Elektrificētas dārza nojumes sistēmu risinājumi
Ja dārza namiņā nav ierīkota elektroenerģijas piegāde vai elektrība ir atvienota, taču vēlies, lai drošības sistēma vai video novērošanas kameras darbotos neatkarīgi no elektrības tīkla, vari pats samontēt vienkāršu autonomu elektroenerģijas piegādes sistēmu. Šīs sistēmas sarežģītība būs atkarīga tikai no tavām vajadzībām.
Viss, kas nepieciešams, ir apgaismojums un iespēja uzlādēt elektroierīces
Ja dārza namiņā vai lauku mājā pietiek tikai ar apgaismojumu un iespēju uzlādēt telefonu vai planšetdatoru, pilnībā pietiks ar 1. shēmā norādīto risinājumu.
Apgaismojumam LEMONA electronics speciālisti piedāvā izmantot efektīvu 12 V LED lentu. Tās jauda ir 9,6 W, bet efektivitāte sasniedz 115 lm/W. 1 m tāda apgaismojuma var sniegt ap 1100 lm gaismas plūsmas – līdzīgu rada 75 W kvēlspuldze. Dārza namiņa apgaismojumam var ierīkot vairākas zonas. Izmantojot uzlādes kontrolieri, tieši pievienotai īslaicīgai slodzei nevajadzētu pārsniegt 10 A. Izmantojot ilgāk rekomendējams nepārsniegt 5 A (vai pat ne vairāk par 6 m 12 V LED lentas). Apgaismojumu var ieslēgt vai izslēgt ar uzlādes kontrolierī iemontētu slēdzi, vai ierīkojot papildus vienkāršus slēdžus atsevišķu apgaismojuma zonu vadīšanai. 1. shēmā attēlotajā sistēmā izmantota 20 W saules baterija, ar kuru pietiks, lai nedēļas laikā uzlādētu 7,2 Ah ietilpības akumulatoru. Pie pilnībā uzlādēta akumulatora pievienojot 5 m 12 V LED lentu (visa 48 W jauda), gaismu varēs izmantot apmēram 1 stundu; pievienojot 1 m – apmēram 7 stundas. Vēloties iegūt vairāk enerģijas, vajadzētu samontēt lielākas ietilpības akumulatoru un tā uzlaidei paredzēt lielākas jaudas saules baterijas moduli.
Latvijā 20 W saules baterija, kas novirzīta dienvidu virzienā ar 36° slīpuma leņķi no aprīļa līdz septembrim vidēji diennakts laikā var saģenerēt ap 60 Wh enerģijas. Protams, ja ir mākoņains laiks vai līst lietus, elektroenerģijas ražošana ievērojami samazinās. Pie uzlādes kontroliera maksimāli var pievienot 175 W saules moduļus: šajā gadījumā minimālajai akumulatora ietilpībai ir jābūt 30 Ah, bet maksimālā akumulatora ietilpība ir neierobežota.
Uzlādes kontrolierī samontētas divas USB ligzdas, 5V, 2A.
Dārza namiņā ir jābūt iespējai uzlādēt elektriskās ierīces
Ja dārza namiņā strādājiet, reizēm būs nepieciešams uzlādēt vai barot elektriskos instrumentus, tā paveikšanai ērtāk ierīkot 230 VAC elektroenerģijas padevi.
Tādas sistēmas realizēšanai ir nepieciešams DC/AC pārveidotājs. Zemāk norādītajā shēmā Nr. 2 izmantots 800 VA, 500 W sinusoidālais strāvas pārveidotājs. Ar tādas jaudas pārveidotāju pilnībā pietiks elektrisko instrumentu uzlādei vai barošanai.
Apgaismojumam, kā tas norādīts 1. shēmā, LEMONA electronics speciālisti piedāvā izmantot DC to tieši savienojot ar uzlādes kontrolieri.
Ja lietotājam šķiet, ka ar 175 W saules baterijas jaudu nepietiek, un ir nepieciešams instalēt vairāk jaudas, tad nepieciešams mainīt uzlādes kontrolieri. Pie analoga, tikai lielākas jaudas uzlādes kontroliera, var pievienot tikai divus 175 W saules moduļus.
Pie pārveidotāja pievienotajam akumulatoram var būt pievienots slēdzis J2, kuru izmantojot var atvienot pārveidotāju no akumulatora. Slēdzim ir jābūt rekomendējamā moduļa vai jebkuram citam, kas spēj komutēt ne mazāku par 75 A strāvu. Pārveidotāja pievienošanai pie akumulatora rekomendējams izmantot pēc iespējas īsākus pievienošanās vadus, bet vada šķērsgriezuma laukumam vajadzētu būt ne mazākam kā 10 mm2. Pārveidotāju ieteicams samontēt atvērtā telpā, atstājot ne mazāku kā 10 cm atstarpi līdz citiem objektiem. Papildu aizsardzībai pret īssavienojumiem akumulatora ķēdē ir paredzēts 200 A drošinātājs. Pārveidotājā ir samontētas divas SCHUKO tipa ligzdas, kas ir aizsargātas ar automātisko drošinātāju.
