Fotowoltaika w kamperze – niezależność energetyczna i życie off-grid

Swoboda podróży, niezależność energetyczna i wolność od ograniczeń są marzeniem wielu, a rozwój technologii umożliwił ich spełnienie znacznie szerszemu gronu. Życie off-grid oznacza funkcjonowanie poza siecią energetyczną i zyskuje coraz większą popularność. Taki styl życia staje się coraz bardziej wygodny i ekologiczny, a do jego rosnącej popularności zauważalnie przyczynił się rozwój fotowoltaiki. Panele fotowoltaiczne montowane na kamperach pozwalają zasilać urządzenia codziennego użytku. Ponadto, umożliwiają również uniezależnienie się od zewnętrznych źródeł energii. Jak działa taki system i z jakimi konsekwencjami się wiąże?

Dlaczego fotowoltaika?

Życie w kamperze kojarzy się z wolnością, możliwością spędzania czasu w dowolnym miejscu – czy to nad brzegiem morza, w górach lub nad jeziorem. Wolność ta jest jednak mocno ograniczona, kiedy weźmiemy pod uwagę zależność od zewnętrznych źródeł prądu. Oświetlenie, lodówka, ładowarki do laptopa i telefonu, ekspres do kawy, kuchenka, mikrofalówka – wszystkie te urządzenia wymagają energii elektrycznej.

Zdarza się, że na kempingach można skorzystać z obecnych tam instalacji jednak często wiąże się to z dodatkowymi opłatami lub ograniczeniami. Właśnie tu swoją rolę pokazuje fotowoltaika, będąca darmowym, odnawialnym źródłem energii. Funkcjonuje ona wszędzie tam, gdzie docierają promienie słońca.

Jak działa fotowoltaika w kamperze?

Działanie fotowoltaiki w kamperze nie jest przesadnie skomplikowane i składa się z paru prostych kroków. Na prawidłowe funkcjonowanie systemu fotowoltaicznego w kamperze wpływa kilka kluczowych urządzeń. Są to głównie panele fotowoltaiczne oraz akumulator. Zamieniają one energię z promieni słonecznych na energię elektryczną. Dzieje się tak, gdy fotony (cząstki światła) uderzają w panele, wybijając elektrony z atomów krzemu. Powstały w ten sposób ruch elektronów staje się przepływem prądu elektrycznego. Rozróżniamy wiele rodzajów paneli fotowoltaicznych, z których każdy z nich znajduje wykorzystanie w danych warunkach. Istnieją przykładowo panele monokrystaliczne, polikrystaliczne lub z krzemu amorficznego. Akumulator pełni rolę magazynu energii. Dzięki niemu możemy korzystać z prądu również w nocy, kiedy panele nie wytwarzają energii elektrycznej. Najczęściej stosowane są akumulatory AGM i żelowe. AGM lepiej radzą sobie przy dużych obciążeniach i przy niskich temperaturach otoczenia, natomiast żelowe sprawdzają się lepiej w mniej wymagających warunkach, ponieważ są trwalsze i cechują się większą odpornością na wstrząsy lub uszkodzenia mechaniczne.

Jednak dla lepszej wydajności instalacji lub w przypadku, kiedy chcemy zasilić urządzenia wymagające prądu przemiennego należy również zwrócić uwagę na dodatkowe urządzenia takie jak regulator ładowania czy przetwornica napięcia. Regulator ładowania kontroluje przepływ energii między panelami, a akumulatorem, chroniąc go tym samym przed przeładowaniem. Najczęściej można spotkać się z regulatorami typu PWM i MPPT. PWM są tańsze i dobrze sprawdzają się w małych i prostych instalacjach, natomiast MPPT wykazują się większą wydajnością przy zmiennych warunkach. Przetwornica napięcia natomiast służy do zamiany prądu stałego pochodzącego z akumulatora na prąd przemienny zasilający typowe urządzenia domowe np. ekspres do kawy. Przy okazji odpowiednio dostosowuje napięcie (do 230V) tak, aby umożliwić ich poprawne działanie.

Na rynku istnieje wiele gotowych zestawów składających się z wyżej wymienionych urządzeń, które są do siebie kompatybilne i odpowiednio zoptymalizowane. Z tego też powodu, takie zestawy są dużo wygodniejszym i, zwłaszcza dla osób mniej obeznanych z tematem, bezpieczniejszym wyborem.

Gdzie montuje się panele fotowoltaiczne?

Istnieje kilka rozwiązań w kwestii montażu paneli fotowoltaicznych na kamperze. Ich wybór zależy od własnych preferencji w kwestii zarówno wyglądu, jak i wydajności. Warto zwrócić uwagę na nachylenie paneli. Idealne położenie jest wtedy, kiedy powierzchnia paneli jest skierowana prostopadle do słońca. Najczęściej stosowane sposoby montażu paneli to montaż na dachu lub przenośne panele.

