Строю походную электростанцию. Часть 1

 

- Что и зачем -

 

Походная электростанция напряжением 12-16 В, мощностью 0,5-1 кВт. предназначена для обеспечения электроэнергией:
1.Туристического лагеря (холодильник, освещение, быт. техника, эл. инструмент, зарядки и т.д)
2.ПВХ лодки для питания электромотора.
3.Автомобиля УАЗ Патриот для езды с отключенным генератором.

Состоит из источников тока, накопителя и потребителей.

Источники тока:
1. Генератор УАЗ Патриот
2. Солнечные панели 8х100Вт.
3. Ветряк 100 Вт.
4. Внешние 220 В  Дом, работа, гостиница и пр.

Накопители:
1. Подкапотный в авто свинец 75 Ач 12В
2. Второй в авто 110 Ач.12В
3. Основной литий-железофосфат 180Ач 14,4В
4. Зимний литий-титанат 55Ач 16,2В
Всего, с учётом старости свинца — 400Ач

Потребители:
1. УАЗ Патриот (ЭБУ, вебасто в салоне, эбершпехер в моторном, огни, связь, навигация…)
2. Туристический лагерь (холодильник, освещение, бытовая техника, эл. инструмент, зарядки и т.д)
3. Лодочный эл. двигатель 54 Lbc, ток 55 А + ходовые огни, навигация, связь и т.д.

Внешне конструкцию вижу так.

Внешне конструкцию вижу так.

 

- Накопители -

 

Основным накопителем электростанции будет литий железо-фосфатный аккумулятор емкостью 180 Ач собранный по схеме 4S1P. Мин. напряжение одной банки 2,5 вольта. Напряжение конца заряда — 3,6 вольт. У всего аккумулятора получается 10 вольт и 14,4 вольта соответственно. Основным недостатком лифера является невозможность работы при отрицательных температурах. Точнее сказать разряжать можно при минусах, заряжать нет. Поэтому вторым аккумулятором будет всепогодный литий-титанат собранный по схеме 6S5P, напряжением 16,2 вольта и емкостью 55 Ач. На лодке зимой конечно не покатаешься, на УАЗе пригодится.

Аккумулятор LiFePO4 ёмкостью 180 ач

Аккумулятор LiFePO4 ёмкостью 180 ач

Таких 4 штуки

Таких 4 штуки

Солнечные панели DOKIO мощностью 100 вт.

Солнечные панели DOKIO мощностью 100 вт.

На Али и Тао представлен широкий ассортимент литий-титаната, например, но рисковать не стал, и взял две готовые сборки по 165 а.ч от китайских электробусов Microvast. Со слов производителя, Microvast Lithium Titanate, теряет всего 3% начальной емкости после 3000 циклов заряд-разряд. Для сравнения обычный свинцовый приходит в негодность после 300 циклов, а некоторые и раньше. Общий ресурс титаната – 20000 циклов. Если добавить низкое Rвн (0.00005 Ом) и бешеную длительную токоотдачу в 600А (1600А в течении минуты), плюс возможность быстрой зарядки токами в сотни ампер и низкий саморазряд… короче, денег своих он стоит. Брал две сборки у Николая из Архангельска, качество хорошее, нареканий нет.

Приобрел 2 сборки 1s15p

Приобрел 2 сборки 1s15p

Меняю схему соединений на  6S5P

Меняю схему соединений на 6S5P

Меняю схему соединений на  6S5P

Меняю схему соединений на 6S5P

Оригинальные сборки сделаны по схеме 1S15P при помощи точечной сварки и для получения нужного напряжения менял схему соединений на 6S5P. Напряжение конца заряда получилось 16,2 Вольта, емкость 55 Ач

Меняю схему соединений на  6S5P

Меняю схему соединений на 6S5P

Меняю схему соединений на  6S5P

Меняю схему соединений на 6S5P

Конечно мешок из жёлтого ПВХ

Конечно мешок из жёлтого ПВХ

Стянуты шестью шпильками М6

Стянуты шестью шпильками М6

Выходные клеммы М10

Выходные клеммы М10

Перемычки между банками

Перемычки между банками

Клеммы на перемычках для балансировки

Клеммы на перемычках для балансировки

Предохранитель 30 А для мелочёвки

Предохранитель 30 А для мелочёвки

Электробусы на титанатных аккумуляторах

Электробусы на титанатных аккумуляторах

Под капотом «Mutlu» 75 Ач, второй свинцовый — «Varta» 110 Ач в салоне под спальником, с вентиляцией через правое заднее крыло Патриота.

Пакеты титаната оказались номерные

Пакеты титаната оказались номерные

Резервный Варта 110 а/ч с вентиляцией в крыло

Варта 110 а/ч с вентиляцией в крыло

КТЦ титаната. Ток 55 Ампер.

КТЦ титаната. Ток 55 Ампер.

 

- Балансировка аккумуляторов -

 

Для балансировки используются мощные двухрежимные балансиры. Для лифера с установками 3,63 и 3,71 Вольта, титаната с установками 2,63 и 2,71 Вольта. Позже добавил активные балансиры на 4S для лифера, и 6S для титаната. Первые переводят излишки в тепло, вторые передают соседним банкам. Причем двухрежимные включаются в работу в конце зарядки, активные — постоянно перераспределяют заряд до равенства напряжений по банкам, вне зависимости от степени заряженности АКБ. Для альтернативщика вторые бесспорно лучше, получать электроэнергию от солнца и ветра и переводить её в тепло — стрёмно, лучше отдать нуждающимся банкам.

