Panel słoneczny

Tekst powstał 29 marca 2022 roku po pierwszym, że tak powiem, zamontowaniu panelu.
Potem został trochę uzupełniony 18 czerwca, po pierwszych doświadczeniach działania.
Teraz, czyli we wrześniu 2022, już po sezonie, został przebudowany, skrócony i podsumowany.

O instalacji elektrycznej było już naprawdę wiele razy. O tym, że czeka nas montaż panelu słonecznego, pisałem kilka razy. Brakowało wcześniej motywacji i, tak naprawdę, potrzeby. Autonomiczność jachtu wynosiła dobre kilka dni (bliżej 5 niż 2), a to z powodu minimalnego poboru prądu. Oświetlenie nawigacyjne i kabinowe tylko ledowe. Do tego szczątkowa elektronika (log i echosonda) oraz UKF-ka.
Tylko że to była prawda kilka lat temu. Powoli, powoli, pobór prądu rósł. Na jacht trafiła ładowarka akumulatorków AA i AAA, która chodzi bardzo często. 2-3 godziny kilka razy po 500mA (wiem, że od strony napięcia 12V prąd jest mniejszy, ale i tak jest) daje już wyraźne zużycie. Do tego UKF-ka ręczna, także ładowana z gniazda USB. Niby nie jest ładowana często, ale... Mały tablet, także ładowany z USB, szperacz jak wyżej, smartfony załogi. To jeszcze były drobiazgi.
Silne uderzenie w bilans prądowy nastąpiło, gdy na jacht trafił autopilot. Tylko rumplowy, ale zmiana była wyraźna. Autonomiczność spadła do maksymalnie 3 dób. Co gorsze, pojawiła się niepewność i brak wiedzy, jaka jest sytuacja prądowa na jachcie. To załatwił monitor baterii. Który to monitor też ma swoje zapotrzebowanie prądowe. Bardzo małe, ale ziarnko do ziarnka...
Potem było już tylko gorzej. Drugie uderzenie w bilans prądowy to AIS nadawczy z ploterem. Niby ploter można wyłączać (AIS dalej będzie nadawał), ale w praktyce jest to niewygodne i niestosowane.
Tym bardziej w długich regatach, w których AIS pełni ważną rolę monitorowania konkurencji.
Ostatni i nowy pobór prądy to nowa elektronika. Log z echosondą w jednym urządzeniu, co ma ten feler, że nie można wyłączyć samej echosondy (wiec już jest gorzej niż było), ale nowością jest wiatromierz.
Zeszłoroczne wyścigi pokazały, że akumulator hotelowy, bez ładowania, wytrzymuje w takich warunkach 2 doby, może trochę więcej. Ma pojemność teoretycznie 140 Ah. Teoretycznie dlatego, że ten akumulator został kupiony w roku 2012(!) razem z jachtem i już wtedy nie był nowy.
W rozważaniach o bilansie prądowym wiele osób zakłada w morzu ładowanie z silnika. Ot godzinka-dwie dziennie i problem braku prądu jest zlikwidowany.
Po pierwsze godzinka-dwie dziennie pracy silnika jest bardzo męcząca na małym jachcie. Po drugie i ważniejsze, nasze przeloty są bardzo często w regatach. W regatach nie wolno włączać napędu na śrubę, zresztą nigdy bym tego nie zrobił. To oznacza, że silnik przez czas ładowania albo chodzi na niskich obrotach (co mu szkodzi i efektywność ładowania jest bardzo słaba) albo chodzi na wysokich obrotach (co silnikowi szkodzi bardzo!).
Jest jeszcze jeden aspekt zagadnienia. Jacht po weekendzie wraca do portu z dość rozładowanym akumulatorem. Żeby go naładować na kolejne pływanie, trzeba się zjawić w tygodniu i włączyć ładowanie. Nie zostawiam ładowania na dłużej bez nadzoru. Gdyby w ciągu tygodnia akumulator naładował się bezobsługowo, byłoby bardzo fajnie.

