Batteridrivet kontor. Solsystem med automatisk växling öst/väst solpaneler och vindkraftverk: 11 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:36

Projektet:

Ett kontor på 200 kvadratmeter måste vara batteridrivet. Kontoret måste också innehålla alla styrenheter, batterier och komponenter som behövs för detta system. Sol- och vindkraft kommer att ladda batterierna. Det finns ett litet problem med att bara ha väst- och östmarkeringsmonteringsalternativ för solpanelerna med ett hus riktat norr/söder direkt mellan panelerna. Husets orientering orsakar mycket skugga på både östra och västra sidopaneler under hela dagen.

Systemets huvudbatteribank (24v 100AH) övervinner skuggproblemet och laddas med solenergi från soluppgång till solnedgång för kylskåp, frys och dator. Den mindre sekundära batteribanken (24V 35AH) laddas av samma solpaneler (i skugga och toppsoltid) plus ett vindkraftverk. Den mindre batteribanken är för 12 volts säkerhetssystemskärmar/kameror, tv, lampor och fläktar.

Denna instruktion kommer huvudsakligen att fokusera på 4 nyckelpunkter:

1. Öst- och västpanelkonfiguration - två strängar av paneler som kommer att ha olika spänningsnivåer beroende på tid på dagen och ett sätt att lösa detta problem. Batteriskydd. Använda en automatisk överföringsomkopplare och hur du bygger din egen med två enkla komponenter för att skydda mot att batterierna börjar ta slut. Lägga till ett vindkraftverk till ett solsystem vid långa perioder med sollösa dagar. Installera hela styrsystemet och batterierna på kontorsområdet. Golvytan som används är 2,6 kvadratmeter.

Delar:

2 x 100 AH -batterier Huvudbatteribank - Seriekopplad och gör 24 volt @ 100AH med en samlingsskena för alla negativa anslutningar

2 x 35AH -batterier Sekundär batteribank - Seriekopplad och gör 24 volt @ 35AH med en samlingsskena för alla negativa anslutningar

24 volt inverter 2000 watt inverter för att köra 120 vakuumapparater

6 mätarkabel som går från huvudbatteribanken till 100 A säkring och negativ samlingsskena

100 Amp Säkring mellan växelriktaren och 24v batteribank

Automatisk överföringsbrytare för att skydda 24v 100AH batteribank från spänningsnivåer

Solar Controler 40 amp, 1200 watt, 150 volt max pv -ingång

2: a solkontrollenhet för 24 volts 35AH batteribank 100 volt max pv -ingång

Solpaneler 8 av dessa skulle i princip vara desamma som i detta system

Tråd med kontakter är dyr men lätt att ansluta för kortare sträckor (10 awg)

8 awg -förlängare med kontakter är dyra men enkla att ansluta för längre sträckor (8 awg)

Panelkontakter för att skapa egna kablar

Öst/västrelä för växling mellan de två solpanelsträngarna

Digital timer för att styra öst/väst -reläet

Solid State -relä för att göra din egen strömbrytare för lågt batteri (för 35AH -batt)

Lågspänningsskyddsenhet för att styra halvledarreläet (skyddar 35AH -batt)

24 volt till 12 volt omvandlare för att köra 12 volt -artiklarna från de 24v batteribankarna om det behövs

DPDT knivomkopplare x 2 för att styra vilken batteribank som är ansluten till 12 volts säkringsbox och för att växla mellan vind och sol för 24v 35AH batteribank.

12 volt säkringslåda för att distribuera och skydda alla 12 volt enheter

10 gauge -anslutningstråd tillsammans med en annan trådrulle jag tidigare hade

Pressverktyg tillsammans med klackar för att skapa många anpassade längdkablar. Borde ha fått en annan uppsättning klackar

Vindkraftverk under långa perioder utan sol vid strömavbrott - ansluten till 24v 35AH batteribank med 2: a solkontroll

TPDT -knivomkopplare för vindkraftsbrytningssystemet med 3 motstånd för avbrottet

2 ljudhyllor i trä för hela systemets huvudkomponenter som håller fotavtrycket nere på 2,6 kvadratfot. Dessa hade jag använt för länge sedan.

