Batteridrevet kontor. Solsystem med autoskifte øst/vest solpaneler og vindturbin: 11 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:20

Prosjektet:

Et kontor på 200 kvadratmeter må være batteridrevet. Kontoret må også inneholde alle kontrollere, batterier og komponenter som trengs for dette systemet. Sol- og vindkraft vil lade batteriene. Det er et lite problem med å bare ha vest- og østbunnmonteringsalternativer for solcellepanelene med et hus justert nord/sør rett mellom panelene. Husets orientering gir mye skygge på både øst- og vestsidepanelene gjennom dagen.

Systemets hovedbatteribank (24v 100AH) overvinner skyggeproblemet og lades med solenergi fra soloppgang til solnedgang for kjøleskap, fryser og datamaskin. Den mindre sekundære batteribanken (24V 35AH) lades av de samme solcellepanelene (i skygge og topp soltid) pluss en vindturbin. Den mindre batteribanken er for 12 volts sikkerhetssystemmonitorer/kameraer, tv, lys og vifter.

Denne instruksen vil hovedsakelig fokusere på 4 hovedpunkter:

1. Øst- og vestpanelkonfigurasjon - to strenger av paneler som vil ha forskjellige spenningsnivåer avhengig av tidspunktet på dagen og en måte å overvinne dette problemet på. Batteribeskyttelse. Bruke en automatisk overføringsbryter og hvordan du bygger din egen med to enkle komponenter for å beskytte mot at batteriene begynner å bli utladet. Legge til en vindturbin til et solsystem i tilfelle lange perioder med solfrie dager. Installere hele kontrollsystemet og batteriene inne på kontoret. Brukt gulvplass er 2,6 kvadratmeter.

Deler:

2 x 100 AH batterier Hovedbatteribank - Hooked i serie som gjør 24 volt @ 100AH ved hjelp av en samleskinne for alle negative tilkoblinger

2 x 35AH batterier Sekundær batteribank - Hooked i serie som gjør 24 volt @ 35AH ved hjelp av en samleskinne for alle negative tilkoblinger

24 volt omformer 2000 watt omformer for å kjøre 120 vakuumapparater

6 gauge ledning som går fra hovedbatteribanken til 100 amp sikring og negativ samleskinne

100 Amp Sikring mellom omformeren og 24v batteribank

Automatisk overføringsbryter for å beskytte 24v 100AH batteribanken mot underspenninger

Solar Controler 40 amp, 1200 watt, 150 volt maks pv -inngang

2. solcellekontroller For 24 volts 35AH batteribank 100 volt maks pv inngang

Solpaneler 8 av disse ville i utgangspunktet være de samme som i dette systemet

Ledning med kontakter er dyrt, men lett å koble til for kortere avstander (10 awg)

8 awg -forlenger med kontakter er dyre, men enkle å koble til for lengre avstander (8 awg)

Panelkontakter for å lage dine egne kabler

Øst/vest -relé for veksling mellom de to solpanelstrengene

Digital timer for å kontrollere øst/vest -reléet

Solid State -relé for å lage din egen bryter for lavt batterinivå (for 35AH batt)

Lavspenningsbeskyttelsesenhet for å kontrollere solid state -reléet (beskytter 35AH -vekten)

24 volt til 12 volt converter for å kjøre 12 volt elementene fra de viktigste 24v batteribankene om nødvendig

DPDT knivbryter x 2 for å styre hvilken batteribank som er koblet til 12 volt sikringsboksen og for å veksle mellom vind og sol for 24v 35AH batteribank.

12 volt sikringsboks for å distribuere og beskytte alle 12 volt enheter

10 gauge tilkoblingstråd sammen med en annen trådrull jeg tidligere hadde

Krympeverktøy sammen med knaster for å lage mange egendefinerte lengdekabler. Burde ha fått et annet sett med tapper

Vindturbin for lange perioder uten sol i strømbrudd - koblet til 24v 35AH batteribank med andre solkontroller

TPDT knivbryter for vindturbinbruddssystemet med 3 motstander for pausen

2 lydhylleskap i tre for hele systemets hovedkomponenter som holder fotavtrykket nede på 2,6 kvadratmeter. Disse hadde jeg brukt fra lenge siden.