Активный балансир на 4S

Активный балансир на 4S

Активный балансир на 6S

Активный балансир на 6S

Активные балансиры на лифер и титанат

Активные балансиры на лифер и титанат

IMG_8720

5

Блок индикации балансировки титаната

Блок индикации балансировки титаната

IMG_8626

555

IMG_8601

4

IMG_8584

44

IMG_7726

444

Двухрежимный балансир титаната.

Двухрежимный балансир титаната.

Двухрежимные балансиры титаната.

Двухрежимные балансиры титаната.

IMG_5113

333

Для крепления ветряка на багажнике

Для крепления ветряка на багажнике

Тяга фиксации мачты ветряка к багажнику.

Тяга фиксации мачты ветряка к багажнику.

Крепление запаски к задней двери Патриота

Крепление запаски к задней двери Патриота

Получилось мощно, только дверь не открыть.

Получилось мощно, только дверь не открыть.

Распределительная коробка ветряка

Распределительная коробка ветряка

Распределительная коробка ветряка

Распределительная коробка ветряка

В пассивном балансире титаната применяется два уровня балансировки:
Первый уровень балансировки — момент срабатывания 2,63-2,65V, при достижении этого напряжения загорается зеленый светодиод, ток балансировки при этом составляет 200mA. Второй уровень балансировки — момент срабатывания 2,7-2,71V, загорается красный светодиод и ток вырастает до 700mA. При 2,75V ток достигает 1A. Максимально возможный кратковременный режим 2,8V и соответственно ток балансировки 1,25A. Двухрежимные балансиры имеют несравненно высокий ток балансировки, что при мощном ЗУ необходимо.

IMG_8893

фф

IMG_8720

ффф

IMG_8157

фффф

IMG_8148

фффффф

IMG_7440

яя

IMG_7424

яяя

IMG_9235

яяяя

IMG_7981

яяяяяяя

IMG_7714

чч

IMG_7726

ччч

IMG_7037

чччч

IMG_8713

ссс

Для лифера. Данные балансиры подходят для LiFePO4 ячеек емкостью до 200Ah. Первый уровень балансировки – момент срабатывания возможно настроить в диапазоне от 3.4В до 3.7В, настраивается при помощи переменного резистора на плате. Максимальный ток первого уровня 750mA.
Второй уровень балансировки – фиксированный, момент срабатывания при достижении напряжения 3,67V – 3,69V. В момент срабатывания загорается красный светодиод. Ток балансировки на втором уровне составляет 1300mA.

По факту применил оба режима балансировки и пассивный и активный. По логике основная балансировка будет проходить в активном режиме на протяжении всего времени и только в конце зарядки включатся мощные, пассивные балансиры если в этом возникнет необходимость. Индикацию балансировки задублировал на передней панели РЩ двухцветными светодиодами и звуковой сигнализацией по каждой банке лифера и титаната. Добавлю, что активные балансиры будут наблюдать за аккумуляторами всё время и если по каким то причинам появиться разность напряжений на банках более 0,1 Вольта, балансиры включатся и устранят разбаланс. Пассивные конечно такого не смогут сделать.

 

- Контроль температуры -

 

Для контроля температуры в ответственных местах приобрел цифровой термометр и десяток датчиков. Термометр работает в диапазоне от -50С до +100С. В плане разместить датчики на аккумуляторах и сильноточных потребителях — ШИМ, электродвигатель, BMS и т.д. для контроля температуры. Термометр только измеряет температуру и отображает её на индикаторе. Для сигнализации выхода температуры за установленные пределы приобрел термореле W1401. Термореле имеет электромагнитное реле 12 Вольт и возможность устанавливать пределы температуры мин. и макс. при выходе за которые иметь сигнализацию в виде сирены например. Этот уже опробовал для принудительного охлаждения двигателя автомобиля при перегреве. Видео — термореле W1401

Цифровой термометр -50 +100 градусов.

Цифровой термометр -50 +100 градусов.

Термистор NTC 10к±1% 3950

Термистор NTC 10к±1% 3950

Реле температуры W1401

Реле температуры W1401

На литий железо-фосфат установил два датчика температуры на межбанковских перемычках, что позволит контролировать температуру всего аккумулятора. Литий-титанат — аккумулятор всепогодный, здесь один датчик для общего контроля температуры во время зарядки. Недавно «полыхнул» мощный балансир титаната и решил установить сюда датчик, непосредственно над балансирами. Гореть в надувастике совсем неохота.

Датчик температуры на ветряке

Датчик температуры на ветряке

Датчик температуры на ШИМ регуляторе

Датчик температуры на ШИМ регуляторе

Полыхнул мощный балансир титаната

Полыхнул мощный балансир титаната

Так же датчики смонтированы на плате ШИМ, коллекторе электродвигателя подвесного лодочного электромотора, ветрогенераторе и емкости охлаждающей жидкости нихромовой нагрузки.

Датчик температуры двигателя.

Датчик температуры двигателя.

Термореле W1401

Термореле W1401

Цифровой термометр -50 +100 градусов.

Цифровой термометр -50 +100 градусов.

Датчик температуры на титанате

Датчик температуры на титанате

Реле температуры W1401

Реле температуры W1401

Датчики на литий железо-фосфате

Датчики на литий железо-фосфате

 

- Нагрузка -

 

Для проведения контрольно-тренировочных циклов аккумуляторам, и проверки монтажа большими токами, решено изготовить нагрузку. Приобрел 5 метров нихрома Ф=3 мм. и всякие штуки для коммутации. Силовые переключатели 13П1Н неизвестного происхождеия, ваттметр, и пр. Ваттметр PZEM-051 работает в диапазоне 6,5-100 вольт, и для побаночного контроля лифера и титаната (2-4 вольта), пришлось добавить обычные стрелочные вольтметр и амперметр с шунтом 100 Ампер.

