Kantor Bertenaga Baterai. Tata Surya Dengan Pengalihan Otomatis Panel Surya Timur/Barat dan Turbin Angin: 11 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:53

Proyek:

Kantor seluas 200 kaki persegi harus bertenaga baterai. Kantor juga harus berisi semua pengontrol, baterai, dan komponen yang diperlukan untuk sistem ini. Tenaga surya dan angin akan mengisi baterai. Ada sedikit masalah karena hanya memiliki opsi pemasangan di tanah barat dan timur untuk panel surya dengan rumah yang sejajar utara/selatan langsung di antara panel. Orientasi rumah menyebabkan banyak keteduhan pada panel sisi timur dan barat sepanjang hari.

Bank baterai utama sistem (24v 100AH) mengatasi masalah bayangan dan diisi menggunakan tenaga surya dari matahari terbit hingga terbenam untuk lemari es, freezer, dan komputer. Bank baterai sekunder yang lebih kecil (24V 35AH) diisi oleh panel surya yang sama (di tempat teduh dan waktu matahari puncak) ditambah turbin angin. Bank baterai yang lebih kecil untuk monitor/kamera sistem keamanan 12 volt, tv, lampu, dan kipas angin.

Instruksi ini akan fokus terutama pada 4 poin utama:

1. Konfigurasi panel surya timur & barat - dua rangkaian panel yang akan memiliki tingkat tegangan yang berbeda tergantung pada waktu hari dan salah satu cara untuk mengatasi masalah ini.2. Perlindungan Baterai. Menggunakan sakelar transfer otomatis & cara membuatnya sendiri dengan dua komponen sederhana untuk melindungi dari baterai yang hampir habis.3. Menambahkan turbin angin ke tata surya jika terjadi periode hari tanpa matahari yang panjang.4. Memasang seluruh sistem pengontrol dan baterai di dalam area kantor. Luas lantai yang digunakan adalah 2,6 kaki persegi.

Bagian:

Baterai 2 x 100 AH Bank baterai utama - Dihubungkan secara seri membuat 24volt @ 100AH menggunakan busbar untuk semua koneksi negatif

Baterai 2 x 35AH Bank baterai sekunder - Dihubungkan secara seri membuat 24 volt @ 35AH menggunakan busbar untuk semua koneksi negatif

Inverter 24 volt Inverter 2000 watt untuk menjalankan peralatan 120 vac

6 kawat pengukur berjalan dari bank baterai utama ke sekering 100 amp dan busbar negatif

100 Amp Fuse untuk antara inverter dan bank baterai 24v

Saklar Transfer Otomatis untuk melindungi bank baterai 24v 100AH dari level tegangan di bawah

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

Pengontrol surya ke-2 Untuk bank baterai 24 volt 35AH, input pv maks 100 volt

Panel Surya 8 ini pada dasarnya akan sama seperti di sistem ini

Kawat dengan konektor mahal tetapi mudah dipasang untuk jarak yang lebih pendek (10 awg)

Extender 8 awg dengan konektor mahal tetapi mudah dipasang untuk jarak yang lebih jauh (8 awg)

Konektor Panel untuk membuat kabel Anda sendiri

Relai Timur/Barat untuk beralih di antara dua senar panel surya

Timer digital untuk mengontrol relai Timur/Barat

Relai Solid State untuk membuat sakelar pemutus baterai rendah Anda sendiri (untuk batt 35AH)

Perangkat Pelindung Tegangan Rendah untuk mengontrol relai keadaan padat (melindungi batt 35AH)

Konverter 24 volt ke 12 volt untuk menjalankan item 12 volt dari bank baterai 24v utama jika diperlukan

Sakelar pisau DPDT x 2 untuk mengarahkan bank baterai mana yang terhubung ke kotak sekering 12 volt dan untuk beralih antara angin dan matahari untuk bank baterai 24v 35AH.

Kotak sekering 12 volt untuk mendistribusikan dan melindungi semua perangkat 12 volt

Kawat pengait 10 gauge bersama dengan gulungan kawat lain yang sebelumnya saya miliki

Alat crimping bersama dengan lug untuk membuat banyak kabel panjang khusus. Seharusnya punya satu set lugs yang berbeda

Turbin Angin untuk waktu lama tanpa sinar matahari dalam pemadaman listrik - terhubung ke bank baterai 24v 35AH dengan pengontrol surya ke-2

Sakelar pisau TPDT untuk sistem pemutus turbin angin menggunakan 3 resistor untuk pemutus

2 lemari rak audio kayu untuk seluruh komponen utama sistem menjaga jejak kaki hingga 2,6 kaki persegi. Saya sudah menggunakan ini sejak lama.

