Napelemes powerbox DIY

Kihajóztunk (kicsónakoztunk). Ehhez egy 70 librás csónakmotor és egy 110AH munka akkumulátor (ólom) áll rendelkezésre a Balcsin. Sem a tolóerőn ,sem az energia ellátáson nem mertünk spórolni, de ott a vásárlás és a kivitel között eltelt majd 3 év, és addig bizony az akksira senki sem őrködött, és bár az akksin a zöld lámpa világít, de a foszfátosodás nem tudom mennyit rontott rajta.

Szóval, jobb, ha töltjük az akkumulátort a vizen is, ehhez pedig a napelem egy egész jó dolog. Ezt viszont ki kell tanulni és nem akartam nagy beruházást tenni. Első körben kicsiben szerettem volna építkezni és ez alatt tudásra szert tenni, amit érdemes leírni, hogy a kérdést már rutinból oldjam meg. A tanulás így sem volt olcsó, de micsoda utat jártam be:

Powerboxot építek

Első körben szereztem egy hordozható CCLAMP-1615-ös napelemet és jól elrontottam, levágtam róla a feszültségmódosító kapcsolásokat. (A kis CCLAMPhez van USBs és 12V-os csipesz is, na ezek mentek a levesbe).

Akksiként tanulni, játszani és ismerkedni egy 7Ah kis AGM akksit vásároltam.

PWM és MPPT

A napelemes témáknál ez a két fajta töltésvezérlő létezik a PWM egy egyszerű feszültség stabilizáló áramkör, egyben védi az akksit a túl és alá merüléstől.

Az MPPT azért jó, mert nagyobb bemenő feszültség esetén nincs veszteség, jobb a hatásfoka. (nem ennyir e egyszerű, de itt ennyi elég hozzá)

Egyszerű PWM napelem töltésvezérlő

A folytatás

Persze nem lennék mérnök, ha csak drótokat kötnék össze, így indult a második felvonás, ahol sok minden változott. És még egy dolgot kell megemlíteni, sőt, kiemelni. A feszültség és az áram nem játék. Tessék mindent biztosítékkal védeni és szigetelni.

Hordozható napelem és töltő

Brutál nagy ez a vezérlö, sok helyet foglal, és ahogy látom ,sokkal inkább állandó üzemnél van jól kihasználva, ennek megfelelöen választottam egy kis dcdc konvertert. Megannnyi ilyen video van a neten, ami segit a kezdöknek, de érdemes figyelmesnek lenni, mivel a viszáram gátló kis (shottky) dióda nélkül hamar tönkre is ment volna. Így alakult ki a második terv, most már két kis napelemmel, hogy jobban bírja a gyürödést. (12V nekem elég, igy ezek párhuzamosan lettek bekötvecmindenféle gyári elektronika nélkül, hogy a 20 V kiessen belölük)

Természetesen a napelem pack kultúrált elrendezéséröl is gondoskodtam, amiben a jó öreg kacsaragasztó is segítségemre volt! egy rövid közös kábelt hagytam, dc apa csatlakozóval.

Ennek a kapcsolásnak az a jósága, hogy bármilyen 20V tápegység jó lehet a töltéshez. Jó lesz? Majd az akksinál kiderül!

A powerbox

A youtube nem csak abban segített, hogy diódát kell tenni a töltő kimenetére, hanem abban is, hogy milyen dobozba érdemes csomagolni a “powerbox” elemeit. Így alakult, hogy kínából beszereztem egy lőszeres műanyag dobozt, és ebben folytattam az építést.

A cikk írásakor még a teljes végleges kábelezés várat magára, a wago meg nem a legolcsóbb villamossági dolog, így a kábelek rendezését sorkapoccsal oldottam meg ideiglenesen(ezt még finomítanom kell), továbbá várat magára hogy USB-s aljzat bekötése is., de a kábelezést ezt is támogatja már.

Felül a negatív, alul pedig a pozitív ágat láthatjuk, középen a volt mérővel, ami hozzávetőleges tájékoztatást ad majd arról, hogy hogy állunk kapacitásban. Az akksiból jövő vezeték rögtön egy biztosítékra kerül (különösen figyeltem erre), majd innen kerül szétosztásra a különböző csatlakozókra. A sorkapcsok szintén rögzítettek.

A doboz végleges töltésén még nem gondolkoztam, mivel nagyban befolyásolja az akkumulátor.

Akksit, de milyet?

Az ideális választás egy 12Ah LiFePO4 akksira esett, mégpedig annak leírt előnyös tulajdonságai miatt. Ugyanakkor egy évvel a cikk születése után, úgy hogy már használom is a setupot, elégséges egy 7Ah-s AMG akkkumulátor.

A Vasfoszfát akksi a következő előnyökkel járna

  • Többször újratölthető, mint az ólomsavas/zselés/AGM akksi
  • Jobb a merülési karakterisztikája
  • Beépített BMS, nem kell külön mélymerülés figyelőt bekötni
  • A töltését jobban tartja, nem kell havi szinten karban tartani.
  • Nincs szulfátosodás
  • Sokkal könnyebb (csak a megszokás miatt azonos a dobozméret)

Update 2024: Egy év távlatban

Az építés évében nem nagyon használtam, az akkori hosszabb pecára nem sikerült eljutni, lemondtam. Az idei viszont megvolt és az eddigi 2-3 hosszabb, vagy éjjeli peca alatt jó társam volt a doboz. A világítás mellett a telefontöltés sőt, még az elektromos hordozható hűtőláda rövidebb meghajtása is kézenfekvő volt. (ez utóbbit a kis akku 2 órán keresztül biztosította, ami után a benne tárolt víz hűvös maradt egész napo)

A sorkapcsokat wago csatlakozókra cseréltem, talán ez volt az egyik legfontosabb upgrade, illetve beszereztem szilikonos szigetelőket a csatlakozókra. Talán nem a legszebb a belső setup, de bővíthető. Előbb-utóbb kibővítem az usb csatlakozókkal is!

A kis akksi mellett elférnek a “kellékek”!
Nem túl szép, de funkcionális, és wagoval sokkal értelmesebb!

A másik nagy “fejlesztés” a töltőelektronika dobozolásának befejezése volt. Sokáig akku sarukkal töltöttem kifejezetten az akksit, de sokkal tisztább megoldani ezt is a zárt dobozban a 12V-os csatlakozón keresztül. Főleg, mert outdoor és főleg, mert kaptam is esőt a töltés ideje alatt! A napelemes töltéssel is elérhető a 14V-os feszültség 2A-es áramerősség mellett. Emellett a dobozba beleraktam egy 24V 2A tápkockát is. Van rendes akku töltőm is, de azt már nem faragtam volna ennyire meg.

A visszajelző ledek helyét kivágtam és vízmentesen láthatóvá tettem!
A töltést jelző kék fény erős és napfénnyel is jól látható. A 12V-os csatlakozó piros fénye szintén.

Így néz ki most a setup töltés közben. Lehet, hogy majd kap egy nagyobb, vagy egy második akksit. Lehet, hogy LiFePo4 akksi lesz. De a doboz tökéletesen teszi a dolgát és még van is hely csatlakozóknak. Az USB tőltésről egy QuickCharge szabvánnyal rendelkező autóba való dupla átalakító gondoskodik. A világításról meg egy USB-be dugható LED fákja.

Munka közben

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöltük