًا في سلسلة!) غالبًا ما تكون خاطئة بشكل مذهل.

لماذا “قاتل الظل” يدمر التكوينات التسلسلية

تقوم الأسلاك التسلسلية بتوصيل الألواح الموجبة بالسالبة في سلسلة. الفائدة الكهربائية واضحة ومباشرة: تتراكم الفولتية، بينما يظل التيار ثابتًا.

أربعة ألواح 18 فولت في سلسلة؟ تحصل على خرج 72 فولت. يعني هذا الجهد العالي أن وحدة التحكم MPPT الخاصة بك يمكن أن تعمل بكفاءة أكبر، ويمكنك استخدام سلك أرق (لأن الأمبير الأقل = نحاس أقل مطلوب لنفس توصيل الطاقة).

يبدو مثاليًا.

حتى يظلل غصن شجرة لوحة واحدة.

في التكوين التسلسلي، يقتصر التيار على أضعف حلقة. فكر في الأمر على أنه أنبوب ماء: إذا ضاق قسم واحد إلى نصف القطر، فإن تدفق الأنبوب بأكمله ينخفض ​​ليتطابق مع هذا التقييد.

عندما يتم تظليل لوحة واحدة في السلسلة التسلسلية الخاصة بك - حتى جزئيًا - ينخفض ​​خرج التيار الخاص بها من 11 أمبير إلى ربما 4 أمبير. كل لوحة أخرى في السلسلة؟ لا تزال تستحم في الشمس الكاملة، ولكنها مقيدة إلى 4 أمبير لأنها مرتبطة ببعضها البعض. أصبحت سلسلتك التي تبلغ 800 واط سلسلة 290 واط.

تُظهر البيانات الواقعية من اختبار الطاقة الشمسية للمنازل المتنقلة أن تظليل خليتين فقط على لوحة واحدة (حوالي 3% من مساحة اللوحة) يمكن أن يقلل من إجمالي خرج السلسلة التسلسلية بنسبة 26% تقريبًا. هل ظللت نصف اللوحة؟ أنت تنظر إلى خسارة في الإخراج بنسبة 50-60% عبر السلسلة بأكملها.

هذا هو “قاتل الظل” قيد التشغيل - وهذا هو السبب في أن نصيحة الطاقة الشمسية السكنية (حيث تجلس الألواح على أسطح غير معاقة مواجهة للجنوب) تفشل بشكل مذهل بالنسبة للمنازل المتنقلة.

تتوقف منزلك المتنقل تحت الأشجار. تقوم وحدة تكييف الهواء الخاصة بك بتظليل الألواح خلال زوايا معينة من الشمس. يلقي فتحة السقف بظلال لمدة ساعتين كل صباح. يحجب منزل جارك المتنقل الشمس عندما تكون معبأ في مخيم.

تحول الأسلاك التسلسلية كل ظل إلى نقطة اختناق على مستوى النظام.

لماذا التوازي هو “أولوية الطاقة الشمسية للمنازل المتنقلة” (على الرغم من الجهد المنخفض)

تقوم الأسلاك المتوازية بتوصيل جميع الأطراف الموجبة معًا وجميع الأطراف السالبة معًا. تظل الفولتية ثابتة (18 فولت من كل لوحة = خرج 18 فولت)، بينما تتراكم التيارات.

أربعة ألواح 200 واط بالتوازي؟ تحصل على 18 فولت عند 44 أمبير (4 × 11 أمبير).

المقايضة الكهربائية: يعني الجهد المنخفض أن وحدة التحكم بالشحن الخاصة بك لا يمكنها العمل بكفاءة تامة، وتحتاج إلى سلك أكثر سمكًا للتعامل مع الأمبير الأعلى دون انخفاض الجهد. لنفس توصيل الطاقة، فإنك تنفق المزيد على النحاس.

ولكن إليك ما تكسبه: عزل الظل.

