פאנלים סולאריים להגביר את רשת LVDC

כיום, חלק באירופה מודאגים מעליית מחירי האנרגיה, וגם אם כל החששות הקשורים לכך ייעלמו בן לילה, בהחלט נראה עליות מחירים. בתור האקר, אתה יכול להסתכל היטב על המכשירים הזוללים אנרגיה בבית שלך ואפילו לנקוט בהם פעולה. אז, [פיטר] התקין כמה פאנלים סולאריים על הגג שלו, אבל לא הצליח להבין איך לחבר אותם באופן חוקי לרשת הציבורית, או לפחות לרשת 220V בדירתו. כמובן, פתרון טוב הוא לבנות רשת LVDC מקבילה נפרדת ולהרכיב עליה חבורה של מכשירים!
הוא בחר ב-48V כי זה מספיק גבוה, יעיל, קל להשיג דברים כמו DC-DC, בטוח בכל הנוגע לעניינים משפטיים, ובאופן כללי תואם את מערך הפנל הסולארי שלו. מאז, הוא החזיק מכשירים כמו מחשבים ניידים, מטענים ואורות על מסילות מתח DC במקום לחבר אותם ישירות, והתשתית הביתית שלו (כולל מתלה מלא בלוחות Raspberry Pi) מסתפקת באופן מושלם לפעול 24/7. מסילה 48V. יש אספקת חשמל לגיבוי מהספק ה-AC הרגיל במקרה של מזג אוויר מעונן, ובמקרה של הפסקת חשמל, שתי סוללות LiFePO4 ענקיות יפעילו את כל הציוד המחובר ב-48V למשך עד יומיים וחצי.
המכשיר הפיק וצרך 115 קילוואט בחודשיים הראשונים - תרומה עצומה לפרויקט ההאקרים לעצמאות אנרגטית, ובפוסט בבלוג יש מספיק פרטים לכל צורכי ההשראה שלך. פרויקט זה הוא תזכורת לכך שפרויקטי DC במתח נמוך הם אופציה טובה בקנה מידה מקומי - ראינו פרויקטי פיילוט ברי קיימא ב-Hackcamp, אבל אתה יכול גם לבנות UPS DC קטן אם תרצה. אולי בקרוב נמצא מוצא לרשת כזו.
תחנות בסיס סלולריות משתמשות כיום ב-48V. אני צריך להקים משהו דומה עבור פרויקט משמר שכונה.
חשבתי להפעיל כמה שרתי HP DL360 בבית עם פאנלים סולאריים וסוללות ללא ספקי כוח של 48VDC שיתאימו לשרתים האלה וימנעו את חוסר היעילות של מהפך DC-ל-AC, אבל אז ראיתי את המחיר של ספקי הכוח האלה ב-48 VDC. … אלוהים אדירים. החזר על ההשקעה עד 2050!
48V הוא מתח האוטובוס במערכות תקשורת מאז תקופתו של סטרוגר (עם סוללות ענק) והועבר לציוד רשת סיבים אופטיים.
כן, כל תעשיית הטלקום פועלת על 48VDC. מתגים אנלוגיים ישנים ועד לתחנות בסיס סלולריות מודרניות. מרכזי נתונים IT מופעלים בדרך כלל באמצעות מתח AC.
טוב הפגם היחיד בהגדרה הזו (בהנחה שהחצי השני מאושר ומוחזק במקום בטוח הרחק מחיות מחמד וילדים) הוא שברגע שמאגר האנרגיה המקומי מלא, האנרגיה העודפת מתבזבזת כשאתה כל כך קרוב לרשת. חיבורים מתקיימים, כנראה באמת חבל שהאנרגיה הזו מבוזבזת על זולים. אני לא מאשים אותם במצב הזה, הם עשו עבודה לעצמם ולא מוצאים דרך חוקית/בטוחה/סבירה לעקוף את המכשול האחרון הזה... לבירוקרטים זה כנראה טוב יותר מעורכי דין ופוליטיקאים. למרות שלעתים קרובות הם דומים זה לזה בחיים, אולי כולם מצבים שונים של אותה צורת חיים...
