物置小屋用12Vソーラー照明システム - 12WソーラーLED街路灯

これは私が今年初めに完成させた最初のプロジェクトです。
物置小屋があります。作業場として使ったり、トレーニングのために自転車でどこかへ行くこともできます。
タービントレーナーにて
共用の収納スペースとして。
家のすぐ近くにあるにもかかわらず、電源が供給されておらず、冬の夜に物置に入るたびに、触れるだけで冷気が伝わってくる。そこで、ソーラーパネルで充電した12Vバッテリーで駆動できる低電圧LED照明システムを設置してみることにした。
Googleで検索します。
私はGoogleでたくさん検索し、さらに深く調べた。
それらの組み立て方が分からなかったので、自分が何をしているのか理解できるだけの知識を身につけるまでには数日かかりました。
ソーラー充電システムの構成要素に詳しくない方のために説明すると、ソーラーパネルをバッテリーに直接充電できるということです。
しかし、バッテリーが完全に充電された状態になると、状況は非常に悪化します。再び電流をバッテリーに流すと、バッテリー自体が損傷してしまうのです。
これを防ぐには、ソーラーパネルとバッテリーの間に設置するソーラー充電コントローラーを使用する必要があります。
この装置は、バッテリーに流れる電流を調整して過充電を防ぐと同時に、負荷によってバッテリーが過度に放電され、損傷を引き起こすのを防ぐことができる。
コントローラーには主に2種類あります。
PWMおよびMPPTコントローラー。（
マルカリスさん、訂正ありがとうございます。まず、パルス幅変調（
パルス幅変調
低電力アプリケーション（170W未満）に最適です。
しかし、太陽電池によって発生する過電圧には対応できない。
対照的に、MPPT（
最大電力点追従）
充電コントローラーは、太陽電池の出力を最適化する上で大きな利点があります。過電圧を発生させる太陽電池に対処でき、充電効率を20%向上させることができます。-25% (
適切な条件下で）。
パルス幅変調はMPPT技術よりもパルス幅が長いため、通常は価格が安く、サイズやモデルの種類も豊富です。
そういったことを踏まえ、私はパルス幅変調方式を選択し、必要な他の部品の購入に取り掛かりました。
MPPTコントローラー：Esky Intellent LCD 30A-£20。
00 ソーラーパネル: 100W 多結晶太陽光発電パネル - 70 ポンド。
00 バッテリー: 12V 35Ah レクリエーション用バッテリー - 50ポンド。
00LEDバー：5M 12V 5050 LEDバー-
12個のスイッチ：屋外スイッチ2グループ-£7.00ヒューズボックス：4-
乗用車用ヒューズボックス - 6ポンド。
00 バッテリー導体：リング端子、インラインヒューズ、アンダーソンコネクタ - £5。
00 配線基板:4-
回線終端列 - 5ポンド
50 パネルコネクタ：ユニバーサル MC4 コネクタ - £5。
50枚のパネル設置：プラスチック設置4回 - 13ポンド。
99 設置: 10mm合板（400mm x 300mm）-£10。
00 バックプレート: 2mm アルミニウムプレート（200mm x 130mm）-£3。
50番線：15A 赤/黒 - 3ポンド。
00ボルト：M8亜鉛メッキ-£4。
50 その他：フォーク端子とショベルヒューズ
2. 建設総費用：217ポンド。
消費電力の低いパネルと容量の小さいバッテリーを選択すれば、このコストを大幅に削減できます。
eBayでまとめて購入すれば、ほとんどの部品はもっと安く手に入ると思いますよ。
私にとって、このプロジェクトで最も興味深い部分は、常に建設作業です。
主要な部品のほとんどを配電盤に取り付けることにした。配電盤は組み立てて、小屋に設置して接続するだけで済むからだ。
私はコントローラー、端子、ヒューズ、ヒューズボックスを取り付けるために、10mm厚の合板を使用することにしました。
コントローラー自体に、背面が熱源であるという警告が表示されている。
設置の際には水路を考慮する必要がある。
最初は合板から「浮かせる」ことを考えて、少し浮かせてみたんです。
コントローラーの背面と木材の間に隙間があったが、最終的には熱伝導を助けるためにアルミ板の上に設置することにした。
コントローラーより15mm幅広に紙を切り、角を丸くしました。
（ただの美観のため）
4つの穴をマークしてドリルで開け、コントローラーの背面にねじ込みます。
基板の前面を傷つけないように、背面からケーブルを通せるように、基板にいくつか穴を開けました。
配線基板はコントローラ端子の近くに配置され、配電基板の「出力」側は右側に位置しています。
コントローラーの出力ケーブルは、回路基板の裏側の穴を通って基板内部に入り、ヒューズボックスの上部から再び排出される。
スイッチはどこに接続すればいいですか？
理由の一つは、2-
ギャングスイッチについては、後ほど教科書で紹介します。
次に、LEDランプのリボンケーブルに接続されているケーブルを接続し、所定の位置に固定します。
小屋は約2です。
長さ5メートルなので、長さ5メートルのLEDランプを半分に切って、屋根の中央梁の両側に設置することができます。
遠位端を短いケーブルで2つの部品の間に接続する。
太陽光パネルにとって幸いなことに、小屋は南北に面しているので、屋根の半分は南向きになっている。
この化粧板は、日光に最大限さらされる環境に非常に適しています。
パネルはパネルブラケットにボルトで固定されます。（M8ボルトを使用）
それからそれを小屋の屋根に結び付けてください。
同様に、M8ボルトを使用してください。
蝶ナット付きなので、分解が簡単です。
取り付けラックは、パネルの下に空気が流れ込むように設計されており、上部からパネルを誘導することで、風による破れのリスクを軽減します。
片側にMC4コネクタが付いたケーブルをパネルに接続し、もう一方の端を自分で開けた穴を通してキャビンに戻しました。
それから、パネルの裏側にある穴の一つに通し、フォーク端子に押し付け、配線基板に接続します。
他のケーブルも同様の方法で準備されます。
バッテリー導体に取り付けられているアンダーソンプラグは、かなり「工業用」キットです！
適切な工具があれば、これらのピンを曲げることもできますが、私は小型のバーナーを使ってケーブルをピンに溶接しました。
このようなシステムでは、ヒューズは非常に重要です。
12Vシステムは一般的に危険とはみなされていないため、この用途に非常に適しています。
しかし、短絡は実際に火災を引き起こす可能性がある。
既に述べたように、コントローラーは出力の短絡に対応できますが、バッテリーの保護も確保する必要があります。
私が選んだ手がかり（写真参照）
バッテリーを充電コントローラーに接続するために、インライン式の平型ヒューズがあります。
現在は10Aです。
出力端子には、ランプを短絡による損傷から保護するためのヒューズも備えられています。
現在、その側には5Aのヒューズを使用しています。
最後に、残りの合板で箱を作り、バッテリーを床に置きました。摩耗や破損、衝撃から保護したかったのです。
MC4コネクタをパネルに差し込むと、充電コントローラーが動作を開始し、充電速度、パネル出力などの表示が始まりました。
コントローラーの設定を理解するまで、しばらくあれこれいじっていた…。
残念ながら、Eskyコントローラーに付属のマニュアルには英語の翻訳がありません！
先ほど、2連スイッチを使うことにしたと述べました。
理由は、独立して制御できる2つ目のLEDを設置したいからです。……赤色のセットです！
私はアマチュア天文家ですが、暗闇の中で全てを組み立てるのは本当に大変です…。
しかし、懐中電灯を使ったり、通常の照明をつけたりすると、目の感度が損なわれる可能性があります。
赤信号でない限りは。
2つ目のライトベルトを設置したことで、小屋のランプを使って設置場所を照らすことができ、遠隔で観察するための場所としても使えるようになった。
ノートパソコンなどを使用してください。
外が本当に寒い場合！
私がこの問題を最初に研究したとき、まず答えを出したかったのは、「ライトを点灯させたとき、バッテリーはどれくらい持続するのか？」という疑問でした。
実際は、最初に思っていたよりもずっと難しい。
理論上、私の35Ahバッテリーは、バッテリー切れになるまでに35時間1Aの電流を供給できるはずです。
ホワイトLEDバーペイント1。
つまり、5年間というのは、バッテリーが満充電の状態であれば約23時間動作することを意味する。
問題は、これらが理論値であるということだ。
彼らは、温度やバッテリーの状態など、物事に大きな影響を与える変数を考慮に入れていない。
もう一つの考慮事項は、
酸性電池は、理論上の最大値にどこでも到達することはできない…。
実際、期待できるのは潜在能力の半分程度でしょう。とはいえ……
もしこれでこれらのLEDストリップを10時間点灯できるなら、私は満足です！
充電性能は、特に直射日光の必要性など、外部要因にも大きく左右される。
こうした点を踏まえると、バッテリーの充電効率は、他の月に比べて春や夏の方がはるかに優れています。
充電時間の計算は難しく、モニターを設置するまでは、この装置がどのように動作するのかも分からなかった。
現在私が導入を進めているホームオートメーションや監視システムなど、さらに多くの講座を企画しています。
モジュールの一つはソーラー充電モニターで、現在のバッテリー充電状況、パネル出力などの情報をフィードバックします。
このシステムから。
完成したら、この有益な記事の続きにリンクを貼ります。
私はまた、短時間で特定の機器を240Vで動作させるために、パワーインバーターにバッテリーを電力供給する方法についても研究しています。
私があなたに教えるのは今回が初めてです。
この記事がお役に立てば幸いです。何か見落としている点、間違い、その他ご質問がありましたら、お気軽にお尋ねください。下のコメント欄にご記入ください。