عندما يتم تظليل لوحة واحدة في تكوين متوازي، فقط تلك اللوحة ينخفض ​​الناتج. تستمر الألواح الثلاثة الأخرى في إنتاج الطاقة الكاملة، دون أن تتأثر تمامًا. هل ظللت لوحة واحدة من أصل أربعة؟ تفقد 25% من خرج المصفوفة الخاص بك، وليس 70%.

هذا هو الفرق بين الوصول إلى المخيم ببطاريات مشحونة بنسبة 60% مقابل 20%. بين تشغيل الثلاجة طوال الليل مقابل تقنين الطاقة.

بالنسبة للطاقة الشمسية للمنازل المتنقلة، حيث التظليل الجزئي هو القاعدة وليس الاستثناء، فإن تحمل الظل للأسلاك المتوازية يفوق أوجه القصور الكهربائية.

برو-نصيحة: إذا كنت تقوم بتشغيل نظام 12 فولت، فإن الأسلاك المتوازية تتيح لك استخدام وحدة تحكم شحن PWM أقل تكلفة بدلاً من MPPT، مما قد يوفر $100-150. الجهد مطابق بالفعل لبنك البطارية الخاص بك، لذلك لا تحتاج إلى سحر تحويل الجهد MPPT. على الرغم من أنك إذا كنت تقوم بالتحسين على هذا المستوى، فمن المحتمل أنك تشتري MPPT على أي حال. إنه مثل شراء سيارة رياضية ثم الجدال حول البنزين العادي مقابل الممتاز.

حل Goldilocks: التسلسل المتوازي (2s2p، 2s4p)

ماذا لو كنت تريد كفاءة الجهد التسلسلي و تحمل الظل المتوازي؟

أدخل تكوين التسلسل المتوازي - الألواح متصلة في مجموعات تسلسلية صغيرة، ثم يتم موازاة تلك المجموعات معًا.

التكوين الأكثر شيوعًا للمنازل المتنقلة هو “قاعدة 2 في سلسلة”: قم بتوصيل الألواح في أزواج (2 في سلسلة)، ثم قم بموازاة تلك الأزواج.

تصبح أربعة ألواح سلسلتين (2s2p):

• السلسلة 1: اللوحة أ → اللوحة ب (36 فولت، 11 أمبير)
• السلسلة 2: اللوحة ج → اللوحة د (36 فولت، 11 أمبير)
• مجمعة: 36 فولت، 22 أمبير إلى وحدة التحكم

تصبح ثمانية ألواح أربع سلاسل (2s4p):

• أربعة أزواج، كل منها يخرج 36 فولت عند 11 أمبير
• مجمعة: 36 فولت، 44 أمبير إلى وحدة التحكم

لماذا هذا يعمل مع المنازل المتنقلة:

يتيح تعزيز الجهد (36 فولت مقابل 18 فولت) لوحدة التحكم MPPT الخاصة بك العمل بكفاءة أكبر من التوازي المباشر. يمكنك استخدام سلك 10AWG بدلاً من 6AWG، مما يوفر المال ويجعل التثبيت أسهل على سطح ضيق.

تتحسن درجة تحمل الظل بشكل كبير عبر السلسلة الكاملة. إذا تم تظليل لوحة واحدة، فإن زوجها فقط في السلسلة المتصلة يتأثر - أي 25٪ من مجموعتك، وليس 100٪. تظل السلاسل الثلاث الأخرى تنتج الطاقة الكاملة.

أنت تحصل على 75٪ من الفوائد الكهربائية للسلسلة مع 75٪ من تحمل الظل المتوازي. أنت لا تتنازل - أنت تقوم بالتحسين الاستراتيجي للظروف الفعلية التي ستواجهها مركبتك الترفيهية، وليس الظروف النظرية الموجودة فقط في أوراق بيانات الألواح الشمسية.

