Pille Çalışan Ofis. Otomatik Geçişli Doğu/Batı Güneş Panelleri ve Rüzgar Türbinli Güneş Sistemi: 11 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:16

Proje:

200 metrekarelik bir ofisin pille çalışması gerekir. Ofis ayrıca bu sistem için gerekli tüm kontrolörleri, pilleri ve bileşenleri içermelidir. Güneş ve rüzgar enerjisi pilleri şarj edecek. Doğrudan paneller arasında kuzey/güney hizalı bir ev ile güneş panelleri için sadece batı ve doğu zemin montaj seçeneklerine sahip olmak konusunda ufak bir sorun var. Evin yönü, gün boyunca hem doğu hem de batı yan panellerinde çok fazla gölgeye neden olur.

Sistemin ana pil bankası (24v 100AH) gölge sorununun üstesinden gelir ve bir buzdolabı, dondurucu ve bilgisayar için gün doğumundan gün batımına kadar güneş enerjisi kullanılarak şarj edilir. Daha küçük ikincil akü grubu (24V 35AH), aynı güneş panelleri (gölgede ve en yoğun güneş zamanında) artı bir rüzgar türbini tarafından şarj edilir. Daha küçük pil grubu, 12 volt güvenlik sistemi monitörleri/kameraları, tv, ışıklar ve fanlar içindir.

Bu Eğitilebilirlik esas olarak 4 temel noktaya odaklanacaktır:

1. Doğu ve batı güneş paneli konfigürasyonu - günün saatine bağlı olarak farklı voltaj seviyelerine sahip olacak iki panel dizisi ve bu sorunun üstesinden gelmenin bir yolu.2. Pil Koruması. Otomatik aktarma anahtarı kullanma ve pillerin azalmasına karşı koruma sağlamak için iki basit bileşenle kendinizinkini nasıl oluşturabilirsiniz.3. Güneşsiz günlerin uzun sürmesi durumunda güneş sistemine rüzgar türbini eklenmesi.4. Tüm kontrol sisteminin ve pillerin ofis alanı içine kurulması. Kullanılan taban alanı 2.6 metrekaredir.

Parçalar:

2 x 100 AH akü Ana akü grubu - Tüm negatif bağlantılar için bir bara kullanarak 24 volt @ 100AH yapan seri olarak bağlanır

2 x 35AH pil İkincil pil grubu - Tüm negatif bağlantılar için bir bara kullanarak 24 volt @ 35AH yapan seri olarak bağlanır

120 vac aletleri çalıştırmak için 24 volt invertör 2000 watt invertör

Ana akü grubundan 100 amperlik sigortaya ve negatif baraya giden 6 gauge kablo

İnverter ve 24v akü grubu arasında 100 Amper Sigorta

24v 100AH akü grubunu düşük voltaj seviyelerinden korumak için Otomatik Transfer Anahtarı

Solar Kontrol Cihazı 40 amp, 1200 watt, 150 volt max pv girişi

2. güneş kontrolörü 24 volt 35AH akü grubu için 100 volt maksimum pv girişi

Bunlardan 8 tanesi Güneş Panelleri temelde bu sistemdeki ile aynı olacaktır.

Konektörlü teller pahalıdır ancak daha kısa mesafeler için takılması kolaydır (10 awg)

Konektörlü 8 awg genişletici pahalıdır ancak daha uzun mesafeler için takılması kolaydır (8 awg)

Kendi kablolarınızı yapmak için Panel Konnektörleri

İki güneş paneli dizisi arasında geçiş yapmak için Doğu/Batı rölesi

Doğu/Batı rölesini kontrol etmek için dijital zamanlayıcı

Kendi düşük pil kesme anahtarınızı yapmak için Katı Hal rölesi (35AH pil için)

Katı hal rölesini kontrol etmek için Düşük Voltaj Koruma cihazı (35AH pili korur)

Gerekirse ana 24v akü bankalarından 12 volt öğeleri çalıştırmak için 24 volttan 12 volta dönüştürücü

DPDT bıçak anahtarı x 2, hangi pil grubunun 12 voltluk sigorta kutusuna bağlı olduğunu yönlendirmek ve 24v 35AH pil grubu için rüzgar ve güneş enerjisi arasında geçiş yapmak için.

