Sistema di illuminazione solare per capannoni a 12 V - Lampione stradale a LED solare da 12 W

Questo è il primo progetto che ho completato all'inizio di quest'anno.
Ho un capanno. Lo uso come officina oppure posso andare in bicicletta da qualche parte per allenarmi.
Sul simulatore di turbine
Come area di deposito comune.
Sebbene sia molto vicino a casa, non c'è alimentazione elettrica e ogni volta che entro nel capanno nelle notti d'inverno, basta toccarlo. Ho deciso di provare a installare un sistema di illuminazione a LED a bassa tensione, che può essere alimentato da una batteria da 12V caricata da un pannello solare.
Cerco su Google...
Ho cercato a lungo su Google e poi ho approfondito ulteriormente.
Non sapevo come assemblarne uno, quindi mi ci sono voluti alcuni giorni prima di sentirmi sufficientemente preparato per capire cosa stavo facendo.
Per chi non ha familiarità con i componenti dei sistemi di ricarica solare, ecco come funziona: è possibile caricare un pannello solare direttamente sulla batteria.
Tuttavia, quando la batteria è completamente carica, tutto ciò diventa molto problematico. Se la corrente viene reimmessa nella batteria, la danneggerà irreparabilmente.
Per evitare ciò, è necessario utilizzare un regolatore di carica solare, un dispositivo posizionato tra i pannelli solari e le batterie.
Il dispositivo è in grado di regolare la corrente che fluisce verso la batteria per prevenire il sovraccarico e, allo stesso tempo, impedire che il carico scarichi eccessivamente la batteria, causandone così danni.
Esistono due tipi principali di controller.
Regolatori PWM e MPPT.
Grazie per la correzione, Marcaris. Innanzitutto, la modulazione di larghezza di impulso (
Modulazione di larghezza di impulso)
Più adatto per applicazioni a bassa potenza (< 170 W)
Ma non è in grado di gestire le sovratensioni generate dalle celle solari.
Al contrario, MPPT（
Tracciamento del punto di massima potenza)
Il regolatore di carica ha grandi vantaggi nell'ottimizzazione dell'output delle celle solari. Può gestire le celle solari che generano sovratensione, che può essere utilizzata per migliorare l'efficienza di carica del 20%. -25% (
In condizioni appropriate).
La modulazione di larghezza di impulso (PWM) ha una durata molto maggiore rispetto alla tecnologia MPPT, pertanto è generalmente più economica e offre una maggiore varietà di dimensioni e modelli.
Tenendo conto di ciò, ho scelto la modalità di modulazione a larghezza di impulso e ho iniziato ad acquistare gli altri componenti di cui avevo bisogno.
Regolatore MPPT: Esky Intellent LCD 30A - £20.
00 pannelli solari: pannelli fotovoltaici policristallini da 100W - £70.
Batteria 00: batteria ricreativa da 12V 35Ah - £50.
Barra LED 00: barra LED 5050 da 5 m 12 V
12 interruttori: 2 gruppi di interruttori esterni - £ 7,00 Scatola fusibili: 4
Scatola dei fusibili per auto stradali - £6.
00 Conduttore batteria: terminale ad anello, fusibile in linea e connettore Anderson - £5.
00 scheda di cablaggio:4-
Fila del capolinea - 5 sterline.
Connettore per pannello 50: Connettore MC4 universale - £5.
Installazione di 50 pannelli: installazione di 4 pannelli in plastica - 13 £.
99 Installazione: compensato da 10 mm (400 mm x 300 mm) - £10.
00 Piastra posteriore: Piastra in alluminio da 2 mm (200 mm x 130 mm) - £3.
Linea 50: 15A Rosso/Nero - £3.
00 bulloni: M8 zincati - £4.
50 Altri: Terminali a forca e fusibili a pala-
2. Costo totale di costruzione: 217 libbre.
Scegliendo un pannello di potenza inferiore e una batteria di capacità minore, è possibile ridurre significativamente questo costo.
Sono certo che la maggior parte dei componenti costerà meno se ne acquisti in quantità maggiori su eBay.
Per me, la parte più interessante di questo progetto è sempre la fase di costruzione.
Ho deciso di installare la maggior parte dei componenti principali sul quadro di distribuzione, che poteva essere costruito e poi semplicemente installato nel capanno e collegato.
Ho scelto di utilizzare un pannello di compensato da 10 mm con centraline, morsetti, fusibili e scatole portafusibili.
Il controller stesso riporta un avviso che indica che la parte posteriore è in realtà una fonte di calore.
In fase di installazione è necessario tenere conto del canale di scolo.
Inizialmente ho pensato di "staccarlo" dal compensato, quindi l'ho lasciato asciugare all'aria.
Lo spazio tra la parte posteriore del controller e il legno, ma alla fine ho deciso di installarlo sulla piastra di alluminio per favorire il riscaldamento.
Ho tagliato la carta 15 mm più larga del controller e ho arrotondato gli angoli.
Solo per bellezza)
Segnare e praticare quattro fori, quindi avvitarli sul retro del controller.
Ho praticato diversi fori nel circuito stampato per poter far passare il cavo dal retro anziché danneggiare la parte anteriore.
La scheda di cablaggio è posizionata vicino al suo terminale di controllo, e il lato "uscita" del quadro di distribuzione si trova sul lato destro.
Il cavo di uscita del controller entra nella parte posteriore del circuito stampato attraverso un foro e poi fuoriesce nuovamente sopra la scatola dei fusibili.
Dove devo collegare l'interruttore?