הייתי אומר שכדי להקל על אותם אנשים שאינם טכנולוגיים עם DC אתה כנראה תחיה או תתמוך באופציה הטובה ביותר שקיימת היום, שהיא כנראה מופעלת באמצעות USB... למרות שאני שונא את זה כי אספקת הכוח על USB זה בלאגן, זה בסדר. נראה כמו בעיה ענקית, וסביר להניח שהיא לא תהיה יעילה כמו מסילה 48V. זה כל כך קיים בכל מקום שזה מובן לאנשים שאינם טכניים - כי זה ניתן לחיבור ועובד (אם מוגדר נכון). בטל את הצורך למצוא את ממיר DC-DC המתאים לכל דבר או לנטר באופן פעיל את מתח "ספק הכוח" בכל פעם שאתה מחבר מכשיר חדש - אני עושה את זה ליד השולחן שלי אבל עדיין לא טיגנתי כלום...
אבל בתור ערכת סוללות מהמדף עם כניסת מעקב סולארית, אולי אפילו בתור מהפך לחבילת ה-AC שאתה צריך, ואם אתה רוצה להימנע מבניית ספק כוח USB מעצבן יותר משלך, אתה יכול להשתמש בדבר משא ומתן על כוח USB . זה לא קשה לך מדי להגדיר. כמו כן, מספיק להאקרים שבינינו להתקין פאנלים סולאריים (רצוי על תושבות עוקבות שמש), לספק צגי סטטוס, התראות על סוללה חלשה, ולארגן בצורה מסודרת כבלים במקום החשוב ביותר לעבודות הונאה. קְצָת…
פתרון טוב לעודף אנרגיה הוא השלכת עומסים כגון רכיבים חשמליים לתוך דוד המים. לאחר שהסוללה טעונה במלואה, היא יכולה לעבור לשימוש באנרגיה סולארית זמינה לחימום מים.
אמנם דוד המים יכול גם "להתמלא" (חם מספיק) לאורך זמן, אלא אם הוא גדול מאוד.
היתרון של אנרגיה סולארית הוא שלא צריך לאסוף אנרגיית שמש. אתה יכול למקם את הפאנלים בבטחה מתחת לקרני השמש מבלי להשתמש באנרגיה פוטנציאלית.
כמובן שזה בזבוז, ואם זה לטובתכם, הזנת חשמל לרשת היא הבחירה הראשונה.
כפי שאומרת CityZen, זה יתמלא עם הזמן, זה רק עוד צורה של אחסון אנרגיה. שלא לדבר, אם אתה כבר גר באזור חם, המזגן שלך יעבוד קשה יותר אם יש לך אותו, ואם לא, החיים שלך יהיו יותר לא נעימים ממה שהם צריכים להיות, כי המיכל מבודד בדיוק כך... מים באמת מאגר אנרגיה טוב מאוד, אבל רוב הבתים לא באמת צריכים כל כך הרבה מים חמים, ומערך מיכל יחיד גדול יותר אומר שכשאין לך אנרגיה פנויה, עדיין יש לך הרבה מים לנצל אותם במלואם. גבוה יותר לחימום בשל שטח הפנים העצום שהוא גורם.
אין באמת "הורדה" טובה בקנה מידה אינדיבידואלי, רשת גדולה עם מפעלים גדולים יכולה בקלות להפעיל כמה משמרות נוספות ולהגדיל את הייצור מעבר לביקוש כדי להפיק את המרב מהאנרגיה ה"חופשית". אבל באופן אישי, זה רק תירוץ לשחק חזק ולרוקן 24/7, שימוש חסר דאגות באנרגיה כל עוד זה נמשך או עד שהשכן יהרוג אותך.
עם זאת, במזג אוויר חם עד חם, קירור ספיגה יכול לסייע בשימוש בחום עודף לקירור דירות.
אתה יכול גם להפעיל מזגן חדר קטן עם אינוורטר אם יש לך הרבה כוח עודף לכיבוי והוא חם. אולי המהפך נמצא בחוץ... זה יהיה מאוד מעניין לראות אם אתה יכול ליצור משאבת חום שמשתמשת באוויר חיצוני כמקור חום/רדיאטור. בטח, זה ממש לא יעיל, אבל אם הבעיה שלך היא יותר מדי כוח, חוסר היעילות כמעט יעזור.
