Kancelária napájaná batériami. Slnečná sústava s automatickým prepínaním slnečných panelov východ/západ a veternou turbínou: 11 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

Projekt:

Kancelária s rozlohou 200 štvorcových stôp musí byť napájaná batériami. Kancelária musí tiež obsahovať všetky ovládače, batérie a komponenty potrebné pre tento systém. Solárna a veterná energia bude nabíjať batérie. Je tu malý problém mať iba západné a východné možnosti montáže na zem pre solárne panely s domom zarovnaným na sever/juh priamo medzi panelmi. Orientácia domu spôsobuje po celý deň veľa tieňa na východných aj západných bočných paneloch.

Hlavná batéria batérie systému (24 V 100 Ah) prekonáva problém s tieňom a nabíja sa pomocou slnečnej energie od východu do západu slnka v chladničke, mrazničke a počítači. Menšia záložná batéria (24 V 35AH) je nabíjaná rovnakými solárnymi panelmi (v tieni a v čase najvyššieho slnečného svitu) plus veternou turbínou. Menšia batéria je určená pre 12 voltové monitorovacie systémy/kamery, televíziu, svetlá a ventilátory.

Tento návod sa zameria hlavne na 4 kľúčové body:

1. Konfigurácia solárneho panelu východ a západ - dva reťazce panelov, ktoré budú mať rôzne úrovne napätia v závislosti od dennej doby a jeden spôsob, ako tento problém prekonať.2. Ochrana batérie. Používanie prepínača automatického prenosu a návod, ako vytvoriť vlastnú, pomocou dvoch jednoduchých komponentov na ochranu pred vybitím batérií. Pridanie veternej turbíny do slnečnej sústavy v prípade dlhých období bez slnečných dní.4. Inštalácia celého systému ovládača a batérií do kancelárskych priestorov. Použitá podlahová plocha je 2,6 štvorcových stôp.

Diely:

Batérie 2 x 100 Ah

2 x 35AH batérie Sekundárna batéria - zapojené v sérii, pričom 24 V @ 35AH pomocou zbernice pre všetky záporné spojenia

24 voltový invertor 2000 wattový invertor na prevádzku 120 vákuových spotrebičov

Vodič 6 siahajúci od hlavnej batérie k poistke 100 ampérov a zápornej prípojnici

Poistka 100 A medzi invertorom a batériou 24 V

Prepínač automatického prenosu na ochranu 24 V batérie 100AH pred úrovňou napätia

Solárny ovládač 40 amp, 1200 W, 150 V, max. Vstup pv

2. solárny regulátor Pre 24 voltový akumulátor 35AH, maximálny vstup 100 voltov pv

Solárne panely 8 z nich by boli v zásade rovnaké ako v tomto systéme

Vodič s konektormi je drahý, ale dá sa ľahko pripojiť na kratšie vzdialenosti (10 AWG)

8 AWG predlžovač s konektormi je drahý, ale dá sa ľahko pripojiť na dlhšie vzdialenosti (8 AWG)

Panelové konektory na výrobu vlastných káblov

Relé východ/západ na prepínanie medzi dvoma reťazcami solárnych panelov

Digitálny časovač na ovládanie relé východ/západ

Polovodičové relé na výrobu vlastného vypínača vybitia batérie (pre batériu 35AH)

Zariadenie na ochranu nízkeho napätia na ovládanie polovodičového relé (chráni batériu 35AH)

24 voltový až 12 voltový prevodník na spustenie 12 voltových položiek z hlavných 24 -voltových batérií v prípade potreby

2 x nožový spínač DPDT na nasmerovanie toho, ktorá batéria je pripojená k 12 -voltovej poistkovej skrinke, a na prepínanie medzi vetrom a slnečnou energiou pre 24 -voltovú batériu 35AH.

12 -voltová poistková skrinka na distribúciu a ochranu všetkých 12 -voltových zariadení

Pripojovací drôt 10 gauge a ďalší zvitok drôtu, ktoré som predtým mal

Lisovací nástroj spolu s očkami na vytvorenie veľkého množstva káblov vlastnej dĺžky. Mal by mať inú sadu ušiek

Veterná turbína na dlhé obdobie bez slnka pri výpadku napájania - napojená na batériu 24 V 35AH s druhým solárnym regulátorom

Nožový spínač TPDT pre systém prerušenia veternej turbíny s použitím 3 odporov na prerušenie

2 drevené rackové skrine pre hlavné komponenty celého systému, ktoré udržujú stopu až 2,6 štvorcových stôp. Tieto používam už veľmi dávno.