Pojawiła się myśl o panelu słonecznym. Generator wiatrowy odpada z powodu hałasu i przede wszystkim z powodu pogorszenia osiągów jachtu (opory samego wiatraka i rury, i przede wszystkim ciężar całości). Zbyt dużo minusów ma takie rozwiązanie dla nas.
Panel słoneczny jest umieszczony niżej, nie hałasuje, działa jak nie ma wiatru. Oczywiście to przy założeniu, że jest gdzieś na pokładzie a nie na bramce na rufie. Żeby nie przedłużać opisu: zapadła decyzja, żeby zainstalować panel niejako nieinwazyjnie, czyli za masztem a przed suwklapą. Miejsce ma zalety, ma też wady. Zaletą jest brak oporów, krótkie kable i to, że na pokładzie mało przeszkadza. Wadą jest możliwość zasłaniania panelu przez bom, żagle i suwklapę.
Wielkość panelu ogranicza miejsce. W praktyce udało się wstawić panel o mocy 50W. Ale z tych trochę lepszych, czyli ETFE. Do tego regulator MPPT Victrona. Czyli układ dość wypasiony. Ale pomyślałem, że skoro zależy mi na maksymalnej efektywności, to trzeba zapłacić.

Pierwsze przymiarki samego panelu. Odrobinę trzeba było go podciąć.

W kabinie wygląda to tak jak niżej (kable na zdjęciu nie są jeszcze dalej pociągnięte).

Niemal na drugim końcu układu znajduje się regulator. Trafił pod kuchenkę, tak samo jak dawniej ładowarka. Ma to sens, bo do akumulatora jest blisko, i istniejące już połączenie można było wykorzystać.
Poza tym, miejsce pod kuchenką jest dobre eksploatacyjnie, choć fatalne montażowo.

Pomiędzy panelem a regulatorem jest odłącznik panelu. Miejsce dość nietypowe, ale logiczne i eksploatacyjnie i ze względu na trasę przewodów. Poza tym, w rozdzielni nie ma miejsca, a i sens prowadzenia tam wyłącznika jest dyskusyjny. Instalacja na jachcie jest w pewnym stopniu rozproszona, co ma plusy i minusy, jak zazwyczaj...
Sklejka na której jest wyłącznik okazała się zbyt gruba i trzeba było poświęcić dobre pół godziny na „dremelkowanie”, żeby wyłącznik dał się sensownie zamontować. Ale jest dobrze, choć gniazdo trzeba będzie kiedyś polakierować.

Sam panel został w końcu przyklejony, po sprawdzeniu, czy to wszystko w ogóle działa.

Pojawia się pytanie, czy to w ogóle działa. Amperomierz monitora baterii pokazuje, że tak.
Pod plandeką efektywność działania nie jest powalający, ale jednak działa. Jak mocniej zaświeciło słońce, amperomierz pokazał 0,4 A.

Schemat instalacji został na razie zapisany papierowo, trzeba jeszcze zrobić poprawki w schematach w postaci elektronicznej.

Zaraz po postawieniu masztu stało się jasne, że miejsce na panel zostało wybrane źle. Po prostu mamy tak nisko bom nad pokładem, a jeszcze niżej mamy bloczki obciągacza bomu, że było oczywiste, że NIEMAL ZAWSZE jakiś cień będzie padał na część panelu.
Wiedziałem, że chcę panel przenieść, ale kiedy to zrobić? Z powodu opóźnienia sezonu uparłem się, żeby panel przenieść zaraz, żeby testy, czy to w ogóle sensownie działa, zrobić jeszcze w tym roku.

