משרד המופעל באמצעות סוללות. מערכת שמש עם החלפת רכב מזרח/מערב פאנלים סולאריים וטורבינת רוח: 11 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:11

הפרויקט:

משרד בגודל 200 מ ר צריך להיות מופעל באמצעות סוללה. המשרד חייב להכיל גם את כל הבקרים, הסוללות והרכיבים הדרושים למערכת זו. אנרגיה סולארית ורוח תטעין את הסוללות. קיימת בעיה קלה שיש רק אפשרויות הרכבה קרקעיות מערביות ומזרחיות עבור הפאנלים הסולאריים כאשר בית מיושר צפונה/דרום ישירות בין הפנלים. אוריינטציית הבית גורמת להרבה צל על לוחות הצד המזרחיים והמערביים לאורך כל היום.

בנק הסוללות הראשי של המערכת (24v 100AH) מתגבר על בעיית הצללים ונטען באמצעות אנרגיה סולארית מזריחה עד שקיעה למקרר, מקפיא ומחשב. בנק הסוללות המשני הקטן יותר (24V 35AH) נטען על ידי אותם פאנלים סולאריים (בצל ובזמן שיא שיא) בתוספת טורבינת רוח. בנק הסוללות הקטן יותר מיועד למסכי מערכת אבטחה/מצלמות של 12 וולט, טלוויזיה, אורות ומאווררים.

מדריך זה יתמקד בעיקר ב -4 נקודות מפתח:

1. תצורה של פאנלים סולאריים מזרחיים ומערביים - שתי מחרוזות של פאנלים בעלי רמות מתח שונות בהתאם לשעות היום ודרך אחת להתגבר על בעיה זו.2. הגנת סוללה. שימוש במתג העברה אוטומטי וכיצד לבנות משלך עם שני רכיבים פשוטים להגנה מפני סוללות שנגמרות. הוספת טורבינת רוח למערכת השמש במקרה של תקופות ארוכות של ימים ללא שמש. התקנת כל מערכת הבקר והסוללות בתוך אזור המשרד. שטח הרצפה המשמש הוא 2.6 רגל רבועה.

חלקים:

2 x 100 סוללות AH בנק הסוללות הראשי - מחובר בסדרה ועושה 24 וולט @ 100AH באמצעות מוט לכל כל החיבורים השליליים

2 x סוללות 35AH בנק סוללות משני - מחובר בסדרה ועושה 24 וולט @ 35AH באמצעות מוט לכל כל החיבורים השליליים

מהפך 24 וולט מהפך 2000 וואט להפעלת 120 מכשירי ואקום

חוט 6 מד פועל מבנק הסוללות הראשי אל הפתיל של 100 אמפר והסיר השלילי

נתיך 100 אמפר בין המהפך לבנק הסוללות 24V

מתג העברה אוטומטי להגנה על בנק הסוללות של 24V 100AH מרמות מתח

בקרת שמש 40 אמפר, 1200 וואט, כניסת PV מקסימלית של 150 וולט

בקר סולארי שני לבסיס הסוללות של 24 וולט 35AH 100 וולט מקסימום pv

פאנלים סולאריים 8 מתוכם יהיו זהים בעצם למערכת זו

חוט עם מחברים יקר אך קל להתחבר למרחקים קצרים יותר (10 awg)

הארכת 8 awg עם מחברים יקרים אך קלים לחיבור למרחקים ארוכים יותר (8 awg)

מחברי פנלים ליצירת כבלים משלכם

ממסר מזרח/מערב למעבר בין שני מיתרי הפאנל הסולארי

טיימר דיגיטלי לשליטה בממסר מזרח/מערב

ממסר מצב מוצק להכנת מתג ניתוק סוללה חלש משלך (עבור באט 35AH)

מכשיר להגנה על מתח נמוך לשליטה בממסר מצב מוצק (הגנה על באט 35AH)

ממיר 24 וולט עד 12 וולט להפעלת פריטי 12 וולט מבנק הסוללות הראשי של 24 וולט במידת הצורך

מתג סכין DPDT x 2 לכוון איזה בנק סוללות מחובר לקופסת הנתיכים של 12 וולט ולחלוף בין רוח לשמש עבור בנק הסוללות של 24v 35AH.