4 kryty z plexiskla na vnútorné súčasti systému. Tieto sa používajú už veľmi dávno.

Krok 1: Panely na západnej strane

Prvé 4 panely boli nainštalované pred niekoľkými mesiacmi na západnej strane.

Jedná sa o 12 voltové 100 wattové panely Renogy. Momentálne nie sú k dispozícii, ale pre informáciu boli na Amazone.

Denná doba na obrázku s mačkou Charlie je okolo 15:40. Solárne panely sú viazané na dva 12 'póly. Tieto dva 12 'tyče sú namontované na palube, najskôr vyvŕtaním dvoch otvorov na boku paluby a potom zasunutím pólov do otvorov paluby. Ostatné konce 12 'pólov sú priskrutkované k dvom kratším 5' pólom zasadeným v zemi. V spodnej časti 5 'pólov sú horizontálne 8 štvorcové kovové platne. Je nemožné, aby sa vietor zdvihol zo zeme. Len som mal šťastie, že som našiel 5' póly a nemôžem k nim skutočne pridať odkaz.

Panely, ktoré sú namontované tak nízko, je veľmi ľahké vyčistiť.

Tieto solárne panely sú pripojené k relé začínajúc 30 stôp predlžovacieho vodiča 8 AWG a ďalším 30 stopovým káblom 10 AWG.

Krok 2: Panely na východnej strane

Tu sú ďalšie 4 12v 100w solárne panely na východnej strane asi o 15:30. Boli nainštalované 18.10.2020.

Panely sú pripevnené k palube pomocou horizontálnej montážnej tyče satelitnej paraboly a potom pomocou dvoch 12 -palcových 1,5 -palcových stožiarov, uväzovacích pások a niektorých škvarových blokov s tehlovými kusmi na samom konci (pozri obrázky).

Káble na západnej strane stoja takmer toľko, koľko solárny panel! Chcel som skúsiť niečo lacnejšie pre 50 -stopové káble na východnej strane. Tento trik som si zapamätal z videa na YouTube o používaní bežných predlžovacích káblov, odrezaní koncov a zviazaní troch vodičov k sebe. Použil som teda 100 -stopový predlžovací kábel a funguje to dobre. Pri oboch 50 stopových kábloch, ktoré som vyrobil, skončila veľkosť drôtu asi 10 mm. Pri vyššom napätí (80 V) pochádzajúcom z panelov by mal byť vodič tejto veľkosti v poriadku. zatiaľ bez prílišných strát. Túto 9 -palcovú súpravu adaptérov 12AWG som použil na pripojenie koncov 50 -metrových drôtov k solárnym panelom pomocou otočných konektorov.

Krok 3: Solárne ovládače a relé - Prepínanie medzi východným a západným panelom

Solárne regulátory:

Solárny regulátor Main 40 Amp Epever Tento ovládač je určený na nabíjanie 24V 100AH batérie. Tento regulátor má vstupné napätie solárneho panelu maximálne 150 voltov. Maximálny vstupný výkon panelu je 1 200 (teraz je limitom pre tento systém).

Sekundárny 40 Amp solárny regulátor Epever Nabíjačka má maximálny vstup 100 V solárneho panelu (teraz je pre tento systém limit) a maximálny vstupný výkon 1 500. K dispozícii je tiež veterná turbína s ovládačom, ktorá pomáha nabíjať túto batériu.

Relé:

Jedna polovica relé DPDT (dvojpólový dvojitý hod) sa používa na prepínanie medzi 4 východnými a 4 západnými solárnymi panelmi a spája ich s hlavným ovládačom. Druhá polovica relé spína solárne panely pre sekundárny regulátor. Tu je nastavený čas prepínania na každý deň v týždni:

7:00 až 12:00 Digitálny časovač zapne RELÉ 80 AMP, ktoré spája/prepína 4 panely na východnej strane s hlavným regulátorom nabíjania (a batériou 24 V 100AH). Poznámka: Relé odoberá zo systému asi 6 wattov energie počas týchto 6 hodín. Štyri západné bočné panely sú v tomto čase tiež prepnuté na sekundárny regulátor nabíjania (nabíjanie 24v 35AH batérie). Nabíjací výkon by mal byť od 10:00 do 13:00 zo západných panelov. 12:00 do 7:00 Digitálny časovač vypne RELÉ, ktoré spája/prepína 4 panely na západnej strane s hlavným regulátorom nabíjania. Relé teraz odoberá zo systému nulový výkon. 4 východné panely sú v tomto čase tiež prepnuté na sekundárny regulátor nabíjania. Malo by byť dobré nabíjať ďalšie 2 hodiny (13:00 až 15:00).

