Mobilna stacja zasilania w pojeździe: integracja systemu PV z panelem WEcabin Display

W ramach wewnętrznego projektu przebudowaliśmy firmową Toyotę Proace 2, tworząc mobilny system zasilania oparty na energii słonecznej. Instalacja obejmuje panel fotowoltaiczny, akumulator, układ ładowania oraz oświetlenie przestrzeni ładunkowej. Ważnym elementem projektu była integracja tych urządzeń z panelem HMI WEcabin Display, który umożliwia monitorowanie parametrów instalacji i sterowanie oświetleniem. Dzięki temu powstało również stanowisko do testowania komunikacji między urządzeniami i tworzenia własnych ekranów operatorskich.

Montaż panelu fotowoltaicznego

Panel fotowoltaiczny zamontowaliśmy na dachu pojazdu, wykorzystując belki bazowe Cruz AF3. Do mocowania modułu zastosowaliśmy docięte kątowniki aluminiowe. Takie rozwiązanie pozwoliło zamocować panel na istniejącej konstrukcji dachowej.

Szafa sterownicza i układ zasilania

Główne komponenty systemu trafiły do dedykowanej szafy sterowniczej w przestrzeni ładunkowej. Przy jej projektowaniu zależało nam na ergonomii. Gniazda 230 V i porty USB z funkcją szybkiego ładowania QC umieściliśmy na górnym blacie szafy, aby ułatwić podłączanie urządzeń.

Sam układ opiera się na następujących podzespołach:

• Magazyn energii: akumulator LiFePO4 12,8 V o pojemności 100 Ah z systemem BMS, który zapewnia bezpieczny i stabilny zapas energii.
• Ładowanie i zasilanie: regulator VOLT SOL MPPT 40 A (31PSMPPT41) oraz przetwornica AC/DC o mocy 450 W (NTS-450-212EU).
• Zabezpieczenia: rozłącznik DC 1000 V / 32 A w obwodzie panelu fotowoltaicznego, a pozostałe komponenty zabezpieczają bezpieczniki samochodowe w skrzynce modułowej.

Oświetlenie i integracja HMI

W przestrzeni ładunkowej zamontowaliśmy oświetlenie LED, które ułatwia pracę wewnątrz pojazdu i odnajdywanie narzędzi po zmroku. Oświetleniem zarządza ściemniacz MDimmer2.

Regulator solarny i sterownik oświetlenia połączyliśmy z wykorzystaniem komunikacji Modbus RTU przez interfejs RS-485. Do monitorowania pracy instalacji i obsługi oświetlenia służy panel WEcabin Display i7 Plus, zamontowany na froncie szafy sterowniczej.

Na panelu można sprawdzić podstawowe parametry ładowania, stan akumulatora i wartości związane z pracą instalacji. Dostępne są również funkcje sterowania oświetleniem przestrzeni ładunkowej. Przyjęta konfiguracja pozwala na dalszą rozbudowę systemu o dodatkowe funkcje.

Aplikacja sterująca w WEcabin Designer

Aplikację do obsługi instalacji przygotowaliśmy w środowisku WEcabin Designer. Interfejs podzieliliśmy na kilka ekranów, pomiędzy którymi można przechodzić za pomocą górnego paska nawigacyjnego.

Ekran główny przedstawia wizualizację Toyoty Proace 2 oraz podstawowe informacje o przepływie energii. Wyświetlane są na nim moc generowana przez panel fotowoltaiczny, stan naładowania akumulatora i moc pobierana przez odbiorniki.

Pozostałe ekrany służą do sprawdzania parametrów poszczególnych części instalacji. Użytkownik może odczytać napięcie, prąd i moc panelu PV, sprawdzić parametry akumulatora oraz przeanalizować pobór energii przez odbiorniki.

Poniżej przedstawiamy najważniejsze widoki aplikacji i prezentowane na nich dane:

Ekran zbiorczy

Widok zbiorczy grupuje najważniejsze wartości w trzech sekcjach: PANEL (napięcie, prąd i moc), AKUMULATOR (poziom naładowania i parametry prądowe) oraz OBCIĄŻENIE (parametry obwodu DC).

Parametry akumulatora

Ekran akumulatora pokazuje poziom naładowania, napięcie, prąd ładowania i moc. Rejestrowane są również dzienne wartości ekstremalne napięcia oraz liczba pełnych cykli ładowania.

Parametry fotowoltaiki

Ekran prezentuje bieżące napięcie, prąd i moc panelu. Zlicza również czas świecenia słońca w ciągu dnia oraz sumuje dzienną i całkowitą ilość wygenerowanej energii.

Analiza obciążenia

Ekran podsumowuje zapotrzebowanie energetyczne układu. Prezentuje bieżące napięcie i prąd DC obciążenia, oddawaną moc oraz statystyki zużycia energii — dziennego i całkowitego.

Sterowanie oświetleniem

W sekcji ustawień użytkownik może zarządzać oświetleniem przestrzeni ładunkowej. Aplikacja pozwala włączać i wyłączać diody, konfigurować oświetlenie RGB oraz płynnie regulować jasność taśm LED za pomocą suwaka w zakresie od 0 do 100%.

Podsumowanie

Projekt pozwolił nam zintegrować zasilanie fotowoltaiczne, akumulator i oświetlenie w jednym systemie obsługiwanym z poziomu panelu HMI. Dzięki komunikacji Modbus RTU możemy odczytywać parametry pracy poszczególnych urządzeń i prezentować je na wspólnym interfejsie.

Obecna konfiguracja stanowi podstawę do dalszych testów i rozbudowy. W przyszłości system można uzupełnić o dodatkowe urządzenia, kolejne obwody zasilania lub nowe funkcje aplikacji, zależnie od potrzeb projektu.

Panel HMI użyty w projekcie: https://www.shemeck.pl/9623-x03444-kolorowy-7-calowy-panel-hmi-wersja-plus-z-przyciskami.html