תיבת נתיכים של 12 וולט להפיץ ולהגן על כל התקני 12 וולט

חוט חיבור של 10 מד יחד עם גליל חוט נוסף שהיה לי בעבר

כלי לחיצה יחד עם זיזים ליצירת הרבה כבלים באורך מותאם אישית. היה צריך לקבל סט אחר של זיזים

טורבינת רוח לתקופות ארוכות ללא שמש בהפסקת חשמל - מחוברת לבנק הסוללות של 24V 35AH עם בקר סולארי שני

מתג סכין TPDT למערכת שבירת טורבינות הרוח באמצעות 3 נגדים להפסקה

2 ארונות מדפי שמע מעץ לכל המרכיבים העיקריים של המערכת השומרים על טביעת הרגל עד 2.6 רגל מרובעת. השתמשתי בהם כאלו מזמן.

4 כיסויי פרספקס לרכיבי המערכת הפנימיים. השתמשו באלה כבר מזמן.

שלב 1: לוחות הצד המערבי

4 הלוחות הראשונים הותקנו לפני מספר חודשים בצד המערבי.

אלה לוחות 12 וולט 100 וואט של רנוגיה. כרגע הם אינם זמינים, אך לעיון הם היו באמזון.

השעה ביום בתמונה עם צ'רלי החתול היא בסביבות 15:40. הלוחות הסולאריים קשורים עטופים לשני מוטות בגודל 12 '. שני מוטות 12 'אלה מותקנים על הסיפון, תחילה על ידי קידוח שני חורים בצד הסיפון, ולאחר מכן החלקת הקטבים לתוך חורי הסיפון. הקצוות האחרים של מוטות 12 'מוברגים לשני מוטות 5' קצרים יותר הנטועים באדמה. בחלק התחתון של מוטות 5 'יש לוחות מתכת מרובעים בגודל 8 אינץ'. לא ייתכן שהרוח תרים מהאדמה. פשוט הצלחתי למצוא את מוטות 5 'ולא ממש יכול להוסיף קישור אליהם.

קל מאוד לנקות את הלוחות המותקנים כל כך נמוך.

פאנלים סולאריים אלה מחוברים לממסר החל מחוט הארכה של 8 רגל של 8 וואט, ועוד כבל של 10 רגל של 10 רגל.

שלב 2: הלוחות המזרחיים

להלן עוד 4 פאנלים סולאריים של 12 וואט 100 וואט בצד המזרחי בערך בשעה 15:30. הם הותקנו ב- 18/10/20.

הלוחות מותקנים על הסיפון בעזרת מוט הרכבה אופקי לצלחת לווין ולאחר מכן באמצעות שני מוטות בגודל 12 רגל בגובה 1.5 רגל, עטיפות עניבה וכמה בלוקים עם בלוקים בסוף (ראו תמונות).

הכבלים בצד המערבי עולים כמעט כמו פאנל סולארי! רציתי לנסות משהו זול יותר עבור כבלי הצד המזרחי בגובה 50 רגל. זכרתי את הטריק הזה מסרטון יוטיוב על שימוש בכבלי הארכה רגילים, חיתוך הקצוות וקשירת שלושת מוליכי החוטים יחד. אז, השתמשתי בכבל מאריך 100 רגל וזה עובד מצוין. גודל החוט בסופו של דבר היה בערך 10 מד לשני כבלי 50 הרגל שעשיתי. כאשר המתח הגבוה יותר (80v) מגיע מהפנלים, חוט גודל זה צריך להיות בסדר ללא אובדן גדול מדי לעת עתה. השתמשתי בערכת מתאם 9 ב 12AWG זו כדי לחבר את קצות החוטים 50 רגל ללוחות הסולאריים עם טוויסט על מחברים.

