Planificación de un sistema eléctrico aislado de 12 V para Storebu

Caja de baterías, carga solar, distribución en la cabaña y futuros circuitos del sistema de 12 V previsto para Storebu.

Storebu tendrá, con el tiempo, un sistema de 12 V ordenado en el que la mayor parte del consumo diario pueda salir directamente del banco de baterías. La idea es mantener el sistema relativamente simple: la carga solar se concentra junto a las baterías, mientras que la iluminación y otros equipos tienen sus propios circuitos dentro de la cabaña.

Este artículo muestra cómo tengo pensado construir el sistema, desde la caja de baterías hasta la distribución dentro de la cabaña.

El sistema todavía está en construcción. Algunos componentes aún no están elegidos, y ciertas secciones de cable y valores de fusible deben comprobarse antes de decidir la solución definitiva. Por eso, el diagrama del artículo es un diagrama de planificación, no un plano as-built terminado.

¿Por qué 12 V?

Quiero usar 12 V directamente donde tenga sentido.

La iluminación LED, el frigorífico, la ventilación, una cámara y muchos otros consumidores pequeños pueden funcionar sin pasar por 230 V. Así evito también tener un inversor funcionando de forma continua solo para alimentar equipos que, en principio, podrían ir directamente al banco de baterías.

Las mayores necesidades de calor tampoco se cubren con las baterías. Cocinar y calentar agua están previstos con gas. La calefacción se hace principalmente con leña, complementada con un calefactor diésel Wallas o Safire.

Esto no significa que la cabaña vaya a estar completamente sin 230 V. Un inversor o una estación de energía independiente se puede usar cuando realmente haga falta, pero no quiero construir todo el sistema eléctrico alrededor de un inversor.

Victron BMV-712 y SmartSolar MPPT 100/50 antes de comenzar el montaje
Victron BMV-712 y SmartSolar MPPT 100/50 antes de comenzar el montaje.

Cómo he dividido el sistema

He decidido dividir el sistema en dos partes principales.

El banco de baterías, la carga solar, el fusible principal, el shunt y las barras colectoras se agrupan en la caja de baterías. Desde ahí sale una conexión principal propia hacia la cabaña.

Dentro de la cabaña va el interruptor principal y un panel de fusibles Blue Sea independiente, con circuitos separados para iluminación y equipos.

Esto hace que el sistema sea más fácil de seguir, a la vez que me permite ocultar la mayor parte del cableado en la carpintería interior. Quiero que el sistema eléctrico esté accesible cuando necesite trabajar en él, pero por lo demás lo más discreto posible.

La caja de baterías y el sistema de energía

El banco de baterías está formado por dos baterías de 12 V conectadas en paralelo.

Dentro de la caja de baterías uso cables principales de 35 mm². En el lado positivo, el banco de baterías pasa primero por un fusible principal ANL de 100 A antes de la barra colectora positiva.

En el lado negativo, la conexión pasa por el shunt del Victron BMV-712 y luego continúa hacia la barra colectora negativa.

Es importante que tanto la carga como el consumo se conecten en el lado correcto del shunt. Si una conexión negativa se hace directamente a la batería, el BMV-712 no registrará esa corriente, y la medición del banco de baterías quedará equivocada.

El sistema solar está formado por un panel PERC de 450 W y un Victron SmartSolar MPPT 100/50. En el lado positivo, entre el MPPT y el sistema de baterías, uso un breaker de 70 A.

El panel solar debe encargarse de la mayor parte de la carga durante la época más luminosa del año. En Senja, un panel solar grande no ayuda mucho en plena noche polar, así que también quiero poder cargar el banco de baterías desde un generador u otra fuente de 230 V disponible.

Para eso tengo un Victron Blue Smart IP22 12/30, que puede entregar hasta 30 A.

El fusible y la sección de cable en el lado de CC de este cargador todavía no están decididos. Lo definiré según las especificaciones de Victron y el trazado real del cable cuando se instale el cargador.

KTN-EL-003 Rev A / Draft, página 1: caja de baterías y sistema de energía planificados
KTN-EL-003 Rev A / Draft, página 1: caja de baterías y sistema de energía planificados. Haz clic en el diagrama para verlo a tamaño completo.

Desde las barras colectoras está previsto que salga una conexión principal propia de unos cinco metros hasta la cabaña.

El punto de partida es 35 mm² tanto en positivo como en negativo. Antes de fijar esta sección quiero comprobar el trazado real del cable en Storebu. Esa evaluación es más sencilla cuando sé exactamente por dónde puede pasar el cable y qué longitud tendrá realmente la conexión.

El cable positivo hacia la cabaña también tendrá su propio fusible junto al sistema de baterías. El valor todavía no está fijado.

No quiero basar la protección de este cable solo en el fusible principal de 100 A del banco de baterías. La conexión principal a la cabaña debe dimensionarse y protegerse como el circuito que realmente es.

Puedes usar la calculadora de caída de tensión para 12 V CC de KTN para evaluar la caída de tensión en el cable principal.

La caja de baterías en construcción
La caja de baterías en construcción. La foto muestra los componentes principales antes de que el cableado definitivo esté comprobado y documentado.