12 voltluk tüm cihazları dağıtmak ve korumak için 12 volt sigorta kutusu

Daha önce sahip olduğum başka bir tel rulosu ile birlikte 10 gauge bağlantı teli

Çok sayıda özel uzunlukta kablo oluşturmak için pabuçlarla birlikte sıkma aleti. Farklı bir pabuç seti olmalı

Elektrik kesintisinde uzun süre güneşsiz kalan Rüzgar Türbini - 2. güneş kontrolörlü 24v 35AH pil bankasına bağlı

Kırılma için 3 direnç kullanan rüzgar türbini kırma sistemi için TPDT bıçaklı şalter

2,6 fit kare ayak izini tutan tüm sistemin ana bileşenleri için 2 ahşap ses raf dolabı. Bunları çok eskiden beri kullanırdım.

Dahili sistem bileşenleri için 4 adet pleksiglas kapak. Bunlar çok eskiden beri kullanılıyordu.

Adım 1: Batı Yakası Panelleri

İlk 4 panel birkaç ay önce batı tarafına kuruldu.

Bunlar 12 volt 100 watt Renogy panellerdir. Şu anda kullanılamıyorlar, ancak referans için Amazon'daydılar.

Kedi Charlie'nin olduğu fotoğrafta günün saati 15:40 civarında. Güneş panelleri iki adet 12' direğe bağlanmıştır. Bu iki 12' direk, önce güvertenin yan tarafında iki delik delinerek, ardından direkleri güverte deliklerine kaydırarak güverteye monte edilir. 12' direklerin diğer uçları, toprağa dikilmiş iki kısa 5' direğe cıvatalanır. 5' direklerin altında yatay 8 kare metal plakalar var. Rüzgarın yerden kalkması imkansız. Şans eseri 5' direkleri buldum ve onlara gerçekten bir bağlantı ekleyemiyorum.

Bu kadar alçak monte edilen panelleri temizlemek çok kolay.

Bu güneş panelleri, 30 fit 8 awg uzatma kablosu ve ayrıca 30 fit 10 awg kablo ile başlayan röleye bağlanır.

Adım 2: Doğu Yan Panelleri

Doğu tarafında saat 15:30 civarında 4 tane daha 12v 100watt güneş paneli var. 10/18/20 tarihinde kuruldular.

Paneller, yatay bir uydu anteni montaj direği ile güverteye monte edilir ve daha sonra iki adet 12 fitlik 1.5 direk, bağ sargıları ve en sonunda tuğla parçaları olan bazı kül blokları kullanılarak (resimlere bakın) monte edilir.

Batı tarafının kabloları neredeyse bir güneş paneli kadar pahalı! 50 fit doğu tarafı kabloları için daha ucuz bir şey denemek istedim. Bu numarayı bir youtube videosundan normal uzatma kabloları kullanma, uçları kesme ve üç kablo ucunu birbirine bağlama hakkında hatırladım. Bu yüzden 100 fit uzatma kablosu kullandım ve iyi çalışıyor. Yaptığım 50 fitlik kabloların her ikisi için tel boyutu yaklaşık 10 gauge oldu. Panellerden gelen daha yüksek voltaj (80v) ile bu boyuttaki tel o.k olmalıdır. Şimdilik çok fazla kayıp olmadan. Bu 9 In 12AWG Adaptör Kitini 50 foot'luk kabloların uçlarını bükümlü konektörlerle güneş panellerine bağlamak için kullandım.

