Baterija maitinamas biuras. Saulės sistema su automatiniu Rytų/Vakarų saulės kolektorių ir vėjo turbinos perjungimu: 11 žingsnių (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:44

Projektas:

200 kvadratinių pėdų biuras turi būti maitinamas baterijomis. Biure taip pat turi būti visi šiai sistemai reikalingi valdikliai, baterijos ir komponentai. Saulės ir vėjo energija įkraus baterijas. Yra nedidelė problema, kai saulės kolektorius galima montuoti tik į vakarus ir rytus nuo žemės, o namas yra tiesiai į šiaurę/pietus tarp plokščių. Namo orientacija sukelia daug atspalvių tiek rytinėje, tiek vakarinėje šoninėse plokštėse visą dieną.

Pagrindinis sistemos akumuliatorius (24v 100AH) įveikia šešėlio problemą ir yra įkraunamas naudojant saulės energiją nuo saulėtekio iki saulėlydžio šaldytuvui, šaldikliui ir kompiuteriui. Mažesnį antrinio akumuliatoriaus banką (24V 35AH) įkrauna tos pačios saulės baterijos (šešėlyje ir piko metu) ir vėjo jėgainė. Mažesnis baterijų bankas skirtas 12 voltų apsaugos sistemos monitoriams/kameroms, televizoriui, šviesoms ir ventiliatoriams.

Šioje instrukcijoje daugiausia dėmesio bus skiriama 4 pagrindiniams dalykams:

1. Rytų ir vakarų saulės kolektorių konfigūracija - dvi plokščių eilutės, kurių įtampa bus skirtinga, priklausomai nuo paros laiko, ir vienas būdas išspręsti šią problemą. Akumuliatoriaus apsauga. Automatinio perkėlimo jungiklio naudojimas ir kaip sukurti savo, naudojant du paprastus komponentus, apsaugančius nuo išsikrovusių baterijų. Vėjo jėgainės pridėjimas prie Saulės sistemos, jei yra daug dienų be saulės. Įdiekite visą valdiklio sistemą ir baterijas biuro patalpose. Naudojamas plotas yra 2,6 kvadratinių pėdų.

Dalys:

2 x 100 AH baterijos Pagrindinis akumuliatorių blokas - sujungtas serijiniu būdu, sukuriant 24 voltų @ 100AH, naudojant šyną visoms neigiamoms jungtims

2 x 35AH baterijos Antrinis akumuliatoriaus blokas - sujungtas serijiniu būdu, sukuriant 24 voltų įtampą @ 35AH, naudojant šyną visoms neigiamoms jungtims

24 voltų keitiklis 2000 vatų keitiklis, skirtas 120 vakuumo prietaisų veikimui

6 gabaritų laidas, einantis nuo pagrindinio akumuliatoriaus bloko iki 100 amperų saugiklio ir neigiamos šynos

100 amperų saugiklis tarp keitiklio ir 24 voltų akumuliatoriaus

Automatinis perkėlimo jungiklis, apsaugantis 24v 100AH akumuliatorių banką nuo žemos įtampos

Saulės energijos valdiklis 40 amperų, 1200 vatų, maksimali 150 voltų įvestis

Antrasis saulės energijos valdiklis 24 voltų 35AH akumuliatorių bankui 100 voltų maks

Saulės kolektoriai 8 iš jų būtų tokie patys kaip šioje sistemoje

Laidai su jungtimis yra brangūs, tačiau juos lengva prijungti trumpesniems atstumams (10 awg)

8 awg ilgintuvas su jungtimis yra brangus, bet lengvai prijungiamas ilgesniems atstumams (8 awg)

Plokštės jungtys, skirtos jūsų kabeliams gaminti

Rytų/Vakarų relė, skirta perjungti dvi saulės kolektorių eilutes

Skaitmeninis laikmatis, skirtas valdyti Rytų/Vakarų relę

Kietojo kūno relė, skirta savo akumuliatoriaus išjungimo jungikliui (35AH)

Žemos įtampos apsaugos įtaisas, skirtas valdyti kietojo kūno relę (apsaugo 35 Ah galią)

24 voltų - 12 voltų keitiklis, kad prireikus paleistų 12 voltų elementus iš pagrindinių 24 voltų baterijų bankų

DPDT peilio jungiklis x 2, skirtas nukreipti, kuris akumuliatoriaus blokas yra prijungtas prie 12 voltų saugiklių dėžutės, ir perjungti vėjo ir saulės energiją 24v 35AH akumuliatoriaus bankui.

