..Вот наконец и воплотился в жизнь мой очередной, может где-то местами бредовый проект, который я "вынашивал" последние три года!
Это небольшая домашняя солнечная электростанция начального уровня. Проект имеющий тенденцию к развитию и экспериментам с использованием альтернативной электроэнергии, поэтому настоящая статья, по мере поступления новой информации будет дополняться и редактироваться.
Не помню уже, что послужило толчком или отправной точкой этого проекта. Как-то родилось всё это, "выносилось" вяло и незаметно. Концовка только происходила весьма бурно и ярко. Улавливается некая аналогия с достижением "критической массы", после чего ситуация развивается стремительно:):)
Ну да ладно, главное достигнуто.:)
Начнём описание компонентов системы по порядку. Главным элементом, без которого не обходится даже солнечная "зарядка" для мобильного телефона является конечно же "её Величество" солнечная панель. Компонент достаточно сложный, несмотря на кажущуюся простоту и крайне критичный к качеству изготовления и комплектующим, из которых он состоит. В самом начале этой затеи была мысль: "Да чё там, сделаю сам!", но по мере углубления в тему эта мысль начала сдавать позиции, чахнуть, пока окончательно и бесповоротно не сдулась и благополучно отправилась на свалку мыслительного процесса:):) И вот когда я уже, так сказать, непосредственно "осязал" свежеприобретённую панель, то понял как я был прав, не начав "городить" это изделие самостоятельно. Секс бы был невероятный. А самое главное то, что в результате этого секса получилось бы "чудовище", которое не имело бы должной жёсткости, герметичности, ну и между прочем нехилого эстетического вида. На просторах инета есть много технологий от доморощенных умельцев. На Ебэе и Алиэкспрессе есть комплектующие и необходимые материалы, но ну его нафиг! Превращать свою квартиру в мастерскую, терять время и на выходе получить ХЗЧ (Хрен Знает Что), уж увольте!
Из чего же состоит солнечная панель? Конечно из солнечных элементов.. Какие элементы встречаются в природе и что за свойствами они обладают? Первый параметр, по которому они подразделяются это материал, из которого сделан элемент. Различают три разновидности: Монокристаллический кремний, поликристаллический кремний, аморфный кремний.

Элемент из монокристаллического кремния:

КПД около 25%.
Устойчив к работе при температуре свыше 70 градусов.
Самый высокий срок службы, до 40 лет.
Размеры панелей из этих элементов самые компактные, исходя из КПД.
Дороже остальных своих оппонентов.
Цвет поверхности - равномерный глубокий тёмно - синий, почти чёрный.
Монокристаллический кремний


Элемент из поликристаллического кремния:

КПД около 20%.
Более производительны в условиях слабой освещённости. (Пасмурная погода)
Менее стоек к повышенным температурам.
Срок службы 20 лет.
Размеры панелей из этих элементов примерно на 5% больше чем из монокристаллических при одинаковых электрических характеристиках.
Дешевле монокристаллического.
Цвет поверхности - равномерный голубой, некоторые экземпляры имеют на поверхности "морозный узор" как на замёрзшем стекле или свежепроизведённой оцинкованной жести. "Узоры" на поверхности элементов обусловлены технологическим процессом их производства.

Поликристаллический кремний


Элемент из аморфного кремния:

КПД около 10%.
Срок службы до 10 лет.
Тонкоплёночный, может быть напылён на гибкую подложку. Используется в маломощной солнечной энергетике.