Informácie o zapojení a plus schému hlavného obvodu v kroku 9 nájdete na obrázku relé.

Negatívne vodiče z reťazcov solárneho panelu na východe a na západe sú zviazané dohromady a pred pripojením k záporným vstupom solárnych regulátorov prejdú na vypínač. Nechal som ležať negatívny vypínač a práve som ho pridal. To sa neodráža v hlavnom výkrese. Akýkoľvek typ prepínača s vysokým zosilňovačom by mal fungovať dobre, ale nie je to potrebné.

Krok 4: Banka a invertor 24Volt 100AH hlavnej batérie

V súčasnosti je hlavná batéria zložená z dvoch x 12voltových batérií 100AH v sérii, ktoré tvoria 24voltovú batériu 100AH. Menič 24 V 2 000 W sa používa na napájanie chladničky, mrazničky, počítača alebo mikrovlnnej rúry. Medzi meničom a hlavnou batériovou batériou je 100 ampérová poistka. Pre tieto položky120 VAC je z vypínača automatického prenosu odpojený predlžovací kábel.

Systém používa uzavreté batérie a nesmie z neho unikať žiadny vodíkový plyn. Mal som detektor co2 a čítal som, že budú detegovať aj plynný vodík, a tak som ho nainštaloval. Čoskoro pribudne ventilačný systém.

Krok 5: Uloženie hlavnej 24voltovej batérie 100AH z nízkeho napätia

Prepínač automatického prenosu 50A 5500 W od spoločnosti Spartan stojí okolo 115 dolárov. Bola by tiež zábava postaviť ho.

Môžete tak prednastaviť úroveň nízkeho napätia batérie, aby sa automaticky znížil všetok spotrebovaný výkon z meniča 2 000 wattov. Potom prepne napájanie klimatizačných zariadení na elektrickú sieť a zaistí, aby sme batériám zabránili vybiť sa mimo úroveň nebezpečenstva. Nemôžete si všimnúť okamžité prepnutie.

Toto zariadenie potom nechá batérie nabiť na najvyšší bod a potom sa znova vráti k napájaniu z batérie. Pri prepnutí do režimu meniča napájanie zariadenie neustále odoberá 6 wattov energie.

Je ľahké sa pripojiť. Stačí pripojiť menič k vstupu označenému „invertor“. Pripojte spotrebiče, ktoré by za normálnych okolností boli pripojené k vášmu meniču, do sekcie „výstup“. Pripojte napájanie vášho domu k časti „verejná energia“. Nakoniec pripojte svoju hlavnú batériu solárnych systémov (za poistkou) k sekcii „batéria“. Všetky tri klimatizačné zariadenia sú prepojené na samostatnej mini prípojnici. Pozrite si schému hlavného obvodu.

Krok 6: Sekundárna 24v 35AH batéria. Pridanie veternej turbíny a prepínača na slnečnú alebo veternú energiu

Sekundárny solárny regulátor tohto solárneho systému a 24V 35AH batéria zaisťujú, že solárne panely sú stále v prevádzke. Vzhľadom na konfiguráciu východ/západ ide väčšina energie solárneho panelu o 100AH batériu a menej energie o 35AH pre batériu (ktorá potrebuje menej). Batériu 35AH je možné prepnúť na veternú energiu počas celého slnečného času mimo špičky.

Veterná turbína klimatizácie bola pridaná hlavne pre najhorší scenár dlhých výpadkov elektriny a veľa zamračených dní. Veterná energia by mala byť dostatočná na to, aby udržiavala nabitie mobilných telefónov a prenosných počítačov a niekoľko 12voltových položiek (rádio, televízia a svetlá).

130 W súprava Yaegarden 400W pre veterné turbíny s ovládačom od Amazonu vyzerala po malom skúmaní ako dobrý obchod. Dodáva sa s regulátorom nabíjania batérie 12 / 24V.

Na upevnenie turbíny na stĺp som použil uhlový držiak. Z tejto konzoly môžete odstrániť stredovú časť hlavnej antény a použiť tento otvor na priskrutkovanie k jednému zo 4 otvorov kruhového kusa na upevnenie turbíny (pozri obrázky).

Úplne na vrchu systémovej skrine je video monitor spojený s kamerou nasmerovanou na veternú turbínu. Je skvelé vidieť, čo sa deje s otáčkami turbíny, keď sa pozeráte na merače. Je tiež zábavné vidieť prestávku v akcii.

