Paristokäyttöinen toimisto. Aurinkokunta, jossa automaattinen itä-/länsipaneelien ja tuuliturbiinin vaihto: 11 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 08:59

Projekti:

200 neliömetrin toimiston on oltava paristokäyttöinen. Toimiston on myös sisällettävä kaikki järjestelmän ohjaimet, paristot ja komponentit. Aurinko- ja tuulivoima lataa akut. On olemassa pieni ongelma, että aurinkopaneeleille on vain länsi- ja itämaiset asennusvaihtoehdot, ja talo on linjassa pohjoiseen/etelään suoraan paneelien väliin. Talon suunta aiheuttaa paljon varjoa sekä itä- että länsipaneeleissa koko päivän.

Järjestelmän pääakku (24v 100AH) voittaa varjo -ongelman ja se ladataan aurinkovoimalla auringonnoususta auringonlaskuun jääkaapille, pakastimelle ja tietokoneelle. Pienempi toissijainen akku (24V 35AH) ladataan samoilla aurinkopaneeleilla (varjossa ja auringon huippuaikana) sekä tuuliturbiinilla. Pienempi akkupankki on tarkoitettu 12 voltin turvajärjestelmille/kameroille, televisiolle, valoille ja tuulettimille.

Tämä opaskirja keskittyy lähinnä neljään avainkohtaan:

1. Itä- ja länsi -aurinkopaneelien kokoonpano - kaksi paneelijonoa, joilla on eri jännitetasot kellonajasta riippuen ja yksi tapa ratkaista tämä ongelma. Akun suojaus. Automaattisen siirtokytkimen käyttäminen ja oman rakenteen luominen kahdella yksinkertaisella komponentilla, jotka suojaavat akkuja tyhjiltä 3. Tuuliturbiinin lisääminen aurinkokuntaan pitkien aurinkoisten päivien aikana 4. Koko ohjainjärjestelmän ja paristojen asentaminen toimistoalueelle. Käytetty lattiapinta -ala on 2,6 neliömetriä.

Osat:

2 x 100 AH -akkua Pääakkupankki - kytketty sarjaan, jolloin 24 voltin @ 100 AH: n virtakiskoa käytetään kaikkiin negatiivisiin liitoksiin

2 x 35AH akkua Toissijainen akku - kytketty sarjaan, jolloin 24 volttia @ 35AH käyttäen virtakiskoa kaikkiin negatiivisiin liitäntöihin

24 voltin invertteri 2000 watin invertteri 120 tyhjiölaitteen käyttämiseen

6 -mittainen johto, joka kulkee pääakkuyksiköstä 100 ampeerin sulakkeeseen ja negatiiviseen virtakiskoon

100 A: n sulake vaihtosuuntaajan ja 24 voltin akun välillä

Automaattinen siirtokytkin suojaa 24v 100AH akkupankkia jännitetasolta

Aurinkosäädin 40 ampeeria, 1200 wattia, enintään 150 voltin pv -tulo

Toinen aurinkosähköohjain 24 voltin 35 Ah: n akkupankille 100 voltin maks. Pv -tulolle

Aurinkopaneelit 8 näistä olisivat periaatteessa samat kuin tässä järjestelmässä

Johto ja liittimet ovat kalliita, mutta helppo kytkeä lyhyemmille matkoille (10 awg)

8 awg jatke liittimillä on kallis, mutta helppo kytkeä pidemmille matkoille (8 awg)

Paneeliliittimet omien kaapeleiden tekemiseen

Itä/länsi -rele kahden aurinkopaneelin merkkijonon vaihtamiseksi

Digitaalinen ajastin idän/lännen releen ohjaamiseen

Puolijohderele oman akun alhaisen katkaisukytkimen tekemiseen (35 Ah: n akulle)

Pienjännitesuojalaite puolijohdereleen ohjaamiseen (suojaa 35AH: n akkua)

24 voltin 12 voltin muunnin 12 voltin kohteiden käyttämiseksi 24 V: n pääakkuista tarvittaessa

DPDT -veitsikytkin x 2 ohjaamaan, mikä akku on kytketty 12 voltin sulakerasiaan, ja vaihtamaan tuulen ja auringon välillä 24v 35AH -akkuyksikölle.

