[Seriál článků o konstrukci malého fotovoltaického systému v bytě]

Dneska oslavuji malý, ale přesto hezký, milník. Slunce skrze můj solární systém vyrobilo energii 10kWh.

Solární regulátor – vyrobeno 10kWh (773Ah*13,2V = 10204Wh)

Solární regulátor - vyrobeno 10kWh

Solární regulátor - vyrobeno 10kWh (773Ah*13,2V = 10204Wh)

(přepočet je nepřesný, protože se napětí mění, ale střední hodnota je 13,2V)

Odhaduji, že ze sítě jsem ušetřil určitě 3x tolik, tzn 30kWh, protože svítím LED svítidly místo žárovek a netopím u elektroniky transformátory, které klidně polovinu spotřeby přemění na odpadní teplo.
Je to skutečně hřejivý pocit. Věřím, že někdy v budoucnu si veškerou potřebnou energii dokáži vyrobit skrze naše skvělé Slunce :)

[Seriál článků o konstrukci malého fotovoltaického systému v bytě]

Jak jsem dříve popsal, nakonec jsem se rozhodl pro 2 samostatné panely, abych s nimi mohl lépe manipulovat.

Panely chci umístit na venkovní parapet, proto jsem zhotovil dřevěný rámeček, který je bude držet pohromadě. Uvažoval jsem i o hliníkových profilech, ale na jejich spojování nejsem zařízený.

Dřevený rámeček pro fotovoltaické panely

Dřevený rámeček pro fotovoltaické panely

Dřevený rámeček pro fotovoltaické panely - venku

Dřevený rámeček pro fotovoltaické panely - venku

A takto už vypadá výsledek, fotovoltaické panely umístěné na venkovním parapetu bytu.

Moje vlastní fotovoltaické panely již umístěny venku

Moje vlastní fotovoltaické panely již umístěny venku

Panely jsou spojeny seriově a připojeny do solárního regulátoru, o něm bude další článek.

[Seriál článků o konstrukci malého fotovoltaického systému v bytě]

 Cedule - Pozor elektrické zařízení Pozor! Při práci s akumulátory dbejte zvýšené opatrnosti! Za žádných okolností nezkratujte svorky akumulátoru. Výstupní napětí 12V je sice bezpečné, ale proudy při zkratování svorek jsou obrovské, hrozí riziko požáru nebo popálenin. Vždy si přečtěte všechny instrukce před použitím. Používejte ochranné pomůcky. Za případné újmy nebere autor žádnou zodpovědnost. Vše děláte jen na vlastní nebezpečí. Pokud nevíte, co přesně děláte, raději se obraťte na odborníka.

V ideálním případě není balancování LiFePO4 článků vůbec potřeba. Články umístěné v rámci společného akumulátoru se vybíjí i nabíjí shodnými proudy a tak by měla zůstat jejich kapacita naprosto shodná.

jednotlivé články LiFeYPO4 akumulátoru

jednotlivé články LiFeYPO4 akumulátoru

V reálném světě to ale nefunguje vždy.

Odchylky kapacity jednotlivých článků se během dlouhodobého používání mohou zvětšovat až na nebezpečnou hranici.
Jedná se o stav, kdy například první z článků je již plně nabit, ale ostatní články ještě absorbují energii. Dobíjení pokračuje, ale první článek je již přebíjen, což snižuje jeho životnost a při dlouhodobém používání může znamenat až zničení článku.
Pro kontrolu jednotlivých článků by se měl používat tzv. Battery Management System (BMS).

Battery Management System (BMS) je název pro monitorovací a sledovací zařízení, které kontroluje a zaznamenává stav jednotlivých článků nebo baterií.  Pro zajištění správné funkčnosti a pro případ uplatnění
záruky je třeba články a baterie během provozu monitorovat. Při zjištění výchylky nebo nesprávné funkce článku nebo baterie je nutné takový článek/baterii vyřadit z provozu.

Jedna z variant je například GWL/Power:  Simple Battery Management pro 4 články (12V/60A). Pořizovací hodnota ale není nízká a vyžaduje další komponenty.

