Batteridrevet kontor. Solsystem med autoskift øst/vest solpaneler og vindmølle: 11 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:25

Projektet:

Et 200 kvadratmeter stort kontor skal være batteridrevet. Kontoret skal også indeholde alle de controllere, batterier og komponenter, der er nødvendige til dette system. Sol- og vindkraft oplader batterierne. Der er et lille problem med kun at have vest- og østjordsmonteringsmuligheder for solpanelerne med et hus rettet mod nord/syd direkte mellem panelerne. Husets orientering forårsager masser af skygge på både øst og vest sidepaneler hele dagen.

Systemets hovedbatteribank (24v 100AH) overvinder skyggeproblemet og oplades ved hjælp af solenergi fra solopgang til solnedgang til køleskab, fryser og computer. Den mindre sekundære batteribank (24V 35AH) oplades af de samme solpaneler (i skygge og højsoltid) plus en vindmølle. Den mindre batteribank er til 12 volt sikkerhedssystemmonitorer/kameraer, tv, lys og blæsere.

Denne instruktør vil hovedsageligt fokusere på 4 nøglepunkter:

1. Øst- og vestpanelkonfiguration - to strenge paneler, der vil have forskellige spændingsniveauer afhængigt af tidspunktet på dagen og en måde at overvinde dette problem på. Batteribeskyttelse. Brug af en automatisk overførselsafbryder og hvordan du bygger din egen med to enkle komponenter til beskyttelse mod, at batterierne er ved at løbe tør. Tilføjelse af en vindmølle til et solsystem i tilfælde af lange perioder med solfrie dage. Installation af hele controllersystemet og batterier inde på kontorområdet. Det anvendte gulvareal er 2,6 kvadratmeter.

Dele:

2 x 100 AH batterier Hovedbatteribank - Hooked i serie til 24 volt @ 100AH ved hjælp af en samleskinne til alle negative forbindelser

2 x 35AH batterier Sekundær batteribank - Hooked i serie, der gør 24 volt @ 35AH ved hjælp af en samleskinne til alle negative forbindelser

24 volt inverter 2000 watt inverter til at køre 120 vakuum apparater

6 gauge ledning, der løber fra hovedbatteriet til 100 amp sikringen og den negative samleskinne

100 amp sikring mellem inverteren og 24v batteribank

Automatisk overførselsafbryder for at beskytte 24v 100AH batteribank mod spændingsniveauer

Solar Controler 40 amp, 1200 watt, 150 volt max pv input

2. solceller til 24 volt 35AH batteribank 100 volt max pv input

Solpaneler 8 af disse ville stort set være de samme som i dette system

Tråd med stik er dyrt, men let at tilslutte til kortere afstande (10 awg)

8 awg -forlænger med stik er dyre, men nemme at tilslutte til længere afstande (8 awg)

Panelstik til at lave dine egne kabler

Øst/vest -relæ til skift mellem de to solpanelstrenge

Digital timer til styring af øst/vest relæet

Solid State -relæ til at lave din egen afbryderkontakt for lavt batteri (til 35AH batt)

Lavspændingsbeskyttelsesenhed til styring af solid state relæet (beskytter 35AH batt)

24 volt til 12 volt converter til at køre 12 volt emnerne fra de vigtigste 24v batteribanker, hvis det er nødvendigt

DPDT knivkontakt x 2 til at styre, hvilken batteribank der er tilsluttet 12 volt sikringsboksen og til at skifte mellem vind og sol til 24v 35AH batteribank.

12 volt sikringsboks til at distribuere og beskytte alle 12 volt enheder

10 gauge tilslutningstråd sammen med en anden trådrulle, jeg tidligere havde

Krympeværktøj sammen med lugs til at skabe en masse brugerdefinerede længde kabler. Burde have fået et andet sæt lugs

Vindmølle i lange perioder uden sol i strømafbrydelse - tilsluttet 24v 35AH batteribank med 2. solcontroller

TPDT knivkontakt til vindmøllebrudssystemet ved hjælp af 3 modstande til pausen

2 træ audio rack kabinetter til hele systemets hovedkomponenter holder fodtrykket nede på 2,6 kvadratfod. Jeg havde dem brugt fra længe siden.