4 penutup plexiglass untuk komponen sistem internal. Apakah ini digunakan dari waktu yang lama.

Langkah 1: Panel Sisi Barat

4 panel pertama dipasang beberapa bulan lalu di sisi barat.

Ini adalah panel Renogy 12 volt 100 watt. Mereka saat ini tidak tersedia, tetapi untuk referensi mereka ada di Amazon.

Waktu dalam foto bersama Charlie si kucing, adalah sekitar pukul 15:40. Panel surya diikat ke dua kutub 12'. Kedua tiang 12' itu dipasang ke geladak, pertama dengan mengebor dua lubang di sisi geladak, lalu memasukkan tiang ke dalam lubang geladak. Ujung lain dari tiang 12' dibaut ke dua tiang pendek 5' yang ditanam di tanah. Di bagian bawah tiang 5' adalah pelat logam persegi 8 horizontal. Mereka tidak mungkin diangkat oleh angin dari tanah. Saya hanya beruntung menemukan tiang 5' dan tidak dapat benar-benar menambahkan tautan ke sana.

Sangat mudah untuk membersihkan panel yang dipasang sangat rendah.

Panel surya ini terhubung ke relai dimulai dengan kabel ekstensi 30 kaki 8 awg, ditambah kabel 10 awg 30 kaki lainnya.

Langkah 2: Panel Sisi Timur

Berikut adalah 4 panel surya 12v 100watt lainnya di sisi timur sekitar pukul 15:30. Mereka dipasang pada 10/18/20.

Panel dipasang ke geladak dengan tiang antena parabola horizontal dan kemudian dengan menggunakan dua tiang 12 kaki 1,5 , bungkus dasi dan beberapa blok cinder dengan potongan bata di bagian paling ujung (lihat gambar).

Kabel untuk sisi barat harganya hampir sama dengan panel surya! Saya ingin mencoba sesuatu yang lebih murah untuk kabel sisi timur 50 kaki. Saya ingat trik ini dari video youtube tentang menggunakan kabel ekstensi biasa, memotong ujungnya dan mengikat tiga kabel menjadi satu. Jadi, saya menggunakan kabel ekstensi 100 kaki dan berfungsi dengan baik. Ukuran kawat akhirnya menjadi sekitar 10 pengukur untuk kedua kabel 50 kaki yang saya buat. Dengan tegangan yang lebih tinggi (80v) yang berasal dari panel, ukuran kawat ini seharusnya baik-baik saja. tanpa terlalu banyak kerugian untuk saat ini. Saya menggunakan Kit Adaptor 9 In 12AWG ini untuk menghubungkan ujung kabel 50 kaki ke panel surya dengan konektor twist on.

Langkah 3: Pengontrol & Relai Surya - Mengganti Panel Sisi Timur dan Barat

Pengendali Surya:

Pengontrol surya Epever 40 Amp UtamaPengontrol ini untuk mengisi daya bank baterai 24v 100AH. Kontroler ini memiliki tegangan input panel surya maksimum 150 volt. Watt input panel maksimum adalah 1.200 (sekarang batas untuk sistem ini).

Pengontrol surya Epever 40 Amp sekunder Pengontrol ini untuk mengisi daya bank baterai 24v 35AH. Pengisi daya memiliki input panel surya maksimum 100 volt (sekarang batas untuk sistem ini) dan watt input maksimum 1.500. Ada juga turbin angin dengan pengontrolnya yang membantu mengisi daya bank baterai ini.

Relai:

Setengah dari relai DPDT (double pole double throw) digunakan untuk beralih antara panel surya 4 timur dan 4 barat, menghubungkannya ke Pengendali Utama. Setengah lainnya dari relai mengganti panel surya untuk pengontrol sekunder. Inilah yang mengatur waktu peralihan sekarang, untuk setiap hari dalam seminggu:

7am hingga 12pm Digital Timer menyalakan 80 AMP RELAY yang menghubungkan/mengalihkan 4 panel sisi timur ke Main Charge Controller (dan bank baterai 24v 100AH). Catatan: Relai menarik daya sekitar 6 watt dari sistem selama 6 jam ini. 4 panel sisi barat juga dialihkan ke Kontroler Pengisian Sekunder saat ini (mengisi daya bank baterai 24v 35AH). Harus ada daya pengisian yang baik dari jam 10 pagi sampai jam 1 siang dari panel barat. 12 siang sampai 7 pagi Timer Digital mematikan RELAY yang menghubungkan/mengalihkan 4 panel sisi barat ke Pengendali Pengisian Utama. Relai sekarang mengambil daya nol dari sistem. 4 panel timur juga dialihkan ke Kontroler Pengisian Sekunder saat ini. Seharusnya pengisian daya yang baik selama 2 jam lagi (1 siang hingga 3 sore).

