Birojs ar baterijām. Saules sistēma ar automātisku austrumu/rietumu saules paneļu un vēja turbīnas pārslēgšanu: 11 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:51

Projekts:

200 kvadrātpēdas birojam jābūt barotam ar baterijām. Birojā jābūt arī visiem šai sistēmai nepieciešamajiem kontrolieriem, baterijām un komponentiem. Saules un vēja enerģija uzlādēs baterijas. Pastāv neliela problēma, ja saules paneļiem ir tikai rietumu un austrumu zemes montāžas iespējas, un māja ir izlīdzināta uz ziemeļiem/dienvidiem tieši starp paneļiem. Mājas orientācija rada daudz ēnas gan austrumu, gan rietumu sānu paneļos visas dienas garumā.

Sistēmas galvenā akumulatora baterija (24v 100AH) pārvar ēnu problēmu un tiek uzlādēta, izmantojot saules enerģiju no saullēkta līdz saulrietam ledusskapim, saldētavai un datoram. Mazāku sekundāro akumulatoru bateriju (24V 35AH) uzlādē tie paši saules paneļi (ēnā un maksimālajā saules laikā), kā arī vēja turbīna. Mazākā akumulatora baterija ir paredzēta 12 voltu drošības sistēmas monitoriem/kamerām, televizoram, gaismām un ventilatoriem.

Šajā pamācībā galvenā uzmanība tiks pievērsta 4 galvenajiem punktiem:

1. Austrumu un rietumu saules paneļu konfigurācija - divas paneļu virknes, kurām būs atšķirīgs sprieguma līmenis atkarībā no diennakts laika un viens veids, kā pārvarēt šo problēmu.2. Akumulatora aizsardzība. Izmantojot automātisko pārsūtīšanas slēdzi un kā izveidot savu, izmantojot divus vienkāršus komponentus, lai pasargātu no bateriju izlādēšanās. Vēja turbīnas pievienošana Saules sistēmai ilgstošu bezsaules dienu laikā.4. Visas vadības sistēmas un bateriju uzstādīšana biroja teritorijā. Izmantotā platība ir 2,6 kvadrātpēdas.

Daļas:

2 x 100 AH baterijas Galvenā akumulatoru baterija - savienota virknē, veidojot 24 voltus @ 100AH, izmantojot kopni visiem negatīvajiem savienojumiem

2 x 35AH baterijas Sekundārā akumulatora baterija - savienota virknē, veidojot 24 voltus @ 35AH, izmantojot kopni visiem negatīvajiem savienojumiem

24 voltu invertors 2000 vatu invertors 120 vakuuma ierīču darbināšanai

6 gabarītu vads, kas iet no galvenās akumulatora baterijas uz 100 amp drošinātāju un negatīvo kopni

100 ampēru drošinātājs starp invertoru un 24 voltu akumulatora bateriju

Automātiskais pārslēgšanas slēdzis, lai aizsargātu 24v 100AH akumulatoru banku no zem sprieguma

Saules kontrolieris 40 amp, 1200 vati, 150 voltu maksimālā pv ieeja

2. saules kontrolieris 24 voltu 35AH akumulatora baterijai 100 voltu maksimālā pv ieeja

Saules paneļi 8 no tiem būtībā būtu tādi paši kā šajā sistēmā

Vads ar savienotājiem ir dārgs, bet viegli savienojams īsākos attālumos (10 awg)

8 awg pagarinātājs ar savienotājiem ir dārgs, bet viegli savienojams lielākos attālumos (8 awg)

Paneļu savienotāji, lai izveidotu savus kabeļus

Austrumu/rietumu relejs divu saules paneļu virkņu pārslēgšanai

Digitālais taimeris, lai kontrolētu austrumu/rietumu releju

Cietvielu relejs sava zema akumulatora jaudas izslēgšanas slēdža izgatavošanai (35 Ah akumulatoram)

Zemsprieguma aizsardzības ierīce, lai kontrolētu cietvielu releju (aizsargājot 35AH vatu)

24 voltu līdz 12 voltu pārveidotājs, lai vajadzības gadījumā darbinātu 12 voltu elementus no galvenajām 24 voltu bateriju bankām

DPDT naža slēdzis x 2, lai norādītu, kura akumulatora baterija ir pievienota 12 voltu drošinātāju kārbai, un lai pārslēgtos starp vēja un saules enerģiju 24v 35AH akumulatora baterijai.