Okazało się, że przyklejenie panelu na sikę było poważnym błędem, mimo ultimatum (warunek gwarancji) sprzedawcy. Panel co jakiś czas i tak pewnie trzeba wymieniać. Za to oderwanie bez strat panelu z pokładu okazało się drogą przez mękę i trwało niemal cały dzień. Byłem bliski opcji siłowej i chciałem panel zniszczyć. Jednak udało się, ale... Pokład w miejscu pod panelem został uszkodzony, a skrobania resztek sikafleksu jest chyba na miesiąc.
Nigdy, nigdy więcej, chrzanić gwarancję.
Panel trafił na suwklapę. Dalej jest pod bomem, jasne, ale jednak nie tak i znacznie dalej jest od masztu i obciągacza grota. Jest o wiele lepiej niż było, w sensie użytkowym. Co prawda montaż na suwklapie wymagał wcześniejszego usunięcia z suwklapy wentylatora i zalaminowania otworu po wentylatorze.
Nie mając sensownych warunków na laminowanie, po prostu zdjąłem suwklapę z jachtu i oddałem ją firmie do zrobienia.
Efekt końcowy jest jak na zdjęciach. Panel w nowym miejscu i stare miejsce. Aż się płakać chce.
Co gorsza, tylko ja jestem winien...

Po sezonie można sprawę podsumować, wyniki obserwacji i z regat i z turystyki.
Miejsce panelu na suwklapie jest całkiem niezłe. Panel nie przeszkadza w użytkowaniu. Na suwklapie w zasadzie i tak się nie stawało. Wywalenie w suwklapy wentylatora ma swoje plusy, a jak na razie nie widać, żeby atmosfera w jachcie była gorsza.

Panel nie pokrywa zużycia prądu w morzu, zwłaszcza z autopilotem. Ale jednak swoje daje i MOCNO zmniejsza zużycie akumulatora.
W dzień i bez autopilota w sumie bilans wychodzi prawie na zero (zależy od słońca, kursu i tak dalej). W nocy, albo i/lub z autopilotem, bilans jest ujemny. Czyli planując dalsze pływanie i większą autonomię, należy dodać jeszcze jeden panel.
Jeżeli to zrobię, to będzie to panel na krótkiej rurze na rufie, nawet mniejszy od aktualnego. Ale na razie nie jest to w planach na już.

Jest też duży plus. Po weekendzie, czy po pływaniu, nie trzeba się martwić ładowaniem akumulatora z lądu. Po kilku dniach jest naładowany, więc odpadł jeden, całkiem spory logistycznie kłopot.
Mało tego, to nam pozwoliło w Kalmarze nie płacić za podłączenie do prądu, bo nie było potrzeby. Więc na postojach zaczynamy oszczędzać (tam gdzie prąd nie jest w cenie postoju).

W liczbach wygląda to następująco.
W średnich warunkach, albo częściowo zasłonięty, panel daje jakiś ułamek ampera. Czasami 0,2 A czasami 0,8 A. Gdy słońce świeci solidniej, wydajność układu wzrasta ponad 1 amper, ale nie było to częste. Dla wielu jachtów to śmieszne wartości. Dla nas niekoniecznie. Bo jednak dość często, dzięki panelowi, akumulator albo się nie rozładowywał w ciągu dnia, albo minimalnie, czyli mniej niż wcześniej.

Nasze dobowe zużycie prądu to około 14 Ah w żegludze turystycznej, czyli z autopilotem. To ważne zastrzeżenie, bo to duży pobór prądu u nas. W regatach autopilota niemal nie używamy.

Wniosek jest taki, że warto było, bo jeden problem nam zniknął (doładowywanie akumulatora po pływaniu) oraz autonomiczność jednak się sporo poprawiła.

Doświadczenie pokazuje, że w ciągu doby płynięcia zużywamy niecałe 20% pojemności akumulatora. Akumulator ma nominalnie 140 Ah, więc do dyspozycji mamy maksymalnie 70. 1/5 z 70 to...
Wygląda na to, że mamy autonomiczność 3-4 doby. Raczej trzy, a sporo zależy od tego, ile jest słońca.