Revisión del sistema solar DIY Backyard Revolution
Los primeros experimentos se realizaron hace tres años., pero luego, debido a la mudanza, todo tuvo que ser reducido y vendido.
sin embargo, el nuevo sistema solar se compró se decidió empezar de nuevo en la nueva ubicación, teniendo en cuenta la práctica ganada.
Para qué es eso?
Estoy seguro de que la pregunta "por qué" será la primera en los comentarios., así que lo responderé de inmediato.
Desde un punto de vista económico, un panel solar en el patio trasero es rentable.
A pesar de que, idealmente, necesitas el techo de tu propia casa.
Pero desde un punto de vista técnico y de ingeniería es bastante interesante en términos de estudiar tecnologías nuevas y modernas..
también, no debemos olvidar que los apartamentos modernos consumen cada vez más energía, especialmente dada la creciente popularidad de varios dispositivos "inteligentes", routers conectados constantemente, bombillas inteligentes, enchufes inteligentes, ollas y sartenes inteligentes, y más.
Compensar estos costos con energía solar es, en principio, no tan mal y bastante ecológico. Bien, y finalmente, mirar el medidor eléctrico y ver en la pantalla "consumo de corriente -100W" simplemente agradable.
¿Qué es Backyard Revolution??
Backyard Revolution es el nuevo proyecto de bricolaje solar. El apilado verticalmente, La matriz solar tridimensional es verdaderamente innovadora para la industria solar. (sin juego de palabras). El diseño en sí se basa en un estudio publicado por primera vez por el Instituto de Tecnología de Massachusetts en 2012.
Es un hecho bien conocido que los paneles solares convencionales desperdician 85% a 95% de la energía que reciben del sol. Es decir, hasta ahora.
Apilando los mejores paneles solares de Backyard Revolution uno encima del otro en un patrón de zigzag alternativo, Podemos aumentar considerablemente la salida eléctrica del panel solar..
El MIT lo dijo en sus hallazgos., y hemos podido PROBARLO construyendo estos “generadores solares de bricolaje” una y otra vez para nosotros y nuestros amigos..
Y ahora, con Backyard Revolution estamos listos para enseñar a otros cómo construirlo ellos mismos usando herramientas domésticas comunes, un par de dólares en materiales, y solo unas horas de tiempo.
Información general
Como sabes, Hay dos principios básicos de las plantas de energía solar doméstica..
- Acumulación de energía en baterías
- Dar energía a la red eléctrica
La primera forma implica una situación en la que se necesita una fuente de alimentación verdaderamente autónoma, es decir. o no hay electricidad o se suministra de forma irregular. En este caso, la energía de los paneles solares se almacena primero en baterías, y luego se crea voltaje "normal" a través de un inversor.
La ventaja de tener baterías es que el sistema puede funcionar sin alimentación externa.. Pobre de mí, hay muchas más desventajas que ventajas.
- Las baterías son caras y su vida útil se limita a 2-3 años para baterías de plomo
- Tenemos que pensar en cómo cambiar a los consumidores entre la red "principal" y la "solar".
- La batería se puede descargar o recargar profundamente, ambos son malos para ellos
Si la batería está completamente cargada, los paneles se desperdician y se desperdicia energía. Además, debes pensar en equilibrar las celdas de la batería., si hay mas de uno, y así. sin embargo, en los últimos años ha habido algunos avances, en particular, con Tesla Powerwall: todo funciona "listo para usar", usando baterías de litio y una garantía de 10 años, pero a un precio de $ 6500, la venganza de tal cosa está en duda.
La segunda forma, y también es el más efectivo, es dar electricidad directamente de los paneles solares a la red eléctrica.
En este caso, los paneles están conectados a un inversor de conexión a red especial, que no solo convierte la corriente continua de los paneles en corriente alterna, pero también sincroniza la fase con la red eléctrica.
La electricidad que está "enchufada" se consume dentro del apartamento / casa y el exceso se alimenta a la red de la ciudad., por eso no solo extraemos electricidad para nosotros, sino también ayudar a nuestros vecinos / ciudad a aliviar el suministro eléctrico general. En el caso de la legislación moderna y un medidor de electricidad que puede contabilizar "importación" y "exportación", incluso podemos conseguir algo de dinero, pero todavía no funciona en todas partes.
Menos, el inversor tiene solo uno, en caso de un corte de energía, el inversor se apagará, así que incluso con un techo de panel solar completo de 3-4KW, puede quedarse sin electricidad si de repente se pierde.
Pero en mi caso, los cierres son tan raros que pueden descuidarse, en casos extremos, ahora una gran selección de convertidores DC-DC bastante eficientes que pueden funcionar con una computadora portátil, smartphone y luces LED, así que si quieres se puede hacer.
Entonces, la idea general de qué hacer es clara, empecemos.
La primera cuestión relevante es la elección de los paneles.. Leemos las opiniones de los expertos de que los paneles solares difieren en eficiencia, y deberíamos tomar los más efectivos.