@smellsofbikes רק בגלל שלפעמים יש לך יותר מדי כוח ואתה יכול לבנות משהו בצורה לא יעילה לא אומר שאתה צריך. מה קורה כשחסר לך אנרגיה עכשיו אבל עדיין צריך לעבור תהליך מאוד לא יעיל? כמו הדוגמה של מיכל המים הענק שלי למעלה, אתה צריך למצוא איזון סביר כך שכאשר אתה חסר אנרגיה וכשיש לך מספיק אנרגיה להופעה של מטאל כבד, ניתן להשלים דברים חשובים/שימושיים... ..
כשאי אפשר לתת תמורת כסף או למה לא לתת בחינם**? ואז כל העודף שאתה יכול ליצור הוא רק הפוטנציאל שאתה לא מנצל, וזה לא סוף העולם, רק חבל.
** בהנחה שזה לא מצריך מכם עלויות אקטיביות - וזה נושא מרכזי כאן, ה"תשלום השטוח" עבור חיבור לרשת הוא משמעותי, כך שגם אם לא תשתמשו ברוב החיבור שלכם זה כנראה יעלה עוד . ממה שהם שולחים לך. הם משלמים לך על עודף – לא שאני נגד מתן עודף, זה עובד לכמה אנשים ברשת הענקית הזו ואני לא צריך את זה. אבל לשלם לחברה כל כך הרבה על הזכות להרוויח יותר כסף מאנשים אחרים...
ככל שמכשירי USB הופכים נפוצים יותר, חשבתי על משהו דומה עבור 5V. אפילו טוב יותר יהיו יציאות 5V USB C מרובות ויציאות AC מרובות. משם, אתה יכול להשתמש ב-5V עבור התקנים בהספק נמוך וב-USB C עבור התקנים בהספק גבוה. החיסרון הוא שיציאות USB C צריכות להתמודד עם מתח לכל יציאה בעוד ש-USB A 5v הוא רק מסילה של 5v.
לכל הפחות, אני די בטוח שבסופו של דבר אבנה משרד עם רשת USB 5V. כנראה שגם אני אעשה 12V, מכיוון שפרויקטים אלקטרוניים שלי שדורשים יותר מ-5V דורשים כמעט תמיד 12V. (כמו כן, אני די בטוח שכל נתב שבבעלותי משתמש ב-12V, וזה יהיה נחמד שיהיו שקעים בודדים פשוטים לכל מכשיר במקום שנאי קיר!)
אני מצטער לומר לך ש-5V (או אפילו 12V) גרועים לחלוקת הכוח: רק מטר או שניים של גרירת כבל עם הפסדים של 10% או יותר הם כמעט בלתי שמישים. מכוניות נאבקות עם 12v כל הזמן, אבל מכיוון שהן קטנות הן יכולות להתמודד עם זה, אבל משאיות וסירות גדולות משתמשות ב-24v, אז כן, 48v הוא התמורה הטובה ביותר: עדיין דירוג טווח בטוח כל עוד אתה לא מלקק אותו . מתח סטנדרטי, ציוד מספיק ויכולת להעביר אורך מסוים ללא אובדן רב.
הפסדי המרת חשמל חשובים יותר מאשר הפסדי כבלים. לדוגמה, במקרה של מאמר זה, בהנחה שכל המרה DC-to-DC יעילה ב-90%, בסופו של דבר אנו מאבדים 27% מהכוח שאנו מקבלים ממטען USB של 5V. אם הממיר קצת יותר גרוע, ב-85%, אז ההפסדים יגיעו ל-39%. בקרי טעינה וממירים בפועל משיגים יעילות של כ-80%, כך שלא נדיר לאבד עד מחצית מהאנרגיה רק ​​בשביל ויסות מתח. אם הביקוש למערכת נמוך, הפסדי ציוד סרק עלולים לצרוך כמעט את כל הכוח.
אלא אם כן אתה משתמש בכבלים עבים, הפסדי כבלים יכולים להיות גבוהים למדי ב-5V, וסביר להניח שתוציא יותר על הכבלים האלה מאשר על המרה יעילה של 24V.
