نظام إضاءة يعمل بالطاقة الشمسية بجهد 12 فولت

هذا هو أول مشروع أنجزته في وقت سابق من هذا العام.
لديّ سقيفة. أستخدمها كورشة عمل، أو يمكنني ركوب الدراجة إلى مكان ما للتدريب.
على جهاز محاكاة التوربينات
كمساحة تخزين مشتركة.
على الرغم من قربها الشديد من المنزل، إلا أنها تفتقر إلى مصدر طاقة، وفي كل مرة أدخل فيها الحظيرة في ليالي الشتاء، يكفي أن ألمسها. لذلك قررتُ تجربة تركيب نظام إضاءة LED منخفض الجهد، يعمل ببطارية 12 فولت تُشحن بواسطة لوحة شمسية.
أبحث في جوجل...
بحثت كثيراً على جوجل، ثم تعمقت في البحث.
لم أكن أعرف كيف أركب أحدها معًا، لذلك استغرق الأمر مني بضعة أيام لأشعر أنني اكتسبت المعرفة الكافية لأعرف ما كنت أفعله.
بالنسبة لمن ليس لديهم دراية بمكونات نظام الشحن الشمسي، فالأمر كالتالي: يمكنك شحن لوحة شمسية مباشرة على البطارية...
لكن عندما تُشحن البطارية بالكامل، يصبح الوضع خطيرًا للغاية. فإذا تم حقن التيار في البطارية مرة أخرى، فسيتسبب ذلك في تلفها.
ولمنع حدوث ذلك، تحتاج إلى استخدام وحدة تحكم الشحن الشمسي، وهي جهاز يقع بين الألواح الشمسية والبطاريات.
يمكن للجهاز تنظيم التيار المتدفق إلى البطارية لمنع الشحن الزائد، وفي الوقت نفسه منع الحمل من تفريغ البطارية بشكل مفرط، مما يتسبب في تلفها.
يوجد نوعان رئيسيان من أجهزة التحكم.
وحدات تحكم PWM و MPPT. (
شكراً لك على تصحيح ماركاريس. أولاً، تعديل عرض النبضة (
تعديل عرض النبضة)
أكثر ملاءمة للتطبيقات منخفضة الطاقة (< 170 واط)
لكنها لا تستطيع تحمل أي جهد زائد ناتج عن الخلايا الشمسية.
على النقيض من ذلك، MPPT (
أقصى قدر من تتبع نقاط القوة)
يتمتع جهاز التحكم بالشحن بمزايا كبيرة في تحسين إنتاجية الخلايا الشمسية. فهو قادر على التعامل مع الخلايا الشمسية التي تولد جهدًا زائدًا، مما يمكن استخدامه لتحسين كفاءة الشحن بنسبة تتراوح بين 20% و25%.
(في ظل الظروف المناسبة).
تُعد تقنية تعديل عرض النبضة أطول بكثير من تقنية تتبع نقطة الطاقة القصوى، لذا فهي عادة ما تكون أرخص ولها أحجام ونماذج أكثر للاختيار من بينها.
وبناءً على ذلك، اخترت وضع تعديل عرض النبضة وبدأت في شراء المكونات الأخرى التي كنت أحتاجها.
وحدة تحكم MPPT: Esky Intellent LCD 30A-£20.
00 ألواح شمسية: ألواح كهروضوئية متعددة البلورات بقدرة 100 واط - 70 جنيهًا إسترلينيًا.
بطارية 00: بطارية ترفيهية 12 فولت 35 أمبير - 50 جنيهًا إسترلينيًا.
شريط إضاءة LED: شريط إضاءة LED 5050 بطول 5 أمتار وجهد 12 فولت
12 مفتاحًا: مجموعتان من المفاتيح الخارجية - 7.00 جنيه إسترليني. صندوق الفيوزات: 4-
صندوق فيوزات السيارة - 6 جنيهات إسترلينية.
00 موصل البطارية: طرف حلقي، وصمام داخلي، وموصل أندرسون - 5 جنيهات إسترلينية.
لوحة التوصيل 00:4-
خط نهاية الصف - 5 جنيهات إسترلينية.
موصل لوحة 50: موصل MC4 عالمي - 5 جنيهات إسترلينية.
تركيب 50 لوحة: تركيب 4 ألواح بلاستيكية - 13 جنيهًا إسترلينيًا.
99 التركيب: خشب رقائقي 10 مم (400 مم × 300 مم) - 10 جنيهات إسترلينية.
00 اللوحة الخلفية: لوحة ألومنيوم 2 مم (200 مم × 130 مم) - 3 جنيهات إسترلينية.
السطر 50: 15A أحمر/أسود - 3 جنيهات إسترلينية.
00 مسمار: M8 مجلفن - 4 جنيهات إسترلينية.