Стрелочные вольтметр и амперметр

Стрелочные вольтметр и амперметр

Будущая нагрузка

Будущая нагрузка

Переключатели 13П1Н

Переключатели 13П1Н

Переключатели 13П1Н довольно мощные, испытывал долговременно током 50 Ампер — практически не греются.

Переключатели 13П1Н

Переключатели 13П1Н

Переключатели 13П1Н

Переключатели 13П1Н

Переключатели 13П1Н

Переключатели 13П1Н

Нагрузка выполнена на куске стеклотекстолита толщиной 14 мм. Длинна одного зигзага нихрома 25 см. Что составляет 0,04 Ом. Решено сделать два независимых магазина сопротивлений и соединять их последовательно или параллельно, увеличив тем самым макс. ток нагрузки до 100 ампер.

Нагрузка

Нагрузка

Нагрузка

Нагрузка

Нагрузка

Нагрузка

5 метров нихрома ф=3 мм.

5 метров нихрома ф=3 мм.

Пропитал олифой и покрасил. Здесь всё и размещу

Пропитал олифой и покрасил.

Соединительные провода 6 мм/кв

Соединительные провода 6 мм/кв

Осталось смонтировать всё хозяйство и подобрать тазик для охлаждения нихрома. В качестве охлаждающей жидкости — обычная вода, после работы сливаю и выпариваю с болтов и гаек пол минуты не выключая, и ржавчина на болтах не образуется.

Нагрузка

Нагрузка

Нагрузка

Нагрузка

Реле напряжения и его питание

Реле напряжения и его питание

Позже сюда добавился реостат сопротивлением 0-30 Ом и переменный проволочный резистор на 100 Ом для небольших нагрузок и поиска точки максимальной мощности солнечных панелей.

Реостат для поиска МППТ солнечной панели

Реостат для поиска МППТ солнечной панели

Проволочный резистор 100 Ом 100 Вт.

Проволочный резистор 100 Ом 100 Вт.

Это всё для нагрузки

Это всё для нагрузки

Для проведения контрольно — тренировочных циклов добавлено реле напряжения с возможностью настройки пределов вкл/откл для аккумуляторов различной химиии и своим источником питания из 4 элементов 18650 LiFePO4. Реле там на 12 Вольт, и для побаночного КТЦ в диапазоне 1,7 — 2,4 Вольта необходим дополнительный источник для питания реле.

Реле напряжения 12 Вольт

Реле напряжения 12 Вольт

Тазик 45 литров для охлаждения нихрома

Тазик 45 литров для охлаждения нихрома

Добавил реостат 0-30 Ом

Добавил реостат 0-30 Ом

При достижении установленного значения напряжения аккумулятор отключается при помощи реле с максимальным током в 100 Ампер. Количество отданной аккумулятором энергии отображается на ваттметре в Ватт/часах.

Реле напряжения 12 Вольт

Реле напряжения 12 Вольт

Монтаж реле напряжения на нагрузке

Монтаж реле напряжения на нагрузке

Реле отключения АКБ на 100 Ампер

Реле отключения АКБ на 100 Ампер

Источником тока для питания реле напряжения служат литий железо фосфатные аккумуляторы ёмкостью 1700 мАч и напряжением 3,6 Вольта. Установлены в стандартные боксы 18650 с выключателем. Заряжаю стандартной зарядкой Liitokala с Алиэкспресс. Зарядка эта может много чего заряжать и во многом устаивает

IMG_6404

Зарядное устройство Liitokala

Аккумуляторы LiFeP04 ёмкостью 1700 mAh

Аккумуляторы LiFeP04 ёмкостью 1700 mAh

Аккумуляторные боксы под 18650 с выкл.

Аккумуляторные боксы под 18650 с выкл.

 

- Коммутатор солнечных панелей -

 

Их два… Первый (входной) имеет 4 независимых канала по количеству групп солнечных панелей. Состоит из ваттметров для визуального контроля выработки групп СП и настройки угла наклона крыши на прямые солнечные лучи по максимальным показаниям в ваттах, тумблеров П2Т и идеальных диодов на микросхеме LTC4357. Коммутатор размещен на задней плоскости распредщита и имеет 4 разъёма ХТ-60 для подключения СП, четырёх ваттметров с макс. током 20 Ампер и четырёх идеальных диодов на FDB3632 с низким сопротивлением открытого канала 0,009 Ом и максимальным током 12 Ампер. Тумблер П2Т переключает выход СП на повышающий контроллер МПТ-7210А в случае низкой облачности и далее на второй коммутатор, либо сразу на мощный контроллер заряда если небо чистое и необходимости в повышении напряжения нет. Коммутация тумблером необходима для выбора оптимального режима зарядки… например левая полукрыша на прямом солнце и необходимости в повышении нет, правая в тени и тут лучше повышение. Сюда же можно подкючить блок питания 220/36 Вольт с током 27 Ампер для зарядки от сети 220 Вольт. Пройдя через МППТ контроллер зарядный ток аккумулятора в этом случае будет около 50 Ампер.