אם יש לך שני תריסר יציאות USB של 5W, אתה צריך ספק כוח של 120W. אם לספק הכוח היה עומס בסיס קבוע של 10W, ה"יעילות" הנומינלית בעומס שצוין תהיה 92%, אך כאשר ניצול יציאת ה-USB הממוצע הוא כ-5%, יעילות המערכת האמיתית הכוללת היא כ-60%. .
אין להשתמש בכל דבר מתחת למינימום המוחלט של 36V למרחקים ארוכים. במיוחד לא 5v. מתאמי חשמל כל כך זולים, נחושת יקרה וכבדה. סוללות גם יקרות ואובדן חשמל הוא בעיה.
באופן אישי, לא הייתי עושה שום סוג של LVDC microgrid בכלל (הייתי משחק עם זה ושנאתי אותו כל כך שעשיתי על זה סרטון שלם).
אני תמיד אומר לשים את הסוללה בנקודת הטעינה ולהשתמש בכבל מאריך אם אתה צריך חשמל. היוצא מן הכלל הוא PoE, שהוא כמעט בחינם עבור Ethernet וייתכן שתזדקק לו למטרות אחרות.
USB-C לכל הפרויקטים שלך, מופעל על ידי סוללות חיצוניות ומתאמי קיר לפי הצורך. שים לב שקיימים מודולי טריגר USB-PD, אתה יכול לקבל 9, 15 או 20 אם תרצה (12V הוא מיושן וכנראה לא יעבוד עם מתאמים חדשים יותר IIRC)
אם אתה רוצה להשתמש באנרגיה סולארית, 12V מתאים לריצות קטנות של עד 100W לכמה מטרים, והוא גם נפוץ יותר מ-5V ו-48V וכו', לכו על זה. או פשוט קנה גנרטור סולארי LifePO4 מסחרי, הם פנטסטיים.
כל שואף עשה זאת בעצמך תמיד רוצה לעשות משהו עם אפיק ה-DC, אבל זה בדרך כלל דבר רע מכיוון שמכשירי צרכנים לא מיועדים לזה ואתה מאבד את היבט ה"פשוט עובד" של יבלת ה-USB שמסתיימת בכל מקום. המקום. מדובר בכבלים מגושמים וחבורה של מחברים לא סטנדרטיים שלא מתאימים לשאר העולם ומהווים רק טרחה עבור מערכת העשה זאת בעצמך.
היישום הטוב ביותר שראיתי הוא תקן ARES לרדיו שינקן, אבל גם אז... הוא טוב רק לריצות קצרות.
עבור חשמל 5V במשרד, אני פשוט משתמש בשקע קיר עם שנאי מובנה ויציאת USB.
בשביל 12V לנתבים ודברים אחרים שיפנו, הייתי פשוט קונה שנאי גדול של 12V 5A וכבל Y של 2.1 מ"מ (תוודא שאתה מקבל כאלה הגונים) או מחכה עד שמודול ההדק יהיה זמין PPS עבור 12V, קח 12V. USB ממכשירים חדשים יותר - יציאה C.
או יותר טוב, הפסק את החשמל ללא USB במידת האפשר. הוצאה קצת יותר על שדרוג כדי לקבל את כל ה-USB-PDs יפתור את כל הבעיה כאשר אתה צריך נתב חדש או כל נתב מתקדם שסביר להניח שיופעל באמצעות USB.
אם אני באמת רוצה שקע 12V, הייתי שוקל לשים שנאי חוטי Mean Well בקופסת שירות ליד השקע במקום להשתמש בפועל ב-12V. אין נקודת תקלה אחת, אובדן חשמל בכבל עבה או דק, תיקון פשוט וברור.
120V DC הוא בסדר להפעיל את רוב מקורות "AC", אבל זה הגבול הנמוך ביותר של מה שהם מרוצים ממנו. הם מעדיפים 160VDC ומעלה.
לא, מניסיוני הם ניתקו בסביבות 65Vdc, אבל אתה צריך גם להנמיך מתחת ל-130Vdc, לא מדדתי, אבל אני מניח ירידה ליניארית של 100-0% מ-130-65Vdc.