4 deksler i plexiglass for de interne systemkomponentene. Har brukt disse fra lenge siden.

Trinn 1: The West Side Panels

De fire første panelene ble installert for noen måneder siden på vestsiden.

Dette er 12 volt 100 watt Renogy -paneler. De er foreløpig utilgjengelige, men som referanse var de på Amazon.

Tidspunktet på bildet med katten Charlie er rundt 15:40. Solcellepanelene er slips pakket inn i to 12 'poler. De to 12 'polene monteres på dekket, først ved å bore to hull i siden av dekket, og deretter skyve polene inn i dekkhullene. De andre endene av 12 'polene er boltet til to kortere 5' poler plantet i bakken. På bunnen av de 5' -polene er det horisontale 8 firkantede metallplater. Det er umulig for vinden å løfte ut av bakken. Jeg har bare lykkes med å finne de 5' -polene og kan egentlig ikke legge til en lenke til dem.

Det er veldig enkelt å rengjøre panelene som monteres så lavt.

Disse solcellepanelene er koblet til reléet som starter med 30 fot 8 AWG forlengelseskabel, pluss ytterligere 30 fot 10 AWG kabel.

Trinn 2: East Side -panelene

Her er 4 flere 12v 100watt solcellepaneler på østsiden klokken 15.30. De ble installert 18.10.2018.

Panelene monteres på dekket med en horisontal monteringsstang for parabol og deretter ved å bruke to 12 fot 1,5 stenger, bindelinnpakninger og noen blokker med murstein i enden (se bilder).

Kablene for vestsiden koster nesten like mye som et solcellepanel! Jeg ønsket å prøve noe billigere for 50 fot østsidekabler. Jeg husket dette trikset fra en youtube -video om bruk av vanlige skjøteledninger, klippe av endene og knytte de tre ledningene sammen. Så jeg brukte en 100 fot skjøteledning, og den fungerer fint. Ledningsstørrelsen endte opp med å være omtrent 10 gauge for begge de 50 fotkablene jeg laget. Med den høyere spenningen (80v) som kommer fra panelene, bør denne ledningen være o.k. uten for mye tap for nå. Jeg brukte dette 9 -i -12AWG -settet til å koble endene på 50 fot -ledningene til solcellepanelene med vri på kontakter.

Trinn 3: Solkontrollerne og reléet - Bytte øst- og vestsidepaneler

Solkontrollerne:

Main 40 Amp Epever solkontroller Denne kontrolleren er for lading av 24v 100AH batteribank. Denne kontrolleren har en 150 volt maksimal inngangsspenning for solcellepanelet. Maksimal panelinngangseffekt er 1, 200 (nå grensen for dette systemet).

Den sekundære 40 Amp Epever solkontrolleren Denne kontrolleren er til lading av 24v 35AH batteribank. Laderen har 100 volt maksimal solcellepanelinngang (nå grensen for dette systemet) og maksimal inngangseffekt på 1 500. Det er også en vindturbin med kontrolleren som hjelper til med å lade denne batteribanken.

Stafetten:

Halvparten av DPDT -reléet (dobbeltpolet dobbeltkast) brukes til å bytte mellom de 4 østlige og 4 vestlige solpanelene og koble dem til hovedkontrollen. Den andre halvdelen av reléet bytter solcellepaneler for den sekundære kontrolleren. Her er hva byttetiden er satt til nå, hver dag i uken:

07.00 til 12.00 Den digitale timeren slår på 80 AMP RELAY som kobler/bytter 4 paneler på østsiden til hovedladestyringen (og 24v 100AH batteribank). Merk: Reléet trekker omtrent 6 watt strøm fra systemet i disse 6 timene. De 4 vestsidepanelene er også byttet til den sekundære ladekontrolleren på dette tidspunktet (lader 24v 35AH batteribank). Det skal være god ladekraft fra kl. 10 til kl. 13 fra vestpanelene. Kl. 12.00 til 07.00 Den digitale timeren slår av RELEET som kobler/bytter vestsiden 4 paneler til hovedladestyringen. Reléet tar nå null strøm fra systemet. De 4 østpanelene er også byttet til den sekundære ladestyringen på dette tidspunktet. Bør være god lading i ytterligere 2 timer (13.00 til 15.00).