4 plexiglasdæksler til de interne systemkomponenter. Havde brugt disse fra længe siden.

Trin 1: The West Side Panels

De første 4 paneler blev installeret for et par måneder siden på vestsiden.

Disse er 12 volt 100 watt Renogy paneler. De er i øjeblikket ikke tilgængelige, men til reference var de på Amazon.

Tidspunktet på billedet med katten Charlie er omkring 15:40. Solpanelerne er slips pakket ind i to 12 'poler. Disse to 12 'poler monteres på dækket, først ved at bore to huller i siden af dækket og derefter skubbe stængerne ind i dækhullerne. De andre ender af de 12 'poler er boltet til to kortere 5' poler plantet i jorden. I bunden af de 5' -poler er der vandrette 8 firkantede metalplader. Det er umuligt for vinden at løfte op af jorden. Jeg var lige heldig at finde de 5' -poler og kan ikke rigtig tilføje et link til dem.

Det er meget let at rengøre panelerne, der monteres så lavt.

Disse solpaneler er forbundet til relæet, der starter med 30ft 8 AWG forlængerledning, plus yderligere 30 fod 10 AWG kabel.

Trin 2: East Side -panelerne

Her er 4 mere 12v 100watt solpaneler på østsiden omkring 15:30. De blev installeret den 18/10/20.

Panelerne monteres på dækket med en vandret monteringsstang til parabol og derefter ved hjælp af to 12 fod 1,5 stænger, bindeomslag og nogle slagklodser med murstenstykker i slutningen (se billeder).

Kablerne til vestsiden koster næsten lige så meget som et solpanel! Jeg ville prøve noget billigere til de 50 fod østsidekabler. Jeg huskede dette trick fra en youtube -video om at bruge almindelige forlængerledninger, afskære enderne og binde de tre ledninger sammen. Så jeg brugte en forlængerledning på 100 fod, og den fungerer fint. Ledningsstørrelsen endte med at være omkring 10 gauge for begge de 50 fod kabler, jeg lavede. Med den højere spænding (80v), der kommer fra panelerne, bør denne størrelse ledning være o.k. uden for meget tab for nu. Jeg brugte dette 9 In 12AWG Adapter Kit til at forbinde enderne af de 50 fod ledninger til solpanelerne med twist på stik.

Trin 3: Solcontrollerne og relæet - Skift af øst- og vestsidepaneler

Solkontrollerne:

Main 40 Amp Epever solkontrol Denne controller er til opladning af 24v 100AH batteribank. Denne controller har en 150 volt maksimal solpanel indgangsspænding. Det maksimale panelindgangseffekt er 1, 200 (nu grænsen for dette system).

Den sekundære 40 Amp Epever solcontroller Denne controller er til opladning af 24v 35AH batteribank. Opladeren har 100 volt maksimal solcellepanelindgang (nu grænsen for dette system) og maksimal inputeffekt på 1, 500. Der er også en vindmølle med sin controller, der hjælper med at oplade denne batteribank.

Stafet:

Den ene halvdel af DPDT -relæet (dobbeltpolet dobbeltkast) bruges til at skifte mellem de 4 østlige og 4 vestlige solpaneler og forbinde dem med hovedcontrolleren. Den anden halvdel af relæet skifter solpaneler til den sekundære controller. Her er hvad skiftetiden er indstillet til nu for hver dag i ugen:

7.00 til 12.00 Den digitale timer tænder 80 AMP RELAY, som forbinder/skifter østsiden 4 paneler til hovedopladningsstyringen (og 24v 100AH batteribank). Bemærk: Relæet trækker omkring 6 watt strøm fra systemet i disse 6 timer. De 4 vestsidepaneler skiftes også til den sekundære ladestyring på dette tidspunkt (oplader 24v 35AH batteribank). Der skal være god ladestyrke fra kl. 10 til kl. 13 fra vestpanelerne. Kl. 12 til kl. 7 Den digitale timer slukker for RELÆET, der forbinder/skifter vestsiden 4 paneler til hovedafgiftsstyringen. Relæet tager nu nul strøm fra systemet. De 4 østpaneler skiftes også til den sekundære ladestyring på dette tidspunkt. Burde være god opladning i yderligere 2 timer (13.00 til 15.00).

