low energy blog

Почти стабильная система

Со времени малютки ZeroPi на балконе утекло довольно много воды. Тогда, напомню, солнечная панель (poly 40W) стояла на балконе, контроллер (10a, PWM) стоял, как и аккумулятор (свинцовый на 12v 12ah), рядом. Подключение к сети было по wifi, который регулярно отваливался, как я тогда думал, из-за слабого сигнала до домашнего роутера (Mikrotik).

Конфигурация

Итак, за это время конфигурация сменилась дважды, а именно:

• накопитель был заменён сначала на литий-железо-фосфатные 4 банки по 3.2v/14ah (сомнительная ёмкость, банки немного вспухшие, но дёшево) с АлиЭкспресса, а после на новые 4 по 3.2v/25ah (с российского интернет-магазина lifepo4.ru - ровненькие и в два раза больше по размеру).
• контроллер, принимающий заряд от панели, сначала был BSC2024 (с АлиЭкспресс, 20a), но был заменён на с (MPPT, 30a, с solarhome.ru).
• домашним роутером стал NanoPi R4S, 4GB RAM, 6-core.

Роутер

Домашний роутер Mikrotik hAP lite, который потреблял примерно 0.2а, был заменён на одноплатник NanoPi R4S. Проблема с отваливающимся wifi у домашних потребителей отпала сразу, а по проводу как не было проблем с микротом, так и с одноплатником проблем не появилось (кроме, пожалуй, ipv6, но тут дело в настройке). R4S, имеющий солидный металлический корпус, весьма производительное устройство (на борту 6 ядер и 4ГБ ОЗУ), но при этом и потребляет намного больше: от 0.1 до 0.6 ампер (при загрузке устройства потребление ближе к 0.5а). Из-за повышенного потребления случалось так, что при питании от солнца (вернее от туч на протяжении пары-тройки дней) я оставлял пару раз семью без интернета. Быстрое переключение на розетку решало проблему, но хотелось автономии. Кстати, про прожорливость роутера: NanoPi R4S почти всегда имеет тёплый корпус, а температура редко опускается ниже 38 градусов.

Малютка ZeroPi, на котором изначально крутился этот бложек, потреблял совсем немного: на контроллере показывало иногда 0.1a при загрузке, но так как ввёл в строй другой SoC с Linux на борту, этот девайс стал немного избыточным - я перенёс бложек на роутер.

Контроллер

Переход с “синего” контроллера на BSC2024 был обусловлен поддержкой последним LiFePO4 аккумуляторов. Мне понравился достаточно информативный дисплей, пользовательские настройки и небольшой запас по мощности (20а, вместо 10а). Но почитав внимательно про MPPT и посмотрев видео со сравнением в одних и тех же условиях, решил, что надо взять MPPT-контроллер с, желательно, какой-то статистикой. Так я и пришёл к VENUS-M2430, который стоит дороже, весит больше, но и умеет, вроде бы, больше.

Заказал, оплатил, приехал. Работает новый девайс уже пару недель и зарекомендовал себя весьма неплохо: кажется, он даёт немного больше тока, чем мой прошлый контроллер, но я не учёл, что у него нет USB! Сейчас в процессе компоновки схемы с автомобильным зарядным устройством, а пока нагрузку питает старый контроллер, подключённый только к аккумулятору. Да, заряжает батареи один контроллер, а тратит батарею другой.

В планах разобраться со статистикой по заряду, которую может отдавать устройство.

Батареи

Эволюция накопителей энергии прокатилась от литий-ионных аккумуляторов в проекте, свинцовой батареи на старте как временное решение, железофосфатная сборка на 14ач (заявленная ёмкость сомнительна) как решение на подольше и, наконец, железофосфатная сборка на 25ач при 12в.

Изначально в проекте я планировал использовать Li-Ion аккумуляторы в формате 18650. Был куплен кейс, BMS, несколько холдеров. Но в продакшен эта сборка не пошла. Я переключился на lifepo4 - циклов больше и безопасней, хоть и дороже получается. Китайский комплект, который понравился по цене выглядел очень неплохо, но в реальности под мою нагрузку годится не очень.

Текущий комплект на 25ач держится неплохо, а скоро я добавлю параллельно в сборку комплект ячеек из условных 14ач. Только придумаю как это всё упаковать, чтобы торчало минимум проводов, да и кот не погрыз.

Солнечная панель

Меньше всего изменений произошло с панелью. Я менял наклон, менял расположение. Сейчас остановился на варианте, когда панелька вертикально смотрит на южную сторону, вместо того, чтобы, как раньше, под углом смотреть на запад. Так я снимаю 20-22 ватта с 40-ваттной солнечной поликристаллической панели в течении нескольких часов. Но зимой этого, конечно, будет недостаточно. Именно в страхе за низкую зимнюю генерацию я начал рассматривать вариант с покупкой ещё одной панели. Жду теперь монокристаллическую панель на 110ватт (GradeA, >90% через 15 лет, >80% через 25 лет). По площади панель почти в два раза больше. чем моя нынешняя и по высоте в притык встанет в проём на балконе. Как организовать совместную работу настолько разных панелей пока точно не ясно, но идея есть: поставить какую-нибудь ардуинку с двумя датчиками освещённости, направленными на запад/юг и, в зависимости от того, куда светит сильнее, переключать панели.

На этом, думаю, модернизация балконной солнечной электростанции в этом году, приостановится.

Запасы

Итого, что у меня остаётся в запасе: свинцовый аккум на 12в/12ач, три литий-ионных аккума формата 18650 на 3.5ач каждый, которые я даже не использовал в бою ни разу, три по 14ач железофосфатных ячейки, контроллер заряда на 10а (синий, pwm) и контроллер на 20a с поддержкой литиевых аккумуляторов (pwm).

Выводы

1. Надо было не торопиться и выбрать более-менее приличный контроллер
2. Надо было не торопиться и подобрать железофосфатные аккумы сразу, немного подождать и не покупать свинец
3. Надо было не гнаться за супер экономией и смотреть на нормальные решения, к которым, в итоге, и пришёл
4. Скупой платит дважды, трижды и даже больше

Ну и немного фоточек

Коробка с роутером, аккумами на 14ач (видно, что стоят не плотно из-за того, что немного вспухшие) и предыдущим контроллером:

Контроллер, который используется сейчас:

Последний комплект батарей, который на 24ач с двумя BMS: