Всем привет, в этой статье разберемся с тем, как сделать хорошую электросистему в доме на колесах, сколько это будет стоить и какие варианты у вас есть. Так же поговорим о компонентах из которых эта система строится - аккумуляторах, солнечных панелях, контроллерах, проводах и сопутствующей мелочи. В общем будет все как вы любите - понятно, объективно и разложено по полочкам.
Это будет серия из 4 статей, ведь эта тема одна из самых объемных и имеет множество вариантов исполнения. Постараемся разобрать основные варианты реализации от самых простых до весьма навороченных.
В первой части, которую вы читаете прямо сейчас речь пойдет о дополнительных аккумуляторах, какие они бывают и как с их помощью организовать простейшую электросистему с зарядкой от генератора автомобиля.
Во второй коснемся солнечной энергетики, в третьей речь пойдет о монтаже и проводке в электросистеме, а в четвертом я научу вас рассчитывать необходимую мощность энергосистемы под ваши задачи чтобы определиться с выбором всех компонентов.
Ну а сейчас мы вернемся к теме сегодняшнего ролика - выбор аккумуляторов и их подключение.
Когда речь идет о самодельном автодоме и его электросистеме нет одного решения подходящего всем сразу. У всех разные потребности, разный бюджет и стиль путешествий. Но главные принципы построения и типовые решения мы разберем далее. Начнем с основных компонентов, из которых вообще строится электросистема дома - дополнительных аккумуляторов.
Если не вдаваться слишком в подробности они бывают двух основных видов - стартовые и тяговые. Стартовые предназначены для того, чтобы заводить двигатель, то есть отдавать много энергии за короткий период времени для старта двигателя и отдыхать, а тяговые больше нацелены на более медленный планомерный расход энергии в течении длительного времени. Они немного по-разному устроены внутри и каждый вид будучи использован под свой тип задач сможет прослужить вам больше другого.
Очевидно нас больше интересует второй вариант - тяговые батареи, мы ведь не собираемся в автодоме тратить всю энергию за пару минут, а наоборот, постепенно использовать ее на свет, насосы, вентиляцию и другие устройства. Если в таком режиме использовать стартерную батарею - она будет довольно быстро разрушаться и прослужит максимум пару-тройку лет. А если вы будете её сильно разряжать, до нуля, то она и вовсе может погибнуть за месяц. Так что, если дом вам нужен чаще чем пару недель в году - выбирать лучше тяговые батареи.
Из тяговых батарей можно выделить свинцово-кислотные и литиевые как наиболее популярные типы
Свинцово кислотные это по сути обычные аккумуляторы что мы ставим в машины, только в случае тяговых они лучше предназначены для медленной разрядки.
Самые дешевые из них - открытые жидкостные, но они имеют некоторые минусы - например выделение не очень полезного газа во время зарядки, так что размещать такие батареи в жилом отсеке не рекомендуется. Ставить можно только где-то снаружи автомобиля либо в герметичном боксе с вентиляцией наружу. Так же есть альтернативный вариант - подсоединить специальную трубку в отверстие для выпуска газов и вывести ее за пределы автодома.
Тогда такие батареи тоже можно ставить и в доме. Но размещать при этом их можно только вертикально, иначе вместо газа через вентиляционные отверстия из них будет утекать электролит.
Если же хочется аккумуляторы не выделяющие газов - тогда надо смотреть на необслуживаемые герметичные кислотные батареи. Они тоже могут быть жидкостные, но чаще бывают двух других типов - GEL и AGM. В принципе для наших целей это примерно одно и то же, просто немного разный наполнитель внутри. В них электролит уже не плещется в ячейках свободно, а находится в пористых пластинах или в виде геля. Так что он никуда не растекается, даже если батарея установлена боком.