Идеальный диод на LTC4357

Идеальный диод на LTC4357

Коммутатор СП (вид сзади)

Коммутатор СП (вид сзади)

N-канальные мосфеты FDB3632

N-канальные мосфеты FDB3632

Первый коммутатор СП

Первый коммутатор СП

Платы идеальных диодов на LTC4357

Платы идеальных диодов на LTC4357

4 ваттметра на коммутатор. Макс ток 20 А

4 ваттметра на коммутатор. Макс ток 20 А

IMG_9195

Переход с ХТ-150 на 4 шт. ХТ-60

Первый коммутатор СП

Первый коммутатор СП

Первый коммутатор СП

Первый коммутатор СП

Для более полного использования солнечной энергии изготовил второй коммутатор СП. Принцип работы следующий: По мере заряда лифера солнечные панели будут переключатся на второй МППТ контроллер и заряжать титанат. Сигналом на переключение будут 2-х канальные мощные балансиры аккумуляторов. Сработка зеленого светодиода каждого балансира лифера будет переключать одну группу панелей на зарядку титаната. 4 балансира — 4 группы СП по 2 панели в каждой группе. Для уменьшение потерь схема выполнена на обычных реле с питание 3 вольта. При достижении полной зарядки основного аккумулятора все СП переключатся на зарядку дополнительного и «вернутся» назад при разряде первого.

Сигналы управления на второй коммутатор СП от мощного балансира

Сигналы управления на второй коммутатор СП от мощного балансира

Коммутатор солнечных панелей и контроллер на LTC3780

Коммутатор солнечных панелей и контроллер на LTC3780

Зелёные переключают СП, красные совсем отключают зарядку.

Зелёные переключают СП на титанат, красные совсем отключают зарядку.

Для наблюдения за работой балансиров у лифера верхнюю крышку можно поднять, у титаната высверленны овальные отверстия в крышке. Осталось покрасить и можно собирать.

Титанат заряжается ровно.

Титанат заряжается ровно.

Выравнивание заряда по банкам

Выравнивание заряда по банкам

Крышка титаната и датчик температуры

Крышка титаната и датчик температуры

 

- Стойка походной электростанции -

 

Стойка походной электростанции. Внизу лифер и титанат, наверху распредщит с возможностью наклона, что-бы не бликовал на солнце. Все хотелки не уместились на одной стороне, пришлось делать двухсторонний монтаж РЩ.

Распредщит походной электростанции

Распредщит походной электростанции

Разметка распредщита.

Разметка распредщита.

Разряд 20А без охлаждения нихрома

Разряд 20А без охлаждения нихрома

Для улучшения ремонтопригодности монтаж РЩ будет модульным. Это немного увеличит стоимость поделки, но упростит обслуживание и ремонт в походных условиях. Зависнуть на глухой таёжной реке совсем неохота.

Распредщит походной электростанции

Распредщит походной электростанции

Распредщит походной электростанции

Распредщит походной электростанции

Распредщит походной электростанции

Распредщит походной электростанции

Нужно было сразу проолифить фанеру РЩ, не додумался. Теперь вот предстоит разбор до нуля и пропитка с покраской.

Коммутатор "УАЗ источник- УАЗ потребитель"

Коммутатор УАЗ источник- УАЗ потребитель

Распред щит электростанции

Распредщит электростанции

Распред щит электростанции

Распредщит электростанции

Взялся разбирать. Красить всё равно надо, лучше сейчас когда ещё не всё смонтировал.

Коммутатор солнечных панелей

Коммутатор солнечных панелей

Колпак из ПВХ

Колпак из ПВХ

Стойка походной электростанции

Стойка походной электростанции

Ещё немного поделаю и разбирать для покраски. Фанера обычная строительная и увидев воду начнет надуватся и расслаиватся, тут лучше не тянуть с покраской.

Монтаж РЩ

Монтаж РЩ

Монтаж РЩ

Монтаж РЩ

Монтаж РЩ

Монтаж РЩ

Саму стойку уже проолифил и покрасил не дожидаясь проблем, теперь распредщит разбираю. Морока конечно, но что делать. Фанера обычная, стоительная, воду увидит и будет расслаиватся.

Стойка походной электростанции.

Стойка походной электростанции.

Высота стойки ограничена спальником

Высота стойки ограничена спальником

Разобрал под покраску.

Разобрал под покраску.

Разобрал под покраску.

Разобрал под покраску.

Разобрал под покраску.

Разобрал под покраску.

Всё хозяйство в тазик, что бы не потерялось

Всё хозяйство в тазик, что бы не потерялось

Помазал. Собираю

Помазал. Собираю

Помазал. Собираю

Помазал. Собираю

Помазал. Собираю

Помазал. Собираю

Диоды Шоттки на коммутатор СП

Диоды Шоттки на коммутатор СП

Диоды Шоттки на коммутатор СП

Диоды Шоттки на коммутатор СП

Схема развязки на оптронах

Схема развязки на оптронах

 

- Контроллер солнечных панелей Фотон 100-50 -

 

Летом поигрался с солнечными панелями. Результат порадовал. Утром на восходе солнца две панели последовательно, через контроллер, дают 10 ампер зарядки, к обеду до 12А. С учетом 8 панелей реально получить 40-45 Ампер в солнечный день, это уже ходовой ток без помощи АКБ, Важен прямой угол СП на солнце, поэтому крыша будет раздвижная, с возможностью позиционирования плоскостей панелей на прямые солнечные лучи.

