ondokeo

Grudzień 2005

Zasilanie sprzętu elektronicznego w samochodzie

Niestety, im więcej sprzętu elektronicznego mamy wokół siebie, tym więcej kłopotu czeka nas z jego zasilaniem.

Najczęściej wykorzystywanym w samochodzie, sposobem zasilania urządzeń elektronicznych, jest korzystanie z przetwornicy 12V -> 220V 50Hz. Urządzenie takie podłączamy do 12-voltowej instalacji elektrycznej samochodu, a do niego standardowy zasilacz Notebooka, czy ładowarkę aparatu fotograficznego. Stwarzamy wówczas urządzeniom warunki zbliżone do zasilania z normalnej, domowej sieci elektrycznej.

Niestety, większość tanich, powszechnie dostępnych na rynku, samochodowych przetwornic na 220V, ma bardzo małą sprawność i nawet wówczas, gdy nie zasilają żadnego urządzenia, potrafią pobierać z  instalacji samochodu spory prąd i – przede wszystkim – są doskonałymi grzałkami. Musimy się więc liczyć z niebezpieczeństwem wyładowania akumulatorów, a są one niezbędne do uruchomienia silnika samochodu. Szczególnie niebezpieczne może być pozostawienie włączonej przetwornicy na całą noc.

Najbezpieczniej jest więc wykorzystywać samochodową przetwornicę z 12V na 220V w czasie jazdy. Nie ma wówczas zagrożenia rozładowania akumulatorów samochodu. Trudno jednak, nagrywać płytki CD-R ze zdjęciami w czasie jazdy, zwłaszcza w terenie.

Baterie słoneczne w expedycyjnym samochodzie

Kamery wideo, cyfrowe aparaty fotograficzne, telefony komórkowe, odbiorniki GPS, notebooki, wszystkie te urządzenia potrzebują zasilania. Energia słoneczna to idealne źródło zasilania, zwłaszcza latem, na południe od naszej szerokości geograficznej. Baterie słoneczne nie pozwalają niestety na bezpośrednie zasilanie odbiorników. Działają tylko przy bezpośrednim oświetleniu i konieczne jest gromadzenie powstałej energii elektrycznej w akumulatorach. Do ładowania akumulatorów niezbędny jest odpowiedni regulator. Jest to układ elektroniczny, do którego podłącza się baterie, akumulatory i odbiorniki. Regulator steruje ładowaniem akumulatorów zabezpieczając je zarówno przed przeładowaniem, jak i przed nadmiernym rozładowaniem przez odbiorniki.

Nasz pierwszy układ zasilania z baterii słonecznych

Dwa lata temu, budując pierwszy układ zasilania sprzętu z baterii słonecznych, zdecydowałem się na rozwiązanie o napięciu 24V. Było to spowodowane przeznaczeniem układu do pracy w samochodzie, w którym i tak nie miałem możliwości połączenia go z jego instalacją. Całość składała się z 2 sztuk baterii słonecznych o napięciu 12V i mocy 45W każda. Baterie połączone były szeregowo dając razem napięcie 24V. Z dwoma 12 voltowymi akumulatorami oraz odbiornikami, baterie połączone były poprzez prosty regulator.

Napięcie wyjściowe równe 24V zasilało zespół przetwornic dających odpowiednio 12V 200W, 19V 100W i 5V 20W. Napięcia te były przeznaczone odpowiednio do zasilania: urządzeń 12 voltowych, notebooka i telefonów komórkowych. Przetwornice umieściłem w aluminiowej obudowie w raz z radiatorem i wentylatorem sterowanym elektronicznie w zależności od temperatury radiatora.

Układ ten wykorzystywany był przez nas z powodzeniem w czasie wyjazdu do Rumunii, latem 2004 roku.

Podwójna instalacja elektryczna w samochodzie

Ideałem zasilania sprzętu elektronicznego jest zbudowanie w samochodzie podwójnej instalacji elektrycznej. Taką właśnie instalację zbudowaliśmy w naszym Defenderze. Składa się ona z dwóch niezależnych instalacji elektrycznych, każda z własnymi akumulatorami. Jedna instalacja, to oryginalna instalacja Defendera, druga to dodatkowa instalacja z dodatkowymi akumulatorami ładowanymi albo przez alternator samochodu, albo z baterii słonecznych. Instalacja dodatkowa, przeznaczona jest właśnie do zasilania sprzętu elektronicznego: Lodówki, notebooka, odbiornika GPS, ładowarek do akumulatorów aparatu fotograficznego, kamery, …

Niezbędnymi elementami składowymi, podwójnej instalacji elektrycznej są dwa urządzenia elektroniczne:

• Układ separacji zapewniający automatyczne i/lub ręczne odłączanie i łączenie obu instalacji elektrycznych. Nie jest wskazane łączenie na stałe dwóch układów elektrycznych w których akumulatory mogą być w różnym stopniu rozładowane. Układ separacji ma więc za zdanie zapewnienia dobrych warunków pracy wszystkim akumulatorom i udostępnienie użytkownikom maksimum energii z wszystkich akumulatorów.
• Regulator ładowania akumulatorów z baterii słonecznych musi “opiekować się” akumulatorami w instalacji dodatkowej. Ładować je tak, by nie były przeładowywane przez ogniwa słoneczne a jeśli zostaną rozładowane do granicy bezpieczeństwa użytkowania – odłączać odbiorniki. Regulator powinien również dostarczać precyzyjnej informacji na temat stanu akumulatorów pracujących w instalacji dodatkowej. Gdy będziemy wiedzieli jaki jest poziom naładowania dodatkowych akumulatorów, będziemy mogli planować ich racjonalne wykorzystanie. Ideałem są elektroniczne regulatory, zliczające moc dostarczoną do akumulatorów z ogniw słonecznych w procesie ładowania, a następnie zliczające moc odebraną z akumulatorów przez odbiorniki. Układy takie mają zazwyczaj bardzo rozbudowane procedury ładowania akumulatorów, zapewniające ich optymalne i długie wykorzystanie.

Tego typu instalacja składa się z baterii słonecznych, regulatora, dodatkowych akumulatorów i układu pozwalającego na inteligentne łączenie i odłączanie tych baterii z instalacją elektryczną samochodu.

Zdecydowałem się na wykorzystanie dwóch profesjonalnych urządzeń:

• Jako układu separacji – monitora systemu dwóch baterii – Bm3/12V, szwajcarskiej firmy IBS – “Intelligent Battery System”
• Regulatora baterii słonecznych SR20M niemieckiej firmy Sunset-Solar

Regulator ładowania z baterii słonecznych

Układ separacji podwójnej instalacji elektrycznej w samochodzie