Montaż na dachu kampera jest najwygodniejszym i najpopularniejszym rozwiązaniem. Oferuje ono stabilność paneli oraz stały dostęp do padających promieni słonecznych, również w trakcie jazdy. Najczęściej takie panele są wtedy montowane na płasko, do powierzchni dachu, zazwyczaj poprzez klejenie, mocowanie na śruby albo specjalistyczne systemy montażowe. Należy jednak zwrócić uwagę na to czy panele nie naruszą konstrukcji pojazdu, głównie dachu, oraz czy przepusty kablowe są odpowiednio zabezpieczone tak, aby zapobiec przeciekom wody. 

Panele przenośne są alternatywą dla stałego montażu. Panele te mogą być rozłożone
w wybranym miejscu obok kampera. Rozwiązanie to umożliwia jak najwydajniejsze ustawienie paneli względem słońca, zwłaszcza jeśli chodzi o kąt nachylenia. Wymagają jednak miejsca, w którym byłyby przechowywane oraz odpowiedniej ilości czasu na ich rozłożenie.

Z reguły montaż na dachu kampera jest znacznie bardziej popularny ze względu na stabilność konstrukcji i niemal ciągły dostęp do wytwarzanej przez panele energii elektrycznej.

Jak dobrać moc zestawu?

Przy doborze mocy zestawu należy przede wszystkim zastanowić się jakie jest nasze zapotrzebowanie. W pierwszej kolejności trzeba zastanowić się nad listą urządzeń, którym chcemy zapewnić funkcjonowanie np. lodówka, oświetlenie, klimatyzacja, pompa wodna, ładowarki itd. Następnie analizujemy dzienne zużycie tych urządzeń. Najprościej jest tego dokonać znając ich moc i mnożąc ją przez ilość godzin, przez które będą one funkcjonowały w ciągu dnia. Każde z urządzeń da nam dzięki temu wartość w Wh (watogodzinach). Sumujemy wyniki uzyskane dla wszystkich odbiorników i otrzymujemy w ten sposób dobowe zapotrzebowanie energetyczne.

Podobnie obliczamy ilość energii wygenerowanej przez panele mnożąc moc instalacji z ilością godzin słonecznych w ciągu dnia. Obie otrzymane wartości należy jednak porównywać z odpowiednim zapasem. W końcu nie każdego dnia panele wygenerują tyle energii ile zakładamy, a urządzenia mogą zużyć jej więcej niż założyliśmy.

Życie off-grid – zalety i wady

Ludzie wybierający życie off-grid kierują się zazwyczaj aspektem wolności, które ono daje. Bliskość natury, możliwość zatrzymania się w dowolnym miejscu to tylko niektóre dodatkowe czynniki składające się na taki wybór. Jednak taka niemalże sielankowa wizja życia wiąże się również z codziennymi wyzwaniami i kompromisami, z jakimi muszą się mierzyć osoby decydujące się na taki styl życia. Jakie są więc jasne i ciemne strony wyboru tej drogi?

Z czynników związanych bezpośrednio z fotowoltaiką można zdecydowanie wyróżnić niezależność od sieci energetycznej. Jest to kluczowe jeśli jesteśmy w ciągłej podróży. Skompletowanie zestawu fotowoltaicznego nie wymaga również jego zgłoszenia, ani żadnych zgód. Równie istotnym czynnikiem jest także ekologia - energia używana do zasilania urządzeń w kamperze pochodzi od słońca. Ponadto warto zwrócić uwagę na ciszę – panele, w przeciwieństwie do agregatów prądotwórczych, są praktycznie bezgłośne.

Czasami jednak nie jest tak kolorowo jak się może na pierwszy rzut oka wydawać. Życie off-grid z własnym systemem fotowoltaicznym wymaga również pewnych kompromisów, a decydującym się na nie stawia nierzadko szereg wyzwań. Głównym problemem jest zależność od warunków pogodowych. Latem produkcja energii jest dużo większa niż zimą, a pochmurne dni dodatkowo znacznie ją utrudniają. Dodatkowo, dach kampera ma również ograniczoną powierzchnię przez co nie można przesadzić z wielkością instalacji. Natomiast akumulatory mają swoją określoną żywotność, która nierzadko jest dużo niższa niż reszty podzespołów systemu.

Podsumowanie

Rozwój fotowoltaiki i innych technologii oraz rosnąca popularność życia off-grid wpływa na to, że coraz więcej osób decyduje się na taki styl życia, mimo jego ograniczeń i pewnych kompromisów. Panele stają się coraz lżejsze, cieńsze i wydajniejsze, a rosnąca oferta mobilnych rozwiązań (np. przenośnych paneli) oferuje dodatkową elastyczność w wyborze instalacji. Dzięki temu kamper staje się nie tylko środkiem transportu i miejscem spędzania wolnego czasu, ale również mobilnym domem.

Źródła: kobo-energy.pl, energa.pl, suntrack.pl, The Van Conversion, obi.pl, rachuneo.pl 

Materiał został przygotowany przez Koło Naukowe Odnawialnych Źródeł Energii “Grzała”
Patryk Novosel