12 voltu drošinātāju kārba visu 12 voltu ierīču izplatīšanai un aizsardzībai

10 gabarītu savienojuma stieple kopā ar citu stieples ruļļu, kas man iepriekš bija

Gofrēšanas rīks kopā ar uzgriežņiem, lai izveidotu daudz pielāgota garuma kabeļu. Vajadzēja iegūt citu cilpu komplektu

Vēja turbīna ilgstoši bez saules strāvas padeves pārtraukumā - savienota ar 24V 35AH akumulatoru banku ar otro saules kontrolieri

TPDT naža slēdzis vēja turbīnu pārtraukuma sistēmai, pārtraukumam izmantojot 3 rezistorus

2 koka skapju skapji visai sistēmas galvenajām sastāvdaļām, kas samazina pēdas nospiedumu līdz 2,6 kvadrātpēdām. Man tās bija lietotas jau sen.

4 plexiglass pārsegi sistēmas iekšējām sastāvdaļām. Tie bija izmantoti jau sen.

1. solis: Rietumu puses paneļi

Pirmie 4 paneļi tika uzstādīti pirms dažiem mēnešiem rietumu pusē.

Tie ir 12 voltu 100 vatu Renogy paneļi. Pašlaik tie nav pieejami, bet atsaucei tie bija Amazon.

Attēlā redzamais diennakts laiks ar kaķi Čārliju ir aptuveni pulksten 15.40. Saules paneļi ir iesaiņoti divos 12 collu polos. Šie divi 12 collu stabi ir uzstādīti uz klāja, vispirms urbjot divus caurumus klāja sānos, pēc tam iebīdot polus klāja caurumos. Pārējie 12 'polu gali ir pieskrūvēti pie diviem īsākiem 5' stabiem, kas iestādīti zemē. 5 'polu apakšā ir horizontālas 8 kvadrātveida metāla plāksnes. Vējam nav iespējams pacelt tos no zemes. Man vienkārši paveicās, lai atrastu 5' polus, un es nevaru tiem pievienot saiti.

Ir ļoti viegli notīrīt tik zemu uzstādītos paneļus.

Šie saules paneļi ir savienoti ar releju, sākot ar 30 pēdu 8 awg pagarinājuma vadu, kā arī vēl 30 pēdu 10 awg kabeli.

2. darbība. Austrumu puses paneļi

Šeit ir vēl 4 12v 100 vatu saules paneļi austrumu pusē apmēram pulksten 15.30. Tie tika uzstādīti 18.10.20.

Paneļi ir uzstādīti uz klāja ar horizontālu satelītantenas stiprinājuma stabu un pēc tam, izmantojot divus 12 pēdu 1,5 collu stabus, kaklasaites ietinumus un dažus plēves blokus ar ķieģeļu gabaliem pašā galā (skat. Attēlus).

Kabeļi rietumu pusei maksā gandrīz tikpat, cik saules panelis! Es gribēju izmēģināt kaut ko lētāku 50 pēdu austrumu puses kabeļiem. Es atcerējos šo triku no YouTube videoklipa par parasto pagarinātāju izmantošanu, galu nogriešanu un trīs vadu vadu sasiešanu. Tātad, es izmantoju 100 pēdu pagarinātāju, un tas darbojas labi. Vadu izmērs abiem manis izgatavotajiem 50 pēdu kabeļiem bija aptuveni 10 gabarīts. Ar lielāku spriegumu (80v), kas nāk no paneļiem, šī izmēra vadam jābūt o.k. bez lieliem zaudējumiem pagaidām. Es izmantoju šo 9 In 12AWG adapteru komplektu, lai savienotu 50 pēdu vadu galus ar saules paneļiem, pagriežot savienotājus.