Distribución dentro de la cabaña

Cuando el cable principal entra en la cabaña, el lado positivo pasa primero por un interruptor Victron Battery Switch On/Off 275 A.

Quería un interruptor principal físico que permitiera desconectar fácilmente toda la distribución de la cabaña. Es útil tanto cuando la cabaña está sin usar como más adelante, cuando tenga que trabajar en el sistema.

Desde el interruptor principal, la corriente continúa hacia un panel de fusibles Blue Sea BS 5026. El cable negativo va a la barra negativa integrada en el mismo panel.

El panel tiene doce posiciones de fusible, y el plan, de momento, es este:

  1. Calefactor Wallas/Safire – modelo sin elegir, previsto a 6 mm².
  2. Extractor de cocina de 12 V.
  3. Frigorífico de 12 V – modelo sin elegir.
  4. Baño, funciones auxiliares de Cinderella e iluminación.
  5. Iluminación norte – 2,5 mm².
  6. Iluminación sur – 2,5 mm².
  7. Iluminación de fachada y, en su caso, cámara.
  8. Carga dedicada de 12 V para un EcoFlow DELTA 2 – 6 mm².
  9. Iluminación en el trastero – circuito futuro.
  10. Circuito de mayor potencia o carga de EcoFlow en el trastero – futuro circuito de 6 mm².
  11. Posición de reserva.
  12. Posición de reserva.

Esto es un plan, no una lista de circuitos definitiva. Los valores de fusible se fijarán cuando se conozcan el equipo y las secciones de cable de cada circuito.

KTN-EL-003 Rev A / Draft, página 2: interruptor principal, panel de fusibles y circuitos planificados en la cabaña
KTN-EL-003 Rev A / Draft, página 2: interruptor principal, panel de fusibles y circuitos planificados en la cabaña.

Abrir el diagrama de planificación completo de dos páginas en PDF

He dividido la iluminación deliberadamente en un circuito norte y otro sur. Cuesta poco hacerlo mientras se construye el sistema, y me gusta la idea de que la cabaña entera no se quede a oscuras si un circuito de iluminación falla.

XT90 como toma de 12 V

Para algunas de las tomas de 12 V de mayor potencia he elegido conectores de panel XT90 en negro.

Consideré una solución de toma más tradicional, pero quería algo que se pudiera integrar de forma bastante discreta en la carpintería interior. El XT90 es compacto, encaja bien y es adecuado, entre otras cosas, para la carga de 12 V prevista del EcoFlow DELTA 2.

Es posible que más adelante también se use la misma solución para otros consumidores de 12 V de mayor potencia.

Aun así, el cable no es lo único que determina para cuánta corriente se puede proteger un circuito así. El conector de panel forma parte del recorrido de la corriente y hay que tenerlo en cuenta en el dimensionado. El fusible, por tanto, debe ajustarse al cable, al conector y a la carga que realmente se vaya a conectar.

Conector de panel XT90 en negro junto a varios conectores de cable XT90 a juego para tomas de 12 V discretas
Conector de panel XT90 en negro junto a varios conectores de cable XT90 a juego para tomas de 12 V discretas.

El armario de distribución se construye alrededor del interruptor principal Victron y el panel Blue Sea. Al mismo tiempo, intento colocar los componentes de forma que los fusibles y las conexiones sigan siendo fáciles de alcanzar una vez que todo lo que los rodea esté terminado.

Armario de distribución RS PRO en construcción, con el interruptor principal Victron de 275 A y el panel de fusibles Blue Sea BS 5026
Armario de distribución RS PRO en construcción, con el interruptor principal Victron de 275 A y el panel de fusibles Blue Sea BS 5026.

Lo que todavía tengo que resolver antes de terminar el sistema

Todavía hay algunas cosas que he dejado abiertas a propósito:

  • El trazado del cable entre la caja de baterías y la cabaña debe medirse y comprobarse antes de fijar definitivamente los 35 mm².
  • Varios valores de fusible y algunas secciones de cable aún no están fijados.
  • El modelo del frigorífico de 12 V todavía no está elegido.
  • Tampoco he decidido qué calefactor Wallas o Safire acabaré usando.
  • Los circuitos hacia el trastero están planteados como circuitos futuros y probablemente no serán actuales antes de 2027/28.
  • El Sunster TB10PRO se usa como solución independiente y temporal, por lo que no está dibujado como parte del sistema principal.

Prefiero dejar estos puntos abiertos antes que poner valores de cable o fusible en el diagrama solo para que el dibujo parezca “terminado”. Se podrán decidir cuando los componentes estén elegidos y haya comprobado la instalación físicamente.

Próximos pasos

El principio básico de Storebu ya está decidido: las baterías, la carga y la monitorización de energía se agrupan en la caja de baterías, mientras que la cabaña tiene su propio interruptor principal y su propia distribución de fusibles.

La mayor parte del consumo diario debería poder funcionar directamente en 12 V, mientras que los 230 V pasan a ser algo que uso cuando realmente hace falta.

El siguiente paso es comprobar el trazado del cable entre la caja de baterías y la cabaña y terminar de decidir los componentes que faltan. A medida que el sistema se vaya terminando, el diagrama de planificación se podrá sustituir por una versión as-built que muestre cómo quedó realmente el sistema.

Entonces volveré con fotos de la instalación terminada.