Při iniciačním nabíjení jsem nabil inteligentní nabíječkou všechny články na stejnou úroveň, což je základní předpoklad před sestavením do packu.

nabíječka Turnigy Accucel-6 50W 6A

nabíječka Turnigy Accucel-6 50W 6A

Pro svůj systém jsem hledal nějakou levnější variantu balancování, protože v mém případě nebudu používat vysoké nabíjecí proudy.
Úplně základní modul je GWL/Power:  Cell Balancing Module (3.60V- 1.7A). Za cena 66,- Kč ovšem nelze očekávat všespásný balancovací systém.

Funkce levného CBM spočívá čistě v ochraně proti přebíjení. Jeden modul je určen pro jeden článek. Jakmile napětí článku dosahne 3.6V, začne se nabíjecí proud omezovat pomocí velkých rezistorů, které tuto energii jednoduše spálí a přemění na odpadní teplo. Jakmile napětí článku klesne pod release-voltage 3.5V je balanční modul opět odpojen.
Pozor ale na balanční proud – modul CBM1 zvládne maximálně 1.7A! Pro velké nabíjecí proudy se musí připojit paralelně více těchto modulů.

Základní fakta CBM:

Balanční napětí hraniční 3.60 V (+/- 0.05V)
Balanční napětí uvolňovací 3.50 V (+/- 0.05V)
Balanční proud 0 – 1.7A
Vlastní spotřeba méně než 20 mikro A
Teplota rezistorů až 85°C
Balanční moduly CBM - GWL/Power:  Cell Balancing Module (3.60V- 1.7A)

Balanční moduly CBM - GWL/Power: Cell Balancing Module (3.60V- 1.7A)

K balančním modulům jsem připájel vodiče a šroubová oka. Pro 4 články – 4 balanční moduly CBM. Nenechte se zmást, jsou to skutečně 4 moduly, jenom se dodávají spojené po dvou – lze je oddělit odlomením nebo odříznutím.

Balanční články s připravenými vodiči

Balanční články s připravenými vodiči

 

Balanční články s připravenými vodiči a oky pro šrouby

Balanční články s připravenými vodiči a oky pro šrouby

Na každý článek tedy paralelně umístím jeden balanční modul CBM. Teď už můžu celý pack otestovat jako celek.

Zde rychlý záběr po prvním sestavení.

Poprvé složený akumulátor z článků LiFeYPO4 s balančními moduly CBM

Poprvé složený akumulátor z článků LiFeYPO4 s balančními moduly CBM

Více se o CBM můžete dočíst na blogu gwl-power.

[Seriál článků o konstrukci malého fotovoltaického systému v bytě]

 Cedule - Pozor elektrické zařízení Pozor! Při práci s akumulátory dbejte zvýšené opatrnosti! Za žádných okolností nezkratujte svorky akumulátoru. Výstupní napětí 12V je sice bezpečné, ale proudy při zkratování svorek jsou obrovské, hrozí riziko požáru nebo popálenin. Vždy si přečtěte všechny instrukce před použitím. Používejte ochranné pomůcky. Za případné újmy nebere autor žádnou zodpovědnost. Vše děláte jen na vlastní nebezpečí. Pokud nevíte, co přesně děláte, raději se obraťte na odborníka.

V minulém článku jsem se rozhodl pro používání LiFeYPO4 akumulátorů. Pro můj malý solární systém bude stačit akumulátor o kapacitě 40Ah.

V nabídce prodejce i4wifi se sice nabízí přímo hotový 12V akumulátor LiFePO Battery 12V/40Ah, ale ten uvnitř obsahuje 4 samostatné články v serii, které se dají koupit zvlášť. Vnější obal se nedá otevřít a pro přístup k článkům by se musel obal poničit.

LiFeYPO4 12V 40Ah pack

LiFeYPO4 12V 40Ah pack (zdroj i4wifi.cz)

Pro lepší kontrolu nad celým akumulátorem je proto vhodné pořídit samostatné články. Pro balancing je to dokonce nutnost, ale o tom později.
Zakoupil jsem tedy 4 samostatné články GWL/Power:  WB-LYP40AHA LiFeYPO4 (3.2V/40Ah).

4 nové články LiFePo4 (každý 3.2V / 40Ah)

4 nové články LiFePo4 (každý 3.2V / 40Ah)

nové články LiFePo4 (každý 3.2V / 40Ah)

nové články LiFePo4 (každý 3.2V / 40Ah) a měděné propojky

Všechny 4 články přišly od i4wifi se shodným napětím 3.31V.

