Възобновяеми енергоизточници, нагревателни и хладилни системи > Соларни източници - фотоволтаици, нагревателни и др.
Автономно захранване за малка мощност с PV панел - Power Bank
lz1jer:
Преди около 18 месeца стартирах уеб сървър върху Raspberry Pi3, който се хоства от самия мен. На страничката се показват данните от самоделна метеостанция, които са достъпни целогодишно и денонощно http://lz1jer.ddns.net.
По онова време възникна и идеята за автономно захранване на сървъра, исках малината да се захранва от фотоволтаичен панел, който бях придобил 2-3 години преди това и стоеше неизползван в избата. След като Вселената ме срещна с едни много хубави LiFePO4 батерии, реших, че е настъпил момента да се действа. Поръчах от КНДР няколко компонента и се получи следната конфигурация:
1) Фотоволтаичен поликристален панел 20Wp
2) MPPT контролер - 5А
3) Регулатор на напрежение 2А
4) Батерия 15Ач
Основен възел в системата е MPPT контролерът. Той е построен на базата на CN3722 и служи за преобразуване енергията от фотоволтаичния панел в подходящи ток и напрежение за зареждане на акумулатора. Използвам два LiFePO4 елемента последователно и съм настроил контролера на изходно напрежение 7.2V. Изборът на MPPT* точката се състои единствено в настройката на контролера на максимален изходен ток чрез единия от тримерите. Тъй като PV панелът е малък и не може да даде повече от 1А ток, мога да си позволя настройка на контролера по максимален ток, а и батерията е цели 15Ah т.е. няма да има проблем. На празен ход и силно слънце панела дава около 20V, а под товар пада на 15, 16...18V, в зависимост от потреблението. На батерията трябва да се подават не повече от 7.2V. Тук е мястото на МPPT контролера, който преобразува излишното напрежение от 7.2 до 15-16V в ток и винаги намира най-добрата комбинация между входните и изходните V-I, така че да оползотвори слънчевата енергия с максимална ефективност. Реално измерих 1.8А след MPPT, на входа <1A.
Другия интересен компонент е регулаторът на напрежение. В моя случай, той служи да преобразува напрежението от батерията в стабилни 5V за захранване на сървъра. Реализиран е с LM2577S в режим SEPIC**. Тъй като ползвам батерия 6-7V, а искам да стабилизирам на 5V, има опасност, ако напрежението на батерията падне под 6V, стабилизатора да спре да работи. Тук е главното достойнство на SEPIC технологията, може автоматично да избира BUCK*** / BOOST**** режим и това ми позволява да ползвам широк диапазон от входни напрежения, вкл. и преминаване под 5V. При нормални обстоятелства ползваме BUCK или BOOST конвертори, а SEPIC е комбинация от двете едновременно.
Преди да мина на автономен режим направих тест с електронен товар, зададох 5V/0.5A (защото предполагах, че Raspberry-то толкова ще консумира) и пуснах за 24 часа да направи един цикъл разряд/заряд на автоматичен режим. Оказа се, че батерията ще издържи, нещо повече, по мои сметки ще издържи няколко дни :) Това е хубаво в случай, че се окаже лошо време в продължение на няколко дни. Въпреки това, за зимата май ще трябва по-голям панел, който да осигури нужната енергия от разсеяна светлина.
Реалните тестове показаха, че Raspberry-то консумира 0.3А и за една вечер напрежението на батерията падна само с една стотна, което много ме радва. Такъв Power Bank би бил полезен и за зареждане на телефони, навигации, камери и др. вещи сред природата или на къмпинг, също и за осветление, въобще кой за каквото се сети. Възможни са всякакви комбинации.
* (MPPT) - Maximum power point tracking
** (SEPIC) - Single Ended Primary Inductor Converter
*** (BUCK) - Step Down понижаващ преобразувател
**** (BOOST) - Step Up повешаващ преобразувател
Електронен товар
PyroVeso:
Великолепно изпълнение, lz1jer.