12 voltin sulakerasia kaikkien 12 voltin laitteiden jakamiseen ja suojaamiseen

10 -mittainen kytkentäjohto yhdessä toisen rullalangan kanssa, joka minulla oli aiemmin

Puristustyökalu ja korvakkeet luovat paljon mukautettuja pituuskaapeleita. Olisi pitänyt saada erilaiset korvakkeet

Tuuliturbiini pitkäksi aikaa ilman aurinkoa sähkökatkoksen yhteydessä - kytketty 24 voltin 35 Ah: n akkupankkiin, jossa on toinen aurinkosäädin

TPDT -veitsikytkin tuuliturbiinien katkaisujärjestelmään käyttämällä taukoa 3 vastusta

2 puista audiohyllykaappia koko järjestelmän pääkomponenteille pitäen jalanjäljen 2,6 neliömetrin kokoisena. Minulla oli nämä käytössä jo kauan sitten.

4 plexiglass -kantta järjestelmän sisäisille komponenteille. Oliko nämä käytössä jo kauan sitten.

Vaihe 1: Länsipuolen paneelit

Ensimmäiset 4 paneelia asennettiin muutama kuukausi sitten länsipuolelle.

Nämä ovat 12 voltin 100 watin Renogy -paneeleja. Ne eivät ole tällä hetkellä saatavilla, mutta viitteellisinä ne olivat Amazonissa.

Kuvan kellonaika Charlie -kissan kanssa on noin klo 15.40. Aurinkopaneelit on sidottu kahteen 12 '' napaan. Nämä kaksi 12 tuumaa asennetaan kannelle ensin poraamalla kaksi reikää kannen sivulle ja liu'uttamalla sauvat kannen reikiin. Toiset 12 'pylväiden päät on ruuvattu kahteen lyhyempään 5' pylvääseen, jotka on istutettu maahan. 5 'pylväiden alaosassa on vaakasuorat 8 "neliönmuotoiset metallilevyt. Niiden on mahdotonta tuulen nostaa maasta. Olen juuri onnekas löytäessäni 5" pylväät, enkä voi lisätä linkkiä niihin.

Näin matalalle asennetut paneelit on helppo puhdistaa.

Nämä aurinkopaneelit on kytketty releeseen alkaen 30 jalan 8 awg: n jatkojohdolla ja vielä 30 metrin 10 awg: n kaapelilla.

Vaihe 2: Itäpuolen paneelit

Tässä on vielä 4 12v 100watt aurinkopaneelia itäpuolella noin klo 15.30. Ne asennettiin 18.10.20.

Paneelit asennetaan kannelle vaakasuoralla satelliittiantennin kiinnityspylväällä ja sitten käyttämällä kahta 12 jalan 1,5 tuuman sauvaa, solmukääreitä ja joitakin tuhkakappaleita, joissa on tiilikappaleet lopussa (katso kuvat).

Kaapelit länsipuolelle maksavat lähes yhtä paljon kuin aurinkopaneeli! Halusin kokeilla jotain halvempaa 50 jalan itäpuolen kaapeleille. Muistin tämän temppun youtube -videosta, joka koski tavallisten jatkojohtojen käyttöä, päiden katkaisemista ja kolmen johdon yhdistämistä. Käytin siis 100 jalan jatkojohtoa ja se toimii hyvin. Johdon koko oli lopulta noin 10 gauge molemmille tekemilleni 50 jalan kaapeleille. Kun paneeleista tulee korkeampi jännite (80v), tämän kokoisen johdon tulisi olla o.k. ilman suuria menetyksiä toistaiseksi. Käytin tätä 9 In 12AWG -sovitinpakettia 50 jalan johtimien päiden liittämiseen aurinkopaneeleihin kierreliittimillä.