K sestavení do 12V packu je nutné zakoupit i měděné konektorové propojky pro příslušnou velikost článků. Balíček s propojkami obsahuje 4x měděnou propojku a 8x sadu šroubu a podložek:

Měděné propojky LiFePo článků - propojka, šroub, podložka a druhá rozpěrná podložka

Měděné propojky LiFePo článků - propojka, šroub, podložka a druhá rozpěrná podložka

 Jak se chovat k LiFePo aneb není akumulátor jako akumulátor

LiFePO4 nebo LiFeYPO4 (s příměsí prvku yttrium) jsou speciální napájecí články a neodborným použitím může dojít k nevratnému poškození článku. Proto je nutné o nich něco vědět.

Základní fakta:

Nominální napětí článku 3.2V (3.1 – 3.3V)
Maximální napětí článku 4.25V
Minimální napětí článku 2.5V
Bezpečné maximální napětí článku 4.0V (3.9V)
Bezpečné minimální napětí článku 2.8V

Při používání článku je nutné za všech okolností dodržet tyto hranice. Při překročení napětí 4.25V dochází k poškozování baterie a ke ztrátě záruky. Při hlubokém vybíjení pod 2.5V dochází opět k poškozování baterie a k trvalým změnám uvnitř článku.

Bezpečnost

Velkou výhodou je bezpečnost LiFePo článků. I při hodně hrubém přebíjení nehrozí nebezpečí výbuchu nebo jiné vylomeniny. Článek se může nafouknout a ohřát, ale není nebezpečný. Nesmí se samozřejmě dále používat.

Overcharged/Damaged LiFePO4 Cell

článek LiFePO4 zničený a nafouknutý přebíjením - zdroj Flickr

Iniciační nabíjení LiFeYPO4

Jeden z rozdílů oproti olověným akumulátorům. Nové baterie LFP/LFYP jsou z sice výroby částečně nabity, ale před prvním použitím LiFeYPO4 článku je bezpodmínečně nutné provést iniciační (počáteční) nabíjení. Říkám tomu oživení.

Toto prvotní nabíjení by mělo být provedeno proudem maximálně 0.5C, a to na napěťovou úroveň maximálně 4V na článek.
Velikost nabíjecího a vybíjecího proudu se často označuje pomocí násobku kapacity baterie – písmenem C (jednotkou je 1/h). Pro článek o kapacitě 40Ah je parametr C = 40A. Polovina C a tedy maximální nabíjecí proud je prozatím 20A.
Ideální nabíjecí proud je menší, z mých informací by to mělo být cca 0.1C, v mém případě tedy 4A. Toto samozřejmě platí pouze pro iniciační nabíjení!

Jak provést iniciační nabíjení článku LiFeYPO4

Iniciační nabíjení by se mělo provádět po jednotlivých článcích, ale je možné nabíjet  paralelně více článků (za předpokladu, že máte dostatečný zdroj proudu).
Pamatujte na to, že u paralelního zapojení je napětí stejné, ale proud se dělí mezi všechny články. Pro nabíjení 4 článků po 4A je nutný zdroj min 16A.

Iniciační nabíjení je možné provádět jakýmkoli zdrojem proudu, ale nejlepší je použít inteligentní nabíječku.
Pro svoje články jsem si zapůjčil (a později i zakoupil) nabíječku Turnigy Accucel-6 50W 6A.
Jedná se o modelářskou nabíječku, která podporuje LiPo/LiFe akumulátory až do 6 článků v serii, NiMH/NiCd až do 15 článků v serii a olověné akumulátory v rozmezí 2-20V.

Nabíječka je inteligetní, hlídá úrovně napětí pomocí mikroprocesoru, umožňuje nastavení nabíjecího proudu 0-6A, umí články i vybíjet a balancovat. Má specifické nabíjecí programy. Sečteno, podtrženo, moc šikovná věcička za 23 dolarů z HobbyKingu.

Turnigy Accucel 6

Turnigy Accucel 6

Na nabíječce jsem nastavil typ aku na LiFe (tím se automaticky zvolí i cílové napětí 3.6V), nabíjecí proud 4A. Žádný balancer není prozatím potřeba, protože se o to postará Turnigy nabíječka. (respektive připojení toho balaneceru by bylo kontraproduktivní, protože by při 3.6V už začal hnát proud do těch balančních odporů).
Počet článků se nastaví na jeden, tedy 1S. Provádím iniciační nabítí po jednom článku.