بالنسبة لمعظم تركيبات المركبات الترفيهية التي تحتوي على 4-8 ألواح، هذه هي النقطة المثالية.

سؤال صندوق التجميع؟ مع 2s4p (أربع سلاسل بالتوازي)، ربما تحتاج إلى واحد. مع 2s2p (سلسلتين)، من المحتمل أن يتمكن جهاز التحكم بالشحن الخاص بك من التعامل معه مباشرة.

كيفية توصيل 8 × 200 واط من الألواح في 4 مواقع على السطح (إطار عمل قرار خطوة بخطوة)

دعنا نحل السيناريو المحدد الخاص بك: 8 ألواح بإجمالي 1600 واط، منتشرة عبر 4 مواقع على سطحك لأن الفيزياء وهندسة سطح المركبة الترفيهية يكرهانك.

إليك كيفية تكوين هذا لتحقيق أقصى إنتاجية واقعية.

الخطوة 1: قم بتعيين لغز تتريس على سطح منزلك

قبل لمس أي سلك، قم بتوثيق التصميم الخاص بك:

جرد الموقع:

• الموقع 1 (الأمامي): 2 لوحة
• الموقع 2 (المنتصف الأيسر): 2 لوحة
• الموقع 3 (الخلفي الأيسر): 3 لوحات
• الموقع 4 (الخلفي الأيمن): لوحة واحدة

تقييم مخاطر الظل:

• أمامي: وحدة تكييف الهواء تظلل لوحة واحدة من الساعة 9 إلى 11 صباحًا
• منتصف أيسر: ظل فتحة السقف من الساعة 7 إلى 9 صباحًا
• خلفي أيسر: نظيف، ولكن من المحتمل التخييم بجانب الأشجار
• خلفي أيمن: الحد الأدنى من خطر الظل

مسافات تشغيل الأسلاك:

• كل موقع إلى جهاز التحكم بالشحن: 15-25 قدمًا
• بين المواقع: 8-15 قدمًا

يخبرك هذا التعيين بكل ما تحتاج معرفته حول صلاحية التكوين. يجب عزل المواقع التي بها مشاكل ظل معروفة كهربائيًا عن المواقع ذات التعرض النظيف للشمس. هذه هي الطريقة التي تتجنب بها “قاتل الظل”.”

الخطوة 2: اختر استراتيجية التكوين الخاصة بك

لديك ثلاثة خيارات قابلة للتطبيق. لكل منها متطلبات مختلفة لصندوق التجميع.

الخيار أ: أربع سلاسل متصلة من لوحتين بالتوازي (2s4p) - مطلوب صندوق تجميع

كيفية التوصيل:

1. الموقع 1 (الأمامي): اللوحة 1 → اللوحة 2 في سلسلة = السلسلة 1 (36 فولت، 11 أمبير)
2. الموقع 2 (المنتصف الأيسر): اللوحة 3 → اللوحة 4 في سلسلة = السلسلة 2 (36 فولت، 11 أمبير)
3. الموقع 3 (الخلفي الأيسر): اللوحة 5 → اللوحة 6 في سلسلة = السلسلة 3 (36 فولت، 11 أمبير)
4. الموقع 4 (الخلفي الأيمن): اللوحة 7 → اللوحة 8 في سلسلة = السلسلة 4 (36 فولت، 11 أمبير)
5. قم بتثبيت صندوق التجميع على السطح
6. قم بتشغيل جميع السلاسل الموجبة الأربعة + السلاسل السالبة الأربعة إلى قضبان توصيل صندوق التجميع
7. زوج سلك 6AWG واحد من الصندوق إلى جهاز التحكم بالشحن

الايجابيات:

• أقصى قدر من تحمل الظل: لوحة مظللة واحدة تقتل 25٪ فقط من سلسلة واحدة = 12.5٪ من إجمالي المجموعة
• تكوين سلسلة متوازنة (جميع السلاسل لها نفس الجهد / التيار)
• “قاعدة 2 في سلسلة” يتبع تماما
• جهد معتدل (36 فولت) جيد لكفاءة MPPT
• يمكن أن تكون مسارات الأسلاك من الألواح إلى الصندوق 10AWG (تكلفة أقل)