Lihat gambar relai untuk informasi pengkabelan ditambah diagram sirkuit utama pada langkah 9.

Kabel negatif dari string panel surya timur dan barat diikat menjadi satu dan menuju ke sakelar pemutus sebelum terhubung ke input negatif pengontrol surya. Saya memiliki sakelar cutoff negatif dan baru saja menambahkannya. Ini tidak tercermin dalam gambar utama. Jenis sakelar amp tinggi apa pun harus berfungsi dengan baik tetapi tidak diperlukan.

Langkah 4: Bank Baterai Utama dan Inverter 24Volt 100AH

Saat ini, bank baterai utama terdiri dari dua baterai 100AH x 12volt secara seri membuat bank baterai 24volt 100AH. Inverter 24v 2000 watt digunakan untuk menyalakan lemari es, freezer, komputer atau oven microwave. Ada sekering 100 amp antara inverter dan bank baterai utama. Untuk item 120vac ini, ada soket ekstensi yang terlepas dari sakelar transfer otomatis.

Sistem ini menggunakan baterai tertutup dan tidak boleh membocorkan gas hidrogen apa pun. Saya memiliki detektor co2 dan telah membaca bahwa mereka juga akan mendeteksi gas hidrogen, jadi saya memasangnya. Sistem ventilasi akan segera ditambahkan.

Langkah 5: Menyimpan Bank Baterai 24volt 100AH Utama Dari Tegangan Rendah

Saklar Transfer Otomatis 50A 5500 Watt dari Spartan adalah sekitar $ 115. Akan menyenangkan untuk membangunnya juga.

Anda dapat mengatur sebelumnya tingkat tegangan baterai rendah dengan ini untuk secara otomatis memotong semua daya yang digunakan dari inverter 2000 watt. Ini kemudian mengalihkan daya untuk item A/C ke daya jaringan, memastikan kami menghemat baterai agar tidak melewati tingkat bahaya. Anda tidak dapat melihat peralihan instan.

Perangkat ini kemudian akan membiarkan baterai terisi ke set titik tinggi, sebelum kembali ke daya baterai lagi. Perangkat terus-menerus menarik daya 6 watt saat beralih ke mode daya inverter.

Sangat mudah untuk terhubung. Cukup sambungkan inverter ke input berlabel "inverter". Hubungkan peralatan yang biasanya terhubung ke inverter Anda ke bagian "output". Hubungkan listrik rumah Anda ke bagian "kekuatan publik". Terakhir, sambungkan bank baterai tata surya utama Anda (setelah sekering) ke bagian "baterai". Ketiga ground A/C terhubung bersama di busbar mini yang terpisah. Lihat diagram sirkuit utama.

Langkah 6: Bank Baterai 24v 35AH Sekunder. Menambahkan Turbin Angin dan Sakelar untuk Tenaga Surya atau Angin

Kontroler surya sekunder tata surya ini dan bank baterai 24v 35AH membuat panel surya tetap digunakan sepanjang waktu. Karena konfigurasi timur/barat, sebagian besar daya panel surya disalurkan ke bank baterai 100AH dan lebih sedikit daya ke bank baterai 35AH (yang membutuhkan lebih sedikit). Bank baterai 35AH dapat dialihkan ke tenaga angin selama semua waktu matahari di luar jam sibuk.

Turbin angin A/C terutama ditambahkan untuk skenario terburuk dari pemadaman listrik yang lama dan banyak hari berawan. Harus ada tenaga angin yang cukup untuk menjaga ponsel dan laptop tetap terisi daya bersama dengan beberapa item 12volt yang berjalan (radio, tv & lampu).

Kit Turbin Angin Yaegarden 400W seharga $ 130 dengan Pengendali dari Amazon tampak bagus setelah sedikit riset. Muncul dengan pengontrol pengisian baterai 12v / 24v.

Saya menggunakan braket sudut untuk membantu memasang turbin ke tiang. Anda dapat melepas bagian tengah antena utama dari braket ini dan menggunakan lubang itu untuk memasang baut ke salah satu dari 4 lubang bagian melingkar pemasangan turbin (lihat gambar).

Di bagian paling atas kabinet sistem, ada monitor video yang terhubung ke kamera yang diarahkan ke turbin angin. Sangat menyenangkan untuk melihat apa yang terjadi dengan kecepatan turbin sambil melihat meteran. Ini juga menyenangkan untuk melihat istirahat beraksi.

Untuk beralih dari mode pengisian tenaga surya atau angin, setengah dari sakelar pisau DPDT digunakan. Kabel arde pengisi daya surya dan pengontrol/pengisi daya angin diikat ke busbar arde sistem utama

Ada baiknya memiliki sistem pemutus agar baling-baling tidak berputar saat turbin tidak mengisi baterai.