Někde se uvádí, že plné nabití se provádí až do 4V na článek, ale to není rozhodující. Důležité je vědět, jaký algoritmus se pro LiFePo používá.
Jedná se o nabíjení stylem constant-current / constant-voltage.

Nejprve se konstantním proudem postupně zvedá napětí až do zvolené hranice, což může být 3.6, 3.8 nebo klidně 4V a poté co se dosahne této hodnoty se postupně pomalu začne snižovat nabíjecí proud tak, aby článek udržoval tu danou hodnotu napětí. Proud se snižuje tak dlouho, dokud ho článek absorbuje a zůstává na cílovém napětí. Takže plného dobití dosahnete naprosto korektně i při 3.6V.

LiFeYPO4 článej připraven pro iniciační nabíjení pomocí nabíječky Turnigy Accucel-6

LiFeYPO4 článek připraven pro iniciační nabíjení pomocí nabíječky Turnigy Accucel-6

Nabíjení jednoho článku trvalo cca 246min a do článku se uložilo 15680mAh. Nominální kapacita je 40Ah, tedy z výroby byly nabité na cca 25Ah, což je +-60%.
Poznámka: skutečná kapacita článků může být vyšší než uvádí prodejce, to je jedna z příjemných skutečností :) Dokonce se kapacita může po několika cyklech mírně zvětšit.

Konec iniciačního nabíjení - detail nabíječky Turnigy Accucel-6

Konec iniciačního nabíjení - detail nabíječky Turnigy Accucel-6

Co mě překvapilo je, že po odpojení nabíjení napětí nezůstává na cílové hodnotě. Po pár hodinách se ustálí hodnota napětí článku zpátky na nominální hodnotě 3.3 – 3.4V.

Zde je průběh napětí na LFP článku číslo 3 při nabíjení. Data zachycoval logger CellLog 8S o kterém bude jeden z dalších článků.

nabíjení článku LiFeYPO (3.2V/40Ah) pomocí Turnigy Accucel - program LiFe / proud 5A

nabíjení článku LiFeYPO (3.2V/40Ah) pomocí Turnigy Accucel - program LiFe / proud 5A

Po zapnutí nabíječky se provádí nabíjení v režimu constant-current, tedy zvoleným proudem v plné výši (4A). Jak je vidět, po dosažení napětí 3.6V se už napětí dál nezvyšuje a nabíječka přistoupí do fáze constant-voltage a udržuje toto napětí (s malými odchylkami – zuby), přičemž proud začne pomalu omezovat až do nuly, kde se nabíjení ukončí. Nabíječka začne pípat a ukáže nápis FULL.

Toto nabíjení jsem opakoval pro zbývající 3 články.Po dokončení nabíjení bylo jejich napětí shodné na setinu voltu – to je nezbytný předpoklad pro sestavení článků do packu.
Teď můžu složit celý 12V pack.

Schematické znázornění - články v serii vytvoří 12V akumulátor

Schematické znázornění - články v serii vytvoří 12V akumulátor

Propojení článků zařídí měděné propojky. Je dobré články postavit na nějakou společnou pevnou podložku, aby se s packem dalo manipulovat.

Zbývá dořešit balancing, což je taková specialita. O tom už ale příště.

[Seriál článků o konstrukci malého fotovoltaického systému v bytě]

Energii, kterou vyrobí solární panely, je samozřejmě možné ihned spotřebovat, ale daleko častější je nutnost tuto energii uchovat pro pozdější použití. Přeci jenom, doma svítíte většinou až když nesvítí slunce. Nebo jste přes den v práci a počítač si pustíte až když přijdete v podvečer domů.

Ikona baterie

Výběr akumulátoru

Existuje celá řáda typů akumulátorů. Pravděpodobně nejpoužívanějším typem akumulátorů v ostrovních fotovoltaických systémech jsou olověné akumulátory s kyselinou uvnitř. Nejsou ale zdaleka nejvhodnější, spíš nejlevnější na pořízení.