12 voltų saugiklių dėžutė, skirta paskirstyti ir apsaugoti visus 12 voltų įrenginius

10 gabaritų sujungimo viela kartu su kitu vielos ritiniu, kurį anksčiau turėjau

Gofravimo įrankis kartu su antgaliais sukuria daug pasirinktinio ilgio kabelių. Turėjo turėti kitokį antgalių komplektą

Vėjo turbina ilgą laiką be saulės, nutrūkus elektros tiekimui - prijungta prie 24 V 35 Ah akumuliatoriaus su antruoju saulės valdikliu

TPDT peilių jungiklis, skirtas vėjo jėgainių pertraukos sistemai, naudojant 3 rezistorius pertraukai

2 medinės garso stovo spintelės, skirtos pagrindiniams sistemos komponentams, iki 2,6 kvadratinių pėdų. Aš juos naudoju labai seniai.

4 organinio stiklo dangteliai vidiniams sistemos komponentams. Šie buvo naudojami nuo seno.

1 žingsnis: „West Side“plokštės

Pirmosios 4 plokštės buvo sumontuotos prieš kelis mėnesius vakarinėje pusėje.

Tai 12 voltų 100 vatų „Renogy“plokštės. Šiuo metu jie nepasiekiami, tačiau kaip nuoroda jie buvo „Amazon“.

Paros laikas su katinu Charlie yra apie 15.40 val. Saulės plokštės yra surištos į du 12 colių polius. Šie du 12 colių poliai yra sumontuoti ant denio, pirmiausia gręžiant dvi skyles denio šone, o po to stumdant polius į denio angas. Kiti 12 'polių galai yra prisukami prie dviejų trumpesnių 5' polių, pasodintų žemėje. 5 'polių apačioje yra horizontalios 8 "kvadratinės metalinės plokštės. Vėjo neįmanoma pakelti iš žemės. Man tiesiog pasisekė rasti 5" polius ir tikrai negaliu pridėti nuorodos į juos.

Labai lengva valyti taip žemai sumontuotas plokštes.

Šios saulės baterijos yra prijungtos prie relės, pradedant nuo 30 pėdų 8 awg prailginimo laido ir dar 30 pėdų 10 awg kabelio.

2 žingsnis: Rytų pusės skydai

Čia yra dar 4 12v 100 vatų saulės kolektoriai rytinėje pusėje apie 15.30 val. Jie buvo sumontuoti 20.10.18.

Plokštės montuojamos ant denio su horizontaliu palydovinės antenos tvirtinimo stulpu, o paskui naudojant du 12 pėdų 1,5 colio polius, kaklaraiščius ir keletą pelenų blokų su plytų gabalais pačiame gale (žr. Paveikslėlius).

Kabeliai vakarinėje pusėje kainuoja beveik tiek pat, kiek saulės baterijos! Norėjau išbandyti kažką pigesnio už 50 pėdų rytinių kabelių. Prisiminiau šį triuką iš „YouTube“vaizdo įrašo apie įprastų ilginamųjų laidų naudojimą, galų nupjovimą ir trijų laidų sujungimą. Taigi, aš naudoju 100 pėdų prailginimo laidą ir jis veikia gerai. Abiejų mano pagamintų 50 pėdų kabelių vielos dydis buvo maždaug 10 gabaritų. Esant aukštesnei įtampai (80v) iš plokščių, šio dydžio laidas turėtų būti o.k. be didelių nuostolių kol kas. Aš naudoju šį „9 In 12AWG“adapterių rinkinį, kad 50 pėdų laidų galus prijungčiau prie saulės kolektorių, pasukdami jungtis.