הנחה מוזרה. אני מניח שמעגל הקלט מטפל בזרם קבוע כלשהו. המשמעות היא שכאשר המתח מגיע ל-130V עד 65V, הדירוג מופחת ל-50%, ומתחת ל-65V, מופעל מעגל אחר של חסימת מתח.
בהרבה תחנות משנה יש סוללה המפעילה את ממסרי הבטיחות ומאפשרת למפסקים לפעול (פתיחה וטעינה) במקרה של הפסקת חשמל. המתח הסטנדרטי הוא 115 VDC. הוא פועל ב-100% על סוללה ויש לו מטען AC->DC כדי להבטיח שהסוללה תמיד טעונה במלואה, כך שאין שמש במקרה זה.
על פי ספרו של מוצנבוקר "Reclaiming the Power" https://yugeshima.com/diygrid/ 120vdc בלבד
הבעיה של חלוקת כוח DC נפתרה בעזרת 802.3af (aka PoE) - Power over Ethernet. אין באמת צורך להשתמש בחלק ה-Ethernet של המשוואה. מתאמים בכל מקום, חלוקת חשמל מאובטחת וכלי דיווח/ניהול מצוינים. זה אפילו לא יקר - אתה יכול לקבל רכזת 100Mbps ברמת 48 יציאות של מרכז נתונים תמורת 30 פאונד בלבד.
למלון מרסל בניו הייבן 164 חדרים, כולם מופעלים על ידי חשמל סולארי וקווי. הנה סקירה כללית טובה: https://www.youtube.com/watch?v=J4aTcU6Fzoc.
התכוונתי להזכיר את זה, הם משתמשים ב-POE. ההפסדים הנגרמים כתוצאה מההפעלה חייבים להיות קטנים מההפסדים בעת מעבר מ-DC ל-AC וחזרה ל-DC. נותן לך גם ניתוח מובנה לגבי מה שאתה משתמש בו.
לפעמים אני שוכח שאני חי במצב לא מקוון. יש לי מהפך 48VDC עד 220VAC בהגדרה שלי שמוציא כ-5kW ברציפות, למרות שהוא מעולם לא הוטען בכבדות. משאבת מים 220 וולט, מקרר, מקפיא, מכשירי חשמל, כלי עבודה, תאורה, כל זה סטנדרטי לביצות. יש לי 12V ו-24V DC נפרדים ו/או רוב סוגי הגדרות הספק האחרים. לנהל עסק למבנה פלדה באותו מתקן ולשאוב מי שתייה לסוס הגדול. הסוללות הן ממערכת UPS גדולה שאני מקבל כשאני מחליף סוללות לפי לוח זמנים. בצעו בדיקת מתח על הסוללות, בחרו את הטובות ביותר, לאחר מכן הכנס מחמם התנגדות, שוב ניטור המתח, בחר שוב את הטובות ביותר וקנה אותן.
כן, רוב המכשירים עם כניסת AC "אוניברסלית" יכולים לפעול על מתח DC. הכפל את מתח הכניסה AC ב-1.4 ​​כדי לקבל את מתח DC המקביל. עם זאת, הנתיכים הפנימיים שלהם אינם מדורגים DC. החלף אותם בנתיך DC או השתמש בנתיך חיצוני. אל תצית את הבית!
> "משמעות הדבר היא שמתח המעגל המרבי הוא בערך 0.80 וולט. במקרה של שריפה (אני מקווה שלעולם לא), זה לא יהווה סכנה משמעותית למכבי האש".
תקן ה-ELV מחשיב 120 VDC "בטוח" ללא אדווה, אך תקן הבטיחות הכללי של האיחוד האירופי מגביל אותו ל-75 VDC, בעוד שהדירקטיבה של מתח נמוך חלה על כל מתח בטווח 75-1000 VDC. אתה עדיין יכול לעבור על החוק וצריך אישור להתקנת מערכת כזו, אבל קשה למצוא תשובה ברורה או כל תיעוד מה בדיוק אתה יכול לעשות בתור בונה סולו ללא הכשרה מיוחדת.