Adım 3: Güneş Kontrol Cihazları ve Röle - Doğu ve Batı Yan Panellerinin Değiştirilmesi

Güneş Kontrolörleri:

Ana 40 Amp Epever güneş kontrolörü Bu kontrolör, 24v 100AH pil bankasını şarj etmek içindir. Bu kontrolör 150 volt maksimum güneş paneli giriş voltajına sahiptir. Maksimum panel giriş gücü 1, 200'dür (şimdi bu sistem için sınır).

İkincil 40 Amp Epever güneş kontrolörü Bu kontrolör 24v 35AH pil grubunu şarj etmek içindir. Şarj cihazının maksimum 100 volt güneş paneli girişi (şimdi bu sistem için sınır) ve maksimum giriş gücü 1.500'dür. Ayrıca, bu pil bankasını şarj etmeye yardımcı olan denetleyicisi olan bir rüzgar türbini de vardır.

Röle:

DPDT (çift kutuplu çift atış) rölesinin yarısı, 4 doğu ve 4 batı güneş paneli arasında geçiş yapmak ve bunları Ana Kontrolöre bağlamak için kullanılır. Rölenin diğer yarısı, ikincil kontrolör için güneş panellerini değiştirir. Haftanın her günü için geçiş zamanı şu anda ayarlanmıştır:

7am ila 12pm Dijital Zamanlayıcı, doğu tarafındaki 4 paneli Ana Şarj Kontrolörüne (ve 24v 100AH pil bankasına) bağlayan/anahtarlayan 80 AMP RÖLEYİ açar. Not: Röle bu 6 saat boyunca sistemden yaklaşık 6 watt güç çeker. 4 batı yan paneli de bu sırada İkincil Şarj Kontrolörüne geçer (24v 35AH akü grubunu şarj eder). Batı panellerinden sabah 10'dan 13'e kadar iyi bir şarj gücü olmalıdır. 12'den 7'ye Dijital Zamanlayıcı, batı tarafı 4 panelini Ana Şarj Kontrolörüne bağlayan/anahtarlayan RÖLE'yi kapatır. Röle şimdi sistemden sıfır güç alıyor. 4 doğu paneli de bu sırada İkincil Şarj Kontrolörüne geçiyor. 2 saat daha (1pm - 3pm) şarj olması gerekir.

Kablolama bilgileri ve 9. adımdaki ana devre şeması için röle resmine bakın.

Doğu ve batı güneş paneli dizilerinden gelen negatif teller, güneş kontrolörlerinin negatif girişlerine bağlanmadan önce birbirine bağlanır ve bir kesme anahtarına gider. Negatif kesme anahtarı etraftaydı ve onu ekledim. Bu, ana çizime yansıtılmamıştır. Herhangi bir yüksek amper tipi anahtar iyi çalışmalıdır, ancak gerekli değildir.

Adım 4: 24Volt 100AH Ana Batarya Grubu ve İnverter

Şu anda, ana pil grubu, 24 voltluk 100AH pil grubu oluşturan seri halinde iki adet 12 volt 100AH pilden oluşmaktadır. Bir buzdolabına, dondurucuya, bilgisayarlara veya mikrodalga fırına güç sağlamak için 24v 2000 watt'lık bir invertör kullanılır. İnverter ve ana akü grubu arasında 100 amperlik bir sigorta var. Bu 120vac ürünler için, otomatik transfer anahtarından çıkan bir anahtarlı uzatma kablosu vardır.

Sistem sızdırmaz piller kullanır ve herhangi bir hidrojen gazı sızdırmamalıdır. Bir CO2 dedektörüm vardı ve hidrojen gazını da algılayacaklarını okudum, bu yüzden kurdum. Yakında bir havalandırma sistemi eklenecektir.

Adım 5: Ana 24 Volt 100AH Pil Bankasını Düşük Voltajdan Kaydetme

Spartan'dan 50A 5500 Watt Otomatik Transfer Anahtarı yaklaşık 115 dolar. Bir tane inşa etmek de eğlenceli olurdu.