3 žingsnis: saulės valdikliai ir relė - rytinės ir vakarinės pusės plokščių perjungimas

Saulės reguliatoriai:

Pagrindinis 40 amperų „Epever“saulės valdiklis Šis valdiklis skirtas 24 V 100AH akumuliatoriaus įkrovimui. Šis valdiklis turi maksimalią 150 voltų saulės kolektoriaus įėjimo įtampą. Maksimali skydo įvesties galia yra 1 200 (dabar šios sistemos riba).

Antrinis 40 amperų „Epever“saulės valdiklis Šis valdiklis skirtas 24v 35AH akumuliatoriaus įkrovimui. Įkroviklis turi maksimalų 100 voltų saulės kolektorių įėjimą (dabar šios sistemos riba), o maksimali įvesties galia yra 1, 500. Taip pat yra vėjo turbina, kurios valdiklis padeda įkrauti šį akumuliatoriaus banką.

Relė:

Viena pusė DPDT (dvigubo poliaus dvigubo metimo) relės naudojama perjungti tarp 4 rytų ir 4 vakarų saulės kolektorių, prijungiant juos prie pagrindinio valdiklio. Kita relės pusė perjungia saulės kolektorius antriniam valdikliui. Štai koks perjungimo laikas nustatytas kiekvienai savaitės dienai:

7–12 val. Skaitmeninis laikmatis įjungia 80 AMP relę, kuri jungia/perjungia 4 rytinius skydelius prie pagrindinio įkrovimo valdiklio (ir 24 V 100AH akumuliatoriaus). Pastaba: relė šias 6 valandas iš sistemos sunaudoja apie 6 vatus galios. Šiuo metu 4 vakarinės šoninės plokštės taip pat perjungiamos į antrinį įkrovimo valdiklį (įkraunant 24v 35AH akumuliatorių). Turėtų būti gera įkrovimo galia nuo 10 iki 13 val. Iš vakarinių plokščių. 12–7 val. Relė dabar nenaudoja energijos iš sistemos. Šiuo metu 4 rytiniai skydai taip pat perjungiami į antrinį įkrovimo valdiklį. Turėtų gerai įkrauti dar 2 valandas (nuo 13 iki 15 val.).

Informacijos apie laidus ir pagrindinės grandinės schemą žr. Relės paveikslėlyje 9 veiksme.

Neigiami laidai iš rytų ir vakarų saulės kolektorių stygų yra susieti ir pereina prie išjungimo jungiklio prieš prijungiant prie neigiamų saulės valdiklių įėjimų. Aš turėjau neigiamą atjungimo jungiklį ir tiesiog jį pridėjau. Tai neatsispindi pagrindiniame piešinyje. Bet koks didelio stiprumo jungiklis turėtų veikti gerai, tačiau to nereikia.

4 žingsnis: 24 voltų 100AH pagrindinis akumuliatorių bankas ir keitiklis

Šiuo metu pagrindinį akumuliatorių banką sudaro dvi serijos x 12 voltų 100AH baterijos, sudarančios 24 voltų 100AH baterijų banką. 24 V 2000 vatų keitiklis naudojamas maitinti šaldytuvą, šaldiklį, kompiuterius ar mikrobangų krosnelę. Tarp keitiklio ir pagrindinio akumuliatoriaus banko yra 100 amperų saugiklis. Šiems 120 vac elementams iš automatinio perkėlimo jungiklio atsijungia maitinimo blokas.

Sistema naudoja sandarias baterijas ir neturėtų nutekėti vandenilio dujų. Turėjau CO2 detektorių ir skaičiau, kad jie taip pat aptiks vandenilio dujas, todėl jį įdiegiau. Netrukus bus pridėta vėdinimo sistema.

5 žingsnis: išsaugokite pagrindinį 24 voltų 100AH akumuliatorių banką nuo žemos įtampos

50A 5500 vatų automatinio perkėlimo jungiklis iš „Spartan“kainuoja apie 115 USD. Taip pat būtų smagu tokį pastatyti.

Galite iš anksto nustatyti žemą akumuliatoriaus įtampos lygį, kad automatiškai nutrauktumėte visą 2000 vatų keitiklio naudojamą energiją. Tada jis perjungia oro kondicionavimo prietaisų maitinimą į elektros tinklą, užtikrindamas, kad mes sutaupytume akumuliatorius nuo išsikrovimo per pavojingą lygį. Jūs negalite pastebėti momentinio perjungimo.