سلبيات:

• يتطلب صندوق تجميع ($150)
• التيار المجمع: 44 أمبير (يتطلب 6AWG أو 4AWG إلى وحدة التحكم حسب المسافة)
• الأسلاك الأكثر تعقيدًا (8 مسارات أسلاك إلى الصندوق)

على الجانب الإيجابي، عندما يسأل صهرك “لماذا الأمر معقد للغاية”، يمكنك أن تشرح بثقة أنك قمت بالتحسين لتحمل الظل. سيومئ برأسه ويتراجع ببطء.

الأفضل لـ: أصحاب المركبات الترفيهية الذين يخيمون بشكل متكرر في الظل الجزئي (الأشجار، المخيمات المزدحمة) ويريدون أقصى قدر من المرونة.

الخيار ب: سلسلتان متصلتان من 4 ألواح بالتوازي (4s2p) - قد لا يكون صندوق التجميع مطلوبًا

كيفية التوصيل:

1. الموقع 1 + 2 (الأمامي والمنتصف الأيسر): 4 ألواح في سلسلة = السلسلة 1 (72 فولت، 11 أمبير)
2. الموقع 3 + 4 (الأجزاء الخلفية): 4 ألواح في سلسلة = السلسلة 2 (72 فولت، 11 أمبير)
3. قم بتوصيل السلسلة 1 والسلسلة 2 بالتوازي
4. إذا كان جهاز التحكم بالشحن الخاص بك يحتوي على 4 أطراف: توصيل مباشر (بدون صندوق)
5. إذا كان هناك طرفان فقط: صندوق تجميع صغير أو موصلات فرعية

الايجابيات:

• جهد أعلى (72 فولت) = أقصى كفاءة MPPT + مقياس سلك أرق
• اتصالان متوازيان فقط (قد تتخطى صندوق التجميع)
• هيكل أسلاك أبسط
• تكلفة نحاسية أقل (يمكن استخدام 10AWG للتشغيل بأكمله عند مستوى التيار هذا)

سلبيات:

• ضعف أعلى في تحمل الظل: لوحة مظللة واحدة تؤثر على سلسلة كاملة من 4 ألواح = 50٪ من ناتج المجموعة
• مشكلة ظل وحدة تكييف الهواء الأمامية تؤثر الآن على 4 ألواح، وليس 2
• ينتهك “قاعدة 2 في سلسلة” (يزيد من خطر الظل)
• يجب التحقق من أن جهاز التحكم بالشحن يمكنه التعامل مع 72 فولت (تحقق من تصنيف VOC)

تحذير الطقس البارد: يزداد جهد اللوحة مع انخفاض درجة الحرارة. تقول ورقة مواصفات وحدة التحكم بالشحن الخاصة بك “100 فولت كحد أقصى للإدخال”. صباح بارد في ديسمبر على ارتفاع 7000 قدم؟ تستهزئ الألواح الخاصة بك بأوراق المواصفات. سوف تدفع 85 فولت + وتتحدى وحدة التحكم الخاصة بك لمواكبة ذلك.

الأفضل لـ: أصحاب المركبات الترفيهية الذين يقيمون بشكل أساسي في مناطق معزولة تحت أشعة الشمس الكاملة (الصحراء، أراضي إدارة الأراضي) مع الحد الأدنى من مخاوف الظل. إذا كنت تخيم في معسكرات مطورة مع طاقة الشاطئ وتستخدم الطاقة الشمسية فقط كنسخة احتياطية، فهذا يعمل. إذا كنت من دعاة النقاء في المناطق المعزولة الذين يتجنبون المعسكرات كما لو كانت مصائد سياحية، فالتزم بالخيار أ.