Характеристики контроллера Фотон 100-50

Характеристики контроллера Фотон 100-50

Здесь одна панель заряжает током 6,1А

Здесь одна панель заряжает током 6,1А

Две панели последовательно. Ток 10,1А

Две панели последовательно. Ток 10,1А

Две панели последовательно. Ток 9,3А

Две панели последовательно. Ток 9,3А

Панели под прямым углом на солнце (почти)

Панели под прямым углом на солнце (почти)

МППТ контроллер "Фотон 100-50". Ток 50А

МППТ контроллер «Фотон 100-50″. Ток 50А

 

- Контроллер солнечных панелей PowMr -

 

Заряжать одним контроллером аккумуляторы с разной химией и разным напряжением конца заряда (лифер 14,4 Вольта, титанат — 16,2 Вольта) немного хлопотно и на автомате не осуществимо, поэтому взял второй. В качестве второго приобретён солнечный контроллер «PowMr» с максимальным током 60 ампер. Брал здесь.

MPPT контроллер PowMr

MPPT контроллер PowMr

Характеристики контроллера PowMr 60Ампер

Характеристики контроллера PowMr 60Ампер

MPPT контроллер PowMr

MPPT контроллер PowMr

Перед включением разобрал посмотреть как и что. Собран качественно, серьёзных непропаев не обнаружено. Добавил датчик температуры на верхнюю часть радиатора/корпуса, кое где мазнул пастой для улучшения теплоотдачи и всё.

MPPT контроллер PowMr

MPPT контроллер PowMr

Под клеммник дополнительно 4 мм/кв.

Под клеммник дополнительно 4 мм/кв.

Наверху справа датчик температуры

Наверху справа датчик температуры

С термопастой производитель поскупился, помазал нашей КТП-8 для лучшего охлаждения. На передней панели РЩ места не нашлось, разместил сзади, рядом с повышающим контроллером МРТ-7210А.

Добавил теплопроводной пасты

Добавил теплопроводной пасты

Клеммники под 6 кв.мм объединены по 2 шт.

Клеммники под 6 кв.мм объединены по 2 шт.

Распредщит вид сзади.

Распредщит вид сзади.

 

- Контроллер солнечных панелей MPT-7210A -

 

Для получения зарядки при слабой солнечной активности и в пасмурную погоду, приобрел повышающий контроллер MPT-7210A. Серьёзных токов при этом не получить, но ампер 5-7 думаю будет при низкой облачности. Этот контроллер является повышающим и при недостаточной солнечной активности позволяет заряжать аккумуляторы небольшим током. Второе применение вижу в «переливе» электроэнергии из одного аккума в другой с одинаковыми напряжениями. Осталось сделать.

4 мм/кв пайкой на печатную плату

4 мм/кв пайкой на печатную плату

Распредщит вид сзади.

Распредщит вид сзади.

МРТ-7210А в разборе

МРТ-7210А в разборе

Основная сложность использования этого контроллера заключается в минимальном входном напряжении равном 12-15 Вольт ниже которого он просто не работает. В свою очередь выходное напряжение не может быть ниже входного, посему выход больше 16-20 вольт это уже лишнего для аккумуляторов. Решение здесь следующее — выход MPT-7210A будет подключен не на аккумуляторы непосредственно, а на вход мощных контролеров. Это позволит использовать свои контроллеры для лифера и титаната с предварительно установленными режимами зарядки (лифер — 14,4 Вольта, титанат — 16,2 В) Останется обеспечить переключение солнечные панели напрямую на Фотон и PowMr, либо на них же только через МРТ-7210А в пасмурную погоду и получать небольшой зарядный ток. Посмотрим, что из этого получится.

Клеммники МРТ-7210 показались не очень надежными для крепления 4 кв/мм., задублировал пайкой непосредственно в печать

Повышающий контроллер МРТ-7210А

Повышающий контроллер МРТ-7210А

Отверстия для входа 4 мм/кв на печать.

Отверстия для входа 4 мм/кв на печать.

Экран контроллера информационный

Экран контроллера информационный

Для контроля температуры во время зарядки, датчики разместил непосредственно на радиаторы контроллера. В качестве переключателя MPT-7210A использованы диоды Шоттки MBR60100PF. Выбор столь мощных диодов обусловлен низким падением напряжения при токах до 10 Ампер (не более 0,4-0,5 Вольта).

Плата МРТ-7210А

Плата МРТ-7210А

Места под пайку проводов

Места под пайку проводов

Падение напряжения MBR60100PF от тока

Падение напряжения MBR60100PF от тока

Планирую последовательное включение повышающего MPT-7210A и рабочих контроллеров PowMr для лифера и Фотон 100-50 для титаната. Выход MPT-7210A настраивать на 36-40 вольт (с учётом повышения это не сложно) как группа из двух солнечных панелей последовательно в точке максимальной мощности, и коммутировать по мере необходимости — солнечную сторону крыши подключать непосредственно на мощные контроллеры Фотон и PowMr, теневую на них же через повышающий MPT-7210A и развязкой на диодах Шоттки, без реле и прочей коммутации.

Последовательное включение контроллеров

Последовательное включение контроллеров

Всё сделано, можно собирать оба

Всё сделано, можно собирать оба

Всё сделано, можно собирать оба

Всё сделано, можно собирать оба

Всего приобрёл два контроллера MPT-7210A, возможно придется поставить оба, на каждую полукрышу свой. Всё будет зависеть от выработки СП в пасмурную погоду и эффективности такого способа зарядки.

