Офис с батерии. Слънчева система с автоматично превключване на слънчеви панели Изток/Запад и вятърна турбина: 11 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:49

Проектът:

Офисът от 200 квадратни фута трябва да се захранва от батерии. Офисът трябва също да съдържа всички контролери, батерии и компоненти, необходими за тази система. Слънчевата и вятърната енергия ще зареждат батериите. Съществува лек проблем само с възможностите за закрепване на запад и изток на земята за слънчевите панели с къща, изравнена север/юг директно между панелите. Ориентацията на къщата причинява много сянка както на източната, така и на западната страна през целия ден.

Основната батерия на системата (24v 100AH) преодолява проблема със сенките и се зарежда с помощта на слънчева енергия от изгрев до залез за хладилник, фризер и компютър. По -малката батерия на вторичната батерия (24V 35AH) се зарежда от същите слънчеви панели (в сянка и пиково време на слънцето) плюс вятърна турбина. По -малката банка батерии е за 12 -волтови монитори/камери, телевизия, светлини и вентилатори.

Тази инструкция ще се фокусира главно върху 4 ключови точки:

1. Източна и западна конфигурация на слънчевия панел - две вериги панели, които ще имат различни нива на напрежение в зависимост от времето на деня и един начин за преодоляване на този проблем.2. Защита на батерията. Използване на превключвател за автоматично прехвърляне и как да изградите свой собствен с два прости компонента за защита срещу изтощаване на батериите. Добавяне на вятърна турбина към слънчева система в случай на дълги периоди без слънчеви дни. Инсталиране на цялата система за управление и батерии в офиса. Използваната площ е 2,6 квадратни фута.

Части:

2 x 100 AH батерии Основна банка батерии - Закачена последователно, правеща 24 волта @ 100AH, използвайки шина за всички отрицателни връзки

2 x 35AH батерии Вторична банка батерии - Закачена последователно, правеща 24 волта @ 35AH, използвайки шина за всички отрицателни връзки

24 -волтов инвертор 2000 ватов инвертор за работа на 120 вакуумни уреди

6 -калибров проводник, преминаващ от основната батерия към предпазителя от 100 ампера и отрицателната шина

100 Amp предпазител за между инвертора и 24v батерия

Автоматичен превключвател за трансфер за защита на батерията 24v 100AH от ниско напрежение

Слънчев контролер 40 ампера, 1200 вата, 150 волта макс pv вход

2 -ри соларен контролер За 24 -волтова 35AH батерия 100 волта макс pv вход

Слънчевите панели 8 от тях биха били по същество същите като в тази система

Кабелите с конектори са скъпи, но лесно се свързват за по -къси разстояния (10 awg)

8 awg удължител с конектори са скъпи, но лесно се свързват за по -дълги разстояния (8 awg)

Панелни конектори, за да направите свои собствени кабели

Реле Изток/Запад за превключване между двата низа на слънчевия панел

Цифров таймер за управление на релето Изток/Запад

Твърдо състояние реле, за да направите свой собствен превключвател за изтощена батерия (за батерията 35AH)

Устройство за защита от ниско напрежение за управление на релето в твърдо състояние (защита на 35AH бат)

24 -волтов преобразувател към 12 волта, за да захранва 12 -волтовите елементи от основните батерии на 24v батерии, ако е необходимо

DPDT превключвател с нож x 2 за насочване коя банка батерии е свързана към 12 -волтовата кутия с предпазители и за превключване между вятър и слънчева енергия за 24v 35AH батерия.

12 -волтова предпазителна кутия за разпределение и защита на всички 12 -волтови устройства

Тел за свързване 10 габарит заедно с друга ролка тел, която преди това имах

Инструмент за кримпване заедно с уши за създаване на много кабели с персонализирана дължина. Трябваше да има различен комплект уши

Вятърна турбина за дълги периоди без слънце при прекъсване на захранването - свързана към 24v 35AH батерия с 2 -ри соларен контролер

Превключвател с нож TPDT за системата за счупване на вятърната турбина, използващ 3 резистора за прекъсване

2 дървени шкафа за аудио стелажи за основните компоненти на цялата система, поддържащи отпечатъка на краката до 2,6 квадратни фута. Използвах ги от много отдавна.