الخيار ج: وحدات تحكم شحن منفصلة لأقسام السقف المنفصلة - بدون صندوق تجميع

كيفية التوصيل:

1. وحدة التحكم 1 (أمامية): تتعامل مع 4 ألواح من المواقع 1 + 2 (سلسلتان متوازيتان من الألواح = 2s2p)
2. وحدة التحكم 2 (خلفية): تتعامل مع 4 ألواح من المواقع 3 + 4 (سلسلتان متوازيتان من الألواح = 2s2p)
3. تتصل كل وحدة تحكم مباشرة ببنك البطاريات
4. لا حاجة إلى صندوق تجميع

الايجابيات:

• عدم وجود تلوث تبادلي للظل: يؤثر ظل التيار المتردد الأمامي فقط على خرج وحدة التحكم الأمامية
• التحسين المطلق: تتعقب كل وحدة تحكم ألواحها بشكل مستقل
• لا حاجة إلى صندوق تجميع (يوفر 150 دولارًا)
• يمكن استخدام زوايا / إمالات مختلفة للوحة لكل قسم
• التكرار المدمج: إذا فشلت إحدى وحدات التحكم، فلا يزال لديك 800 واط

سلبيات:

• يكلف: وحدتا تحكم MPPT = 200-400 دولار + اعتمادًا على الطرازات (Victron SmartSolar 100/30 × 2 = ~ 360 دولارًا)
• تعقيد التثبيت مضاعف (مجموعتان من التوصيلات، نظامان للمراقبة)
• يشغل مساحة تركيب أكبر في حجرة الكهرباء
• يتطلب تحجيمًا دقيقًا لأسلاك بنك البطاريات (كلتا وحدتي التحكم تغذيان نفس البنك)

فكر في الأمر على أنه شراء أداتين متوسطتي الجودة بدلاً من أداة واحدة فاخرة. التكرار له قيمة عندما تكون على بعد 200 ميل من أقرب متجر للطاقة الشمسية.

الأفضل لـ: أصحاب المركبات الترفيهية الذين لديهم أنماط ظل معقدة عبر أقسام السقف المختلفة، أو أولئك الذين يريدون أقصى إنتاج مطلق بغض النظر عن التكلفة. هذا هو النهج “الاحترافي”.

الخطوة 3: حسابات مقياس الأسلاك وانخفاض الجهد

لأي تكوين، حافظ على انخفاض الجهد أقل من 3٪ من جهد النظام لتجنب إهدار الطاقة التي قمت بتوليدها بالفعل.

الصيغة: انخفاض الجهد = (2 × طول السلك × التيار × مقاومة السلك) / 1000

نعم، يمكنك استخدام آلة حاسبة عبر الإنترنت. لكن فهم الصيغة يعني أنك ستعرف بالضبط لماذا قد تغرق نصيحة صديقك “لقد نجحت على مركبتي الترفيهية” نظامك.

مقاومة السلك (أوم لكل 1000 قدم):

• 10AWG: 1.0 أوم
• 8AWG: 0.628 أوم
• 6AWG: 0.395 أوم
• 4AWG: 0.249 أوم

مثال للخيار أ (2s4p مع صندوق تجميع):

• جهد النظام: 36 فولت (Vmp الاسمي)
• التيار المجمع: 44 أمبير
• مسار السلك من صندوق التجميع إلى وحدة التحكم: 20 قدمًا
• الهدف: <3٪ انخفاض الجهد = <1.08 فولت انخفاض

باستخدام سلك 6AWG:

• الانخفاض = (2 × 20 × 44 × 0.395) / 1000 = 0.695 فولت انخفاض
• النسبة المئوية = 0.695 فولت / 36 فولت = 1.93٪ ✓ مقبول

هذا 0.695 فولت الذي تفقده؟ في نظام 12 فولت، ستكون نفس المقاومة 6٪ من جهدك قد ذهب لتسخين النحاس بدلاً من شحن البطاريات. الرياضيات مهمة.