 

- Блок питания 36 Вольт 27 Ампер -

 

Для зарядки от 220 Вольт, дома, не работе, в придорожной кафешке и лодочной станции приобрел мощный блок питания 220/36 Вольт с максимальным током 27 ампер. Сначала было хотел намотать понижающий трансик, подобрал железо на 630 Ватт, даже намоточный станочек соорудил для этого, но потом переиграл на фирменный с высокочастотным преобразованием. Намного легче по весу и в лодке возить необременительно.

Железо с катушками на 630 Ватт

Железо с катушками на 630 Ватт

Соорудил станочек для намотки.

Соорудил станочек для намотки.

Блок питания 36 Вольт 27 Ампер.

Блок питания 36 Вольт 27 Ампер.

Планирую использовать его и в автомобиле в ходу с использованием преобразователя 12/220 «Союз» мощностью 1200Вт установленного в левом заднем крыле Патриота. Так проще обеспечить зарядку во время движения УАЗа, чем поднимать напряжение штатного генератора до необходимых 16-17 Вольт. Напряжение 36 Вольт выбрано из расчета МППТ двух солнечных панелей включенных последовательно, соответственно зарядка будет идти через МППТ контроллеры Фотон 100-50 для титаната и PowMr для лифера, что позволит получить 50 Ампер зарядного тока с установленными напряжениями конца заряда (16,2 вольта для титаната и 14,4 Вольта для лифера) как от солнечных панелей.

Блок питания 36 Вольт 27 Ампер.

Блок питания 36 Вольт 27 Ампер.

По три клеммы на плюс и минус параллельно

По три клеммы на плюс и минус параллельно

Теплопроводной пасты в достатке

Теплопроводной пасты в достатке

Крепить на распредщит уже негде, пришлось изготовить съёмную секцию с креплением на РЩ вверху слева, что-бы не тёрлась о баллон лодки изнутри.

Блок питания 36 Вольт 27 Ампер.

Блок питания 36 Вольт 27 Ампер.

Блок питания 36 Вольт 27 Ампер.

Блок питания 36 Вольт 27 Ампер.

IMG_8783

Блок питания 220/36 Вольт 27 Ампер

Для подключения БП изготовлен хвостик/переходник с ХТ-150 на 4 шт. ХТ-60. Зарядка пойдет через первый коммутатор СП где можно будет контролировать зарядный ток. Соответственно после зарядки лифера БП переключится на титанат, как при обычной зарядки от солнечных панелей.

IMG_8634

Блок питания 220/36 Вольт 27 Ампер

Инвертор 1200 Вт в левом заднем крыле

Инвертор 1200 Вт в левом заднем крыле

Инвертор 12/220 вольт  1200 вт.

Инвертор 12/220 вольт 1200 вт.

 

- Боковая секция стойки -

 

Всё, что касаемо 220 Вольт решил разместить на съемной секции распредщита и использовать по необходимости. Навешивать и пользоваться или снимать совсем, если не нужно. Состоит из двух панелей передней и задней на которых размещено всё высоковольтное. Нигде в другом месте 220 Вольт не будет. Спереди мощный зарядник с питанием 220 Вольт и ваттметр для контроля процесса зарядки. Сзади небольшой инвертор 12/220 Вольт с контролем температуры и потребления по ваттметру. Это для питания мелочёвки — паяльник, зарядки гаджетов если нет низковольтного варианта и прочие мелочи. Фанерки пропитаны олифой и покрашены за два раза. Собираю.

Краска подсохла - собираю

Краска подсохла — собираю

Это хозяйство нужно разместить

Это хозяйство нужно разместить

Сборка боковой секции

Сборка боковой секции

Две плоскости стянуты четырьмя винтами М5 с мощным Т-образным профилем между ними. Профиль — 45х45 мм и толщиной 3 мм.

Почти готовы

Почти готовы

Сборка боковой секции

Сборка боковой секции

Это хозяйство нужно разместить

Это хозяйство нужно разместить

Осталось добавить провод заземления для безопасной работы.

Секция 220 Вольт. Вид сбоку

Секция 220 Вольт. Вид сбоку

Секция 220 Вольт. Вид спереди.

Секция 220 Вольт. Вид спереди.

Секция 220 Вольт. Вид сзади.

Секция 220 Вольт. Вид сзади.

Получилась такая штука. Спереди киловатный блок питания на 36 Вольт для зарядки аккумуляторов где есть 220, сзади инвертор 12/220 мощностью 200 Ватт для небольших потребителей. На обоих сторонах ваттметры и термодатчики для контроля.

Монтаж задней части секции.

Монтаж задней части секции.

"Т"-образный профиль 45х45 крепления.

«Т»-образный профиль 45х45 крепления.

"Т"-образный профиль 45х45 крепления.

«Т»-образный профиль 45х45 крепления.

Здесь первое включение боковой секции в режиме выработки 220 Вольт. Питание от аккумулятора шуруповёрта 14 Вольт 4 Ач. Нагрузка настольная лампа и паяльная станция на 220 Вольт. Ток потребления от аккумулятора 2,91 Ампер, мощность 36,6 Ватт. Думаю часа на полтора хватит паять такой ёмкости аккумулятора. В ближайшее время попробую зарядку от блока питания на передней части секции. Дополню.

Нагрузка лампа и паяльник. 210 Вольт

Нагрузка лампа и паяльник. 210 Вольт

Нагрузка лампа и паяльник. 210 Вольт

Нагрузка лампа и паяльник. 210 Вольт

12,6 Вольт, 2,91 Ампера, 36,6 Ватт

12,6 Вольт, 2,91 Ампера, 36,6 Ватт

 

- Крыша для крепления солнечных панелей -

 

Точнее сказать две полукрыши с возможностью установки плоскостей панелей на прямые солнечные лучи. Состоит из двух плоскостей размером 2400х1250 мм. для размещения солнечных панелей, восьми стоек изменяемой длинны для позиционирования плоскости на прямые солнечные лучи и кучки всяких шарниров и фитингов от лодочных тентов.