4 капаци от плексиглас за вътрешните компоненти на системата. Тези бяха използвани от много отдавна.

Стъпка 1: Панелите от западната страна

Първите 4 панела бяха инсталирани преди няколко месеца от западната страна.

Това са 12 -волтови 100 -ватови панели Renogy. Понастоящем те не са налични, но за справка бяха в Amazon.

Часът на деня на снимката с котката Чарли е около 15:40. Слънчевите панели са обвити с два 12 'полюса. Тези два 12 'стълба са монтирани на палубата, първо чрез пробиване на два отвора отстрани на палубата, след това плъзгане на стълбовете в отворите на палубата. Другите краища на 12 'стълбовете са закрепени към два по -къси 5' стълба, засадени в земята. В долната част на 5 'полюсите са разположени хоризонтални 8 квадратни метални плочи. Те са невъзможни за вятъра да се издигне от земята. Току -що имах късмет да намеря 5' полюсите и не мога да добавя връзка към тях.

Почистването на панелите, монтирани толкова ниско, е много лесно.

Тези слънчеви панели са свързани към релето, започвайки с 30 фута от 8 awg удължителен проводник, плюс още 30 фута от 10 awg кабел.

Стъпка 2: Панелите от източната страна

Ето още 4 12V 100watt слънчеви панела от източната страна около 15:30 часа. Те са инсталирани на 18.10.20.

Панелите са монтирани на палубата с хоризонтален стълб за монтиране на сателитна чиния и след това с помощта на два 12 фута 1.5 стълба, опаковки за вратовръзка и някои блокове от шлака с тухлени парчета в самия край (вижте снимките).

Кабелите за западната страна струват почти колкото слънчев панел! Исках да опитам нещо по -евтино за 50 -футовите кабели от източната страна. Спомних си този трик от видеоклип в YouTube за използването на обикновени удължители, отрязване на краищата и свързване на трите жични кабела заедно. И така, използвах удължителен кабел от 100 фута и работи добре. Размерът на проводника в крайна сметка беше около 10 габарита за двата кабела от 50 фута, които направих. При по -високо напрежение (80v), идващо от панелите, този размер проводник трябва да бъде o.k. без много загуби за сега. Използвах този комплект адаптер 9 In 12AWG за свързване на краищата на 50 -футовите проводници към слънчевите панели с усукване на конектори.

Стъпка 3: Слънчевите контролери и реле - Превключване на източните и западните панели

Слънчевите контролери:

Основният 40 Amp Epever слънчев контролер Този контролер е за зареждане на 24v 100AH батерия. Този контролер има 150 волта максимално входно напрежение на слънчевия панел. Максималната входна мощност на панела е 1, 200 (сега границата за тази система).

Вторичният 40 Amp Epever слънчев контролер Този контролер е за зареждане на 24v 35AH батерия. Зарядното устройство има максимален вход от 100 волта на слънчевия панел (сега границата за тази система) и максимална входна мощност 1, 500. Има и вятърна турбина с контролера, която помага за зареждането на тази батерия.

Релето:

Половината от релето DPDT (двуполюсно двойно хвърляне) се използва за превключване между 4 източни и 4 западни слънчеви панела, като ги свързва с главния контролер. Другата половина на релето превключва слънчевите панели за вторичния контролер. Ето какво е настроено времето за превключване за всеки ден от седмицата:

7:00 до 12:00 ч. Цифровият таймер включва 80 AMP РЕЛЕ, което свързва/превключва 4 панела от източната страна към главния контролер за зареждане (и 24v 100AH батерия). Забележка: Релето черпи около 6 вата мощност от системата за тези 6 часа. 4 -те западни странични панели също се превключват към вторичния контролер на зареждане по това време (зареждане на батерията 24v 35AH). Трябва да има добра мощност на зареждане от 10 до 13 ч. От западните панели. Релето вече поема нулева мощност от системата. По това време 4 -те източни панела също се превключват към Вторичния контролер за зареждане. Трябва да е добро зареждане за още 2 часа (от 13:00 до 15:00 часа).