Tada šis prietaisas leis įkrauti baterijas iki aukščiausio lygio, prieš vėl grįždamas prie akumuliatoriaus energijos. Įjungus keitiklio maitinimo režimą, prietaisas nuolat naudoja 6 vatus galios.

Tai lengva prijungti. Tiesiog prijunkite keitiklį prie įvesties, pažymėtos „keitiklis“. Prie išvesties skyriaus prijunkite prietaisus, kurie paprastai būtų prijungti prie jūsų keitiklio. Prijunkite savo namų maitinimą prie „viešosios elektros“skyriaus. Galiausiai prijunkite pagrindinį saulės sistemos akumuliatorių banką (po saugiklio) prie skyriaus „Baterija“. Visi trys oro kondicionavimo pagrindai jungiasi kartu atskiroje mini šynoje. Žiūrėkite pagrindinę grandinės schemą.

6 veiksmas: antrinis 24v 35AH baterijų bankas. Vėjo turbinos ir saulės ar vėjo jungiklio pridėjimas

Šios saulės sistemos antrinis saulės valdiklis ir 24v 35AH akumuliatorių baterija saulės kolektorius naudoja visą laiką. Dėl rytų/vakarų konfigūracijos didžioji dalis saulės baterijų energijos patenka į 100AH baterijų banką, o mažiau energijos - į 35AH baterijų banką (kuriam reikia mažiau). 35AH akumuliatorių bateriją galima perjungti į vėjo energiją visą ne piko laiką.

A/C vėjo jėgainė daugiausia buvo pridėta blogiausiam scenarijui, kai nutrūksta elektros tiekimas ir daug debesuotų dienų. Turėtų būti pakankamai vėjo energijos, kad mobilieji telefonai ir nešiojamieji kompiuteriai būtų įkrauti kartu su keliais 12 voltų elementais (radijas, televizorius ir šviestuvai).

130 USD kainavęs „Yaegarden 400W“vėjo jėgainių rinkinys su „Amazon“valdikliu atrodė neblogai po nedidelių tyrimų. Komplekte yra 12v / 24v akumuliatoriaus įkrovimo valdiklis.

Aš naudoju kampinį laikiklį, kad padėčiau pritvirtinti turbiną prie stulpo. Galite išimti pagrindinę antenos centrinę dalį iš šio kronšteino ir naudoti tą skylę varžtams pritvirtinti prie vienos iš 4 skylių turbininės tvirtinimo apskrito detalės (žr.

Pačiame sistemos spintelės viršuje yra vaizdo monitorius, prijungtas prie kameros, nukreiptos į vėjo jėgainę. Žiūrint į metrus, labai smagu pamatyti, kas vyksta su turbinos greičiu. Taip pat smagu matyti veiklos pertrauką.

Norint perjungti saulės arba vėjo įkrovimo režimą, naudojama pusė DPDT peilio jungiklio. Saulės įkroviklio ir vėjo valdiklio/įkroviklio įžeminimo laidai yra prijungti prie pagrindinės sistemos įžeminimo šynos (-ų)

Gera turėti pertraukų sistemą, kad peiliai nesisuktų, kai turbina nekrauna akumuliatorių.

TPDT jungiklis naudojamas perjungti iš veikimo režimo į pertraukos režimą. Pirmiausia tai daroma prijungus 3 vėjo/turbinos laidus iš vėjo jėgainės prie bendros jungiklio sekcijos. Pertrauka (trys 100 vatų 10 omų rezistoriai) yra jungiklio A pusėje, o vėjo reguliatorius - jungiklio B pusėje.

7 žingsnis: 12 voltų saugiklių dėžutė, akumuliatoriaus banko jungiklis ir 24–12 voltų keitiklis

Pusė DPDT jungiklio nukreipia maitinimą iš pagrindinio 24v 100AH akumuliatoriaus banko arba antrinio 24v 35AH akumuliatoriaus į 24 voltų iki 12 voltų nuolatinės srovės keitiklį.

Keitiklio 12 voltų išėjimas yra prijungtas prie 12 voltų saugiklių dėžutės įvesties.