50 أخرى: أطراف توصيل شوكية وصمامات مجرفة-
2. إجمالي تكلفة البناء: 217 جنيهًا إسترلينيًا.
إذا اخترت لوحة طاقة أقل وسعة بطارية أصغر، يمكنك تقليل هذه التكلفة بشكل كبير.
أنا متأكد من أن معظم المكونات ستكون أرخص إذا اشتريت المزيد من موقع eBay.
بالنسبة لي، الجزء المثير للاهتمام في هذا المشروع هو البناء دائماً.
قررت تثبيت معظم المكونات الرئيسية على لوحة التوزيع، والتي يمكن بناؤها، ثم تثبيتها ببساطة في السقيفة وتوصيلها.
اخترت استخدام خشب رقائقي بسمك 10 مم مع وحدات التحكم، والموصلات، والصمامات، وصناديق الصمامات.
يحتوي جهاز التحكم نفسه على تحذير بأن الجزء الخلفي منه مصدر حرارة.
ينبغي مراعاة المجرى المائي عند التركيب.
فكرت في البداية في "إبعادها" عن الخشب الرقائقي، لذلك تركتها تتنفس.
الفجوة بين الجزء الخلفي من وحدة التحكم والخشب، ولكن في النهاية قررت تثبيتها على الصفيحة الألومنيوم للمساعدة في التسخين.
قصصت الورقة بحيث يكون عرضها أكبر من عرض وحدة التحكم بمقدار 15 ملم، ثم قمت بتقريب الزوايا.
(لأغراض جمالية فقط)
قم بتحديد أربعة ثقوب وحفرها، ثم قم بتثبيتها في الجزء الخلفي من وحدة التحكم.
قمت بحفر عدة ثقوب في لوحة الدائرة الكهربائية لأتمكن من اختراق الكابل من الخلف بدلاً من إتلاف الجزء الأمامي.
يتم وضع لوحة الأسلاك بالقرب من طرف التحكم الخاص بها، ويقع جانب "الإخراج" من لوحة التوزيع على الجانب الأيمن.
يدخل كابل الإخراج الخاص بوحدة التحكم إلى الجزء الخلفي من لوحة الدائرة من خلال فتحة، ثم يخرج مرة أخرى فوق صندوق المصهرات.
أين أقوم بتوصيل المفتاح؟
أحد الأسباب هو أن 2-
مفاتيح التبديل الجماعية (والتي سأشرحها في الكتب الدراسية لاحقاً)
ثم قم بتوصيل الكابلات المتصلة بشريط مصباح LED وثبتها في مكانها.
يبلغ طول السقيفة حوالي 2.
يبلغ طولها خمسة أمتار، لذا يمكن قص مصباح LED بطول خمسة أمتار إلى نصفين وتركيبه على جانبي العارضة المركزية للسقف.
قم بتوصيل الطرف البعيد بقطعة صغيرة من الكابل بين الطرفين.
لحسن حظ الألواح الشمسية، فإن السقيفة تواجه الشمال/الجنوب، لذا فإن نصف السقف يواجه الجنوب.
القشرة مناسبة جدًا للتعرض الأقصى لأشعة الشمس.
يتم تثبيت اللوحة على حامل اللوحة باستخدام مسامير M8.
ثم اربطها بسقف السقيفة.
وبالمثل، استخدم مسامير M8)
مزودة بصامولة فراشة، مما يسهل فكها.
يسمح حامل التثبيت بتدفق الهواء أسفل اللوحة وتوجيهها من الأعلى لتقليل خطر التمزق بفعل الرياح.
قمت بتوصيل كابل بموصلات MC4 في أحد طرفيه باللوحة وأرسلت الطرف الآخر إلى المقصورة من خلال ثقب قمت بحفره.
ثم أقوم بتمريره عبر إحدى الفتحات الموجودة خلف اللوحة، وأضغط عليه على أطراف التوصيل، ثم أقوم بتوصيلها بلوحة الأسلاك.
يتم تجهيز جميع الكابلات الأخرى بطريقة مماثلة.
إن قابس أندرسون الموجود على موصل البطارية عبارة عن مجموعة "صناعية" إلى حد ما!
إذا كان لديك أداة مناسبة، فيمكن ثني هذه الدبابيس، لكنني استخدمت موقد لحام صغير للحام الكابلات بالدبابيس.
في مثل هذا النظام، تعتبر الصمامات مهمة للغاية.
لا يعتبر نظام 12 فولت خطيرًا بشكل عام، لذا فهو مناسب جدًا لهذا الاستخدام.
لكن، يمكن أن يتسبب قصر الدائرة الكهربائية في حدوث حريق.
كما ذكرت سابقاً، يمكن لجهاز التحكم التعامل مع قصر الدائرة عند المخرج، ولكن يجب علينا أيضاً التأكد من حماية البطارية.