Вижте картината на релето за информация за окабеляване плюс основната електрическа схема в стъпка 9.

Отрицателните проводници от източните и западните нишки на слънчевия панел са свързани заедно и преминават към прекъсвач, преди да се свържат към отрицателните входове на слънчевите контролери. Наложих превключвателя за отрицателно изключване и просто го добавих. Това не е отразено в основния чертеж. Всеки тип превключвател с висок усилвател трябва да работи добре, но не е необходим.

Стъпка 4: 24Volt 100AH основна батерия и инвертор

Понастоящем основната батерийна батерия се състои от две серийни батерии 100AH x 12 волта, което прави 24 -волтова батерия 100AH. 24v 2000 ватов инвертор се използва за захранване на хладилник, фризер, компютри или микровълнова фурна. Между инвертора и основната батерия има предпазител от 100 ампера. За тези артикули от 120 вакса има разклонител, който излиза от превключвателя за автоматично прехвърляне.

Системата използва запечатани батерии и не трябва да изпуска водороден газ. Имах детектор на CO2 и прочетох, че те също ще открият водороден газ, затова го инсталирах. Скоро ще бъде добавена вентилационна система.

Стъпка 5: Запазване на основната 24 -волтова батерия 100AH от ниско напрежение

Автоматичният превключвател 50A 5500 Watt от Spartan е около 115 долара. Би било забавно и да се построи такъв.

Можете предварително да зададете ниското ниво на напрежение на батерията с това, за да намалите автоматично цялата мощност, използвана от инвертора 2000 вата. След това превключва захранването на артикулите от климатика към захранване от мрежата, като гарантира, че ще спасим батериите от изтощаване над нивото на опасност. Не можете да забележите моменталното превключване.

След това устройството ще остави батериите да се заредят до зададена висока точка, преди отново да се върне към захранването на батерията. Устройството постоянно черпи 6 вата мощност при превключване в режим на захранване на инвертора.

Лесно е да се свържете. Просто свържете инвертора към входа с надпис „инвертор“. Свържете уредите, които обикновено биха били свързани към вашия инвертор, към секцията "изход". Свържете домашното си захранване към секцията „обществено захранване“. И накрая, свържете основната си батерийна батерия (след предпазителя) към секцията „батерия“. И трите основания на климатика се свързват заедно на отделна мини шина. Вижте основната електрическа схема.

Стъпка 6: Вторичната 24v 35AH батерийна банка. Добавяне на вятърна турбина и превключвател за слънчева или вятърна

Вторичният слънчев контролер на тази слънчева система и 24V 35AH батерия поддържат слънчевите панели в употреба през цялото време. Поради конфигурацията изток/запад, по -голямата част от мощността на слънчевия панел отива в батерията на 100AH, а по -малко енергия отива в батерията на 35AH (която се нуждае от по -малко). Батерията с 35AH батерия може да се превключи на вятърна енергия през цялото време на слънцето извън пиковите часове.

Вятърната турбина с климатик е добавена главно за най-лошия сценарий на дълги прекъсвания на електрозахранването и много облачни дни. Трябва да има достатъчно вятърна енергия, за да могат мобилните телефони и лаптопите да се зареждат заедно с няколко 12 -волтови артикула (радио, телевизия и светлини).

Комплектът за вятърни турбини Yaegarden от 400 долара с контролер от Amazon изглеждаше като добра сделка след малко проучване. Той идва с контролер за зареждане на батерията 12v / 24v.

Използвах ъглова скоба, за да помогна за монтирането на турбината към стълб. Можете да премахнете основната централна част на антената от тази скоба и да използвате този отвор за закрепване към един от 4 -те отвора на кръглата част на турбината (вижте снимките).

В самия връх на системния шкаф има видеомонитор, свързан с камера, насочена към вятърната турбина. Страхотно е да видите какво се случва със скоростта на турбината, докато гледате измервателните уреди. Също така е забавно да видите прекъсването в действие.

За да превключите от режим на зареждане на слънце или вятър, се използва половината от превключвател с DPDT нож. Заземяващите проводници на слънчевото зарядно устройство и регулатора на вятъра/зарядното устройство са свързани към заземяващите шини на основната система

Добре е да имате система за прекъсване, за да не се въртят лопатките, когато турбината не зарежда батериите.