Una ragione è che 2-
I cambi di gang, che introdurrò in seguito nei libri di testo)
Quindi collega i cavi alla striscia LED e fissali in posizione.
Il capanno è di circa 2.
Cinque metri di lunghezza, quindi una lampada a LED lunga cinque metri può essere tagliata a metà e installata su entrambi i lati della trave centrale del tetto.
Collega l'estremità distale con un piccolo pezzo di cavo tra le due.
Fortunatamente per i pannelli solari, il capanno è orientato nord/sud, quindi metà del tetto è rivolta a sud.
L'impiallacciatura è particolarmente adatta all'esposizione massima alla luce solare.
Il pannello è fissato alla staffa di supporto con bulloni (M8).
Poi legatelo al tetto del capanno.
Analogamente, utilizzare bulloni M8)
Con dado a farfalla, facile da smontare.
Il supporto di montaggio permette all'aria di fluire sotto il pannello e di guidarlo dall'alto, riducendo il rischio di strappi dovuti al vento.
Ho collegato un cavo con connettori MC4 a un'estremità al pannello e ho fatto passare l'altra estremità verso la cabina attraverso un foro che avevo praticato.
Poi lo faccio passare attraverso uno dei fori dietro il pannello, lo premo sui terminali a forcella e infine li collego alla scheda di cablaggio.
Tutti gli altri cavi vengono preparati in modo analogo.
Il connettore Anderson sul conduttore della batteria è un kit piuttosto "industriale"!
Se si dispone di uno strumento adeguato, questi perni possono essere piegati, ma io ho usato una piccola fiamma ossidrica per saldare i cavi ai perni.
In un sistema del genere, i fusibili sono davvero importanti.
Il sistema a 12V non è generalmente considerato pericoloso, quindi è molto adatto a questo utilizzo.
Tuttavia, un cortocircuito può effettivamente provocare un incendio.
Come ho già detto, il controller è in grado di gestire il cortocircuito in uscita, ma dobbiamo anche assicurarci che la batteria sia protetta.
L'indizio che scelgo (vedi foto)
Per collegare la batteria al regolatore di carica, è presente un fusibile a forcella in linea.
Al momento sono le 10 A.
Il terminale di uscita è inoltre dotato di un fusibile per proteggere la lampada da danni da cortocircuito.
Al momento, utilizzo un fusibile da 5A su quel lato.
Infine, ho costruito una scatola con il resto del compensato e ho appoggiato la batteria sul fondo. Volevo proteggerla dall'usura, dagli urti e dai colpi.
Quando ho collegato il connettore MC4 al pannello, il regolatore di carica ha iniziato a funzionare e ha cominciato a fornire le letture della velocità di carica, della potenza erogata dal pannello, ecc.
Ho passato un po' di tempo a smanettare con il controller prima di capire come impostarlo...
Purtroppo, il manuale fornito con Esky Controller non è tradotto in inglese!
Ho accennato in precedenza di aver scelto di utilizzare l'interruttore a due vie.
Il motivo è che voglio installare un secondo LED che possa essere controllato in modo indipendente... un set rosso!
Sono un astronomo dilettante e costruire tutto al buio è una vera sfida...
Tuttavia, usare una torcia o accendere la luce normale può compromettere la sensibilità degli occhi...
A meno che non sia un semaforo rosso.
L'installazione della seconda fascia luminosa significa che posso usare la lampada del capanno per illuminare l'area durante l'allestimento, anche come luogo per sedermi e osservare a distanza.
Utilizzare computer portatili, ecc.)
Se fuori fa davvero freddo!
Quando ho iniziato a studiare questo argomento, una delle domande a cui volevo rispondere era: "Quanto durerà la batteria quando accendo la luce?"
In realtà è molto più difficile di quanto pensassi all'inizio.
In teoria, la mia batteria da 35 Ah dovrebbe essere in grado di fornire 35 ore di corrente a 1 A prima di scaricarsi.
Verniciatura della barra LED bianca 1.
Cinque anni, quindi, significa che ci vogliono circa 23 ore di autonomia con la batteria completamente carica.
Il problema è che si tratta di valori teorici...
Non tengono conto di variabili come la temperatura e lo stato di salute della batteria, che hanno un impatto significativo sulle cose.
Un'altra considerazione è:
Le batterie al piombo non possono raggiungere il massimo teorico in nessun luogo. . . .
In realtà, ci si può aspettare al massimo la metà del potenziale. Detto questo...
Se riesce ad alimentare queste strisce LED per 10 ore, ne sono contento!
Le prestazioni di ricarica dipendono in larga misura anche da variabili esterne, in particolare dalla necessità di luce solare diretta.
Tenendo presente ciò, le batterie si caricheranno molto meglio in primavera/estate rispetto agli altri mesi dell'anno.
Calcolare il tempo di ricarica era difficile e non sapevo come funzionasse l'impianto finché non ho installato un monitor.
Sto pianificando altri corsi, tra cui quelli sulla domotica e sui sistemi di monitoraggio che sto attualmente implementando.
Uno dei moduli è il monitor di ricarica solare, che fornisce informazioni sullo stato di carica della batteria, sulla produzione del pannello e così via.
Da questo sistema.
Una volta terminato, lo collegherò a questa linea didattica continua.
Sto inoltre studiando l'utilizzo di batterie per alimentare gli inverter, in modo da poter fornire 240 V a determinati dispositivi per un breve periodo di tempo.
Questa è la prima volta che ti insegno.
Spero che l'abbiate trovato utile e, se pensate che abbia tralasciato qualcosa, commesso degli errori o se avete domande di carattere generale, non esitate a chiedere nella sezione commenti qui sotto.