Аморфный кремний


Таким образом, панели, изготовленные из монокристаллических элементов занимают самое выгодное положение исходя из электрических, физических и эксплуатационных параметров. Поликристаллические занимают менее бюджетную нишу, ну а аморфные элементы, в качестве комплектующих для мощных солнечных панелей просто не рассматриваются.
Следующий важный компонент солнечной панели - защитное стекло. Оно должно защищать поверхность солнечных элементов от механических повреждений, пыли, влаги, выполнять функцию инфракрасного фильтра, чтобы исключить дополнительный нагрев элементов ИК - составляющей солнечного света. Также поверхность стекла должна быть текстурированной, чтобы повысить эффективность солнечной панели при работе под непрямыми лучами солнца. Такое стекло применяют все приличные производители панелей. Оргстекло и обыкновенное стекло недопустимы.
-Алюминиевая рама из специального двухслойного профиля. Очень жёсткая. При больших размерах панели (в моём случае 1650х990) это крайне важно.
-Несущая подложка. Изготавливается из прочной пластмассы. На ней располагаются солнечные элементы панели. Сверху специальным герметиком приклеивается вышеупомянутое стекло и в свою очередь весь этот "бутерброд" вклеивается герметиком в раму. Элемент, завершающий эту конструкцию - коммутационно - клеммная коробка. В ней группы элементов соединяются между собой и там же находятся защитные диоды, которые предотвращают выход группы элементов из строя если она оказалась в тени, а остальные элементы освещены. Из этой коробки выводятся провода, которыми панель подключается к контроллеру управления зарядом АКБ.
Из множества предложений, имеющихся на рынке была выбрана панель МСК-250-20 от фирмы SOLBAT из г. Краснодар. Примерно из 10 вариантов именно в этой фирме соотношение цена/качество/простота доставки оказалось самым оптимальным. За что фирме этой респект и уважуха, а также пожелание успешного процветания!;);)
Обязательно стоит сказать о качестве панелей в целом и элементов для них в частности.
Признаками качественного изделия являются:
- Качество механической конструкции. Аккуратность герметизации, отсутствие натёков излишнего герметика и в то же время достаточное его количество. Отсутствие щелей, непроклееных мест. Отсутствие такого явления как "пропеллер" в конструкции панели.
- Качество солнечных элементов. Качественная панель должна быть собрана из элементов не различающихся по цвету! Это означает, что их вольт - амперные характеристики максимально соответствуют друг другу, в результате чего панель будет обладать высоким КПД.
- Качество злектрических соединений. Коммутационная коробка сзади панели должна быть специализированной, с крышкой на защёлках, оборудована гермовводами. Внутри коробки все пайки должны быть без "соплей", чистыми, без остатков флюсов. Обязательно наличие мощных диодов. Ленточные проводники должны быть аккуратно припаяны, выводы идущие наружу обжаты и прикручены к специализированным клеммам. Они должны быть выполнены специальным "солнечным" кабелем и оканчиваться специализированными разъёмами.

Характеристики панели:
Максимальная мощность - 250Вт.
Номинальное напряжение - 20В.
Напряжение максимальной мощности - 30В.
Ток короткого замыкания - 9,22А
Рабочий ток - 8,5А
Размер - 1650х991х40
Стекло - закаленное текстурированное.
Вес - 19,5кг.

Фото панели:

МСК-250-20

Панель в рабочем положении:

МСК-250-20


Теперь подошла очередь описать не менее важный компонент проекта. Контроллер солнечной панели и заряда АКБ. Штуковина, как оказалось, весьма "умная". От её качества и функционала зависит, насколько эффективной в конечном счёте будет гелиоэлектростанция. На рынке представлены контроллеры от самых примитивных, стоимостью 600-800р до самых "крутонавороченных", цена которых может достигать и 60000 и 80000р и даже более. Дорогие контроллеры могут быть гибридными, т.е. иметь в своём конструктиве инверторы 220 (однофазные) и даже 380 вольт (трёхфазные), а также иметь возможность одновременного подключения солнечной панели и ветрогенератора. Естественно выходное напряжение настоящее, так называемый "чистый синус". Цена также зависит и от выходной мощности имеющегося "на борту" инвертора.
В рамках этой статьи будет описан контроллер, который имея весьма и весьма неслабые характеристики стоит адекватных денег и признан специалистами в области гелиотехнологий как очень качественный и безотказный девайс. Это MPPT контроллер от китайской фирмы BEIJING EP SOLAR TECHNOLOGY CO.,LTD:

EP Solar Tracer 2215RN:

EPSolar Tracer 2215RN

EPSolar Tracer MPPT 2215RN Terminals

EPSolar Tracer MPPT 2215RN Main board.

EPSolar Tracer MPPT 2215RN Inductance.