O olověných akumulátorech psát nebudu, to již udělali jiní – Jaký trakční akumulátor. Ale nepodlehněte dojmu, že to je jediná možnost. Jak se zde dočtete dále, jsou lepší cesty. Olověný jsem si nevybral a vysvělím proč.

Při používání jakéhokoli akumulátoru v solárním systému musíme zvážit tyto parametry:

  • pořizovací cena
  • životnost, která ale téměř zcela závisí na dalším bodě a to je
  • průměrná hloubka vybíjení (% DOD = depth of discharge)
  • odolnost vůči prostředí

I já jsem na začátku zvažoval pořízení nějakého bezúdržového olověného akumulátoru, technologie VLRA (valve-regulated lead–acid). Tak se označují ventilem řízené olověné akumulátory. Elektrolyt je nasáknut ve skelné vatě (označení AGM) nebo je zahuštěný ve formě gelu.
Největší problém je ovšem cyklické používání, které velmi výrazně zkracuje životnost.

Cyklické používání a životnost

Jako jeden cyklus akumulátoru se označuje jedno vybití a nabití (obvykle ze 100% na 20% a znovu na 100%). Při hodnocení vhodnosti akumulátoru musíme být opatrní. Výrobce může inzerovat, že životnost je například 8 let, ale drobným písmem uvede, že to platí při hloubce vybíjení 10-20%. Jinými slovy ze 100Ah aku smíte vybít maximálně 20Ah a pak musí následovat opět dobití na plnou kapacitu.

Při tak lehkém vybíjení je pravděpodobně možné dosahnout inzerované životnosti. Tento způsob provozu je ale velmi vzdálen reálnému.

Počet cyklů, hloubka vybíjení a životnost akumulátoru jsou propojené veličiny. Je-li akumulátor každý den vybíjen z 50%, vydrží déle, než když je vybíjen z 80%. Když bude hloubka vybíjení vysoká, například 90%, nemusí olověná baterie vydržet ani 2 roky.

Graf znárňující vztah mezi hloukou vybití (osa x) a počtem cyklů, které baterie zvládne (osa y)

Graf znázorňující vztah mezi hloukou vybití v procentech (osa x) a počtem cyklů, které baterie zvládne (osa y) (zdroj windsun.com)

Z těchto zkušeností jasně vyplývá, že pokud bych chtěl použít olověné akumulátory, musel bych plánovanou kapacitu navýšit minimálně 4x, abych zajistil průměrnou hloubku vybití cca 25%, v takovém případě by akumulátor mohl vydržet i 2000 cyklů = 5+ let každodenního provozu.

Z nákupní ceny 2350,- Kč za 45Ah je ale rázem 4x 2350 = 9400,- Kč.  A nelze přehlédnout ani hmotnost takové hromady olova, odhadem 60kg.
Jednotlivé typy olověných akumulýtorů se samořejmě můžou lišit, některé mohou být kvalitnější a vydrží více, ale v obecné rovině platí výše uvedené.

V průběhu nabíjení mohou také vznikat v akumulátoru nebezpečné plyny a skrz ventil se uvolnit do okolí. Jelikož budu mít akumulátor v bytě, rád bych se tomuto typu vyhnul.

Lithium na scéně – LiFeYPO4

Když jsem procházel forum energetické nezávislosti MyPower.cz, narazil jsem i na zkratku LiFeYPO4.
Lithium-železo-fosfátový (LiFePO4) akumulátor (také označovaný „LFP“) je zcela nový druh akumulátoru, který byl objeven výzkumnou skupinou na Texaské univerzitě v roce 1996.

A vlastnosti totoho typu mě přímo nadchnuly:

  • životnost 4000 až 8000 cyklů! (i poté pouze pokles kapacity na přibližně 80%!)
  • schopnost dodávat vysoký proud při špičkových odběrech
  • téměř zde neexistuje samovybíjení
  • nízká výrobní cena
  • neobsahuje žádné toxické látky, jedy, žíraviny nebo kyseliny
  • dostupnost železa
  • vynikající tepelná stabilita
  • bezpečnost – nevznikají žádné plyny
  • vysoká specifická kapacita (170 mAh / g)
  • nemají paměťový efekt

Nákupní cena za 1W uchované energie je mírně vyšší, ale je to kompenzováno daleko delší životností a uvedenými vlastnostmi.