Se relæbilledet for ledningsoplysninger plus hovedkredsløbsdiagrammet i trin 9.

De negative ledninger fra øst og vest solpanelstrenge er bundet sammen og går til en afbryderkontakt, før de tilsluttes de negative indgange fra solkontrollerne. Jeg havde den negative afbryderkontakt liggende og tilføjede den bare. Dette afspejles ikke i hovedtegningen. Enhver switch med høj forstærker skal fungere fint, men det er ikke nødvendigt.

Trin 4: 24Volt 100AH hovedbatteribank og inverter

I øjeblikket består hovedbatteribanken af to x 12volt 100AH batterier i serie, der danner en 24volt 100AH batteribank. En 24v 2000 watt inverter bruges til at drive et køleskab, fryser, computere eller mikrobølgeovn. Der er en 100 amp sikring mellem inverteren og hovedbatteribanken. For disse 120vac -emner kommer der en strømstik ud af kontakten til automatisk overførsel.

Systemet bruger forseglede batterier og må ikke lække nogen hydrogengas. Jeg havde en co2 -detektor og har læst, at de også vil detektere hydrogengas, så jeg installerede den. Et ventilationssystem tilføjes snart.

Trin 5: Gem hovedbatteriet på 24 volt 100AH fra lavspænding

50A 5500 Watt automatisk overførselsafbryder fra Spartan er omkring $ 115. Det ville også være sjovt at bygge en.

Du kan forudindstille det lave batterispændingsniveau med dette for automatisk at afbryde al strøm, der bruges fra 2000 watt inverteren. Det skifter derefter strøm til A/C -emnerne til netstrøm, hvilket sikrer, at vi sparer batterierne for at løbe forbi fareniveauet. Du kan ikke mærke den øjeblikkelige omstilling.

Denne enhed lader derefter batterierne oplades til et højt punkt, før de vender tilbage til batteristrøm igen. Enheden trækker konstant 6 watt strøm, når den skiftes til inverter strømtilstand.

Det er let at tilslutte. Tilslut blot inverteren til indgangen mærket "inverter". Tilslut de apparater, der normalt ville have været tilsluttet din inverter, til sektionen "output". Tilslut din husstrøm til sektionen "Offentlig strøm". Tilslut sidst din primære solsystembatteribank (efter sikringen) til sektionen "batteri". Alle tre A/C -grunde forbindes sammen på en separat mini -samleskinne. Se hovedkredsløbsdiagram.

Trin 6: Den sekundære 24v 35AH batteribank. Tilføjelse af en vindmølle og kontakten til sol eller vind

Dette solsystems sekundære solcontroller og 24v 35AH batteribank holder solpanelerne i brug hele tiden. På grund af øst/vest -konfigurationen går størstedelen af solpanelets strøm til 100AH batteribank og mindre strøm går til 35AH batteribank (som kræver mindre). 35AH batteribank kan skiftes til vindkraft under al solnedgang uden for højsæsonen.

A/C vindmøllen blev hovedsageligt tilføjet til et værst tænkeligt scenario med lange strømafbrydelser og masser af overskyede dage. Der bør være nok vindkraft til at holde mobiltelefoner og bærbare computere opladet sammen med et par 12 volt emner kørende (radio, tv og lys).

$ 130 Yaegarden 400W vindmøllesæt med controller fra Amazon lignede en god handel efter lidt research. Den leveres med en 12v / 24v batterioplader.

Jeg brugte et vinkelbeslag til at hjælpe med at montere turbinen på en stang. Du kan fjerne hovedantennens midterdel fra dette beslag og bruge det hul til at boltes til et af de 4 huller i turbinemonteringscirkulære stykke (se billeder).

Helt øverst på systemskabet er der en videomonitor tilsluttet et kamera, der peger mod vindmøllen. Det er dejligt at se, hvad der foregår med møllens hastighed, mens man ser på målerne. Det er også sjovt at se bruddet i aktion.