باستخدام سلك 8AWG:

• الانخفاض = (2 × 20 × 44 × 0.628) / 1000 = 1.11 فولت انخفاض
• النسبة المئوية = 1.11 فولت / 36 فولت = 3.08٪ ✗ هامشي (ولكن قريب بما يكفي لمعظم التركيبات)

برو-نصيحة: بالنسبة للمسارات من الألواح الفردية إلى صندوق تجميع مثبت على السطح (مسافات أقصر، تيار أقل لكل سلسلة)، عادة ما يكون 10AWG كافيًا. المقياس الثقيل (6AWG / 4AWG) مطلوب فقط للمسار النهائي من الصندوق إلى وحدة التحكم حيث تتجمع كل التيارات.

الخطوة 4: مصفوفة قرار صندوق التجميع (الإجابة النهائية)

لسيناريو 8 ألواح و 4 مواقع الخاص بك:

إذا اخترت الخيار أ (2s4p): → نعم، اشترِ صندوق التجميع

• لديك 4 سلاسل متوازية (8 أسلاك إجمالاً)
• تحتوي وحدة التحكم بالشحن الخاصة بك على 2-4 أطراف كحد أقصى
• استحالة مادية للاتصال بدون نقطة تجميع
• 150 دولارًا مبرر

إذا اخترت الخيار ب (4s2p): → ربما لا (تحقق من وحدة التحكم الخاصة بك)

• لديك سلسلتان متوازيتان (4 أسلاك إجمالاً)
• يمكن لمعظم وحدات التحكم MPPT التعامل مع هذا باستخدام أطراف مدمجة
• تحقق من وحدة التحكم المحددة الخاصة بك: هل 4 أطراف متاحة؟ إذن لا حاجة إلى صندوق
• إذا كان هناك طرفان فقط، فاستخدم موصلات فرعية (~ 20 دولارًا) بدلاً من صندوق تجميع كامل (~ 150 دولارًا)

إذا اخترت الخيار ج (وحدات تحكم منفصلة): → لا حاجة إلى صندوق تجميع

• تتعامل كل وحدة تحكم مع تكوين 2s2p الخاص بها (سلسلتان متوازيتان لكل وحدة تحكم)
• اتصال مباشر بأطراف كل وحدة تحكم
• وفر 150 دولارًا؛ أنت تنفقها بالفعل على وحدة التحكم الثانية

الفحص النهائي لجدوى التكلفة:

صندوق التجميع ($150) + سلك 6AWG ($80 لمسافة 25 قدمًا) = $230

مقابل.

موصلات التفرع ($20) + سلك 6AWG ($80) = $100

بالنسبة للخيار B، فإنك توفر $130 عن طريق تخطي الصندوق.

بالنسبة للخيار A، فإنك يحتاج التنظيم وكثافة التوصيل التي يوفرها الصندوق - $150 ليس اختياريًا.

بالنسبة للخيار C، فأنت تنفق بالفعل 200+$ على وحدة تحكم ثانية، مما يلغي الحاجة إلى أي أجهزة تجميع.

الإجابة على سؤال $150

العودة إلى عربة التسوق الخاصة بك. ثمانية ألواح. وحدة تحكم شحن واحدة. صندوق التجميع $150.

إليك إطار عمل القرار الخاص بك:

تحقق من تكوين الأسلاك الخاص بك أولاً. إذا كنت تقوم بالأسلاك على التوالي أو باستخدام 2-3 سلاسل متوازية فقط، فيمكن لمعظم وحدات التحكم في الشحن التعامل مع التوصيلات مباشرة. لا حاجة إلى صندوق. انقر فوق “حفظ لوقت لاحق” وحرك $150 نحو سلك أفضل أو سعة لوحة أكبر.