Тентовые наконечники показались не недёжными, заменил на дюралевые толщиной 5 мм. с берёзовыми накладками и кипячением в олифе.

Наконечник стойки внешний 22 мм.

Наконечник стойки внешний 22 мм.

Наконечник стойки внешний 22 мм.

Наконечник стойки внешний 22 мм.

Берёзовые заготовки 22 и 25 мм

Берёзовые заготовки 22 и 25 мм

Кипячение в олифе

Кипячение в олифе

Кронштейны крыши

Кронштейны крыши

Наконечники стойки тента

Наконечники стойки тента

Основа крепления крыши это стойки изменяемой длинны . Изготовлены из двух дюралевых труб диаметром 20 и 25 мм. с фиксацией переходниками ПНД 20х25 мм. Минимальная длинна стойки получилась 1050 мм., максимальная — 1820 мм., что позволяет устанавливать плоскость крыши под прямым углом на солнце и получать максимальную выработку вне зависимости от угла солнца над горизонтом.

Наконечники стойки тента

Наконечники стойки тента

Наконечники стойки тента

Наконечники стойки тента

Переходник ПНД 25 на 20 мм.

Переходник ПНД 25 на 20 мм.

Переходник ПНД 25 на 20 мм.

Переходник ПНД 25 на 20 мм.

Шарнир тента с болтом

Шарнир тента с болтом

Шарнир крепление стойки в сборе

Шарнир крепление стойки в сборе

Шарнир крепление стойки в сборе

Шарнир крепление стойки в сборе

Скользящий кронштейн 3/4"

Скользящий кронштейн 3/4″

Переходник ПНД 25 на 20 мм.

Переходник ПНД 25 на 20 мм.

8 стоек крыши изменяемой длинны. Труба 20 мм в трубу 25 мм с фиксацией переходниками ПНД. Минимальная длинна — 1050 мм., максимальная 1820 мм.

Переходник ПНД 25 на 20 мм.

Переходник ПНД 25 на 20 мм.

Шарнир тента с болтом

Шарнир тента с болтом

Шарнир крепление стойки в сборе

Шарнир крепление стойки в сборе

Шарнир крепление стойки в сборе

Шарнир крепление стойки в сборе

Скользящий кронштейн 3/4"

Скользящий кронштейн 3/4″

Наконечник стойки внешний 22 мм.

Наконечник стойки внешний 22 мм.

Наконечник стойки внешний 22 мм.

Наконечник стойки внешний 22 мм.

8 стоек переменной длины для крыши.

8 стоек переменной длины для крыши.

фанера 2440х1220

Фанера 2440х1220 мм

На местной мебельной фабрике нашлась фанера нестандартного размера 1220х2440мм, что упростило конструкцию крыши. Взял толщиной 9 мм. с распилом в размер. Здесь две полукрыши в разборе перед покраской. Получилось довольно компактно для транспортировки на багажнике. До винтиков разбирать конечно не стоит, так… деревяшки отдельно, трубки отдельно — уже компактно на багажнике получиться.

Две полукрыши в разборе

Две полукрыши в разборе

Две полукрыши в разборе

Две полукрыши в разборе

Нервюра крыши с фитингами

Нервюра крыши с фитингами

Застилать крыши фанерой не решился. Панели прилично греются в работе и уменьшают выработку, пусть охлаждаются естественным путём и снизу и сверху. Если появиться необходимость — застелю сотовым поликорбанатом.

Нервюра крыши с фитингами

Нервюра крыши с фитингами

Нервюра крыши с фитингами

Нервюра крыши с фитингами

IMG_9046

Нервюры в сборе

От стандартных разъемов МС-4 отказался. Увеличил сечение до 6 мм/кв. и вывел непосредственно на клеммник под крышу. Так потерь меньше и проще контролировать выработку солнечных панелей тестером. К тому же появилась возможность быстро перекоммутировать количество панелей полседовательно/паралельно для получения максимальной выработки.

От стандартных разъёмов отказался

От стандартных разъёмов отказался

IMG_9037

После покраски

Две полукрыши в сборе

Две полукрыши в сборе

Клеммник солнечных панелей

Клеммник солнечных панелей

Правая полукрыша

Правая полукрыша

Клеммник солнечных панелей

Клеммник солнечных панелей

Шпация крыши на удачу совпала по ширине с усилениями на багажнике Патриота. В ходу конечно пользоваться не будешь, на стоянке в походном лагере можно, что бы в грязь и снег не ставить крышу. Осталось привязать крышу к багажнику с возможностью регулировки угла на солнце и обеспечить заход проводов в салон. Это теперь весной.

Монтаж панелей на крыше

Монтаж панелей на крыше

Монтаж панелей на крыше

Монтаж панелей на крыше

Шпация крыши совпала

Шпация крыши совпала

Балансир литий титаната

Балансир литий титаната

Балансиры литий железо фосфата

Балансиры литий железо фосфата

Полыхнул балансир литий титаната

Полыхнул балансир литий титаната

 

- Ветрогенератор -

 

Для обеспечения нагрузки для ветрогенератора приобрёл 20 шт. светодиодов мощностью 10 Ватт. Суть в следующем: обеспечить нагрузку ветрогенератора после отключения АКБ по окончанию зарядки. Два года отработало обычное реле напряжения с Алиэкспресс и вопросов не было. По мере увеличения напряжения к концу заряда до установленного значения (свинцовый аккумулятор 13,8-14,4 вольта), реле отключает АКБ и подключает противотуманку что бы ветряк не раскидал свои лопасти. С литием такой вариант не проходит. Контроллер Фотон 100-50 сам находит точку максимальной мощности (МППТ) ветряка в зависимости от скорости ветра. Это порядка 30-40 вольт, преобразует его в 14-15 вольт необходимых для зарядки.
Видео работы реле напряжения.