שלב 3: בקרי השמש והממסר - החלפת הלוחות המזרחיים והמערביים

בקרי השמש:

בקר השמש הראשי 40 אמפר Epever בקר זה מיועד לטעינת בנק הסוללות 24v 100AH. לבקר זה יש מתח כניסה מרבי של פאנל סולארי של 150 וולט. הספק הכניסה המרבי של הלוח הוא 1, 200 (כעת הגבול למערכת זו).

בקר סולארי 40 אמפר Epever בקר זה מיועד לטעינת בנק הסוללות 24v 35AH. למטען יש כניסת פאנל סולארי מרבי של 100 וולט (כיום הגבול למערכת זו) והספק כניסה מרבי של 1, 500. יש גם טורבינת רוח עם הבקר שלה המסייע להטעין את בנק הסוללות הזה.

הממסר:

מחצית ממסר ה- DPDT (כפול מוט כפול לזרוק) משמש למעבר בין 4 הפאנלים הסולאריים המזרחיים ל -4 המערביים, ומחבר אותם לבקר הראשי. החצי השני של הממסר מחליף את הפאנלים הסולאריים לבקר המשני. להלן מה נקבע זמן ההחלפה כעת, לכל ימות השבוע:

7: 00-12: 00 הטיימר הדיגיטלי מפעיל את ה- 80 AMP RELAY המחבר/מעביר את הצד 4 המזרחי לבקר הטעינה הראשי (ובנק הסוללות של 24v 100AH). הערה: הממסר שואב כ- 6 וואט מהמערכת למשך 6 השעות האלה. 4 הלוחות בצד המערבי מועברים גם לבקר הטעינה המשנית בשלב זה (טעינת בנק הסוללות של 24v 35AH). צריך להיות כוח טעינה טוב בין השעות 10: 00-13: 00 מהפאנלים המערביים. הממסר לוקח כעת אפס כוח מהמערכת. 4 הלוחות המזרחיים מועברים גם לבקר הטעינה המשנית בשלב זה. אמור להיות טעינה טובה לשעתיים נוספות (13:00 עד 15:00).

עיין בתמונת הממסר למידע על חיווט בתוספת תרשים המעגל הראשי בשלב 9.

החוטים השליליים מחוטי הפאנל הסולרי המזרחי והמערבי נקשרים זה לזה ועוברים למתג ניתוק לפני שהם מתחברים לתשומות השליליות של בקרי השמש. מתג הניתוק השלילי היה מונח ורק הוספתי אותו. זה לא בא לידי ביטוי בציור הראשי. כל סוג מתג גבוה אמור לעבוד מצוין אך אין בו צורך.

שלב 4: בנק סוללות ראשי 24 וולט 100AH וממיר

נכון לעכשיו, בנק הסוללות הראשי מורכב משתי סוללות x 12 וולט 100AH בסדרות היוצרות בנק סוללות של 24 וולט 100AH. מהפך 24 וואט 2000 וואט משמש להפעלת מקרר, מקפיא, מחשבים או מיקרוגל. יש נתיך של 100 אמפר בין המהפך לבנק הסוללות הראשי. עבור פריטי 120vac אלה, יש פס חשמל היוצא ממתג ההעברה האוטומטית.

המערכת משתמשת בסוללות אטומות ואינה אמורה לדלוף גז מימן כלשהו. היה לי גלאי co2 וקראתי שהם יזהו גם גז מימן, אז התקנתי אותו. בקרוב תתווסף מערכת אוורור.

שלב 5: שמירת בנק הסוללות הראשי של 24 וולט 100AH ממתח נמוך

מתג ההעברה האוטומטית 50A 5500 ואט מבית ספרטני הוא בסביבות 115 $. יהיה כיף גם לבנות אחד כזה.

אתה יכול להגדיר מראש את רמת המתח הסוללה הנמוכה באמצעות זה כדי לנתק אוטומטית את כל החשמל הנמצא בשימוש מממיר 2000 וואט. לאחר מכן הוא מעביר את החשמל של פריטי המיזוג לחשמל, ומבטיח שאנו חוסכים מהסוללות להיגמר מעבר לרמת הסכנה. אינך יכול להבחין במעבר מיידי.