Vaihe 3: Aurinkosäätimet ja rele - Itä- ja länsipuolen paneelien vaihtaminen

Aurinkosäätimet:

Main 40 Amp Epever aurinkosäädin Tämä ohjain on tarkoitettu 24 voltin 100AH akun lataamiseen. Tässä säätimessä on enintään 150 voltin aurinkopaneelin tulojännite. Paneelin suurin tuloteho on 1 200 (nyt tämän järjestelmän raja).

Toissijainen 40 ampeerin Epever -aurinkosäädin Tämä ohjain on tarkoitettu 24 voltin 35 Ah: n akun lataamiseen. Laturissa on enintään 100 voltin aurinkopaneelitulo (nyt tämän järjestelmän raja) ja suurin tuloteho on 1 500. On myös tuuliturbiini, jonka ohjain auttaa lataamaan tämän akun.

Rele:

Puolet DPDT (kaksinapainen kaksoisheitto) -releestä käytetään vaihtamaan 4 itäisen ja 4 länsisen aurinkopaneelin välillä ja yhdistämään ne pääohjaimeen. Releen toinen puoli kytkee aurinkopaneelit toissijaiseen ohjaimeen. Kytkentäaika on nyt asetettu kullekin viikonpäivälle seuraavasti:

Klo 7.00–12.00 Digitaalinen ajastin kytkee päälle 80 AMP -RELEEN, joka yhdistää/kytkee itäpuolen 4 paneelia päälatausohjaimeen (ja 24 voltin 100 Ah: n akkuyksikköön). Huomautus: Rele kuluttaa järjestelmästä noin 6 wattia tehoa näiden 6 tunnin aikana. 4 länsipuolen paneelia kytketään myös toissijaiseen lataussäätimeen (lataa 24 V: n 35 Ah: n akku). Länsipaneelien lataustehon pitäisi olla hyvä kello 10–13. 12–7 Digitaalinen ajastin sammuttaa RELEEN, joka yhdistää/kytkee länsipuolen 4 paneelia päälatausohjaimeen. Rele ottaa nyt nollavirtaa järjestelmästä. 4 itäpaneelia kytketään myös toissijaiseen lataussäätimeen. Pitäisi ladata hyvin vielä 2 tuntia (13.00-15.00).

Katso kytkennätiedot relekuvasta sekä pääpiirikaavio vaiheessa 9.

Negatiiviset johdot idän ja lännen aurinkopaneelijonoista sidotaan yhteen ja menevät katkaisukytkimeen ennen liittämistä aurinkosäätimien negatiivisiin tuloihin. Minulla oli negatiivinen katkaisukytkin paikallaan ja lisäsin sen vain. Tämä ei näy pääpiirustuksessa. Kaikkien korkean vahvistimen tyyppisten kytkimien pitäisi toimia hyvin, mutta niitä ei tarvita.

Vaihe 4: 24 voltin 100 Ah: n pääakku ja invertteri

Tällä hetkellä pääakku koostuu kahdesta sarjaan sijoitetusta x 12 voltin 100AH -paristosta, jotka muodostavat 24 voltin 100AH -akun. 24 voltin 2000 watin invertteriä käytetään jääkaapin, pakastimen, tietokoneiden tai mikroaaltouunin virransyöttöön. Invertterin ja pääakun välillä on 100 ampeerin sulake. Näille 120vac -kohteille automaattisen siirtokytkimen irrotus jatkuu.

Järjestelmä käyttää suljettuja paristoja, eikä siitä saa vuotaa vetykaasua. Minulla oli CO2 -ilmaisin ja olen lukenut, että he havaitsevat myös vetykaasua, joten asensin sen. Ilmanvaihtojärjestelmä lisätään pian.

Vaihe 5: Pääasiallisen 24 voltin 100 Ah: n akkupankin säästäminen matalajännitteeltä

Spartanin 50A 5500 watin automaattinen siirtokytkin on noin 115 dollaria. Olisi myös hauskaa rakentaa sellainen.