Такие типы аккумуляторов являются популярным вариантом для применения в кемперах и в том числе их ставят на коммерческие автодома. Они безопасны, не требуют никакого обслуживания и могут заряжаться от генератора автомобиля. При этом выделение каких-то газов у них минимально или отсутствует вовсе, так как внутри находятся специальные камеры для рекуперации газа и он не выходит за пределы корпуса батареи, кроме совсем крайних случаев, когда срабатывает клапан сброса повышенного давления. Но при штатной эксплуатации этого возникать не должно. На всякий случай от этого клапана тоже можно вывести трубку на улицу, но это мало кто делает.
Гелевые и AGM батареи тем не менее остаются все еще кислотно-свинцовыми аккумуляторами и сохраняют их минусы. Во-первых большие габариты и вес - аккумулятор на 100Ач будет весить около 35кг, а если хочется систему в 400Ач, что это выйдет в 130кг веса и займет не мало места.
И во-вторых аккумуляторы такого типа очень не рекомендуется разряжать ниже 50% емкости. В идеале уровень заряда должен находится на уровне 70% и выше. В таком случае они могут проработать до 10 лет почти не потеряв в емкости. Если же постоянно разряжать их до нуля то такое использование прикончит батареи буквально за пару-тройку лет.
Так что в итоге от своей энергосистемы вы по факту получаете от 30 до 50% объема для использования, если не хотите менять аккумуляторы как патроны.
Другой же, самый современный тип аккумуляторов - литиевые. Они лишены многих недостатков кислотных конкурентов - разряжать такие батареи можно практически до нуля без последствий. К тому же они значительно легче. Батарея 100Ач будет весить до 15кг. И если мы еще будем учитывать возможность разрядки до нуля получается эффективность 100Ач литиевой батареи равняется такой же у 200-300Ач свинцово-кислотной.
Основным минусом литиевых аккумуляторов является их более высокая стоимость и некоторые особенности эксплуатации. Впрочем стоимость литиевых батарей - понятие плавающее. Да действительно фирменные батареи например типа lifepo4 на 100ач могут легко стоить и 40 и 60 тысяч рублей. Но если выбрать китайский вариант подешевле или обратиться к частным объявлением то такой в РФ можно купить уже около 25-35 тысяч.
Ну а если вы готовы подождать то можно взять батарею на aliexpress и тогда она обойдется и вовсе в 20 тысяч, например от проверенного бюджетного бренда littokala и подобных
А это ведь как раз цена приличной AGM батареи!
При выборе учитывайте, что цены на разные аккумуляторы lifepo4 одной и той же емкости не всегда зависят от жадности продавца, но и от качества элементов внутри.
Главный из них - это конечно литиевые ячейки, которые хранят энергию. Именитые дорогие бренды и ответственные сборщики батарей с авито выбирают проверенные качественные ячейки, которые не были в употреблении. Такие аккумуляторы всегда соответствуют заявленой емкости (даже иногда выше) и гарантируют сохранение 80% от нее даже после 6-8 тысяч циклов разряда. Бюджетные же сборщики и большинство продавцов с aliexpress используют б/у ячейки. Такие уже могут не дотягивать до заявленной емкости и количество гарантированных циклов разряда плавает в районе 3-4 тысяч. Но они и стоят на 20-40% дешевле и если изготовитель и продавец проверенный, то в этом способе сэкономить нет ничего плохого.
Даже если бюджетная батарея из Китая в реальности не будет выдавать полной емкости аккумулятора - это все равно очень выгодная покупка по сравнению с новым AGM аккумулятором. Оставшейся емкости батарей и количества циклов разряда скорее всего хватит вам на многие годы использования. Даже в таком варианте - на сегодняшний день литиевые батареи - это лучший выбор по соотношению цена/энергоэффективность (и бонусом получаем намного меньший вес и размер)
Еще одной особенностью литиевых батарей является теоретическая опасность возгорания. Литий довольно опасный материал и может воспламеняться при контакте с другими компонентами внутри аккумулятора. Поэтому во всех готовых батареях применяется системы мониторинга и балансировки, так называемые платы BMS, которые защищают ячейки аккумулятора от перезаряда, переразряда и других условий, которые могут вызвать перегрев, повреждения и последующие проблемы.