Takto vypadají jednotlivé články akumulátoru. Jeden článek má nominální napětí 3.2V.
Cena za článek LiFeYPO4 (3.2V/40Ah) je přibližně 1400Kč. Pro 12V akumulátor potřebujeme 4 takové články.

Články LiFeYPO4, napětí 3.2V a nominální kapacita 40Ah

Články LiFeYPO4, napětí 3.2V a nominální kapacita 40Ah

Pro svůj malý ostrovní systém jsem se rozhodl pro LiFeYPO4. V dalším článku popíšu jejich pořízení, sestavení článků do 12V packu a iniciační nabíjení.

Tomáš Dvořák aka Floex je skvělý český klarinetista, skladatel, producent a umělec z Prahy.

Co má (mimo jiné) na kontě:
2001 Pocustone
2006 Samorost II Soundtrack (Amanita Design).
2009 Machinarium Soundtrack (Amanita Design, MinorityRecords).
2011 Zorya (Amanita Design, MinorityRecords)

Osobně se mi poslední album Zorya hodně, hodně líbí…
Song 01 Ursa Major a 05 Forget-me-not jsou prostě geniální záležitosti, masterpiece.

Ostatně, poslechněte si celé album. A pokud se Vám jeho práce líbí, kupte si album [MP3/FLAC, cena 5.55EUR] a podpořte jeho další práci.

Floex - Zorya

Floex - Zorya

Live záznam – Floex Band Live, Prague 2011

Archifon

Nová interaktivní instalace od Floexe + Initi. Archifon je virtuální hudební nástroj vytvořený pro odsvěcenou barokní kapli “Božího Těla” v Olomouci. Návštěvníci mohou svítit laserovými ukazovátky na jednotlivé interierové elementy kaple (sošky, malby, okna atd..) a aktivovat tak různé audiovizuální sekvence. Vytvořená virtuální imaginativní vrstva reinterpretuje interierovou situaci  do nového autonomního vyznění.
zdroj: http://floexblog.tumblr.com

Archifon I. – Interactive Installation from the macula on Vimeo.

[Seriál článků o konstrukci malého fotovoltaického systému v bytě]

Naposledy jsem popsal výrobu prvního panelu. Dnes doplním pár obrázků ze stavby druhého panelu.
Původně to měl být jeden velký dlouhý panel, ale pro lepší manipulaci a kvůli prohybu skla jsem se rozhodl udělat raději 2 menší panely.

Fotovoltaický článek (poloviční) s vodivými páskami na sběrnicích

Fotovoltaický článek (poloviční) s vodivými páskami na sběrnicích

Fotovoltaické články - letování do serie

Fotovoltaické články - letování do serie

Fotovoltaické články připraveny pro položení krycího skla a zatmelení

Fotovoltaické články připraveny pro položení krycího skla a zatmelení

 Kolik stála výroba vlastních panelů?

fotovoltaické články, zdroj 62W 999,- + 49,- doprava
krycí sklo 147x36cm (1x 4mm, 1x 3mm) 350,-
spárovací křížky (balení 200ks) 39,-
tmel MS Unifix 199,-
celkem 1636,-

Cenově je to tedy velice přijatelné, horší je pracnost a časová náročnost. Přesně jsem hodiny nepočítal, ale odhaduji to na 12 hodin práce. Člověk musí postupovat opatrně a dávat pozor na každý pohyb s článkem nebo pájkou. Při tmelení doporučuji používat rukavice a ochranné brýle. To platí i při manipulaci se sklem.

První testování panelů na slunci

Po vytvrzení tmelu jsem panely poprvé otestoval na slunci. Chvíle napětí, zda se při stavbě něco nepokazilo.
Panely mají správné napětí a produkují elektický proud! Paráda :)

První testování mého solárního panelu na slunci

První testování mého solárního panelu na slunci

První měření ukázalo, že panely jsou v pořádku. Zkratový proud Isc = 2.71A (měřeno 18.března).

Testování panelu na slunci - multimetr ukazuje 2.71A zkratový proud

Testování panelu na slunci - multimetr ukazuje 2.71A zkratový proud

Oba panely na přímém slunci

Oba panely na přímém slunci

Panely jsou hotové.