3. solis: saules kontrolieri un relejs - austrumu un rietumu sānu paneļu pārslēgšana

Saules kontrolieri:

Galvenais 40 Amp Epever saules kontrolieris Šis kontrolieris ir paredzēts 24V 100AH akumulatora uzlādēšanai. Šim kontrolierim ir 150 voltu maksimālais saules paneļa ieejas spriegums. Maksimālā paneļa ieejas jauda ir 1 200 (tagad šīs sistēmas ierobežojums).

Sekundārais 40 Amp Epever saules kontrolieris Šis kontrolieris ir paredzēts 24V 35AH akumulatora uzlādēšanai. Lādētājam ir 100 voltu maksimālā saules paneļa ieeja (tagad šīs sistēmas ierobežojums) un maksimālā ieejas jauda 1, 500. Ir arī vēja turbīna, kuras kontrolieris palīdz uzlādēt šo akumulatoru.

Relejs:

Puse no DPDT (dubultā polu dubultā metiena) releja tiek izmantota, lai pārslēgtos starp 4 austrumu un 4 rietumu saules paneļiem, savienojot tos ar galveno kontrolieri. Releja otrā puse pārslēdz saules paneļus sekundārajam kontrolierim. Tālāk ir norādīts pārslēgšanās laiks katrai nedēļas dienai.

7:00 līdz 12:00 Digitālais taimeris ieslēdz 80 AMP RELEJU, kas savieno/pārslēdz austrumu puses 4 paneļus ar galveno uzlādes kontrolieri (un 24V 100AH akumulatoru). Piezīme: relejs šajās 6 stundās no sistēmas patērē aptuveni 6 vatus. 4 rietumu sānu paneļi arī tiek pārslēgti uz sekundāro uzlādes kontrolieri (uzlādējot 24v 35AH akumulatoru). No rietumu paneļiem vajadzētu būt labai uzlādes jaudai no plkst. Tagad relejs no sistēmas patērē nulles jaudu. 4 austrumu paneļi arī tiek pārslēgti uz sekundāro uzlādes kontrolieri. Lādēšanai vajadzētu būt vēl 2 stundām (no 13:00 līdz 15:00).

Elektroinstalācijas informāciju un galvenās shēmas shēmu skatiet releja attēlā 9. darbībā.

Negatīvie vadi no austrumu un rietumu saules paneļu virknēm ir savienoti kopā un pirms savienošanas ar saules kontrolieru negatīvajām ieejām dodas uz izslēgšanas slēdzi. Man bija negatīvais izslēgšanas slēdzis un es to vienkārši pievienoju. Tas nav atspoguļots galvenajā zīmējumā. Jebkura augsta pastiprinātāja tipa slēdzim vajadzētu darboties labi, bet tas nav nepieciešams.

4. solis: 24 voltu 100AH galvenā akumulatora banka un invertors

Pašlaik galveno akumulatoru bateriju sērijā veido divas 12 voltu 100AH baterijas, veidojot 24 voltu 100AH akumulatoru. 24v 2000 vatu invertoru izmanto, lai darbinātu ledusskapi, saldētavu, datorus vai mikroviļņu krāsni. Starp invertoru un galveno akumulatora bateriju ir 100 amp drošinātājs. Šiem 120 vac priekšmetiem no automātiskās pārsūtīšanas slēdža ir strāvas padeves strāva.

Sistēma izmanto slēgtas baterijas, un tai nevajadzētu noplūst ūdeņraža gāze. Man bija CO2 detektors un esmu lasījis, ka viņi arī noteiks ūdeņraža gāzi, tāpēc es to instalēju. Drīz tiks pievienota ventilācijas sistēma.

5. darbība. Galvenās 24 voltu 100AH akumulatoru bankas saglabāšana no zemsprieguma

50A 5500 vatu automātiskās pārsūtīšanas slēdzis no Spartan ir aptuveni 115 USD. Būtu arī jautri tādu uzbūvēt.

Ar to jūs varat iepriekš iestatīt zemu akumulatora sprieguma līmeni, lai automātiski samazinātu visu 2000 vatu invertora izmantoto enerģiju. Pēc tam tas pārslēdz gaisa kondicionēšanas iekārtu enerģiju uz tīkla strāvu, nodrošinot, ka mēs ietaupām baterijas no izlādēšanās pāri bīstamības līmenim. Jūs nevarat pamanīt tūlītēju pārslēgšanos.