Voit esiasettaa akun alhaisen jännitteen tason katkaisemaan automaattisesti kaiken 2000 watin invertterin käyttämän virran. Se vaihtaa sitten ilmastointilaitteiden virran verkkovirtaan varmistaen, että säästämme paristot tyhjenemästä vaaratason yli. Et voi huomata välitöntä vaihtamista.

Tämä laite antaa akkujen latautua korkeimmalle tasolle ennen kuin se palaa uudelleen akkuvirtaan. Laite kuluttaa jatkuvasti 6 wattia tehoa, kun se kytketään taajuusmuuttajan virransäästötilaan.

Se on helppo kytkeä. Kytke vain invertteri tuloon, jossa on merkintä "invertteri". Liitä laitteet, jotka normaalisti olisi kytketty invertteriin, "lähtö" -osaan. Kytke talon sähkövirta "julkinen sähkö" -osaan. Kytke lopuksi aurinkokuntasi pääakku (sulakkeen jälkeen) "akku" -osioon. Kaikki kolme ilmastointialuetta yhdistetään toisiinsa erillisellä minikiskolla. Katso pääpiirikaavio.

Vaihe 6: Toissijainen 24v 35AH akku. Tuuliturbiinin ja aurinko- tai tuulikytkimen lisääminen

Tämän aurinkokunnan toissijainen aurinkosäädin ja 24v 35AH -akku pitävät aurinkopaneelit koko ajan käytössä. Itä/länsi -kokoonpanon vuoksi suurin osa aurinkopaneelin virrasta menee 100AH: n akkupankkiin ja vähemmän virtaa 35AH: n akkupankkiin (joka tarvitsee vähemmän). 35 Ah: n akku voidaan kytkeä tuulivoimaan kaikkina ruuhka-aikoina.

Ilmastointi-tuuliturbiini lisättiin pääasiassa pahimman mahdollisen skenaarion vuoksi pitkistä sähkökatkoista ja paljon pilvisiä päiviä. Tuulivoiman pitäisi riittää pitämään matkapuhelimet ja kannettavat tietokoneet ladattuna sekä muutama 12 voltin laite (radio, televisio ja valot) käynnissä.

Amazonin 130 dollarin Yaegarden 400 W: n tuuliturbiinisarja ohjaimella näytti hyvältä kaupalta pienen tutkimuksen jälkeen. Sen mukana tulee 12v / 24v akun lataussäädin.

Käytin kulmapidikettä turbiinin kiinnittämiseen napaan. Voit irrottaa pääantennin keskiosan tästä kiinnikkeestä ja käyttää tätä reikää ruuvaamalla johonkin turbiinin kiinnitysympyrän neljästä reiästä (katso kuvia).

Järjestelmäkaapin yläosassa on videomonitori, joka on liitetty tuuliturbiiniin osoitettuun kameraan. On hienoa nähdä, mitä tapahtuu turbiinin nopeudella, kun katsot metrejä. On myös hauskaa nähdä tauko toiminnassa.

Vaihda aurinko- tai tuulilatauskäytöstä puolet DPDT -veitsikytkimestä. Aurinkolaturin ja tuulenohjaimen/-laturin maadoitusjohdot on kytketty järjestelmän päävirtakiskoon

On hyvä olla taukojärjestelmä, joka pitää terät pyörimässä, kun turbiini ei lataa akkuja.

TPDT -kytkintä käytetään siirtymään toimintatilasta taukotilaan. Tämä tehdään ensin kytkemällä tuuliturbiinista tulevat 3 ilmastointilaitteen johdinta kytkimen yhteiseen osaan. Katkos (kolme 100 watin 10 ohmin vastusta) on kytkimen A -puolella ja tuulenohjain on kytkimen B -puolella.