Oba fotovoltaické panely jsou hotové

Oba fotovoltaické panely jsou hotové

[Seriál článků o konstrukci malého fotovoltaického systému v bytě]

Minule jsem se zmínil, že bydlím v bytě bez balkonu. Místo pro panely je tedy hodně omezené. V podstatě jediný využitelný prostor je venkovní parapet nebo kolmá stěna mezi okny. Náš panelový dům byl zrovna aktuálně zateplen a nechci/nesmím zatím zasahovat do fasády, tudíž jsem zvolil venkovní parapet.Využitelná plocha parapetu je 230 x 28 cm. S tím se dá něco zvládnout.

Druhý a důležitější parametr je orientace domu. Mám to štěstí, že mám okna směřovány na jih. Náš dům je od jižního směru vychýlen pouze o 17° na západ.
Literatura uvádí, že ideální umístění panelů je jižní směr, možno s odchýlením 10 až 15° na západ. Ideální sklon panelů je 35 až 45° od vodorovné roviny.

Začal jsem se dívat po nabídce fotovoltaických panelů s rozměry maximálně 200x40cm, které by tak umožnily umístění za okno na parapet a bohužel jsem zjistil, že nabídka je hodně omezená. Pokud už se takový najde, má mizivý výkon a poměr výkon/cena je tragicky nízký. Příklad – Fotovoltaický solární panel 12V/20W.

Fotovoltaický solární panel 12V/20W/1,14A (RS-M20) 20Wp, zdroj: http://wifi.aspa.cz

Po prohlídce eshopů jsem narazil také na web Filutova dílna, kde jsem našel inspiraci a rozhodl se, že si panely postavím sám na míru.

Vlastní fotovoltaické panely

Nejprve je potřeba obstarat fotovoltaické články. Ty se dají koupit na eBay, ale i na našem českém Aukru. Podle referencí jsem vybral uživatele honzasjo, který v té době nabízel velké i poloviční fotovoltaické články za rozumnou cenu.

Základní velikost fotovoltaického článku je 157 x 157mm:

Fotovoltaický článek 156 x 156mm

Fotovoltaický článek 156 x 156mm

Jeden článek má nominální napětí pouze 0.55 – 0.6V. Při zatížení napětí klesá například k 0.45 V. Při zahřívání Sluncem může ještě napětí mírně klesnout.
Panel se proto standardně sestavuje ze 36 článků, tak aby napětí článků v serii bylo vždy nad 12V.
U = 36 * 0.45 = 16,2 V.

Read the rest of this entry »

Jak jsem vysvětlil v minulém článku, rozhodl jsem se začít využívat energii slunce. Chamtivost ČEZu neustále zvyšuje ceny elekřiny a tak se bude hodit i snížení spotřeby elektrické energie z klasické distribuční sítě.

Princip ostrovního systému

Venku máte fotovoltaické panely, které převádí sluneční záření na stejnosměrný proud. Tato elektrická energie je vedena do solárního regulátoru, který energii transformuje a ukládá ji lokálně do připojeného akumulátoru. Pokud je akumulátor již plný, použije se přebytková energie rovnou pro připojené spotřebiče. Jakmile Slunce zapadne nebo není svit dostatečný, využívají spotřebiče energii uloženou v akumulátoru.
Pro spotřebiče, které nepracují s nízkým napětím je nutné ještě pořídit měnič.
Základním parametrem off-grid instalace je, že není spojená s klasickou distribuční sítí. Energii si vyrobíte a spotřebujete.

Ostrovní systém (off-grid) - zdroj www.solarenvi.cz

Realizace

Konkrétní realizace ostrovního systému silně závisí na tom, k čemu má sloužit a v jaké části planety se buduje.
Pokud musí zásobovat nějaké spotřebiče nonstop a jejich běh je kritický (vodní pumpa, lednice apod.) musí se systém dostatečně výrazně naddimenzovat, aby v akumulátorech byl vždy dostatek energie i přes případné oblačné dny.
Důležité je také umístění fotovoltaických panelů, jejichž výkon závisí na poloze. A to jak geografické poloze (Evropa vs rovník) tak i relativní poloze (natočení, úhel od slunce).