4 plexiglasskydd för de interna systemkomponenterna. Hade använt dessa från länge sedan.

Steg 1: The West Side Panels

De fyra första panelerna installerades för några månader sedan på västsidan.

Dessa är 12 volt 100 watt Renogy -paneler. De är för närvarande inte tillgängliga, men som referens fanns de på Amazon.

Klockslaget på bilden med katten Charlie är runt 15:40. Solpanelerna är knutna till två 12 'stolpar. De två 12 'stolparna monteras på däcket, först genom att borra två hål i däckets sida och sedan skjuta in stolparna i däckhålen. De andra ändarna av 12 'stolparna är bultade till två kortare 5' stolpar planterade i marken. Längst ner på 5' -stolparna finns horisontella 8 fyrkantiga metallplattor. Det är omöjligt för vinden att lyfta ur marken. Jag lyckades bara hitta 5' -stolparna och kan inte riktigt lägga till en länk till dem.

Det är väldigt enkelt att rengöra panelerna som monteras så lågt.

Dessa solpaneler är anslutna till reläet som börjar med 30 fot 8 AWG förlängningstråd, plus ytterligare 30 fot 10 AWG kabel.

Steg 2: Östra sidopanelerna

Här är ytterligare 4 12v 100watt solpaneler på östra sidan cirka 15:30. De installerades 18/10/20.

Paneler monteras på däcket med en horisontell monteringsstav för parabolantenn och sedan med hjälp av två 12 fot 1,5 stavar, knytlindningar och några slagblock med tegelstenar i slutet (se bilder).

Kablarna för västsidan kostar nästan lika mycket som en solpanel! Jag ville prova något billigare för 50 fot östra sidokablarna. Jag kom ihåg detta trick från en youtube -video om att använda vanliga förlängningssladdar, klippa av ändarna och binda ihop de tre trådledarna. Så jag använde en 100 fot förlängningssladd och det fungerar bra. Trådstorleken slutade med att vara cirka 10 gauge för båda 50 fotkablarna jag gjorde. Med den högre spänningen (80v) som kommer från panelerna, bör denna storlekstråd vara o.k. utan för mycket förlust för nu. Jag använde detta 9 -i -12AWG -adaptersats för att ansluta ändarna på de 50 fot långa trådarna till solpanelerna med vridning på kontakter.

Steg 3: Solkontrollerna och reläet - Växla östra och västra sidopaneler

Solkontrollerna:

Den huvudsakliga 40 Amp Epever solkontrollen Denna kontroller är för laddning av 24v 100AH batteribank. Denna styrenhet har en 150 volt maximal solpanelsingångsspänning. Den maximala panelinmatningen är 1, 200 (nu gränsen för detta system).

Den sekundära 40 Amp Epever solkontrollen Den här styrenheten är för laddning av 24v 35AH batteribank. Laddaren har 100 volt maximal solpanelingång (nu gränsen för detta system) och maximal ingångseffekt på 1 500. Det finns också ett vindkraftverk med dess styrenhet som hjälper till att ladda denna batteribank.

Stafetten:

Ena halvan av DPDT -reläet (dubbelpoligt dubbelkast) används för att växla mellan de fyra östra och fyra västra solpanelerna och ansluta dem till huvudkontrollen. Den andra halvan av reläet byter solpaneler för den sekundära styrenheten. Så här är omkopplingstiden inställd på varje dag i veckan:

7.00 till 12.00 Den digitala timern slår på 80 AMP RELAY som ansluter/växlar 4 paneler på östra sidan till huvudladdningskontrollen (och 24v 100AH batteribank). Obs: Reläet drar cirka 6 watt ström från systemet under dessa 6 timmar. De 4 västra sidopanelerna växlas också till sekundär laddningskontrollen vid denna tidpunkt (laddning av 24v 35AH batteribank). Det bör finnas god laddningseffekt från kl. 10 till kl. 13 från västpanelerna. Kl. 12 till kl. 07.00 Den digitala timern stänger av RELÄET som ansluter/kopplar västsidans fyra paneler till huvudladdningsregulatorn. Reläet tar nu noll ström från systemet. De fyra östra panelerna växlar också till sekundär laddningsregulator vid denna tidpunkt. Ska vara bra laddning i ytterligare 2 timmar (13:00 till 15:00).