מכשיר זה יאפשר לסוללות להיטען עד לנקודה גבוהה, לפני שיחזור לסוללה שוב. המכשיר שואב ללא הרף 6 וואט בעת מעבר למצב מתח מהפך.

קל להתחבר. פשוט חבר את המהפך לכניסה שכותרתה "מהפך". חבר את המכשירים שבדרך כלל היו מחוברים למהפך שלך לקטע "פלט". חבר את כוח הבית שלך לקטע "כוח ציבורי". לבסוף, חבר את בנק הסוללות הראשי של מערכות השמש שלך (לאחר הנתיך) לקטע "סוללה". כל שלוש שטחי המיזוג מתחברים יחד על מיני אוטובוס נפרד. ראה תרשים המעגל הראשי.

שלב 6: בנק הסוללות המשני של 24v 35AH. הוספת טורבינת רוח ומתג עבור שמש או רוח

בקר השמש המשני של מערכת סולארית זו ובנק הסוללות של 24 וולט 35AH שומר על פאנלים סולאריים בשימוש כל הזמן. בשל תצורת מזרח/מערב, מרבית הכוח של הפאנל הסולארי עובר לבנק הסוללות של 100AH ופחות חשמל מגיע לבנק הסוללות של 35AH (שצריך פחות). ניתן להחליף את בנק הסוללות 35AH לאנרגיית רוח בכל זמן השמש מחוץ לשיא.

טורבינת הרוח המיזוג נוספה בעיקר לתרחיש הגרוע ביותר של הפסקות חשמל ארוכות והרבה ימים מעוננים. צריכה להיות מספיק כוח רוח בכדי לשמור על טלפונים ניידים ומחשבים ניידים טעונים יחד עם כמה פריטים של 12 וולט (רדיו, טלוויזיה ואורות).

ערכת טורבינת הרוח של Yaegarden 400W עם בקר של אמזון נראתה כמו עסקה טובה לאחר קצת מחקר. הוא מגיע עם בקר טעינת סוללה של 12 וולט / 24 וולט.

השתמשתי בסוגר זווית כדי לסייע בהרכבת הטורבינה על מוט. אתה יכול להסיר את החלק המרכזי של האנטנה מהסוגר הזה ולהשתמש בחור הזה לצורך הברגה לאחד מארבעת החורים של היצירה המעגלית של הטורבינה (ראה תמונות).

בחלקו העליון של ארון המערכת, קיים צג וידאו המחובר למצלמה המכוון לעבר טורבינת הרוח. נהדר לראות מה קורה עם מהירות הטורבינה תוך התבוננות במטרים. זה גם כיף לראות את ההפסקה בפעולה.

כדי לעבור ממצב טעינה סולארית או רוח, משתמשים במחצית מתג סכין DPDT. חוטי הקרקע של המטען הסולרי ובקר הרוח/מטען קשורות לפסי הקרקע של המערכת הראשית

טוב שיש מערכת הפסקה שתמנע מהלהבים להסתובב כשהטורבינה לא טוענת את הסוללות.

מתג TPDT משמש למעבר ממצב ריצה למצב הפסקה. הדבר נעשה תחילה על ידי חיבור 3 חוטי A/C המגיעים מטורבינת הרוח לחלק המשותף של המתג. ההפסקה (שלושה נגדים של 100 ואט 10 אוהם) נמצאת בצד A של המתג, ובקר הרוח נמצא בצד B של המתג.

שלב 7: תיבת הנתיכים 12 וולט, מתג בנק הסוללות וממיר 24v עד 12v

חצי מתג DPDT מפנה את החשמל מבנק הסוללות הראשי של 24V 100AH או מבנק הסוללות המשני של 24V 35AH, אל ממיר ה- DC של 24 וולט ל- 12 וולט.

יציאת 12 וולט של הממיר מחוברת לקלט תיבת הנתיכים של 12 וולט.

