Зарядная станция, мощностью 3.6 кВт за $350 своими руками
С февраля 2022 года потребность в зарядной станции и автономном электроснабжении стала в приоритете наших разработок. Блекауты в том числе подтолкнули на создание бесперебойного энергоснабжения своего дома. С бензином были большие проблемы и рассчитывать приходилось только на альтернативную энергию.
Раньше были перебои с электроснабжением, поэтому в 2010 году у нас появилась система на 12 вольт. Основывалась она на двух аккумуляторах по 100 ампер часов и инверторе, мощностью 1 к Вт. Заряжается все это от солнечных панелей, суммарной мощностью 450 Вт. Для телевизоров, освещения, ноутбуков, роутера этого вполне хватает. Но мощности маловато. Максимум, что туда можно было включить - это еще один холодильник. Но мы планировали переходить на систему 24 вольта, потому что у нас было 2 аккумулятора.
Потом эти планы потихоньку поменялись. В продаже появились ячейки от Nissan Leaf. Прошло время, отзывы о них хорошие. Те, кто пользуется альтернативной энергией, началии их активно использовать и положительно отзывались о их эксплуатации. Но, при использовании этих ячеек не очень получается система на 24 вольт. Из-за того, что одну эту "консерву" приходится разбирать и переделывать. Мне это не понравилось. А вот в систему 48 вольт подходят идеально. Получается 7 ячеек. Вот так мы к этому и пришли.
По случаю на распродаже Алиэкспресс купили плату инвертора на 48 вольт 3,6 кВт трансформаторную версию. Вместе с ней заказали дроссель. Можно, конечно, без него, так как удовольствие это не дешевое. Но дроссель сглаживает пульсация. И в трансформатор заходит уже почти готовый синус. Тем самым ему легче его "пережевывать". За счет этого трансформатор при длительной эксплуатации на холостом ходу не греется. И ток холостого хода гораздо ниже. А это не маловажно в использовании альтернативной энергии.
Но с наступлением перебоев со светом и блекаутов при первой же возможности были куплены эти 7 ячеек и начали собирать данный проект. Изначально планировалось все отдельно: аккумулятор, инвертор. Поскольку мы вели восстановительные работы на объектах, то приходилось возить с собой аккумулятор и инвертор, тот, что у нас был.
Так родилась идея сделать наше будущее устройство в таком виде, как оно сейчас есть: мобильным, универсальным, независимым. Как раз в это время начали появляться зарядные станции по типу EcoFlow, ранее их-то не было. Тем более сама по себе сборка ячеек довольно-таки компактная. В итоге, сделали эту сборку, стянули ее шпильками и двумя листами фанеры. Для корпуса использовали композитный материал, с ранее демонтированной рекламной стеллы.
Корпус разделен на 2 секции. В нижнем отсеке аккумуляторная сборка и импульсный блок питания. Стоит он там из-за того, что вверху место не нашлось.
А в верхней части уже сам инвертор, блок контроля за АКБ и повышающий DC DC.
Плата инвертора 48V 3600W и дроссель покупались готовые:
Трансформатор на базе тороидального сердечника, взят от ЛАТРа. Первичка была намотана 2 мм, а вторичка шиной. Все это было в начилии и делалось давно (в указаную стоимость не входит). Ранее это был самодельный сварочный аппарат. В трансформатор была добавлена термопара на 45 градусов для управления вентилятором охлаждения.
Для контроля напряжения за батареей был установлен цифровой вольт-амперметр и двухрядный переключатель. С помощью него можно смотреть напряжение на каждом элементе, а их в батарее 14. На 15 положении общее напряжение батареи, а на 16 стоит напряжение источника, который заряжает нашу зарядную станцию.
Но ответного разъема к этому переключателю не было. Провода припаяны напрямую и зафиксировано все термоклеем.
Для зарядки аккумуляторов использовали блок питания на 12 вольт, мощностью 200 ватт. Он был в наличии.
Для поднятия напряжения использовали повышающий DC DC 1200 W преобразователь.
С помощью него будет заряжаться станция. Также будет перекачивать зарад с нашей 12-вольтовой системы в 48 - вольтовую. Тем самым объединит емкость всех аккумуляторов, которые у нас имеются. И получается общая емкость на сегодняшний день будет порядка 4 кВт. В DC DC преобразователе есть функция установки напряжения разряда батареи.
Это напряжение регулируется переменным гезистором. Резистор был выпаян и добавлен переключатель и дополнительный резистор. Тем самым переключателем можно выбрать точку отключения внешних аккумуляторов.
- Первый порог - это 10,8 вольт аккумуляторы будут использоваться на полную.
- Второй порог - это 12,8 - аккумуляторы будут использоваться в буферном режиме. Также, если зарядная станция будет заряжаться в походных условиях от автомобиля, то заряд будет идти только в процессе езды и не высадит АКБ в машине.
Резисторы смонтированы навесным монтажом прямо на переключателе с использованием термоклея.
Также на плате есть выход для подключения вентилятора. Но он работает постоянно. Поэтому была использована такая же термопара, как и в трансформаторе.
Вообще использование этого преобразователя позволяет заряжать станцию от любого источника, напряжением от 10 вольт. Можно подключать солнечные панели напрямую. В принципе, любые, хоть 12, 24, 36 или 48 вольт. Таким образом, зарядное устройство получается универсальным.
Видео устройства зарядной станции
Для того, чтобы было это все наглядно, записано видео, на котором показана компановка зарядной станции, чтобы возникало меньше вопросов.
О планах
В будущем к аккумуляторной сборке планируем добавить пассивный балансир. И на плате инвертора есть еще дополнительный выход для подключения реле, которое превращает зарядную станцию в бесперебойник. Но пока что это не было сделано, потому что посылки с Китая нам не доступны.
Подведение итогов
Итоговое фото и конечный результат нашей зарядной станции для дома.
В результате теста к портативной электростанции было подключено одновременно:
- Электроплита,
- Холодильник,
- Морозильная камера,
- Мультиварка,
- Скваженный насос.
Первое испытание наша зарядная станция прошла после ракетного удара 9 марта, когда не было электроэнергии более суток. Все работало безупречно, без сбоев. Пусковые токи держит нормально. Прогружали до 3 кВт. Проверили, чтобы вентиляторы срабатывали - термопары работают нормально. Результатом очень довольны. По возникшим вопросам - отвечаем в комментариях.
Ця стаття також доступна українською мовою
Статья опубликована: 2023-03-09
Статья обновлена: 2023-04-09
Автор: Олег Старченко (эксперт по ремонту квартир)
Рубрика: Мнение Эксперта (expertnoe-mnenie)