Se reläbilden för ledningsinformation plus huvudkretsschemat i steg 9.

De negativa ledningarna från östra och västra solpanelsträngar är bundna och går till en brytare innan de ansluts till de negativa ingångarna från solkontrollerna. Jag hade den negativa brytaren som låg och lade till den. Detta återspeglas inte i huvudritningen. Alla switchar med hög förstärkare borde fungera bra men det behövs inte.

Steg 4: 24Volt 100AH huvudbatteribank och inverter

För närvarande består huvudbatteribanken av två x 12volts 100AH -batterier i serie som gör en 24volts 100AH batteribank. En 24v 2000 watt inverter används för att driva ett kylskåp, frys, datorer eller mikrovågsugn. Det finns en 100 amp säkring mellan växelriktaren och huvudbatteribanken. För dessa 120vac -föremål är det en strömkabel som lossnar från brytaren för automatisk överföring.

Systemet använder förseglade batterier och bör inte läcka någon vätgas. Jag hade en co2 -detektor och har läst att de också kommer att upptäcka vätgas, så jag installerade den. Ett ventilationssystem kommer att läggas till snart.

Steg 5: Spara huvudbatteriet på 24 volt 100AH från lågspänning

50A 5500 Watt automatisk överföringsbrytare från Spartan är cirka $ 115. Det skulle vara kul att bygga en också.

Du kan förinställa den låga batterispänningen med detta för att automatiskt stänga av all ström som används från 2000 watts växelriktare. Det växlar sedan strömmen för A/C -artiklarna till nätström, vilket säkerställer att vi sparar batterierna från att rinna ut förbi risknivån. Du kan inte märka den omedelbara övergången.

Denna enhet låter sedan batterierna laddas till en hög nivå innan de återgår till batteriet igen. Enheten drar ständigt 6 watt ström när den växlar till växelriktarläge.

Det är lätt att ansluta. Anslut bara växelriktaren till ingången märkt "inverter". Anslut de apparater som normalt skulle ha anslutits till din växelriktare till avsnittet "utgång". Anslut din husström till avsnittet "allmän makt". Slutligen, anslut din huvudsakliga solsystembatteribank (efter säkringen) till avsnittet "batteri". Alla tre A/C -grunder kopplas samman på en separat minibuss. Se huvudkretsschema.

Steg 6: Den sekundära 24v 35AH batteribanken. Lägga till ett vindkraftverk och switch för sol eller vind

Detta solsystems sekundära solkontroller och 24v 35AH batteribank håller solpanelerna i bruk hela tiden. På grund av öst/väst -konfigurationen går det mesta av solpanelens ström till 100AH batteribank och mindre ström går till 35AH batteribank (som behöver mindre). 35AH batteribank kan bytas till vindkraft under all sol under högsäsong.

A/C-vindkraftverket tillkom huvudsakligen för ett värsta scenario med långa strömavbrott och massor av molniga dagar. Det bör finnas tillräckligt med vindkraft för att hålla mobiltelefoner och bärbara datorer laddade tillsammans med några 12 volts objekt igång (radio, tv och lampor).

$ 130 Yaegarden 400W vindturbinsats med kontroller från Amazon såg ut som en bra affär efter lite forskning. Den levereras med en 12v / 24v batteriladdningskontroller.

Jag använde en vinkelkonsol för att montera turbinen på en stolpe. Du kan ta bort huvudantennens mittdel från denna konsol och använda det hålet för att skruva fast ett av de fyra hålen på den turbinmonterade cirkulära delen (se bilder).

Längst upp i systemskåpet finns en bildskärm ansluten till en kamera riktad mot vindkraftverket. Det är fantastiskt att se vad som händer med turbinhastigheten medan du tittar på mätarna. Det är också roligt att se pausen i aktion.