Solární hračka

Solární hračka

 

Moje koncepce

Můj ostrovní systém bude maličký a není kritický. Obejdu se bez něj nyní a obejdu se bez něj i tehdy, když bude 5 dní v řadě zataženo.
Bydlím v bytě v Praze, což přináší první problém a tím je místo pro panely. Nemám balkon. Nemám terasu. Nemám volnou střechu. Přesto si myslím, že je možné najít řešení.
Musím vybrat vhodný a levný regulátor, zvolit vhodný akumulátor a tak dále a tak dále.

V následujícím seriálu článku popíšu výběr a výrobu komponent tohoto systému :)

Zastrčené skříňky, zaprášené přihrádky, police kam nikdo nedosáhne, šuplíky, které mají zámek a nikdo už neví, kde je klíč a tak je nikdo roky neotevřel. Každý starší byt takové má. A někdy obsahují poklady, které se zdály být ztracené nebo už životem zapomenuté.

Při jedné vánoční návštěvě prarodičů jsem v jedné, právě takové, zastrčené skříňce objevil několik ručně vyrobených obálek, které obsahovaly spoustu přihrádek. Každá byla heslovitě popsaná. A jak nadpis předurčuje, objevil jsem 14 obálek plných negativů. Letmým pohledem skrz okno na mě dýchla historie, miluju staré fotky a tak mě hned napadlo, že bych je mohl zkusit zdigitalizovat.

Samozřejmě existují služby, které vám za úplatu negativy zpracují, ale jak už to u mě bývá, chtěl jsem to zkusit podomácku, bez drahých skenerů a jenom s tím, co už mám doma.

Digitalizace

Nejprve jsem vyzkoušel obyčejný skener u multifunkční tiskárny, ale výsledek byl hodně špatný. Bylo to dáno zřejmě tím, že se od vrchní desky odráželo pouze velmi málo světla skrz negativ samotný.

Je jasné, že negativ musí být prosvícen a tak mě napadlo, že použiji normální 40W světlo z lampičky a digitální zrcadlovku, kterou prosvětlený negativ vyfotím. Ale takový zdroj světla je zároveň silným zdrojem tepla, stačí negativ přiblížit a začíná se deformovat a ničit.
Zkoušel jsem různá nastavení pozice světla a negativu, nejdříve vertikální.

Ale ukázalo se, že takto bude problém s namířením fotoaparátu na stativu. Proto jsem celou sestavu uložil horizontálně.

Zdroj světla → mezera → bílý difusní papír → mezera → sklo → negativ → krycí sklo/plexisklo → digitální zrcadlovka

Na mé digitalní zrcadlovce Canon EOS 350D je nasazen teleobjektiv a výsledná fotka vypadala například takto:

Poté jsem si takovou fotku otevřel, ořezal, provedl inverzi barev, BW, úprava úrovní a jas/kontrast. A výsledek mne velmi příjemně překvapil:

Opravdu jsem se těšil na každou další fotku, kterou jsem zpracoval a mohl se podívat do historie naší rodiny, o cca 50 let zpět. A objevil jsem skutečně pěkné záběry, které mají pro mne osobně velkou hodnotu. Fotky s praprarodiči, dobová technika a rozvoj měst atd.

Read the rest of this entry »

Autor

Od mala mě baví elektronika. Vystudoval jsem Softwarové inženýrství na ČVUT. Vypustil jsem sondu na hranici vesmíru. Miluju řízení. Zajímají mě fotobanky. Fascinuje mě dobývání vesmíru.

Photostream



czANSO



Bitcoin


Bitcoinman.cz - vše o Bitcoinu


Pokud se vám články líbí,
přispějte na adresu
1CXEUJUGFqV8zCwJq1nEv72iADjDKUJWyR
(jak používat Bitcoin?)
  • Pavel Richter: Barevné negativy jsem zatím nezkoušel. Žlutý nádech jsem eliminoval až v postprodukci pomocí [...]
  • Pavel Richter: Zdravím a omlouvám se za pozdní odpověď, ano modem byl napájen přímo z výstupu LOAD. Změ [...]
  • Kristyna: Ahoj kutile ;-), bylo by možné se s tebou spojit i nějak jinak než komentáři k tomu co dělá [...]
  • Petr M: Zdravím, jakým způsobem je prosím řešeno napájení zmíněného routeru/modemu? Pochopil j [...]
  • Martin Baroch: Chtěl bych se Tě zeptat, jestli jsi digitalizoval také barevné negativy 35 mm (Kodak ECN) bez sk [...]

Svobodni.cz