Это тоже один из компонентов, на котором могут сэкономить бюджетные сборщики аккумуляторов. Дорогие модели BMS имеют возможность подключения по bluetooth для мониторинга состояния батареи, активное охлаждение платы, активную балансировку и высокий ток заряда/разряда батареи 100-200А. Бюджетные же модели могут не иметь никакого мониторинга или простенький вольтметр на корпусе, никакой балансировки и токи разряда в 30-40А. В этом тоже нет ничего плохого, если нужно сэкономить и такие параметры вас устраивают.
Если же вы вдруг решили собрать аккумулятор самостоятельно из отдельных ячеек, не забудьте так же установить туда такую защитную плату. Но если вы сейчас первый раз слышите о BMS, литии, ионизации, ячейках и прочих сложных штуках - забудьте о том, чтобы самому собирать литиевые батареи, покупайте готовые. Давайте не будем устраивать сжигания чучел автодомов на дорогах ок. Если уж очень хочется - то скоро будет статья и видео о том как собрать такую батарею своими руками и сделать это безопасно.
В целом же батареи типа LiFePo4 являются одними из самых безопасных из всех литиевых собратьев и даже в случае механического повреждения очень редко воспламеняются в отличии от довольно опасных батарей типа LiOn и LiPo
https://www.youtube.com/watch?v=Qzt9RZ0FQyM
Так же с литиевыми батареями могут быть особенности в процессе зарядки. Те же батареи lifepo4 рекомендуется заряжать напряжением 14.8В, которое не сможет обеспечить генератор автомобиля. К тому же при зарядке почти пустой батареи может пойти очень высокая нагрузка на генератор и провода. Для решения этих проблем лучше всего установить специальное зарядное устройство, которое предназначено для зарядки именно литиевых батарей и делает это с ограниченным током, так что и генератор и провода будут в порядке, а батарея останется полностью заряжена. Самые популярные модели на рынке имеют мощность 30А либо 60А
Первый подойдет для батарей до 150Ач, второй особенно пригодится если ваши объемы выше 300Ач. Только стоит убедиться, что генератор в авто довольно мощный (120А+) и он вытянет такую нагрузку, а то толку не будет.
Солнечные контроллеры тоже нужно выбирать такие, которые поддерживают батареи lifepo4. Но в целом все соврменные модели уже поддерживают, самые популярный из них такой (контроллер + пульт управления)
Конечно совсем списывать со счетов свинцовые батареи не стоит. Если вам надо использовать редко и подключить попроще - то можно взять GEL или AGM аккумулятор.
Они не привередливы в эксплуатации и прослужат долго, если не разряжать их слишком сильно. Но это странный выбор на сегодняшний день, особенно если в ваши края доезжают посылки с aliexpress или хотя бы с яндекс маркета или авито.
Итак мы пришли к самой простой электросхеме автодома - берете дополнительный аккумулятор, например тот же AGM или lifepo4, подключаете его параллельно вашему обычному аккумулятору авто и вуа-ля, я у мамы электрик, у вас уже какая-то энергосистема. Можете подключать потребители к своей дополнительной батарее и пользоваться.
Проблемой такой примитивной схемы станет то, что одновременно со своей дополнительной батареей вы будете разряжать и основную. И не надо быть гением чтобы понять, что будет если вы переусердствуете со своими аппетитами и разрядите обе батареи одновременно - машина потом просто не заведется.
Чтобы такого не происходило придумали системы развязки аккумуляторов. Самой примитивной из них является банальный выключатель, который будет отключать дополнительную батарею от основной. Только учтите что это должен быть довольно мощный выключатель типа такого на 100А, иначе он просто не выдержит токов идущих от генератора во время зарядки.
В итоге вы можете вручную соединять аккумуляторы во время движения чтобы они вместе заряжались и разрывать во время стоянки, чтобы стартовая батарея случайно не разрядилась.