Задача соединить несколько светодиодов последовательно для получения максимальной нагрузки в районе 50 вольт, и не дать возможности раскручиваться ветряку при отключении аккумулятора по окончании зарядки.
Информация и график светодиодов отсюда — https://mysku.ru/blog/aliexpress/64713.html

Светодиоды 10вт.

Светодиоды 10вт. График.

Светодиоды 10 Ватт.

Светодиоды 10 Ватт.

Реле напряжения

Реле напряжения

В плане разместить 3 группы светодиодов по 6 шт. последовательно на заднем подшипниковом щите ветряка, который будет выполнять функции радиатора. Мощности 180 вт. думаю хватит для торможения при хорошем ветре.

Нагрузка ветряка

Нагрузка ветряка

Светодиоды ветряка

Светодиоды ветряка

Распределительная коробка ветряка.

Распределительная коробка ветряка.

Разместил в три ряда по 6 шт. в ряду и четыре светика в запас. Вывел отдельно 3 фазы на переключатель звезда-треугольник. Переключатель на трёх реле с управлением тумблером с распредщита.

Для переключения звезда/треугольник вывел 3 фазы отдельно

Для переключения звезда/треугольник вывел 3 фазы отдельно

Диодный мост и переключатель звезда/треугольник на трёх реле

Диодный мост и переключатель звезда/треугольник на трёх реле

3 группы светодиодов последовательно по 6 шт. в ряду. Подшипниковый щит - радиатор

3 группы светодиодов последовательно по 6 шт. в ряду. Подшипниковый щит — радиатор

Переключатель звезда — треугольник собран на трёх реле с управлением с распредщита тумблером. В дальнейшем буду пробовать переключать на автомате… при увеличении скорости ветра и достижении установленного напряжения будет происходить переключение обмоток генератора со звезды в треугольник. Основой переключателя будет реле напряжения с Алиэкспресс. Надеюсь это позволит поднять выработку ветряка и увеличит ток зарядки АКБ. Пока переключать вручную.

Переключатель звезда-треугольник

Переключатель звезда-треугольник

Реле напряжения с Алиэкспресс

Реле напряжения с Алиэкспресс

Реле напряжения с Алиэкспресс

Реле напряжения с Алиэкспресс

Для крепления ветряка на Патриоте изготовлен мощный кронштейн за багажник и кронштейн запаски на двери задка. В багажник правда не попадёшь обычным способом, зато аккумулятор зарядить без проблем.

Для крепления ветряка на багажнике

Для крепления ветряка на багажнике

Тяга фиксации мачты ветряка к багажнику.

Тяга фиксации мачты ветряка к багажнику.

Получилось мощно, только дверь не открыть.

Получилось мощно, только дверь не открыть.

 

- Коммутатор УАЗ источник — УАЗ потребитель -

 

Суть понятна из названия… Необходимость такого устройства связанна с правильным отображением информации на ваттметрах РЩ. Там два ваттметра — один на приход в аккумуляторы, другой на расход из них. Правильность показаний важна для определения состояния аккумуляторов для их дальнейшего использования в лодке или ночёвки под Вебасто а так-же наблюдать как заряжаются (или разряжаются) аккумуляторы во время движения УАЗа и сколько ещё нужно помолотить на ХХ что бы зарядить до полняка, переставить на лодку и свалить на рыбалку. В процессе обдумывания родилось три схемы:
1. Перетык разъёма — завёл двигатель и переткнул (тогда источник), заглушил и переткнул (в этом случае — потребитель)
2. На мощных диодах (у двигателя стартёр есть) с низким падением напряжения, тут без ручного перетыка но с падением на диодах VS-150EBU04.
3. С диодами и реле, с управлением от датчика давления масла. Завёлся двигатель, поднялось давление — реле переключило бортсеть на зарядный шунт, отключив от разрядного. Заглушил — дорога только через разрядный шунт и показания на ваттметрах достоверные. Сколько залили в аккумы и сколько взяли от них за пробег в Ватт/часах, после деления грубо на 12 получим в Ампер/часах, что более понятно.

Три варианта схемы коммутатора

Три варианта схемы коммутатора

Коммутатор УАЗ источник - УАЗ потребитель

Коммутатор УАЗ источник — УАЗ потребитель

Ваттметры на приход и расход

Ваттметры на приход и расход

Позже, когда от прямой зарядки от генератора УАЗа отказался и перешел на зарядку через инвертор 12/220 и мощный блок питания, схема потеряла свою актуальность и сейчас монтирую только разрядную часть. Расход то-же знать необходимо, тем более собираю сейчас многофункциональный зарядник для всякой мелочёвки и знать сколько и куда ушло то-же неплохо.

Реле 12 Вольт и макс. током 100 Ампер

Реле 12 Вольт и макс. током 100 Ампер

Диоды VS-150EBU04 с макс. током 150 Ампер

Диоды VS-150EBU04 с макс. током 150 Ампер

IMG_7180

111