Немного о контроллерах вообще и в частности.. Какая же основная функция у этого устройства? Он получает ток от солнечной панели и преобразовывает его в ток заряда АКБ. А вот происходить это может различным способом... Бюджетные контроллеры, как правило, оснащены стандартным ШИМ DC-DC преобразователем с широким диапазоном входного напряжения из которого и "вытягивается" ток заряда АКБ. Это бюджетное решение, рассчитанное на применение в простейших системах некритичных к энергоэффективности. Но и цена таких контроллеров соответствует их функциональности.:) Совсем по-другому обстоит дело с MPPT контроллерами. Что же такое МРРТ? Это технология отслеживания точки максимальной мощности солнечной панели. Расшифровывается: "Maximum Power Point Tracking". Работает следующим образом. На борту контроллера имеется микропроцессор, управляющий регулируемым по входу и выходу мощным ШИМ преобразователем. Микропрограмма процессора в реальном масштабе времени измеряет ток отдаваемый солнечной панелью в нагрузку, которой является ШИМ преобразователь и изменяет его параметры так, чтобы от панели в каждый конкретный момент отбирался максимально возможный ток. В результате использования МРРТ технологии на 30% повышается эффективность использования солнечной панели по сравнению с обыкновенным неуправляемым ШИМ преобразователем. Стоит заметить, что в зависимости от модели контроллера может одновременно использоваться до четырёх методик МРРТ отслеживания, чем и достигается такая высокая эффективность отдачи панели. Этот же микропроцессор управляет и выходными параметрами ШИМ преобразователя, что обеспечивает эффективный, быстрый, максимально полный, учитывающий конструктивные особенности АКБ заряд, его своевременное прерывание и возобновление, а также термокомпенсацию конечного напряжения заряда.
В функционале контроллера имеются два таймера, с помощью которых можно управлять включением и выключением нагрузки. Это удобно, например, если система будет использоваться как автономное освещение. После заката, в соответствии с установками таймеров будет включаться освещение и отключаться по наступлении восхода.

Характеристики:

Технология отслеживания рабочей точки солнечной панели - МРРТ.
Рабочие напряжения - 12/24V. Автоопределение.
Поддерживаемые типы АКБ: AGM, GEL, С жидким электролитом.
Максимальное напряжение солнечной панели - 150V.
Максимальная мощность солнечной панели 12/24V 260/520W соответственно.
Максимальный ток заряда АКБ - 20А.
Максимальный ток отдаваемый в нагрузку - 20А.
Два таймера включения/выключения нагрузки.
Выбор типа аккумуляторной батареи.
Температурная компенсация конечного напряжения заряда батареи.
Разъём RG-45 для подключения выносного дисплея MT-5.

Выносной дисплей МТ-5, опционально подключаемый к контроллеру позволяет получать оперативную информацию о текущем состоянии системы:

Дисплей МТ-5. МТ-5 control display.