For at skifte fra sol- eller vindladningstilstand bruges halvdelen af en DPDT -knivkontakt. Jordledningerne på solopladeren og vindkontrolleren/opladeren er bundet til hovedsystemets jordskinne (r)

Det er godt at have et pausesystem for at forhindre knivene i at snurre, når turbinen ikke oplader batterierne.

TPDT -kontakten bruges til at skifte fra driftstilstand til pause -tilstand. Dette gøres først ved at forbinde de 3 A/C -ledninger, der kommer fra vindmøllen, til den fælles sektion af kontakten. Pausen (tre 100 watt 10 ohm modstande) er på A -siden af kontakten, og vindkontrollen er på B -siden af kontakten.

Trin 7: 12 volts sikringsboks, batteribankskifte og 24v til 12v konverter

Halvdelen af en DPDT -switch leder strømmen fra enten den primære 24v 100AH batteribank eller den sekundære 24v 35AH batteribank til 24 volt til 12 volt DC -omformeren.

Konverterens 12 volt udgang er forbundet til 12 volt sikringsboksindgangen.

For at distribuere 12 volts strøm er der i øjeblikket tre små kredsløb projektbokse med digitale voltmålere installeret sammen med bananstilstik, der løber fra sikringsboksen. Jeg har allerede sprunget en sikring. Det er altid godt at have sikringer!

Her er et billede af en terminalblokstang tilsluttet 12 volts boksen med bananstik. Printkortet er en 12 volt lydforstærker til tv -systemet. Den digitale timer til relæet er også forbundet med sikringsboksen.

Trin 8: Gem den sekundære batteribank fra underspænding

Til 24v 35AH batteribank skal der kun to ting til for at bygge din egen underspændingsbatteribeskyttelsesenhed.

1. TeOhk XY-CD60 litiumbatteriopladningsafladningsregulator. BEMÆRK* ledningsdiagrammærkaten på denne enhed er forkert. Åbn det og se på markeringerne på printkortet.

2. Et regulært relæ med høj forstærker eller relæ i fast tilstand.

Når TeOhk XY-CD60-controlleren registrerer en forudindstillet lavspænding, vil det udløse relæet til at afbryde batteriet fra alle belastninger. Se hovedkredsløbsdiagrammet.

Hvis du bruger litiumbatterier, kan du lade dem løbe ned til omkring 80% (tror jeg). Men hvis du bruger batterier af typen AGM/forseglet eller blysyre, bør du aldrig lade batterierne komme under 50%. Jeg har læst for ikke at lade 12 volt forseglede batterier gå under 11,2 volt (22,4 v for to batterier i serie).

Trin 9: Hovedkredsløbsdiagram

Særligt håndtegnet kredsløbsdiagram.

Trin 10: Solopgang til 14.00 East-West Panel Switch Test

Det bliver en fantastisk dag udenfor. 54 grader nu klokken 8. Solopgangen i dag var kl. 6:58.

Vinden er temmelig stærk. I øjeblikket er 24v 35AH batteribank ved 25,4 volt. Vi holder vindmøllen tændt for den batteribank hele dagen, og ser hvordan det er senere. [Endte med 26,0 volt]

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

Øst / vest manuel skiftetest:

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

Hvis jeg manuelt skifter controlleren til vestpanelerne, får vi kun en aflæsning på 27,5v @.1 ampere eller 2,75 watt.

Testresultaterne i løbet af dagen:

8:00 >> øst = 41 watt vest = 2,75 watt

9:00 >> øst = 78 watt vest = 7 watt

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

12:18 >> øst 99 watt vest 105 watt

14.00 >> øst 153 watt vest 168 watt

Vi vil have hovedbatteribanken til enhver tid med den højeste wattforbrugsside. Så det ser ud til, at engang omkring kl. 12 er det fint at lukke relæet og skifte til vestpanelerne

Trin 11: Solnedgang - Spændingsniveau

Med 4 -serie kabelforbundne solpaneler oplades batterierne næsten indtil solnedgang. Vi fik omkring 26 volt fra vestpanelerne, da dette billede blev taget (ikke meget strøm).

Stem venligst for dette projekt i den batteridrevne konkurrence.

Tak!

Joe