2000 watt invertörden kullanılan tüm gücü otomatik olarak kesmek için düşük akü voltajı seviyesini bununla önceden ayarlayabilirsiniz. Ardından, A/C öğelerinin gücünü şebeke gücüne geçirerek pillerin tehlike düzeyini aşmasını önlememizi sağlar. Anlık geçişi fark edemezsiniz.

Bu cihaz daha sonra tekrar pil gücüne dönmeden önce pillerin yüksek bir noktaya şarj edilmesini sağlar. Cihaz inverter güç moduna geçtiğinde sürekli olarak 6 watt güç çeker.

Bağlamak kolaydır. İnvertörü "inverter" etiketli girişe bağlamanız yeterlidir. Normalde inverterinize bağlı olacak cihazları "çıkış" bölümüne bağlayın. Evinizin gücünü "kamu gücü" bölümüne bağlayın. Son olarak, ana güneş enerjisi sisteminizin akü grubunu (sigortadan sonra) "akü" bölümüne bağlayın. Üç A/C topraklamasının tümü ayrı bir mini bara üzerinde birbirine bağlanır. Ana devre şemasına bakın.

Adım 6: İkincil 24v 35AH Pil Bankası. Bir Rüzgar Türbini ve Güneş veya Rüzgar Anahtarı Ekleme

Bu güneş sisteminin ikincil güneş kontrolörü ve 24v 35AH pil bankası, güneş panellerini her zaman kullanımda tutar. Doğu/batı konfigürasyonu nedeniyle, güneş panelinin gücünün çoğu 100AH akü grubuna gider ve 35AH akü grubuna daha az güç gider (ki bu daha azına ihtiyaç duyar). 35AH akü grubu, tüm yoğun olmayan güneş zamanlarında rüzgar enerjisine çevrilebilir.

A/C rüzgar türbini, çoğunlukla uzun elektrik kesintileri ve çok sayıda bulutlu günlerin olduğu en kötü durum senaryosu için eklendi. Cep telefonlarını ve dizüstü bilgisayarları şarjlı tutmak için yeterli rüzgar gücü ile birlikte birkaç 12 voltluk öğe (radyo, tv ve ışıklar) çalışır durumda olmalıdır.

Amazon'dan Denetleyicili 130 dolarlık Yaegarden 400W Rüzgar Türbini Kiti, küçük bir araştırmadan sonra iyi bir anlaşma gibi görünüyordu. 12v / 24v pil şarj kontrolörü ile birlikte gelir.

Türbini bir direğe monte etmeye yardımcı olması için bir köşebent kullandım. Ana anten merkez parçasını bu braketten çıkarabilir ve bu deliği türbin montaj dairesel parçasının 4 deliğinden birine cıvatalamak için kullanabilirsiniz (resimlere bakın).

Sistem kabininin en üstünde, rüzgar türbinine doğrultulmuş bir kameraya bağlı bir video monitörü bulunur. Sayaçlara bakarken türbin hızında neler olduğunu görmek harika. Arayı çalışırken görmek de eğlenceli.

Solar veya rüzgar şarj modundan geçiş yapmak için bir DPDT bıçak anahtarının yarısı kullanılır. Solar şarj cihazının ve rüzgar kontrol cihazının/şarj cihazının topraklama kabloları, ana sistem topraklama baralarına/baralarına bağlanır

Türbin pilleri şarj etmediğinde kanatların dönmesini önlemek için bir fren sistemine sahip olmak iyidir.

TPDT anahtarı, çalışma modundan ara moduna geçmek için kullanılır. Bu ilk önce rüzgar türbininden gelen 3 adet A/C kablosunu anahtarın ortak bölümüne bağlayarak yapılır. Mola (üç adet 100 watt 10 ohm direnç) anahtarın A tarafındadır ve rüzgar kontrolörü anahtarın B tarafındadır.

Adım 7: 12 Volt Sigorta Kutusu, Pil Bankası Anahtarı ve 24v - 12v Dönüştürücü

Bir DPDT anahtarının yarısı, gücü ya ana 24v 100AH pil grubundan veya ikincil 24v 35AH pil grubundan 24 volt ila 12 volt DC dönüştürücüye yönlendirir.