Отображаемые параметры:
Напряжение солнечной панели.
Напряжение и зарядный ток АКБ.
Напряжение и потребляемый нагрузкой ток.
Ёмкость АКБ в А-ч.
Величина температурной компенсации заряда.
Также имеется возможность оперативно изменять настройки системы.
Крайне удобный дисплей. Без него, конечно, неизвестность полная. Чего? Сколько?..:):)
Ну и, так сказать, "тяжёлая", в полном смысле "артиллерия".. Аккумуляторная батарея. Изначально были использованы почти отслужившие срок службы три автомобильных АКБ общей ёмкостью 170 А-ч. Но это если сложить то, что написано на наклейках, а фактически если там А-ч 120 есть, то хорошо. Статически на них "висит" нагрузка 1 Ампер. Плюс периодически подключаются светодиодные светильники. Энергии хватает с лихвой. То, что было потреблено за ночь, а это как правило около 0,4 вольта (разница между вечерними показаниями дисплея и утренними, перед восходом). Например, в 19:00 напряжение 13,2в. На следующий день, утром, в 08:00 12,7 - 12,8в. В районе 9:30 уже начинается заряд и в 10:30 - 11:00 то что израсходовано ночью уже полностью восстановлено. Напряжение АКБ 13,8 - 13,9в. Весь день, даже если есть небольшая облачность, не говоря о ясной погоде, нагрузка работает исключительно от солнца и одновременно поддерживается заряд АКБ.
Вообще-то использование в подобных системах стартерных аккумуляторных батарей по меньшей мере дурной тон. Это технически неправильно, хотя исключения конечно могут быть, там типа временно "передержаться", подменить АКБ на время регламентных работ, и.т.д. И дело, как я узнавал по мере погружения в тему, вот в чём.. Стартерная АКБ по своей природе, обусловленной её назначением, рассчитана на отдачу кратковременных больших токов. Что и происходит в автомобиле: ток от батареи, фактически, отбирается в момент запуска двигателя, после чего вся бортовая сеть работает от генератора. АКБ за короткое время восстанавливает от генератора израсходованную на вращение стартера ёмкость и поддерживается в полностью заряженном состоянии. Самый же главный "подводный камень" использования стартерных АКБ в резервных и альтернативных источниках электроэнергии - это их чувствительность к глубокому разряду. Напряжение, ниже которого нельзя разряжать кислотную АКБ равно 1,75в на элемент. Т.е. 10,5в для 12 вольтовой батареи. Это значение считается стопроцентным разрядом, по достижении которого, и особенно при преодолении его в сторону понижения, в стартерной АКБ начинаются необратимые химические процессы, приводящие к резкому снижению номинальной ёмкости даже после полного заряда батареи. Несколько таких циклов глубокого разряда вызывают отслаивание активной массы от свинцовых пластин АКБ, нарушению электрохимического контакта между активной массой и пластиной. В результате этого поверхность пластин вступает в реакцию с кислородом, что недопустимо. Самое худшее - это необратимое превращение в сульфат свинца активной массы в результате глубокого разряда, называемое сульфатацией пластин. Пара-тройка таких разрядов и АКБ приходит в негодность. Нормальным считается 70 - процентный разряд, разные изготовители заявляют количество циклов заряда - разряда до 500.
Совсем иначе обстоит дело с АКБ специально "заточенными" для работы в циклических и буферных режимах, в которых используются технологии AGM и GEL. Это герметичные аккумуляторы, обозначаемые аббревиатурой VRLA (Valve Regulated Lead Acid). Электрохимия в двух этих типах сбалансирована так, что при правильном разряде/заряде газы рекомбинируют без повышения давления внутри АКБ. В AGM (Absorbent Glass Mat) пластины с активной массой разделены тонкими матами из стекловолокна, пропитанными стандартным кислотным электролитом и плотно сжаты пластмассовым корпусом. За счёт этого максимально уменьшена вероятность отслаивания активной массы от пластин при максимальном разряде. Ещё более продвинута технология GEL. Пластины в этой АКБ погружены в электролит, представляющий из себя гель, состоящий из жидкого сернокислотного электролита и двуокиси кремния. Обладают максимальной устойчивостью к глубокому разряду. Для AGM технологии это порядка 600 циклов, а для GEL около 800. Стоить акцентировать внимание на том, что гелевые АКБ чувствительны к перезаряду, который может вызвать появление в гелевой массе газовых пузырей, нарушающих её однородность и как следствие снижающие ёмкость батареи. Поэтому по достижении конечного напряжения заряда АКБ должна быть отключена от зарядного устройства (в случае заряда током) или переведена в режим буферного заряда (при заряде напряжением). На этом собственно описание технологий можно и закончить. Для общего развития можно ознакомиться с документами:
АКБ Sonnenshein, Эксплуатационная документация.
Delta GX 12-200 Datasheet.
Delta GX 12-200 Manual.
Coslight GFM Seria Manual.
В моей системе применён гелевый аккумулятор Delta ёмкостью 200 А-ч а также, включенный параллельно ему Sonnenshein A512/115,0, который я удачно выменял на 4 негодных автомобильных АКБ на пункте приёма металлолома:):) Sonnenshein оказался "живой", видимо так получилось, что он был сдан в куче "мёртвых" аккумуляторов. Эта "куча", как оказалось, плавала на сухогрузе и видимо попала под плановую замену. Повезло, короче;). Таким образом, общая ёмкость батареи сейчас составляет 315 А-ч. Если учесть, что Sonnenshein, "типа, поплавал", то пусть это будет 300 А-ч. Всё равно нехило. Нагрузка системы следующая: круглосуточно - 3,2А, ночью дополнительно включаются инфракрасные прожекторы системы видеонаблюдения и нагрузка увеличивается до 3,8А. Примерно с 18:00 и до 22:00 дополнительно подключена настольная лампа (LED) - это уже 4,2А. Ну и по надобности используется (также LED) освещение в санузле, прихожей, кухне, настольная лампа над столом, на котором я занимаюсь всяким конструированием.. Напряжение за ночь изменяется на 0,2 вольта. Примерно за 8-9 часов. Без подзарядки, в пасмурную погоду батарея гарантированно держит двое суток до напряжения 11,8 вольт. Глубже батарея ещё не разряжалась. Не было надобности и желания. Хотя при необходимости разряд можно продолжать до 10,8 вольт. Это ещё двое суток. Ночной разряд в солнечный день полностью восстанавливается приблизительно к 14:00. На контроллере начинает мигать светодиод, показывая, что АКБ полностью заряжена.
В затяжную пасмурную погоду, конечно не избежать подзаряда АКБ от сети 220 вольт;(;(;( ..Тупо подключая к клеммам батареи автомобильное зарядное устройство. Недавно упражнялся таким образом в течение недели.. Небыло солнца:(:(:( И в результате неудобств, вызванных регулярным подключением/отключением ЗУ родился вспомогательный девайс облегчающий этот процесс и в конце концов обобщающий все "сопли" в некое подобие электрощита:):)