Šī ierīce ļaus baterijām uzlādēties līdz augstākajam līmenim, pirms atkal atgriezīsies pie akumulatora enerģijas. Ierīce nepārtraukti patērē 6 vatus, pārslēdzoties uz invertora barošanas režīmu.

To ir viegli savienot. Vienkārši pievienojiet pārveidotāju ieejai ar apzīmējumu "invertors". Pievienojiet sadaļai "izeja" ierīces, kuras parasti būtu pievienotas jūsu invertoram. Pievienojiet mājas strāvu sadaļai "publiskā enerģija". Visbeidzot, pievienojiet galveno saules sistēmu akumulatoru banku (pēc drošinātāja) sadaļai "akumulators". Visi trīs gaisa kondicionēšanas laukumi savienojas atsevišķā mini kopnē. Skatiet galveno shēmu.

6. solis: sekundārā 24v 35AH akumulatora baterija. Vēja turbīnas un saules vai vēja slēdža pievienošana

Šīs Saules sistēmas sekundārais saules kontrolieris un 24V 35AH akumulatoru baterija saglabā saules paneļu izmantošanu visu laiku. Sakarā ar austrumu/rietumu konfigurāciju, lielākā daļa saules paneļa enerģijas tiek nodota 100AH akumulatora baterijai, bet mazāk enerģijas - 35AH akumulatoru bankai (kam nepieciešams mazāk). 35AH akumulatoru banku var pārslēgt uz vēja enerģiju visu ārpus pīķa saules laiku.

Gaisa kondicionēšanas vēja turbīna galvenokārt tika pievienota sliktākajam scenārijam-ilgstoši strāvas padeves pārtraukumi un daudz mākoņainu dienu. Ir jābūt pietiekami daudz vēja enerģijas, lai mobilie tālruņi un klēpjdatori tiktu uzlādēti, kā arī daži 12 voltu elementi (radio, TV un gaismas).

130 USD vērtais Yaegarden 400W vēja turbīnu komplekts ar kontrolieri no Amazon izskatījās kā labs darījums pēc nelielas izpētes. Tas ir aprīkots ar 12v / 24v akumulatora uzlādes kontrolieri.

Es izmantoju leņķa kronšteinu, lai palīdzētu uzstādīt turbīnu pie staba. Jūs varat noņemt galveno antenas centrālo daļu no šīs kronšteina un izmantot šo caurumu, lai pieskrūvētu vienu no četriem turbīnas stiprinājuma apļveida detaļas caurumiem (skat. Attēlus).

Sistēmas skapja augšpusē ir videomonitors, kas savienots ar kameru, kas vērsta uz vēja turbīnu. Skatoties uz skaitītājiem, ir lieliski redzēt, kas notiek ar turbīnas ātrumu. Ir arī jautri redzēt pārtraukumu darbībā.

Lai pārslēgtos no saules vai vēja uzlādes režīma, tiek izmantota puse DPDT naža slēdža. Saules lādētāja un vēja regulatora/lādētāja zemējuma vadi ir piesaistīti galvenās sistēmas zemējuma kopnei (-ēm)

Ir labi, ja ir pārtraukuma sistēma, lai asmeņi negrieztos, kad turbīna neuzlādē akumulatorus.

TPDT slēdzi izmanto, lai pārslēgtos no darbības režīma uz pārtraukuma režīmu. Tas vispirms tiek darīts, savienojot 3 A/C vadus, kas nāk no vēja turbīnas, slēdža kopējai daļai. Pārtraukums (trīs 100 vatu 10 omu rezistori) atrodas slēdža A pusē, un vēja regulators atrodas slēdža B pusē.

7. solis: 12 voltu drošinātāju kārba, akumulatora bankas slēdzis un 24V līdz 12v pārveidotājs

Puse no DPDT slēdža pārvada enerģiju no galvenās 24v 100AH akumulatora bankas vai sekundārās 24v 35AH akumulatoru bankas uz 24 voltu līdz 12 voltu līdzstrāvas pārveidotāju.

Pārveidotāja 12 voltu izeja ir pievienota 12 voltu drošinātāju kārbas ieejai.