Превключвателят TPDT се използва за преминаване от режим на работа към режим на прекъсване. Това се прави първо чрез свързване на 3 A/C проводника, идващи от вятърната турбина, към общата секция на превключвателя. Прекъсването (три 100 вата 10 ома резистора) е от страната A на превключвателя, а контролерът на вятъра е от страната B на превключвателя.

Стъпка 7: 12 -волтовата кутия с предпазители, превключвател на батерията и преобразувател 24v в 12v

Половината от превключвател DPDT насочва захранването от основната 24v 100AH батерийна батерия или вторичната 24v 35AH батерийна батерия към 24 -волтовия до 12 -волтов DC преобразувател.

12 -волтовият изход на преобразувателя е свързан към входа на 12 -волтовата кутия с предпазители.

За да се разпредели 12 -волтовата мощност, понастоящем има три малки проектни кутии с инсталирани цифрови волтомери, заедно с жакове в стил банан, работещи от кутията с предпазители. Вече изгорих един предпазител. Винаги е добре да има предпазители!

Ето снимка на клемната колона, свързана към 12 -волтовата кутия с бананови щепсели. Платката е 12 -волтов аудио усилвател за телевизионната система. Цифровият таймер за релето също е свързан към кутията с предпазители.

Стъпка 8: Спасяване на вторичната батерия от ниско напрежение

За банката батерии 24v 35AH са необходими само два елемента, за да изградите свое собствено устройство за защита на батерията под напрежение.

1. Контролерът за зареждане на литиева батерия TeOhk XY-CD60. ЗАБЕЛЕЖКА* Стикерът на електрическата схема на това устройство е грешен. Отворете го и погледнете маркировките на платката.

2. Редовно реле с високо усилване или твърдо реле.

Когато контролерът TeOhk XY-CD60 открие предварително зададено ниско напрежение, той ще задейства релето да изключи батерията от всички товари. Вижте основната електрическа схема.

Ако използвате литиеви батерии, можете да ги оставите да се изтощят до около 80% (мисля). Но ако използвате батерии тип AGM/Sealed или оловно -кисели, никога не трябва да оставяте батериите да паднат под 50%. Четох да не позволявам на 12 -волтови запечатани батерии да паднат под 11,2 волта (22,4 волта за две батерии последователно).

Стъпка 9: Основна електрическа схема

Специална ръчно изтеглена електрическа схема.

Стъпка 10: Тест за превключване на панел Изток-Запад от изгрев до 14:00 часа

Навън ще бъде страхотен ден. 54 градуса в 8 часа сутринта. Изгревът днес беше в 6:58 ч.

Вятърът е доста силен. В момента 24V 35AH батерия е на 25,4 волта. Ще държим вятърната турбина включена за тази батерия цял ден и ще видим как е по -късно. [Завърши при 26,0 волта]

11/14/20, Основна система (24v 100AH Батерия)

Изпит за ръчно превключване на изток / запад:

8:00 сутринта тест. При превключване на слънчевия контролер на източната страна, показанията са 27,6v при 1,5 ампера или 41 вата.

Ако ръчно превключвам контролера към западните панели, получаваме само показания от 27.5v @.1 ампера или 2.75 вата.

Резултатите от теста през целия ден:

8:00 ч. >> изток = 41 вата запад = 2.75 вата

9:00 ч. >> изток = 78 вата запад = 7 вата

11:00 ч. >> изток = 120 вата запад = 80 вата

12:18 ч. >> изток 99 вата запад 105 вата

14:00 ч. >> изток 153 вата запад 168 вата

Искаме основната банка батерии да използва страната с най -висока мощност по всяко време. Така че изглежда около 12:00 е добре да изключите релето и да преминете към западните панели

Стъпка 11: Залез - Ниво на напрежение

С кабелните слънчеви панели от 4 -та серия батериите ще се зареждат почти до залез слънце. Получавахме около 26 волта от западните панели, когато беше направена тази снимка (не е много актуална).

Моля, гласувайте за този проект в конкурса за захранване с батерии.

Благодаря!

Джо