För att växla från sol- eller vindladdningsläge används hälften av en DPDT -knivomkopplare. Jordledningarna på solcellsladdaren och vindkontrollen/laddaren är bundna till huvudsystemets jordskena

Det är bra att ha ett paussystem för att hålla bladen från att snurra när turbinen inte laddar batterierna.

TPDT -omkopplaren används för att växla från driftläge till pausläge. Detta görs först genom att ansluta de 3 A/C -ledningarna som kommer från vindkraftverket till den gemensamma delen av strömställaren. Avbrottet (tre 100 watt 10 ohm motstånd) är på omkopplarens A -sida och vindkontrollen är på omkopplarens B -sida.

Steg 7: 12 volts säkringsbox, batteribankbrytare och 24v till 12v omvandlare

Hälften av en DPDT -omkopplare leder strömmen från antingen den huvudsakliga 24v 100AH batteribanken eller den sekundära 24v 35AH batteribanken, till 24volts till 12 volt DC -omvandlare.

Omvandlarens 12 volts utgång är ansluten till 12 volts säkringsboxens ingång.

För att distribuera 12 volts ström finns det för närvarande tre projektor med små kretsar med digitala voltmätare installerade tillsammans med banankontakter som löper från säkringsboxen. Jag har redan blåst en säkring. Det är alltid bra att ha säkringar!

Här är en bild på en kopplingsplint som är ansluten till 12 voltsboxen med bananpluggar. Kretskortet är en 12 volts ljudförstärkare för tv -systemet. Den digitala timern för reläet är också ansluten till säkringsboxen.

Steg 8: Spara den sekundära batteribanken från underspänning

För 24v 35AH batteribank behövs bara två artiklar för att bygga din egen underspänningsbatteri.

1. TeOhk XY-CD60 litiumbatteriladdningsreglage. OBS* kopplingsschemat på denna enhet är fel. Öppna den och titta på markeringarna på kretskortet.

2. Ett högt förstärkarrelä eller halvledarrelä.

När TeOhk XY-CD60-regulatorn detekterar en förinställd lågspänning, kommer det att utlösa reläet för att koppla bort batteriet från alla belastningar. Se huvudkretsschemat.

Om du använder litiumbatterier kan du låta dem rinna ner till cirka 80% (tror jag). Men om du använder AGM/förseglade eller blybatterier av batterier bör du aldrig låta batterierna komma under 50%. Jag har läst för att inte låta 12volts förseglade batterier gå under 11,2 volt (22,4v för två batterier i serie).

Steg 9: Huvudkretsdiagram

Särskilt handritat kretsschema.

Steg 10: Soluppgång till 2 pm East-West Panel Switch Test

Det kommer att bli en bra dag ute. 54 grader nu vid 8 -tiden. Soluppgången idag var klockan 06:58.

Vinden är ganska stark. För närvarande är 24v 35AH batteribank på 25,4 volt. Vi kommer att hålla vindkraftverket påslaget för den batteribanken hela dagen och se hur det blir senare. [Hamnade på 26,0 volt]

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

Öst / väst manuellt omkopplingstest:

08:00 test. Med solkontrollen omkopplad till östra sidan är avläsningen 27,6v @ 1,5 ampere eller 41 watt.

Om jag manuellt byter kontrollen till västpanelerna får vi bara en avläsning på 27,5v @.1 ampere eller 2,75 watt.

Testresultaten under hela dagen:

08:00 >> öst = 41 watt väst = 2,75 watt

09.00 >> öster = 78 watt väster = 7 watt

11:00 >> öster = 120 watt väster = 80 watt

12:18 pm >> öst 99 watt väst 105 watt

14.00 >> öst 153 watt väst 168 watt

Vi vill att huvudbatteribanken alltid använder den högsta wattsidan. Så det ser ut som att någon gång runt 12 -tiden är bra att stänga av reläet och byta till västra panelerna

Steg 11: Solnedgång - Spänningsnivå

Med de fyra seriens trådbundna solpaneler laddas batterierna nästan fram till solnedgången. Vi fick cirka 26 volt från västpanelerna när den här bilden togs (inte mycket ström).

Vänligen rösta på det här projektet i den batteridrivna tävlingen.

Tack!

Joe