Jak obliczyć zapotrzebowanie na energię w przyczepie kempingowej kamperze?

Podstawowe jednostki energii elektrycznej i ich konwersje

Podstawowe jednostki energii elektrycznej to:

  • Wat (W) – moc,
  • Wolt (V) – napięcie,
  • Amper (A) – natężenie.

Konwersja między jednostkami wygląda następująco:

  • W = V x A,
  • V = W / A,
  • A = W / V.

Dodatkowo trzeba wiedzieć, czym są i jak obliczać:

  • Amperogodzina (Ah) – natężenie prądu elektrycznego przepływającego przez przewodnik w ciągu godziny; 1Ah = 1A x 1h,
  • Watogodzina (Wh) – energia elektryczna zużyta w układzie w ciągu godziny; 1Wh = 1W x 1h.

Dlaczego musimy znać powyższe oznaczenia i formułę obliczeń?

Wiąże się to z relacją między naszymi urządzeniami elektrycznymi a akumulatorem z którego będą one czerpać energię. Otóż specyfikacje poszczególnych urządzeń elektrycznych podają ich zapotrzebowanie w watach lub watogodzinach. Natomiast pojemność akumulatorów podawana jest w amperogodzinach. Odpowiednie przeliczenie pozwoli nam dobrać idealny do naszych potrzeb akumulator.

 

Jeśli natomiast na akumulatorze podana jest informacja o jego zapotrzebowaniu w watogodzinach, przekłada się ona na ilość energii elektrycznej dostarczanej do momentu osiągnięcia zalecanej głębokości rozładowania.

Kalkulator bilansu elektrycznego w kamperze lub przyczepie kempingowej albo camperbusie

Poniżej kalkulacja dobowego zapotrzebowanie energii elektrycznej dla kilku przykładowych urządzeń z naszego pojazdu.

 

Urządzenie Moc Średni dobowy czas użycia (h) Zapotrzebowanie (Wh = W x h)
Światła LED (6x 2 W) 12 5 60
Lodówka kompresorowa/sprężarkowa 50 2 100
Pompa wody 60 2 120
Laptop 1 (2x 45 W)* 90 4 360
Smartfon (2x 15 W) 30 3 90
Sprzęt fotograficzny 60 4 240
Blender zanurzeniowy* 200 0,2 40
Razem 1010  Wh

*Laptop oraz blender zanurzeniowy to sprzęty działające na zasilanie 230 V. Konwersja 12 V na 230 V jest możliwa dzięki przetwornicy napięcia. Trzeba pamiętać, że sama przetwornica również pobiera energię elektryczną.

Żeby dodatkowo zabezpieczyć się przed nieoczekiwanym zużyciem energii, w obliczeniach warto uwzględnić margines błędu (zalecany jest współczynnik x 1,2).

Ostatecznie więc uzyskamy następujący wynik: 1010 Wh x 1,2 = 1212 Wh

Jeśli planujemy podróżować i żyć w vanie długoterminowo, trzeba również pamiętać o uwzględnieniu zapotrzebowania na energię urządzeń sezonowych (np. ogrzewanie w zimie, klimatyzacja, wiatraki w lecie). Podobnie jest z używaniem oświetlenia w kamperze. Zimowe krótsze dni wpływają na to, że dłużej mamy włączone światło.

 

Dobór akumulatora do zapotrzebowania elektrycznego w vanie

Podstawowe rodzaje akumulatorów w vanie to rozruchowy i pokładowy/hotelowy.

Akumulator rozruchowy powinien służyć tylko do uruchamiania samochodu i istnieć autonomicznie od instalacji elektrycznej części mieszkalnej kampera. Takie rozwiązanie zapobiegnie rozładowaniu akumulatora głównego i nieplanowanemu unieruchomieniu naszego domu na kółkach.

Akumulator pokładowy – zasilający urządzenia części mieszkalnej – będziemy dobierać na podstawie kalkulacji naszego bilansu energii elektrycznej. Ale najpierw musimy przeliczyć watogodziny na amperogodziny, w których podawana jest pojemność akumulatorów (patrz wyżej). W tym celu posłużymy się równaniem:

Wh / V = Ah , gdzie „Wh” to nasze zapotrzebowanie energii elektrycznej, a „V” to napięcie 12-woltowej instalacji pokładowej.

1212 / 12 = 101

Z obliczeń wynika, że potrzebujemy akumulatora, który będzie w stanie zapewnić funkcjonowanie urządzeniom o łącznym zapotrzebowaniu 101 amperogodzin. Pamiętajmy jednak o wspomnianej wcześniej specyfikacji akumulatorów, gdzie amperogodziny wskazują ilości energii elektrycznej dostarczanej aż do całkowitego rozładowania!

Znając już nasze zapotrzebowanie, następnie powinniśmy zapoznać się z rodzajami akumulatorów i ich specyfikacjami. Poniżej krótkie porównanie:

Akumulator żelowy (GEL)
Akumulator AGM (Absorbed Glass Mat)
Akumulator litowy (LiFePO4)
Technika
Elektrolit w postaci żelu
Elektrolit w separatorach z włókna szklanego
litowo-żelazowo-fosforowe
Bezpieczne rozładowanie
do 90%
do 75%
do 95%
Średnia żywotność – liczba cykli
do 500
do 1500
do 3500
Średnia waga – pojemność 100 Ah
28 kg
30 kg
10 kg

O ile pojemność akumulatora jest czynnikiem najistotniejszym, o tyle często trzeba brać pod uwagę również inne aspekty. W naszym przypadku był to rozmiar baterii. Jeden akumulator o wystarczającej pojemności po prostu nie mieścił się w miejscu jego przeznaczenia – pod siedzeniem pasażera. Wyjściem było zaopatrzenie się w dwa mniejsze i równoległe połączenie instalacji w celu zwiększenia ilości energii przechowywanej w akumulatorach pojazdu (zsumowanie pojemności pojedynczych akumulatorów).

Fizyka, matematyka, wertowanie niezliczonych kart technicznych i zapoznawanie się z setkami specyfikacji – planowanie budowy kampera nie jest proste. Ale nadal jest prostsze, niż usuwanie usterek i naprawianie błędów, które pojawią się na pewno, jeśli krok teoretyczny jest pominięty. Nie spiesz się. Przeanalizuj wszystkie potrzeby i dobierz odpowiednie do nich rozwiązanie. Wtedy będziesz mógł się cieszyć nieskrępowaną wolnością vanlife


Aby obliczyć zapotrzebowanie na energię w kamperze, należy pomnożyć zapotrzebowanie energetyczne poszczególnych urządzeń pokładowych (wyrażone w watach) przez czas ich dziennego, szacowanego użytkowania (wyrażony w godzinach), na przykład:

 

Urządzenie Zużycie energii Czas użytkowania (h/dzień) Suma potrzebnej energii (W x h = Wh)
Żarówka 25 W 4 h 100 Wh
Ekspres do kawy 300 W 1 h +300 Wh
Telewizor 40 W 3 h +120 Wh
Pompa wody 35 W 2 h +70 Wh
Lodówka 80 W 6 h +480 Wh

ŁĄCZNIE: = 1 070 Wh

 

A następnie zastosować współczynnik bezpieczeństwa, aby wkalkulować dodatkowe zużycie energii (zalecane).

Przykład:

WSPÓŁCZYNNIK BEZPIECZEŃSTWA x 1,2
ZAPOTRZEBOWANIE = 1 284 Wh