Dönüştürücünün 12 volt çıkışı 12 volt sigorta kutusu girişine bağlanır.

12 volt gücü dağıtmak için, şu anda, sigorta kutusundan çalışan muz tipi jaklarla birlikte dijital voltmetreler takılı üç küçük devre proje kutusu bulunmaktadır. Zaten bir sigortayı patlattım. Sigortalara sahip olmak her zaman iyidir!

İşte banana fişlerle 12 voltluk kutuya bağlı bir terminal bloğu çubuğunun resmi. Devre kartı, tv sistemi için 12 voltluk bir ses yükselticisidir. Rölenin dijital zamanlayıcısı da sigorta kutusuna bağlıdır.

Adım 8: İkincil Pil Bankasını Düşük Voltajdan Kurtarma

24v 35AH pil grubu için, kendi düşük voltajlı pil koruma cihazınızı oluşturmak için sadece iki öğeye ihtiyaç vardır.

1. TeOhk XY-CD60 Lityum Pil Şarj Deşarj Kontrolörü. NOT* bu ünitedeki kablo şeması etiketi yanlıştır. Açın ve devre kartındaki işaretlere bakın.

2. Bir yüksek amper normal röle veya katı hal rölesi.

TeOhk XY-CD60 kontrol cihazı önceden ayarlanmış bir düşük voltaj tespit ettiğinde, aküyü tüm yüklerden ayırmak için röleyi tetikler. Ana devre şemasına bakın.

Lityum pil kullanıyorsanız, pillerin yaklaşık %80'e kadar boşalmasına izin verebilirsiniz (sanırım). Ancak AGM/Sealed veya kurşun asit tipi aküler kullanıyorsanız akülerin %50'nin altına düşmesine asla izin vermemelisiniz. 12 voltluk sızdırmaz pillerin 11.2 voltun altına düşmesine izin vermemek için okudum (serideki iki pil için 22.4v).

Adım 9: Ana Devre Şeması

Özel elle çizilmiş devre şeması.

Adım 10: Gün Doğumundan 14:00'e Doğu-Batı Panel Anahtarı Testi

Dışarıda harika bir gün olacak. 54 derece şimdi sabah 8'de. Bugün gün doğumu sabah 6:58'deydi.

Rüzgar oldukça kuvvetli. Şu anda 24v 35AH pil bankası 25.4 voltta. O akü grubu için rüzgar türbinini bütün gün açık tutacağız ve daha sonra nasıl olduğunu göreceğiz. [26,0 voltta sona erdi]

11/14/20, Ana sistem (24v 100AH Pil grubu)

Doğu / Batı Manuel Anahtarlama Testi:

08:00 sınavı. Güneş kontrol cihazı doğu tarafına çevrildiğinde, okuma 27.6v @ 1.5 amper veya 41 watt'tır.

Denetleyiciyi manuel olarak batı panellerine geçirirsem, yalnızca 27.5v @.1 amper veya 2.75 watt okuma alırız.

Gün boyunca test sonuçları:

8:00am >> doğu = 41 watt batı = 2,75 watt

sabah 9:00 >> doğu = 78 watt batı = 7 watt

11:00 am >> doğu = 120 watt batı = 80 watt

12:18 pm >> doğu 99 watt batı 105 watt

2:00 pm >> doğu 153 watt batı 168 watt

Ana pil grubunun her zaman en yüksek watt tarafını kullanmasını istiyoruz. Bu nedenle, öğleden sonra 12 civarında röleyi kapatıp batı panellerine geçmek iyi gibi görünüyor

Adım 11: Gün Batımı - Gerilim Seviyesi

4 serisi kablolu güneş panelleri ile piller neredeyse gün batımına kadar şarj olur. Bu resim çekildiğinde batı panellerinden yaklaşık 26 volt alıyorduk (fazla akım değil).

Lütfen Pille Çalışan yarışmasında bu projeye oy verin.

Teşekkürler!

Joe