Siekiant paskirstyti 12 voltų galią, šiuo metu yra trys mažos grandinės projekto dėžutės su skaitmeniniais voltų skaitikliais ir bananų stiliaus lizdai, veikiantys iš saugiklių dėžutės. Aš jau sudeginau vieną saugiklį. Visada gerai turėti saugiklius!

Čia yra gnybtų bloko juostos, prijungtos prie 12 voltų dėžutės su bananų kištukais, nuotrauka. Grandinės plokštė yra 12 voltų garso stiprintuvas televizijos sistemai. Skaitmeninis relės laikmatis taip pat prijungtas prie saugiklių dėžutės.

8 veiksmas: išsaugokite antrinį akumuliatoriaus banką nuo nepakankamos įtampos

24v 35AH akumuliatorių bankui reikia tik dviejų elementų, kad sukurtumėte savo apsaugą nuo įtampos.

1. „TeOhk XY-CD60“ličio akumuliatoriaus įkrovimo valdiklis. PASTABA* šio įrenginio prijungimo schemos lipdukas yra neteisingas. Atidarykite jį ir pažvelkite į ženklus ant plokštės.

2. Didelio stiprumo reguliarioji relė arba kietojo kūno relė.

Kai „TeOhk XY-CD60“valdiklis aptinka iš anksto nustatytą žemą įtampą, ji suaktyvins relę, kad atjungtų akumuliatorių nuo visų apkrovų. Žiūrėkite pagrindinę grandinės schemą.

Jei naudojate ličio baterijas, galite leisti jiems išsikrauti iki maždaug 80% (manau). Bet jei naudojate AGM/hermetiškas ar švino rūgšties tipo baterijas, niekada neleiskite baterijoms nusileisti žemiau 50%. Aš perskaičiau, kad 12 voltų sandarios baterijos nebūtų žemesnės nei 11,2 voltų (22,4 V dviem baterijoms iš eilės).

9 veiksmas: pagrindinės grandinės schema

Speciali ranka nupiešta grandinės schema.

10 veiksmas: Saulėtekio iki 14 val. Rytų ir Vakarų skydelio jungiklių bandymas

Lauke bus puiki diena. 54 laipsniai dabar 8 val. Saulė šiandien teka 6.58 val.

Vėjas gana stiprus. Šiuo metu 24v 35AH akumuliatoriaus įtampa yra 25,4 volto. Visą dieną palaikysime įjungtą vėjo jėgainę tam akumuliatorių bankui ir pažiūrėsime, kaip bus vėliau. [Pasibaigė 26,0 voltų įtampa]

11/14/20, Pagrindinė sistema (24v 100AH akumuliatoriaus bankas)

Rytų / Vakarų rankinio perjungimo testas:

8:00 ryto testas. Įjungus saulės valdiklį į rytinę pusę, rodmuo yra 27,6 V @ 1,5 amperų arba 41 vatas.

Jei rankiniu būdu perjungiu valdiklį į vakarines plokštes, gauname tik 27,5 V @.1 amperų arba 2,75 vatų rodmenį.

Tyrimo rezultatai visą dieną:

8:00 >> rytai = 41 vatas vakarų = 2,75 vatai

9:00 ryto >> rytų = 78 vatai į vakarus = 7 vatai

11:00 ryto >> rytų = 120 vatų į vakarus = 80 vatų

12:18 pm >> rytų 99 vatai į vakarus 105 vatai

14:00 >> rytai 153 vatai vakarai 168 vatai

Mes norime, kad pagrindinis akumuliatorių bankas visada naudotų didžiausios galios pusę. Taigi, panašu, kad kada nors apie 12 val. Bus gerai išjungti relę ir pereiti prie vakarinių plokščių

11 žingsnis: Saulėlydis - įtampos lygis

Naudojant 4 serijos laidines saulės baterijas, baterijos bus įkraunamos beveik iki saulėlydžio. Kai buvo padaryta ši nuotrauka, mes gavome apie 26 voltus iš vakarinių plokščių (mažai srovės).

Prašome balsuoti už šį projektą konkurse „Battery Powered“.

Dėkoju!

Džo