Но это конечно немного средневековье, будут моменты когда вы забудете то включить тумблер и не зарядите батарею, то забудете выключить и посадите все вместе. На помощь нам приходят технологии, ведь существуют автоматические системы развязки батарей. Самым простым и доступным вариантом будет устройство типа УРА-200 или его китайский аналог
Такие устройства не сложно установить и они сами займутся мониторингом состояния электросистемы автомобиля и автоматически будет соединять батареи когда двигатель заведен и работает генератор, а на стоянке разрывать цепь и защищать вашу стартовую батарею от разряда.
Так же подобную систему можно сделать и самому где-то за 1000 рублей, но если не особо разбираетесь - берите готовое решение, сильно по деньгам все равно не выиграете.
Такая система вполне работоспособна и реализована в большинстве коммерческих автодомов. В ней есть один основной недостаток о котором я говорил выше - не оптимальные параметры для заряда батарей, которые мы получаем с генератора. Причем как в случае с литиевыми батареями так и с GEL/AGM вариантами.
Чтобы помочь системе работать более эффективно можно установить дополнительное зарядное устройство, которое будет преобразовывать ток с генератора в идеальный заряд для ваших батарей.
В итоге, с дополнительным зарядным устройством или без него уже получилась вполне полноценная автоматическая электросистема, к которой можно подключать ваши потребители и наслаждаться светом, музыкой и прочими устройствами.
Прикинем стоимость реализации такого варианта.
Какая-то автономная жизнь начинается с дополнительной батареи емкостью 100Ач. Этого хватит чтобы пару дней питать свет, насос и заряжаться ваши гаджеты. Рассматривать будем конечно lifepo4 батарею. Такой аккумулятор будет стоить около 25 тысяч рублей ($360). К нему желательно добавить автоматическое реле, которое будет следить за зарядкой от генератора, из китая такое будет стоить 2000 рублей ($25) и еще тысячи три уйдет на всякие предохранители и блоки для подключения устройств и провода. В итоге за 30 тысяч рублей ($425) получим вполне функциональную автономную энергосистему автодома в базовом варианте.
Если у вас в доме предполагается частое использование автономного отопителя и установлен холодильник работающий на электричестве, то батарею лучше взять побольше - на 150-200Ач. Стоить она будет 40 тысяч ($600). В такую систему уже точно стоит добавить и зарядное устройство за 10 тыс руб ($120). Цена итоговой энергосистемы вырастет до 56 тысяч рублей ($800)
Для использования бытовых приборов на 200 вольт еще можно добавить инвертор - в зависимости от мощности его стоимость составит 3-5 тысяч рублей за простой вариант и около 15 за что-то помощнее. Так же можно выбирать модель со встроенным зарядным устройством, об этом подробнее поговорим в четвертой части.
Добавляем инвертор к нашей системе с батареей 200Ач и с таким вариантом можно уже отлично жить и не знать проблем. Ну а если вам нужно больше - нет проблем, система полностью масштабируема - ставьте аккумулятор большего объема или два аккумулятора (желательно одинаковых). Поменяйте зарядное устройство или инвертор на более мощные при необходимости. Принципиальная схема остается точно такой же.
Как правильно подключать все эти устройства к аккумуляторам с предохранителями и выключателями мы разберемся в третьей части, а пока это все, надеюсь статья была полезна, в следующем будем наращивать автономность и функционал электросистемы с помощью солнечной энергетики и разберемся как добавить ее к электросистеме вашего домика и нужно ли вообще.
Для лучшего понимания можно еще посмотреть мое видео на эту тему
Так как видео было сделано 2 года назад - оно немного отличается от статьи и там я больше делаю упор на батареи типа AGM, сейчас же рекомендую рассматривать только варианты на LiFePo4 или их аналогах. Смысл в целом не меняется.
Если у вас остались вопросы по этой теме - спрашивайте в комментариях. Увидимся в следующем посте о солнечной энергетике!
Если статья для вас была полезна - можете отправить любую сумму (с любой карты без регистрации) на развитие проекта на donationalerts/vantourist