Saklar TPDT digunakan untuk mengubah dari mode berjalan ke mode istirahat. Ini dilakukan terlebih dahulu dengan menghubungkan 3 kabel A/C yang berasal dari turbin angin ke bagian umum sakelar. Pemutus (tiga resistor 100 watt 10 ohm) ada di sisi A sakelar, dan pengontrol angin ada di sisi B sakelar.

Langkah 7: Kotak Sekering 12 Volt, Sakelar Bank Baterai, dan Konverter 24v ke 12v

Setengah dari sakelar DPDT mengarahkan daya dari bank baterai 24v 100AH utama atau bank baterai 24v 35AH sekunder, ke konverter DC 24volt ke12 volt.

Output 12 volt dari konverter terhubung ke input kotak sekering 12 volt.

Untuk mendistribusikan daya 12 volt, saat ini ada tiga kotak proyek sirkuit kecil dengan volt meter digital dipasang bersama dengan jack gaya pisang yang berjalan dari kotak sekering. Saya sudah meniup satu sekering. Itu selalu baik untuk memiliki sekering!

Berikut adalah gambar terminal blok bar yang terhubung ke kotak 12volt dengan colokan pisang. Papan sirkuit adalah penguat audio 12volt untuk sistem tv. Timer digital untuk relai juga terhubung ke kotak sekering.

Langkah 8: Menyimpan Bank Baterai Sekunder Dari Tegangan Rendah

Untuk bank baterai 24v 35AH, hanya dua item yang diperlukan untuk membuat perangkat pelindung baterai di bawah tegangan Anda sendiri.

1. Pengontrol Pelepasan Pengisian Daya Baterai Lithium TeOhk XY-CD60. CATATAN* stiker diagram pengkabelan pada unit ini salah. Buka dan lihat tanda di papan sirkuit.

2. Relai reguler amp tinggi atau relai solid state.

Ketika pengontrol TeOhk XY-CD60 mendeteksi tegangan rendah yang telah ditentukan sebelumnya, itu akan memicu relai untuk memutuskan baterai dari semua beban. Lihat diagram sirkuit utama.

Jika Anda menggunakan baterai lithium, Anda dapat membiarkannya terkuras hingga sekitar 80% (saya pikir). Tetapi jika Anda menggunakan baterai jenis AGM/Sealed atau lead acid, jangan biarkan baterai berada di bawah 50%. Saya telah membaca untuk tidak membiarkan baterai tertutup 12volt turun di bawah 11,2 volt (22,4v untuk dua baterai secara seri).

Langkah 9: Diagram Sirkuit Utama

Diagram sirkuit yang digambar tangan khusus.

Langkah 10: Sunrise to 2pm East-West Panel Switch Test

Ini akan menjadi hari yang menyenangkan di luar. 54 derajat sekarang jam 8 pagi. Matahari terbit hari ini pukul 06.58.

Anginnya cukup kencang. Saat ini bank baterai 24v 35AH berada di 25,4 volt. Kami akan tetap menyalakan turbin angin untuk bank baterai itu sepanjang hari, dan melihat bagaimana nanti. [Berakhir pada 26,0 volt]

14/11/20, Sistem utama (Bank baterai 24v 100AH)

Uji Pengalihan Manual Timur / Barat:

8:00 pagi tes. Dengan pengontrol surya dialihkan ke sisi timur, pembacaannya adalah 27.6v @ 1.5 amp atau 41 watt.

Jika saya secara manual mengalihkan pengontrol ke panel barat, kami hanya mendapatkan pembacaan 27.5v @.1 amp atau 2.75 watt.

Hasil tes sepanjang hari:

08:00 >> timur = 41 watt barat = 2,75 watt

9:00 pagi >> timur = 78 watt barat = 7 watt

11:00 >> timur = 120 watt barat = 80 watt

12:18 WIB >> timur 99 watt barat 105 watt

14:00 >> timur 153 watt barat 168 watt

Kami ingin bank baterai utama menggunakan sisi watt tertinggi setiap saat. Jadi, sepertinya sekitar jam 12 malam baik-baik saja untuk mematikan relai dan beralih ke panel barat

Langkah 11: Matahari Terbenam - Tingkat Tegangan

Dengan panel surya kabel seri 4, baterai akan terisi daya hampir sampai matahari terbenam. Kami mendapatkan sekitar 26 volt dari panel barat ketika gambar ini diambil (tidak banyak arus).

Silakan pilih proyek ini dalam kontes Bertenaga Baterai.

Terima kasih!

joe