عد السلاسل المتوازية الخاصة بك ثانيًا. أربعة سلاسل أو أكثر بالتوازي؟ يتطلب الواقع المادي التجميع. يكسب صندوق التجميع رزقه من خلال منحك نقطة اتصال مناسبة بدلاً من عش فئران من الأسلاك تتنافس على مساحة المحطة الطرفية.

ضع في اعتبارك تخطيط السقف الخاص بك ثالثًا. إذا كانت الألواح الخاصة بك متناثرة عبر “تتريس على السطح” المواقع وكنت تستخدم الأسلاك المتوازية، فإن صندوق التجميع المثبت على السطح يبسط مسارات الأسلاك الخاصة بك بشكل كبير. مسارات أقصر إلى الصندوق (سلك أرق مقبول) بالإضافة إلى مسار واحد للقياس الثقيل إلى وحدة التحكم الخاصة بك يتفوق على تشغيل ثمانية أسلاك ثقيلة منفصلة على المسافة الكاملة.

قم بتقييم أنماط الظل أخيرًا. هذا يحدد ما إذا كنت يجب استخدام التكوين المتوازي الذي يتطلب صندوق تجميع في المقام الأول. ظل جزئي متكرر؟ الأسلاك المتوازية أو المتسلسلة المتوازية (2s2p) مع “قاعدة 2 في سلسلة” يحميك من “قاتل الظل”.” التخييم في الشمس الكاملة؟ قد تتيح لك الأسلاك المتسلسلة تخطي الصندوق تمامًا مع اكتساب الكفاءة الكهربائية.

أفضل صندوق تجميع هو الصندوق الذي لا تحتاجه - لأنك قمت بتوصيل الأسلاك بذكاء منذ البداية. ثاني أفضل هو الذي يحل بالفعل مشكلة تجميع التيار المتوازي دون أن يتحول إلى “فخ صندوق التجميع” من المكونات غير الضرورية التي تضيف مقاومة.

قبل النقر فوق “شراء” على أي شيء: افتح دليل وحدة التحكم في الشحن الخاصة بك. عد المحطات الطرفية للإدخال. احسب عدد السلاسل المتوازية الخاصة بك. ثم قرر.

في بعض الأحيان تكون الإجابة الصحيحة هي عدد أقل من المكونات، وليس أكثر.

ملخص النصائح الاحترافية النهائية

• قاعدة 2 في سلسلة: قم بتوصيل الألواح في أزواج (2 في سلسلة)، ثم قم بموازاة هذه الأزواج للحصول على التكوين الأمثل للمركبة الترفيهية
• قاتل الظل: تحول الأسلاك المتسلسلة لوحة مظللة واحدة إلى نقطة اختناق على مستوى النظام - تجنبها للمركبات الترفيهية ذات الظل الجزئي
• عدد المحطات الطرفية > عدد الألواح: أنت بحاجة إلى صندوق تجميع عندما تتجاوز السلاسل المتوازية المحطات الطرفية لوحدة التحكم، وليس عندما تصل إلى رقم لوحة سحري
• حساب انخفاض الجهد: حافظ على الانخفاضات أقل من 3% من جهد النظام؛ استخدم آلة حاسبة قياس السلك، وليس التخمين
• تخطيط تتريس على السطح: قم بتعيين أنماط الظل ومواقع اللوحة قبل اختيار التكوين المتسلسل مقابل المتوازي
• جهد الطقس البارد: يزداد جهد اللوحة مع انخفاض درجة الحرارة - تحقق من أقصى تصنيف VOC لوحدة التحكم الخاصة بك قبل استخدام سلاسل متسلسلة طويلة

تحدد مواصفات المحطة الطرفية لوحدة التحكم في الشحن الخاصة بك ما إذا كنت بحاجة إلى صندوق تجميع. تحقق من هذه المواصفات أولاً، وقم بالتكوين ثانيًا، واشترِ المكونات أخيرًا.