Vaihe 7: 12 voltin sulakerasia, akkupankkikytkin ja 24–12 voltin muunnin

Puolet DPDT -kytkimestä ohjaa virtaa joko 24 V: n 100 AH: n pääakku- tai toissijaisesta 24 V: n 35 AH: n akusta 24 voltin 12 voltin tasavirtamuuntimeen.

Muuntimen 12 voltin lähtö on kytketty 12 voltin sulakerasian tuloon.

12 voltin virranjakelua varten on tällä hetkellä kolme pienpiiriprojektirasiaa, joissa on digitaaliset voltimittarit sekä banaanityyliset liittimet, jotka kulkevat sulakerasiasta. Poltin jo yhden sulakkeen. Sulakkeet on aina hyvä olla!

Tässä on kuva riviliittimestä, joka on kytketty 12 voltin koteloon banaaniliittimillä. Piirilevy on 12 voltin äänivahvistin TV -järjestelmään. Releen digitaalinen ajastin on myös kytketty sulakerasiaan.

Vaihe 8: Toissijaisen akkupankin säästäminen alijännitteeltä

24v 35AH -paristopankissa tarvitaan vain kaksi esinettä oman alijännitesuojalaitteen rakentamiseen.

1. TeOhk XY-CD60 litiumakun latauksen purkaussäädin. HUOMAUTUS* tämän laitteen kytkentäkaavion tarra on väärä. Avaa se ja katso piirilevyn merkinnät.

2. Suuritehoinen säännöllinen rele tai puolijohderele.

Kun TeOhk XY-CD60 -ohjain havaitsee esiasetetun matalan jännitteen, se laukaisee releen irrottamaan akun kaikista kuormista. Katso pääpiirikaavio.

Jos käytät litiumakkuja, voit antaa niiden tyhjentyä noin 80%: iin (mielestäni). Mutta jos käytät AGM/suljettuja tai lyijyhappotyyppejä, älä koskaan anna paristojen laskea alle 50%. Olen lukenut, että 12 voltin suljetut paristot eivät saa laskea alle 11,2 voltin (22,4 V kahdelle sarjassa olevalle paristolle).

Vaihe 9: Pääpiirikaavio

Erityinen käsin piirretty piirikaavio.

Vaihe 10: Sunrise to 14pm East-West Panel Switch Test

Ulkona tulee mahtava päivä. 54 astetta nyt kello 8. Aurinko nousee tänään kello 6.58.

Tuuli on melko voimakas. Tällä hetkellä 24v 35AH akku on 25,4 voltin jännitteellä. Pidämme tuuliturbiinin päällä koko akkupankin koko päivän ja katsomme kuinka se on myöhemmin. [Päättyi 26,0 voltin jännitteeseen]

14.11.20, pääjärjestelmä (24v 100AH akku)

Itä / länsi manuaalinen kytkentäkoe:

8.00 testi. Kun aurinkosäädin on kytketty itäpuolelle, lukema on 27,6 V @ 1,5 ampeeria tai 41 wattia.

Jos vaihdan ohjaimen manuaalisesti länsipaneeleihin, lukema on vain 27,5 V @.1 ampeeria tai 2,75 wattia.

Testitulokset koko päivän:

8:00 >> itä = 41 wattia länsi = 2,75 wattia

9:00 >> itä = 78 wattia länsi = 7 wattia

11:00 >> itä = 120 wattia länsi = 80 wattia

12:18 pm >> itä 99 wattia länsi 105 wattia

14:00 >> itä 153 wattia länsi 168 wattia

Haluamme, että pääakku käyttää aina suurinta tehoa. Joten näyttää siltä, että joskus noin klo 12 on hyvä sulkea rele ja vaihtaa länsipaneeleihin

Vaihe 11: Auringonlasku - jännitetaso

4 -sarjan langallisilla aurinkopaneeleilla akut latautuvat lähes auringonlaskuun asti. Saimme noin 26 volttia länsipaneeleista, kun tämä kuva otettiin (ei paljon virtaa).

Äänestä tätä projektia akkukäyttöisessä kilpailussa.

Kiitos!

Joe