Se relébildet for ledningsinformasjon pluss hovedkretsdiagrammet i trinn 9.

De negative ledningene fra øst og vest solpanelstrenger er bundet sammen og går til en bryter før de kobles til de negative inngangene til solkontrollerne. Jeg hadde den negative cutoff -bryteren liggende og la den til. Dette gjenspeiles ikke i hovedtegningen. Enhver bryter med høy forsterker burde fungere bra, men det er ikke nødvendig.

Trinn 4: 24Volt 100AH hovedbatteribank og omformer

For øyeblikket består hovedbatteribanken av to x 12volt 100AH batterier i serie som lager en 24volt 100AH batteribank. En 24v 2000 watt inverter brukes til å drive et kjøleskap, fryser, datamaskiner eller mikrobølgeovn. Det er en 100 amp sikring mellom omformeren og hovedbatteribanken. For disse 120vac -elementene kommer det en strømstripe fra bryteren for automatisk overføring.

Systemet bruker forseglede batterier og skal ikke lekke noen hydrogengass. Jeg hadde en co2 -detektor og har lest at de også vil oppdage hydrogengass, så jeg installerte den. Et ventilasjonssystem vil bli lagt til snart.

Trinn 5: Lagre hovedbatteriet på 24 volt 100AH fra lavspenning

50A 5500 Watt automatisk overføringsbryter fra Spartan er rundt $ 115. Det hadde vært morsomt å bygge en også.

Du kan forhåndsinnstille lavt batterispenningsnivå med dette for automatisk å kutte all strøm som brukes fra 2000 watt omformeren. Det slår deretter strømmen til klimaanleggene til nettstrøm, og sikrer at vi sparer batteriene for å gå tomt forbi farenivået. Du kan ikke merke øyeblikkelig overgang.

Denne enheten lar deretter batteriene lades til et høyt punkt, før de går tilbake til batteristrøm igjen. Enheten drar hele tiden 6 watt strøm når den byttes til omformermodus.

Det er enkelt å koble til. Bare koble omformeren til inngangen merket "inverter". Koble apparatene som normalt ville vært koblet til omformeren din til "output" -delen. Koble husets strøm til delen "offentlig makt". Til slutt kobler du hovedbatteriets solbank (etter sikringen) til delen "batteri". Alle tre klimaanleggene kobles sammen på en separat minibuss. Se hovedkretsdiagram.

Trinn 6: Den sekundære 24v 35AH batteribanken. Legger til en vindturbin og bryteren for sol eller vind

Dette solsystemets sekundære solkontroller og 24v 35AH batteribank holder solcellepanelene i bruk hele tiden. På grunn av øst/vest -konfigurasjonen går mesteparten av solcellepanelets strøm til 100AH batteribank og mindre strøm går til 35AH batteribank (som trenger mindre). 35AH batteribank kan byttes til vindkraft under all soloppgangstiden.

A/C-vindturbinen ble hovedsakelig lagt til for et verst tenkelig scenario med lange strømbrudd og mange overskyede dager. Det bør være nok vindkraft til å holde mobiltelefoner og bærbare datamaskiner ladet sammen med noen få 12 volt enheter (radio, tv og lys).

$ 130 Yaegarden 400W vindturbinsett med kontroller fra Amazon så ut som en god handel etter litt undersøkelser. Den leveres med en 12v / 24v batteriladningskontroller.

Jeg brukte en vinkelbrakett for å montere turbinen på en stolpe. Du kan fjerne hovedantennens senterdel fra denne braketten og bruke det hullet til å boltes til et av de fire hullene på turbinmonteringsrundstykket (se bilder).

Helt øverst i systemskapet er det en videomonitor koblet til et kamera som peker mot vindturbinen. Det er flott å se hva som skjer med turbinhastigheten mens du ser på målerne. Det er også morsomt å se bruddet i aksjon.

For å bytte fra sol- eller vindladningsmodus brukes halvparten av en DPDT -knivbryter. Jordledningene til solladeren og vindkontrolleren/laderen er knyttet til hovedsystemets jordskinne (r)

Det er godt å ha et pausesystem for å unngå at bladene snurrer når turbinen ikke lader batteriene.