Es difícil discutir con esto, pero como mostró la búsqueda, la diferencia es 2-3%.
| Hacer | Modelo | Poder | Eficiencia | |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Poder del sol | Maxeon 3 | 400 W | 22.6 % |
| 2 | LG | Neón R | 375 W | 21.7 % |
| 3 | REC | Alfa | 380 W | 21.7 % |
| 4 | Longi Solar | Hi-Mo 4 | 375 W | 20.6 % |
| 5 | Trina Solar | Miel M DEO8 | 375 W | 20.5 % |
| 6 | Solario | Poder XT | 370 W | 20.5 % |
| 7 | Jinko Solar | Tiger Pro 6Rl3 | 390 W | 20.4 % |
| 8 | Phono Solar | TwinPlus M4-9B-R | 375 W | 20.4 % |
| 9 | Canadian Solar | HiKU CS3L + | 375 W | 20.3 % |
| 10 | Astronergia | AstroSemi 60M | 375 W | 20.3 % |
iformación en la tabla de www.cleanenergyreviews.info
De todas formas, Acabo de puntuar en este punto y elegí los que estaban disponibles en la Amazonía local y tenían las mejores críticas..
Queda por seleccionar la potencia. En general, 160 W fue el valor óptimo. El tamaño de este panel es 150x70cm., y su peso es de 12,5 kg.
También se compraron sujetadores con ángulo de inclinación ajustable para paneles solares.:
Inversor de conexión a red
La elección de inversores para tales micropoderes no es tan buena, de los modelos básicos podemos observar tales:
Este es un inversor bastante simple de 100-120 precio usd, existen modelos para diferentes tensiones de entrada, 11-30V y 22-60V.
Este inversor tiene un inconveniente: hace ruido periódicamente porque hay un refrigerador en el interior. Solo se enciende durante el día a un nivel de potencia superior a 100W, no hay sol en la noche, pero vale la pena tenerlo en cuenta si el inversor está en una sala de estar.
Otra opción es el llamado "microinversor", que se adjunta directamente al panel solar:
El método es bastante efectivo y conveniente.. Resuelve el problema del ruido, más debido al voltaje más alto menos pérdidas de cable.
Recopilación de datos
Básicamente, nuestro sistema está listo, simplemente conecte los paneles al inversor, conéctelo a un enchufe normal, y todo funcionará.
sin embargo, sería deseable ver, al menos, cuánta potencia se da desde los paneles, y, al máximo, tener un registro más avanzado de la energía recibida.
Para principiantes, necesitamos un medidor de potencia que muestre la lectura actual en la pantalla.
Puede generar parámetros básicos (poder, voltaje, Actual, suma de kilovatios-hora), pero no tiene funciones de "red", así como sin capacidad de almacenamiento de datos.
La cantidad de kilovatios hora es útil cuando se trata de una plancha o una nevera., pero para los paneles solares es importante ver la producción durante el día.
La búsqueda mostró que la mejor funcionalidad la proporciona el Enchufe inteligente TP-Link Kasa HS110 - no solo puede mostrar datos de energía, pero también tiene una API de Python que le permite obtener datos actuales.
Es importante no confundir con el modelo HS100, no hay medición de potencia en él. Por cierto, como un bono, el software de TP-Link tiene su propia "nube", y puedes ver los valores de generación en línea desde cualquier parte del mundo:
Desafortunadamente, ninguno de los enchufes inteligentes tiene su propia pantalla LCD.
Como resultado, tenemos un "sándwich" de este tipo: el primer conector "no inteligente" muestra los valores de generación en la pantalla, el segundo "inteligente" pero sin la pantalla, proporciona conexión WiFi.
sin embargo, no hay registro incorporado en la aplicación TP-Link, así que tuve que terminarlo yo mismo.
https://github.com/python-kasa/python-kasa la biblioteca se utilizó para este propósito.
El código de registro de registros es muy simple:
from kasa import Discover, SmartPlug, SmartDevice
import datetime, logging, time, asyncio
log_format = "solarlog-%Y-%m.csv"
def get_power_from_meter() -> float:
try:
logging.debug("Connecting the smart plug...")
devices = asyncio.run(Discover.discover())
for addr, dev in devices.items():
if dev.is_plug:
asyncio.run(dev.update())
if dev.has_emeter:
logging.debug("Smart Plug found: %s", addr)
emeter_status = asyncio.run(dev.get_emeter_realtime())
power = emeter_status['power']
return float(power)
logging.debug("Smart Plug was not found")
except Exception as e:
logging.error("get_power_from_meter exception: %s", e)
return -1.0
def write_log(power: float):
log_name = datetime.datetime.now().strftime(log_format)
with open(log_name, "a") as logfile:
logfile.write(f'{datetime.datetime.now().isoformat()},{power}\n')
if __name__ == "__main__":
logging.basicConfig(level=logging.DEBUG, format='[%(asctime)-15s] %(message)s')
logging.debug("App started")
# Read meter and save to the log
try:
while True:
power = get_power_from_meter()
logging.debug("Power reading: %f W", power)
write_log(power)
time.sleep(60.0)
except KeyboardInterrupt:
pass
logging.debug("App done")
En el trabajo del programa se crearán los archivos csv del registro con el paso aproximadamente en el minuto y el desglose por meses.