לחלוקת הספק 12 וולט, קיימות כיום שלוש ארגזי פרויקטים קטנים עם מודדי וולט דיגיטליים יחד עם שקעי סגנון בננה הפועלים מתיבת הנתיכים. כבר ניצלתי נתיך אחד. תמיד טוב שיש נתיכים!

להלן תמונה של מוט בלוק מסוף המחובר לקופסת 12 וולט עם תקעי בננה. לוח המעגלים הוא מגבר שמע של 12 וולט למערכת הטלוויזיה. הטיימר הדיגיטלי של הממסר מחובר גם לתיבת הנתיכים.

שלב 8: שמירת בנק הסוללות המשני מפני מתח נמוך

לבנק הסוללות של 24 וולט 35AH, יש צורך בשני פריטים בלבד כדי לבנות מכשיר להגנה על סוללות מתח שלך.

1. בקר טעינת סוללות ליתיום TeOhk XY-CD60. הערה* המדבקה של תרשים החיווט ביחידה זו שגויה. פתח אותו והסתכל על הסימונים בלוח המעגלים.

2. ממסר רגיל במגבר גבוה או ממסר מצב מוצק.

כאשר בקר TeOhk XY-CD60 מזהה מתח נמוך שהוגדר מראש, הוא יפעיל את הממסר לנתק את הסוללה מכל העומסים. עיין בתרשים המעגלים הראשי.

אם אתה משתמש בסוללות ליתיום, אתה יכול לתת להם להתרוקן עד כ -80% (אני חושב). אך אם אתה משתמש בסוללות מסוג AGM/אטום או חומצה עופרת, לעולם אל תיתן לסוללות לרדת מתחת ל -50%. קראתי כדי לא לתת לסוללות אטומות 12 וולט לרדת מתחת ל -11.2 וולט (22.4 וולט לשתי סוללות בסדרות).

שלב 9: תרשים המעגל הראשי

תרשים מעגלים מיוחד.

שלב 10: זריחה עד שתיים אחר הצהריים בדיקת מתג פנל מזרח-מערב

בחוץ יהיה יום נהדר. 54 מעלות עכשיו בשמונה בבוקר. הזריחה היום הייתה בשעה 6:58 בבוקר.

הרוח די חזקה. כרגע בנק הסוללות של 24v 35AH עומד על 25.4 וולט. אנו נשמור את טורבינת הרוח דולקת עבור בנק הסוללות הזה כל היום, ונראה איך יהיה מאוחר יותר. [הסתיים ב 26.0 וולט]

11/14/20, מערכת ראשית (בנק סוללות 24V 100AH)

מבחן מיתוג מזרח / מערב ידני:

מבחן 8:00 בבוקר. כאשר הבקר הסולארי עובר לצד המזרחי, הקריאה היא 27.6v @ 1.5 אמפר או 41 וואט.

אם אני מעביר את הבקר באופן ידני ללוחות המערביים, נקבל רק קריאה של 27.5 וולט @.1 אמפר או 2.75 וואט.

תוצאות הבדיקה לאורך כל היום:

8:00 בבוקר >> מזרח = 41 וואט מערבי = 2.75 וואט

9:00 בבוקר >> מזרח = 78 וואט מערבי = 7 וואט

11:00 בבוקר >> מזרח = 120 וואט מערבי = 80 וואט

12:18 אחר הצהריים >> מזרח 99 וואט מערבי 105 וואט

14:00 >> מזרח 153 וואט מערבי 168 וואט

אנחנו רוצים שבנק הסוללות הראשי משתמש בצד ההספק הגבוה ביותר בכל עת. אז נראה שמשהו בסביבות השעה 12:00 זה בסדר לכבות את הממסר ולעבור ללוחות המערביים

שלב 11: שקיעה - רמת מתח

עם פאנלים סולאריים חוטי מסדרה 4, הסוללות יטענו כמעט עד השקיעה. קיבלנו בערך 26 וולט מהפאנלים המערביים כאשר התמונה צולמה (לא הרבה זרם).

אנא הצביעו לפרויקט זה בתחרות המופעלת באמצעות סוללות.

תודה!

ג'ו