الدليل الذي اخترته (انظر الصورة)
لتوصيل البطارية بوحدة التحكم بالشحن، يوجد فيوز طرفي داخلي.
تبلغ درجة الحرارة حالياً 10 أمبير.
يحتوي طرف الإخراج أيضًا على مصهر لحماية المصباح من أضرار قصر الدائرة.
أستخدم حاليًا مصهرًا بقوة 5 أمبير على ذلك الجانب.
وأخيراً، صنعتُ صندوقاً من بقايا الخشب الرقائقي ووضعتُ البطارية على الأرض. أردتُ حمايتها من التلف والتمزق والصدمات والارتطامات.
عندما قمت بتوصيل موصل MC4 باللوحة، بدأ جهاز التحكم في الشحن بالعمل وبدأ في إعطاء قراءة معدل الشحن، ومخرجات اللوحة، وما إلى ذلك.
قضيت بعض الوقت في تجربة وحدة التحكم قبل أن أتعرف على الإعدادات...
لسوء الحظ، يفتقر الدليل المرفق مع جهاز التحكم Esky إلى الترجمة الإنجليزية!
ذكرتُ سابقاً أنني اخترت استخدام مفتاح ثنائي المنافذ...
السبب هو أنني أريد تركيب مصباح LED ثانٍ يمكن التحكم فيه بشكل مستقل... طقم أحمر!
أنا فلكي هاوٍ، وبناء كل شيء في الظلام يمثل تحدياً حقيقياً...
لكن استخدام مصباح يدوي أو تشغيل الضوء العادي قد يؤدي إلى تلف حساسية العين...
إلا إذا كانت إشارة حمراء.
تركيب حزام الإضاءة الثاني يعني أنه بإمكاني استخدام مصباح السقيفة لإضاءة المنطقة عند تجهيزها، وحتى كمكان للجلوس والمراقبة عن بُعد.
استخدم أجهزة الكمبيوتر المحمولة، وما إلى ذلك.
إذا كان الجو بارداً جداً في الخارج!
عندما درست هذا السؤال لأول مرة، كان أحد الأسئلة التي أردت الإجابة عليها هو: "كم ستدوم بطاريتي عند تشغيل الضوء؟"
الأمر في الواقع أصعب بكثير مما كنت أعتقد في البداية.
نظرياً، يجب أن تكون بطاريتي ذات سعة 35 أمبير قادرة على توفير تيار 1 أمبير لمدة 35 ساعة قبل أن تنفد.
طلاء شريط إضاءة LED أبيض 1.
وبالتالي، فإن خمس سنوات تعني أن الأمر يستغرق حوالي 23 ساعة للعمل عندما تكون البطارية ممتلئة.
المشكلة هي أن هذه قيم نظرية...
إنهم لا يأخذون في الاعتبار متغيرات مثل درجة الحرارة وحالة البطارية التي لها تأثير كبير على الأمور.
ومن الاعتبارات الأخرى ما يلي:
لا يمكن لبطاريات الحمض أن تصل إلى الحد الأقصى النظري في أي مكان...
في الواقع، لا يمكنك توقع أكثر من نصف الإمكانات. مع ذلك...
إذا كان بإمكانه تشغيل هذه الشرائط لمدة 10 ساعات، فسأكون سعيدًا!
يعتمد أداء الشحن أيضاً بشكل كبير على المتغيرات الخارجية، وخاصة الحاجة إلى ضوء الشمس المباشر.
مع وضع هذا في الاعتبار، سيتم شحن بطارياتك بشكل أفضل بكثير في فصلي الربيع والصيف مقارنة بأشهر أخرى من السنة.
كان من الصعب حساب وقت الشحن، ولم أكن أعرف كيف يعمل الجهاز حتى قمت بتثبيت شاشة.
أخطط لتقديم المزيد من الدورات، بما في ذلك أنظمة التشغيل الآلي للمنازل وأنظمة المراقبة التي أقوم بتنفيذها حاليًا.
إحدى الوحدات هي وحدة مراقبة الشحن الشمسي، والتي سترسل معلومات حول شحن البطارية الحالي، ومخرجات الألواح، وما إلى ذلك.
من هذا النظام.
بمجرد أن أنتهي منه، سأربطه بهذا التسلسل التعليمي.
أقوم أيضاً بدراسة استخدام البطاريات لتشغيل محولات الطاقة لتشغيل 240 فولت على أجهزة معينة في وقت قصير.
هذه هي المرة الأولى التي أقوم فيها بتدريسكم.
أتمنى أن يكون هذا مفيدًا لكم، ولا تترددوا في طرح أي أسئلة لديكم إذا كنتم تعتقدون أنني أغفلت شيئًا، أو ارتكبت أي أخطاء، أو كانت لديكم أي استفسارات عامة. تفضلوا بطرح أسئلتكم في قسم التعليقات أدناه.