Фото этого, несомненно полезного нововведения:

Управление гелиоэлектростанцией.

Теперь управление зарядом АКБ от сети осуществляется с помощью двух крайних правых автоматов: С16 - включение ЗУ в сеть 220в; С25 - подключение положительного провода ЗУ к плюсовой клемме батареи. Также автоматы обеспечивают общую безопасность эксплуатации системы.
Наряду с обзором основных компонентов солнечной электроустановки также стоит уделить внимание такой важной составляющей как провода, которыми всё это хозяйство соединено и в частности как
Как показала практика, провода должны иметь следующие свойства:
1. Все проводники должны быть только медными! Ни о каком алюминии, покрытым медью не может быть и речи. Дело в том, что сейчас на рынке очень велика доля такого провода из - за его дешевизны, но этот провод будет использовать или скупой или тупой:):) Все проводники должны иметь максимально возможно меньшую длину.
2. Сечение провода, соединяющего солнечную панель с контроллером должно быть не менее того, которое имеет так называемый "солнечный" кабель, которым изначально панель укомплектована. Это плюсовой и минусовой проводники длиной по одному метру и сечением 4 кв. мм. В моей установке к штатным проводам добавлено 2 метра сдвоенного аудиокабеля 2х6 кв. мм.
3. Провода соединяющие конроллер и АКБ должны быть не длиннее 1 метра и иметь сечение не менее 10 кв. мм. Иначе неизбежна разница напряжений между клеммами контроллера и борнами АКБ, а это "попахивает" хоть и незначительным, но недозарядом.
4. При параллельном соединении нескольких АКБ в батарею для увеличения суммарной её ёмкости имеет место некоторая особенность, обеспечивающая равномерное распределение токов между отдельными аккумуляторами. На рисунке показано как должны соединяться АКБ между собой и контроллером.

Управление гелиоэлектростанцией.

5. Провода, которыми к контроллеру подключена нагрузка выбираются для конкретной конфигурации индивидуально. Например, в моём случае основная нагрузка, которая подключена к контроллеру круглосуточно, находится от него на расстоянии 15 метров и изначально, по неопытности, была подключена проводом сечением 4 кв. мм. В результате этого разница напряжения между клеммами контроллера и нагрузкой составляла 1 вольт. Пришлось увеличить сечение этого провода до 10 кв. мм. В результате падение напряжения снизилось до 0,2 вольта.
6. Штатный плоский двухметровый провод, соединяющий контроллер и контрольный дисплей при необходимости может быть безболезненно заменён на стандартный соединительный UTP кабель. Он должен иметь на концах одинаковую цветовую заделку в разъёмы RG-45, то есть не должен быть нуль - модемным или кросс - кабелем. В моём случае это 15 метров. С большей длиной экспериментов не производилось.
Теперь об энергии, вырабатываемой системой: За октябрь 2014г. я использовал на свои нужды от сети 220 вольт - 73 киловатт-часа. Месяц был солнечным, с незначительными "пасмурностями";);) Обычно, до ввода в эксплуатацию этой прекрасной конструкции я потреблял за месяц от 118 до 135 квт-ч. Такая вот математика. Польза - таки есть;);)