Lai sadalītu 12 voltu jaudu, pašlaik no drošinātāju kārbas darbojas trīs mazu ķēžu projektu kastes ar digitālajiem voltmetriem. Es jau nodedzināju vienu drošinātāju. Vienmēr ir labi, ja ir drošinātāji!

Šeit ir attēls ar spaiļu bloka joslu, kas savienota ar 12 voltu kārbu ar banānu kontaktdakšām. Shēma ir 12 voltu audio pastiprinātājs televizora sistēmai. Releju digitālais taimeris ir pievienots arī drošinātāju kārbai.

8. darbība. Sekundārās akumulatora bankas glābšana no nepietiekama sprieguma

Lai izveidotu 24v 35AH akumulatoru banku, ir nepieciešami tikai divi priekšmeti, lai izveidotu savu zemfrekvences akumulatora aizsardzības ierīci.

1. TeOhk XY-CD60 litija akumulatora uzlādes kontrolieris. PIEZĪME* elektroinstalācijas shēmas uzlīme uz šīs ierīces ir nepareiza. Atveriet to un apskatiet marķējumus uz shēmas plates.

2. Liela pastiprinātāja regulārais relejs vai cietvielu relejs.

Kad TeOhk XY-CD60 kontrolieris nosaka iepriekš iestatītu zemu spriegumu, tas aktivizēs releju, lai atvienotu akumulatoru no visām slodzēm. Skatiet galveno shēmu.

Ja jūs izmantojat litija baterijas, varat ļaut tām iztukšoties līdz aptuveni 80% (es domāju). Bet, ja jūs izmantojat AGM/aizzīmogotas vai svina skābes tipa baterijas, nekad nevajadzētu ļaut baterijām nokrist zem 50%. Esmu lasījis, lai neļautu 12 voltu noslēgtām baterijām pazemināties zem 11,2 voltiem (22,4 V divām sērijveida baterijām).

9. solis: galvenās shēmas shēma

Īpaša ar roku zīmēta shēma.

10. solis: no saullēkta līdz pulksten 14.00 austrumu-rietumu paneļa slēdža tests

Ārā būs lieliska diena. 54 grādi tagad pulksten 8 no rīta. Saullēkts šodien bija pulksten 6.58.

Vējš ir diezgan spēcīgs. Pašlaik 24v 35AH akumulatora baterija ir pie 25,4 voltiem. Mēs visu dienu turēsim ieslēgtu vēja turbīnu šai bateriju bankai un redzēsim, kā tas būs vēlāk. [Beidzās pie 26,0 voltiem]

14.11.20., Galvenā sistēma (24v 100AH akumulatora baterija)

Austrumu / rietumu manuālās pārslēgšanās tests:

8:00 tests. Ja saules kontrolieris ir pārslēgts uz austrumu pusi, rādījums ir 27,6 v @ 1,5 ampēri vai 41 vati.

Ja manuāli pārslēdzu kontrolieri uz rietumu paneļiem, mēs iegūstam tikai 27,5 v @.1 ampēru vai 2,75 vatu rādījumu.

Testa rezultāti visas dienas garumā:

8:00 >> austrumi = 41 vati rietumi = 2,75 vati

9:00 >> austrumi = 78 vati rietumi = 7 vati

11:00 >> austrumi = 120 vati rietumi = 80 vati

12:18 >> >> austrumi 99 vati rietumi 105 vati

14:00 >> austrumi 153 vati rietumi 168 vati

Mēs vēlamies, lai galvenā akumulatora baterija vienmēr izmantotu vislielāko jaudu. Tātad, izskatās, ka kādreiz ap pulksten 12:00 ir labi izslēgt releju un pārslēgties uz rietumu paneļiem

11. solis: saulriets - sprieguma līmenis

Izmantojot 4 sērijas vadu saules paneļus, baterijas tiks uzlādētas gandrīz līdz saulrietam. Kad tika uzņemts šis attēls, mēs saņēmām aptuveni 26 voltus no rietumu paneļiem (nav daudz strāvas).

Lūdzu, balsojiet par šo projektu konkursā ar baterijām.

Paldies!

Džo