Поздравления за симпатичното проектче!
Само да споделя малко горчив опит - "малинката" е боклук, може би дечица да си играят става, но за нещо такова, което смяташ да даяни 24/7 години наред - не става. Най-вече защото ѝ се скапва MicroSD-картата. Цяло чудо е, че при теб е изкарала 18 месеца без дефект.
Щом пазаруваш така или иначе от корейците - вземи си това: https://www.hardkernel.com/main/products/prdt_info.php варианта XU4Q (с пасивно охлаждане), и задължително с eMMC-карта.
Софтуерът от "малинката" ще върви и върху него, дори без прекомпилация. Имаш още по-голяма изчислителна мощност (8 ядра), а като стабилност и дълговечност е абсолютен бетон.
Може би ще ти харчи малко повече, но като гледам - имаш солиден резерв. Да не говорим, че с ограничаване честотите на процесора най-вероятно ще успееш да смъкнеш консумацията дори под стандартните за Raspberry-то.
Още веднъж, поздравления и много нови бъдещи успехи с тези симпатични играчки!
P.S. Какви са ти LiPo елементите, ако не е тайна, и при какви режими ги зареждаш/разреждаш? Знам че там напреженията са много критични - да не минеш под и над някакви стойности...?
lz1jer:
Здравей, PyroVeso!
Не знам защо съм написал КНДР, за КНР става дума, може би подсъзнателно предвид последните новини от Корея. Извинявам се за грешката.
Ползвам 40152SE - 15Ah, дават им заряд с 0,5С и да не се слиза под 2,2V на елемент. Мисля, че съм доста далече от долната граница, което ще ми е запас за лошо време.
Иначе малината държи все още, картата е доста голяма и данните са в SQLite бази за да се избегне това ежесекундно писане в едни и същи файлове. Два-три пъти имаше спиране по необясними причини, форматирах картата, сложих бекъп имиджа и отново в играта :) Имам подготвена и друга карта с готов имидж. Не съм спирал за повече от няколко часа за тези 18 месеца. Колкото изкара - толкова. После както казваш може да се мине и на друга играчка. Сега обмислям как да изкарам живи данни за напрежението на уеб страничката и една графика, да си гледам и анализирам.
getca:
lz1jer, поздравления за изпълнението и най-вече за грамотното описание, текстово и визуално. Мен също ме гложди подобна идея за домашно сървърче, захранено по подобен начин. За хардуера PyroVeso е прав, но зависи все пак от бюджета. ODROID-а идва гол, всичко се купува отделно. Да, e-MMC картите са супер, но и цената им е солена. И да, microSD не стават, камо ли пък с инсталирана OS. Може би ако се вземе ODROID-C2 ще е добър вариант въпреки 4-те ядра на професора. Охлаждането също е пасивно, а и консумацията е по-малка, съответно температурите. Има слотове за microSD и e-MMC карти. Може и някакви щракалки да се вържат на изходите :)
Поздрави!..
PyroVeso:
lz1jer, точно за това 2-3 пъти спиране и форматиране, и имиджи говоря... За разлика от HDD/SSD, SD-кртите не дават грешка при неуспешен запис. Съответно се скапва файловата система (не задължително картата на физическо ниво). Което си означава загубено време и неприятности... Сега ако при тебе е хоби-станция, има хора, които на подобни сървърчета си търкалят счетоводството, касовите апарати и т.н., и ако там стане беля, насред работния ден, си е супер-неприятно.
На практика това, което getca предлага наистина е съвсем достатъчно за твоите цели. Аз си падам малко по пре-подсигуряването :)
Но да, едно C2 с адапторче ($4-5) и eMMC (още $16) и си в джаза!
Ако им се примолиш и безплатно ще ти го пратят.
Odroid-четата са много харни.
Навигация
[0] Списък на темите
Премини на пълна версия