10.02.2015г. Прошло три месяца зимней эксплуатации установки и вот остро назрела проблема автоматического заряда АКБ от электросети в затяжные периоды пасмурной погоды. До недавнего времени (сейчас процесс автоматизирован) приходилось раз в сутки, как правило в конце дня, вручную включать зарядное устройство (далее - ЗУ) и отключать его по окончании заряда АКБ, при этом контролируя степень заряда. Процесс этот "грузил" прилично и заставил меня спроектировать несложное устройство, отслеживающее минимальный и максимальный пороги напряжения АКБ, а также наличие зарядного тока при достаточной освещённости солнечной панели.
Принцип работы автоматики следующий: Устройство подключено к клеммам АКБ и контролирует её напряжение. По достижении нижнего порога 11,95 - 12,0 вольт срабатывают два реле, одно из которых подаёт на ЗУ напряжение сети 220 вольт, а другое подключает положительный провод ЗУ к плюсовой клемме АКБ. Начинается заряд батареи. По окончании заряда, когда напряжение на клеммах АКБ достигнет 14,1 вольта, оба реле обесточиваются и ЗУ отключается от электросети и плюсовой клеммы АКБ. Также автоматика контролирует ток, отдаваемый солнечной панелью в контроллер заряда АКБ и по достижении порогового значения 1,5 - 1,7А блокирует процесс заряда от электросети. АКБ продолжает заряжаться от солнечной энергии. Если же АКБ не будет полностью заряжена от Солнца и вновь станет пасмурно, процесс заряда от электросети возобновится автоматически. Таким образом АКБ всё время поддерживается в заряженном состоянии без участия пользователя:)

Принципиальная схема:

Схема автоматики заряда от сети.

Устройство состоит из датчика тока солнечной панели СТ1 (Current transducer), двух секций контроля напряжений начала и конца заряда АКБ, оптронной гальванической развязки между входами RS триггера и секциями контроля напряжений. Оптроны также формируют логические уровни, управляющие триггером на логических элементах IC3.1; IC3.2, выход которого соединён с затвором полевого транзистора, подающего управляющее напряжение на обмотки реле.
На элементах IC3.3; IC3.4 реализована логика блокировки заряда АКБ от сети, которая выключает ЗУ когда на солнечную панель воздействует поток энергии достаточный для заряда АКБ от солнечной панели.
Регулятор напряжения VR1 обеспечивает питающим напряжением 5 вольт датчик Холла и микросхему IC3.
Датчик тока представляет собой ферритовое кольцо с намотанными на него 8 витками обмоточного медного провода ∅=2мм. Выполненный таким способом трансформатор тока включается в разрыв положительного провода идущего от солнечной панели к клемме контроллера. В кольце после намотки провода прорезан зазор, в который помещён датчик Холла. Когда величина тока протекающего через обмотку достигает 1,7 - 1,75А, в кольце возникает магнитное поле, достаточное для срабатывания датчика Холла, сигнал которого с помощью логики блокирует заряд АКБ от сети 220 вольт.
В моей конфигурации ток 1,7 - 1,75А, отдаваемый солнечной панелью контроллеру, соответствует зарядному току АКБ около 0,5А
После изготовления и калибровки датчик тока солнечной панели смонтирован в корпусе от автомата защиты сети.

Датчик тока солнечной панели в сборе.

Current transducer.

Все внутренности автомата кроме клемм выбрасываются, и вместо них к клеммам припаиваются концы токовой обмотки. Провода от датчика Холла выведены наружу через отверстие и оканчиваются разъёмом.

Датчик тока изнутри.

Датчик тока солнечной панели.

Сначала была предпринята попытка изготовить датчик на кольце из карбонильного железа. Но положительные механические и конструктивные особенности магнитопровода из карбонильного железа как всегда испортила "ложка дёгтя", проявившаяся в остаточной намагниченности кольца после прохождения через обмотку тока более чем 4 - 5 А. После падения тока до нуля датчик Холла "залипал" во включённом состоянии. Так что нужен только феррит, хотя пропиливание зазора в нём достаточно кропотливое и трудоёмкое дело. Замечу, однако: опытным путём было установлено, что феррит с крупнозернистой структурой пилится отлично и не крошится. Даже при пропиливании зазора "болгаркой" тонким (1мм в ширину) кругом.

Автоматика. Вид изнутри:

Плата автоматики.

В корпусе для DIN рейки:

Блок автоматики в DIN корпусе.

Панель управления с автоматикой заряда от сети:

Управление гелиоустановкой.