Na prepnutie zo solárneho alebo veterného režimu nabíjania sa používa polovica nožového spínača DPDT. Uzemňovacie vodiče solárnej nabíjačky a regulátora/nabíjačky vetra sú viazané na uzemňovacie prípojnice hlavného systému

Je dobré mať systém prerušenia, aby sa lopatky nepretáčali, keď turbína nenabíja batérie.

Prepínač TPDT slúži na zmenu z prevádzkového režimu na režim prerušenia. Najprv sa to vykoná pripojením 3 vodičov klimatizácie pochádzajúcich z veternej turbíny k spoločnej časti spínača. Prerušenie (tri 100 wattové 10 ohmové odpory) je na strane A spínača a regulátor vetra je na strane B spínača.

Krok 7: 12 -voltová poistková skrinka, vypínač batérie a konvertor 24 v na 12 V

Polovica prepínača DPDT smeruje napájanie buď z hlavnej 24 V 100AH batérie alebo zo sekundárnej 24 V 35AH batérie do 24voltového až 12voltového DC meniča.

12 -voltový výstup prevodníka je pripojený na vstup 12 -voltovej poistkovej skrinky.

Na distribúciu 12 voltového prúdu sú v súčasnosti z poistkovej skrinky nainštalované tri malé projektové boxy s digitálnymi voltmetrami a banánové konektory. Jednu poistku som už odpálil. Vždy je dobré mať poistky!

Tu je obrázok tyče svorkovnice prepojenej s 12voltovým boxom s banánkovými zástrčkami. Doska s plošnými spojmi je 12voltový zosilňovač zvuku pre televízny systém. Digitálny časovač pre relé je tiež zapojený do poistkovej skrinky.

Krok 8: Uloženie banky sekundárnych batérií pred podpätím

Pre batériu 24 V 35AH sú potrebné iba dve položky na vybudovanie vlastného zariadenia na ochranu batérií pod napätím.

1. Ovládač vybíjania lítiovej batérie TeOhk XY-CD60. POZNÁMKA* Nálepka so schémou zapojenia na tejto jednotke je nesprávna. Otvorte ho a pozrite sa na značky na doske s plošnými spojmi.

2. Bežné relé s vysokým zosilňovačom alebo polovodičové relé.

Keď regulátor TeOhk XY-CD60 zistí vopred nastavené nízke napätie, spustí relé a odpojí batériu od všetkých záťaží. Pozrite sa na schému hlavného obvodu.

Ak používate lítiové batérie, môžete ich nechať vybiť asi na 80% (myslím). Ak však používate batérie typu AGM/zapečatené alebo olovené, nemali by ste nechať batérie klesnúť pod 50%. Čítal som, že nenechám 12voltové uzavreté batérie klesnúť pod 11,2 voltov (22,4 v pre dve batérie v sérii).

Krok 9: Schéma hlavného obvodu

Špeciálna ručne nakreslená schéma zapojenia.

Krok 10: Od východu do 14:00 test spínača panela východ-západ

Vonku bude skvelý deň. Teraz o 8:00 54 stupňov. Východ slnka dnes bolo o 6:58 ráno.

Vietor je dosť silný. V súčasnosti je batéria 24 V 35AH na 25,4 voltov. Necháme veternú turbínu v tejto banke batérií zapnutú celý deň a uvidíme, ako to bude neskôr. [Skončilo na 26,0 voltoch]

14/11/20, hlavný systém (24v 100AH batéria)

Test manuálneho prepínania východ / západ:

Test 8:00 hod. Keď je solárny regulátor prepnutý na východnú stranu, nameraná hodnota je 27,6 V pri 1,5 ampéri alebo 41 wattoch.

Ak manuálne prepnem ovládač na západné panely, dostaneme hodnotu iba 27,5 V @.1 amp alebo 2,75 wattu.

Výsledky testov počas celého dňa:

8:00 >> východ = 41 wattov západ = 2,75 wattov

9:00 >> východ = 78 wattov západ = 7 wattov

11:00 >> východ = 120 wattov západ = 80 wattov

12:18 >> >> východ 99 wattov západ 105 wattov

14:00 >> východ 153 wattov západ 168 wattov

Chceme, aby hlavná batéria vždy používala stranu s najvyšším výkonom. Zdá sa teda, že niekedy okolo 12:00 je v poriadku vypnúť relé a prepnúť na západné panely

Krok 11: Západ slnka - úroveň napätia

Vďaka káblovým solárnym panelom radu 4 sa batérie budú nabíjať takmer do západu slnka. Pri nasnímaní tohto obrázku (nie príliš aktuálneho) sme dostávali asi 26 voltov zo západných panelov.

Hlasujte za tento projekt v súťaži na batérie.

Vďaka!

Joe