Comencé a recopilar el registro en mi enrutador con dd-wrt, que es suficiente comando nohup python3 /opt/solar.py >/dev / null 2>&1 &. Si tu quieres, puede agregar una secuencia de comandos al inicio automático para que no tenga que ingresar el comando cada vez que encienda el enrutador.
Resultados: ¿Funciona realmente Backyard Revolution??
Es bastante difícil de adivinar con el clima para hacer que el día esté completamente despejado o bastante nublado.. Cuando es, Agregaré capturas de pantalla al texto. Hasta aquí, de los datos más recientes, la generación de energía se ve así:
En mi caso, los paneles están a la sombra por la mañana, y la producción completa comienza por la tarde.
Aunque ya en 9 ¿La fuente de alimentación de red es de hasta 25 W?, que es generalmente bueno. Como puede ver en el horario, la potencia máxima fue de aproximadamente 175W, y las "fallas" en el diagrama también son claramente visibles debido a las nubes que a veces entran.
La generación termina después 21 horas - en verano el día de luz es largo.
En todo ese dia, 0.73Se generó KWh de electricidad:
Pros:
Si no hubiera nubes en absoluto, probablemente podríamos contar con un aumento de 20-30%, es decir. obtendríamos exactamente 1kWh / día.
Por cierto, los paneles también funcionan en tiempo nublado, pero la salida es ciertamente menor, y solo con nubarrones muy oscuros, puede caer a cero.
Para comparacion, así es como se ve la generación en un día lluvioso nublado, se generó todo el día 0.21 kWh:
Es mucho o poco? Según Google, 0.2kWh es suficiente para hervir 2l de agua con un hervidor eléctrico, que no es tan malo para la energía "del cielo" en teoría.
Contras:
Podemos notar que la eficiencia no es tan alta como nos gustaría que fuera. Pobre de mí, Los fabricantes escriben en los paneles el valor máximo de potencia obtenido en ángulos rectos de la luz solar y el aire cristalino en el Himalaya..
En la vida real, el sol se mueve constantemente por el cielo, y el ángulo de incidencia óptimo no durará más de 1-2 horas al día. Por supuesto que no hay nada de malo en esto, pero solo hay que tener en cuenta que, por ejemplo, 100 W reales de un panel solar de 100 vatios casi nunca se producirán.
Exportación de energía a la red
Finalmente, hemos llegado al tema de exportar energía a la red. Es simple desde un punto de vista técnico., pero es complicado desde un punto de vista económico.
Técnicamente, acabamos de agregar una nueva fuente de energía a nuestro hogar. Que serán consumidos por los dispositivos conectados, y el excedente irá a la red de la ciudad a través de un medidor eléctrico (es importante).
El medidor es importante aquí porque es el medidor el que determinará cómo se contará la energía exportada..
Un medidor digital moderno que puede leer tanto las exportaciones como las importaciones de electricidad mostrará valores individuales para todos los parámetros. Hay un total de 4 diferentes lecturas en este medidor: día de importación, noche de importación, dia de exportacion, noche de exportación.
Por supuesto, esto no es tan crítico para una estación de 100-200W, Es probable que la mayor parte de la electricidad se consuma dentro del apartamento con un refrigerador y otros dispositivos..
Entonces, incluso si alguien no tiene un medidor eléctrico moderno, es más fácil considerarlo solo como una contribución benéfica al medio ambiente, incluso si "das" a la ciudad unos pocos kWh.
Por supuesto, si realmente hay muchos paneles, Es aconsejable instalar un inversor de conexión a red especial con un llamado sensor de límite - corriente, que se coloca inmediatamente después del contador eléctrico y limita la salida del inversor para que no se emita nada al exterior.
En mi caso, El municipio ya ha instalado un contador moderno de forma gratuita., para que en un día soleado realmente puedas ver valores negativos de consumo eléctrico en la pantalla:
Conclusión
Obtener energía solar es un proyecto de afición bastante interesante, en términos de unirse a algo nuevo. Después de todo, como sabes, la mejor manera de aprender una nueva tecnología es probarla usted mismo.
Puedes leer los artículos de otras personas tanto como quieras, pero puedes ver con tus propios ojos los resultados del trabajo, el impacto del ángulo de los paneles, inventar protección contra el viento, recopilar estadísticas, y así sucesivamente, es mucho más interesante y brinda mucha más experiencia y comprensión de varias sutilezas.
Para todos los que quieran repetir algo como esto por su cuenta, Les deseo experimentos exitosos y más días soleados..