TPDT -bryteren brukes til å bytte fra driftsmodus til pause -modus. Dette gjøres først ved å koble de 3 A/C -ledningene som kommer fra vindturbinen til den vanlige delen av bryteren. Pausen (tre 100 watt 10 ohm motstander) er på A -siden av bryteren, og vindkontrolleren er på B -siden av bryteren.

Trinn 7: 12 volt sikringsboks, batteribankbryter og 24v til 12v omformer

Halvparten av en DPDT -bryter leder strømmen fra enten den viktigste 24v 100AH batteribanken eller den sekundære 24v 35AH batteribanken, til 24volts to12 volt DC -omformeren.

12 volt -utgangen til omformeren er koblet til 12 volt sikringsboksen.

For å distribuere 12 volts strøm, er det for tiden tre små kretsprosjektbokser med digitale voltmålere installert sammen med banankontakter som løper fra sikringsboksen. Jeg har allerede sprengt en sikring. Det er alltid godt å ha sikringer!

Her er et bilde av en rekkeklemme som er koblet til 12 volts boksen med bananplugger. Kretskortet er en 12 volt lydforsterker for tv -systemet. Den digitale timeren for reléet er også koblet til sikringsskapet.

Trinn 8: Lagre den sekundære batteribanken fra underspenning

For 24v 35AH batteribank trenger du bare to ting for å bygge din egen underspenning for batteribeskyttelse.

1. TeOhk XY-CD60 litiumbatteriladningslader. MERK* Klistremerket for koblingsskjemaet på denne enheten er feil. Åpne den og se på merkingene på kretskortet.

2. Et høyt forsterker vanlig relé eller solid state relé.

Når TeOhk XY-CD60-kontrolleren oppdager en forhåndsinnstilt lavspenning, vil det utløse reléet for å koble batteriet fra alle belastninger. Se hovedkretsdiagrammet.

Hvis du bruker litiumbatterier, kan du la dem renne ned til omtrent 80% (tror jeg). Men hvis du bruker batterier av typen AGM/forseglet eller blysyre, bør du aldri la batteriene komme under 50%. Jeg har lest for ikke å la 12 volt forseglede batterier gå under 11,2 volt (22,4 volt for to batterier i serie).

Trinn 9: Hovedkretsdiagram

Spesielt håndtegnet kretsdiagram.

Trinn 10: Soloppgang til 14.00 East-West Panel Switch Test

Det kommer til å bli en flott dag ute. 54 grader nå klokken 08.00. Soloppgangen i dag var klokken 06:58.

Vinden er ganske sterk. For øyeblikket er 24v 35AH batteribank på 25,4 volt. Vi holder vindturbinen slått på for den batteribanken hele dagen, og ser hvordan det blir senere. [Endte på 26,0 volt]

11/14/20, hovedsystem (24v 100AH batteribank)

Øst / vest manuell bytte test:

8:00 test. Med solkontrollen slått til østsiden, er avlesningen 27,6v @ 1,5 ampere eller 41 watt.

Hvis jeg bytter kontrolleren manuelt til vestpanelene, får vi bare en avlesning på 27,5v @.1 ampere eller 2,75 watt.

Testresultatene gjennom dagen:

08:00 >> øst = 41 watt vest = 2,75 watt

09.00 >> øst = 78 watt vest = 7 watt

11:00 >> øst = 120 watt vest = 80 watt

12:18 pm >> øst 99 watt vest 105 watt

14.00 >> øst 153 watt vest 168 watt

Vi ønsker at hovedbatteribanken alltid bruker den høyeste wattsiden. Så det ser ut som om det er greit å slå av reléet en gang rundt klokken 12 og bytte til vestpanelene

Trinn 11: Solnedgang - Spenningsnivå

Med de fire seriens kablede solcellepanelene, vil batteriene lades nesten til solnedgang. Vi fikk omtrent 26 volt fra vestpanelene da dette bildet ble tatt (ikke mye strøm).

Vennligst stem på dette prosjektet i den batteridrevne konkurransen.

Takk!

Joe