6 мая 2015г.
Очередной апгрейд проекта, связанный с зарядом АКБ от сети в пасмурную погоду.
Как было описано выше, схема автоматики заряда от сети позволяет включать и отключать заряд вручную, кнопками. Именно здесь обозначилась необходимость добавления функции дистанционного управления включением/отключением ЗУ. Благо, с помощью предлагаемого eBay ассортимента устройств дистанционной коммутации можно реализовать любую бредовую идею;);) Вот и был приобретён двухканальный переключатель с радиоканалом 358 MHz. Очень маленькая, аккуратно, качественно сделанная штуковина:

Управление гелиоустановкой.

Нормально разомкнутые выводы реле каналов А и В были подключены параллельно кнопкам "Start Chg" и "Stop Chg" соответственно. И теперь можно оперативно управлять зарядом АКБ не бегая каждый раз к тому месту, где расположена система.

20 мая 2015г.
В систему добавлен блок повышающе - понижающих стабилизаторов напряжения, рассчитанный на подключение трёх нагрузок, и позволяющий обеспечить каждую из них напряжением 12 вольт и током до трёх ампер. Предназначен для нагрузок, которым необходимы стабильные питающие напряжения, не зависящие от степени заряда АКБ. Также преобразователи компенсируют импульсные помехи, возникающие в 12 - вольтовой "сети" при включении/выключении пассивных нагрузок, таких как LED светильники и др.
За основу конструкции взят DC - DC Step-up/Step-down преобразователь на PWM регуляторах LM2596S и LM2577S:

DCDC StepUp/StepDown.

ИМХО, прекрасный преобразователь. Такой же был применён мною здесь. Единственный его недостаток - это способ крепления к радиатору, при питании нагрузки с потреблением тока более 1 ампера. Нагревается он при этом ощутимо и даже можно сказать сильно. Питание нагрузок с током потребления до 1А можно осуществлять без установки преобразователя на радиатор. При испытании опытного образца в конструкции был использован радиатор от процессора ПК. К нему винтами крепился преобразователь через штатные отверстия. Между радиатором и преобразователем была установлена Г-образная дюралюминиевая пластина, дистанцирующая некоторые места паек с обратной стороны платы от поверхности радиатора и одновременно проводящая тепло. Опытный образец отработал без замечаний около месяца в режиме 24/7. В настоящий момент конструкция усовершенствована и имеет такой вид:

3 Channel DCDC Converter.

Платы преобразователей и пластины под ними, для предотвращения смещения установлены на направляющие штифты, входящие в штатные крепёжные отверстия. На сопрягаемые поверхности нанесена теплопроводящая паста. Платы прижаты к радиатору планками, упирающимися в корпуса PWM преобразователей. Такой способ крепления обеспечивает гораздо лучшую теплопередачу, чем при креплении винтами. От этой конструкции сейчас питается NAS минисервер Synology DS212+, видеорегистратор Cyfron DV431XL и роутер Asus RT-N16.

18 мая 2016г.

Итак, наступил долгожданный момент, когда моя "безумная" конструкция окончательно освобождена от наличия в ней автомобильных стартерных АКБ. И по результатам её эксплуатации с ними в течение года можно сказать только одно: абсолютно непригодные АКБ для использования в гелиоустановках!!! Заряжаются быстро. ..Также быстро и разряжаются. Использовать можно только на "безрыбье", а точнее на "безаккумуляторье". Т.е. в исключительном случае. Ну а теперь о том что же установлено взамен автомобильных АКБ.. А установлены 6 штук бывших в использовании, но исправных AGM аккумуляторов 6GFM-150X фирмы "Coslight". Компания транснациональная, имеет 9 заводов в Китае. Продукция очень серьёзная, сертифицированная всеми кем можно. 6-GFM-150X. Datasheet.

6-GFM-150X Фото 1.:

Coslight 6-GFM-150X

6-GFM-150X Фото 2.:

Coslight 6-GFM-150X

Итак на настоящий момент батарея состоит из одной "Дельты" GX-12-200 на 200 А-ч и шести 6-GFM-150X по 150 А-ч. Всего 1100 А-ч. Спокойно отдыхаю..;);). При постоянной нагрузке 4,7-4,8А батарея за ночь не разряжается даже на 0,1 вольта!! Но заряжается тоже "туго". Заряд постоянным током около 15 Ампер с 11,9 до 14,1 вольта занимает около 36 часов. Чувствуется мощь..;););)

Вопросы, консультации, обмен опытом: scan11@yandex.com
2014 - 2016г.
Ростов-на-Дону.
Scan Service Electronics Lab® by scan11

Назад.

На главную страницу.