Ja nepieciešams samontēt papildus rozeti, un to aizsargāt ar automātisko 10 A drošinātāju–slēdzi. Lai nodrošinātu lielāku autonomiju, ieteicams uzstādīt akumulatoru ar lielāku jaudu. Izmantojot sistēmu ar 65 Ah pilnībā uzlādētu akumulatoru, sistēma 500 W slodzi atbalstīs apmēram 40 min.
Lielākas jaudas autonoma elektroapgāde dārza mājai vai lauku mājai
Vēloties nodrošināt ērtāku autonomās elektrostacijas lietošanu, ir nepieciešams izejā uzstādīt lielākas jaudas pārveidotāju.
3. shēmā attēlotajā sistēmā izmantotajā DC/AC pārveidotajā jau ir iemontēts uzlādes no saules moduļiem kontrolētājs, tādēļ visa shēma ir mazliet vienkāršota. Tā kā pārveidotāja jauda ir lielāka, ir jāizmanto 24 VDC darba spriegums: tā samazināma strāva, lai pievienotu akumulatoru var izmantot plānākus kabeļus. Pārveidotāja pievienošanai pie akumulatora ir jāizmanto ne plānāki par 35 mm² šķērsgriezuma laukuma vara vadi. Pievienošanas vadiem ir jābūt pēc iespējas īsākiem. Pārveidotāju ir jāmontē atklātā vietā, lai netiktu traucēta brīva gaisa cirkulācija.
Apgaismojumam ir paredzēts izmantot arī DC, tikai šajā gadījumā apgaismojuma ķēde tieši pievienojama pie akumulatora. Akumulatora aizsardzībai pret dziļu izlādi izmantojama aizsardzība BP-65. Apgaismojuma ķēdē LEMONA electronics speciālisti iesaka samontēt papildus drošinātāju pret īssavienojumiem S2, 10A. DC slodze var būt arī lielākas jaudas, taču tādā gadījumā vajadzētu izvēlēties lielāku nominālo drošinātāju, bet pārsniedzot 65 A – izvēlēties lielākas jaudas aizsardzības pret dziļo izlādi moduli.
Šajā sistēmā instalējamā saules moduļu jauda ir lielāka par 1,2 kW, tādēļ nepieciešama papildus aizsardzība: paredzēts automātiskais 40 A DC drošinātājs saules moduļu ķēdē. Kā arī, esot tādai sistēmai, apgaismojumam nepieciešams izmantot 24 VDC darba sprieguma LED lentu. 3. shēmā ir paredzētā 24 V LED lenta ir gana augstas efektivitātes, pat 175 lm/W.
Izmantojot slēdzi J1 ir vadāms aizsardzības modulis BP-65, ieslēdzamas vai izslēdzamas visas DC slodzes. Ja nepieciešams vadīt atsevišķas apgaismojuma zonas, var samontēt atsevišķus slēdžus katrai zonai.
Autonoma energosistēma ilgstošai un uzticamai darbībai
4. shēmā parādīta sistēma, kuras invertors var izturēt ilgstošu 1300 W slodzi, bet maksimālā īslaicīgā slodze var sasniegt līdz 3000 W. Ar šo jaudu noteikti pietiks lielākajai daļai vajadzību, piemēram, ledusskapim, apgaismojumam vai elektroierīču uzlādei. Ja vēlaties izmantot arī tējkannu, ieteicams izvēlēties mazāku jaudu (ne vairāk kā 1000 W), atstājot jaudas rezervi citu sistēmu barošanai, pirms tam pārliecinoties, lai visu invertoram pievienoto ierīču jauda (2300 VAC) nepārsniegtu 1400 W..
Saražotās enerģijas daudzums ir atkarīgs no pieslēgto saules moduļu izmēra un skaita un no uzlādes kontroliera. 5. attēlā parādīts, cik daudz elektroenerģijas vidēji dienā spēj saražot shēmā attēlotais saules modulis „TSM-425DE09R.08”.
Tas nav garantēts enerģijas daudzums, bet, ja enerģija tiek uzkrāta visu nedēļu, 100 Ah akumulators noteikti tiks uzlādēts. Jāatceras novērtēt akumulatora maksimālās uzlādes strāvas lielumu: AGM tehnoloģijas svina-skābes akumulatoriem maksimālā pieļaujamā uzlādes strāva parasti ir 0,3 C, tas ir – 30 A (30 A mēs iegūstam, ja 100 Ah x 0,3; ja pievienots 200 Ah akumulators, maksimālā uzlādes strāva var sasniegt 60 A). Lai palielinātu sistēmas stabilitāti, būtu jāpalielina akumulatoru ietilpība. Tādā gadījumā paralēli var pievienot otru akumulatoru „CSB-GPL121000”, 100 Ah, vai uzreiz izmantot 200 Ah gela akumulatoru „NPG12-200 Ah”. Gela akumulatoru maksimālā uzlādes strāva ir 0,2 C.
Kā iegūt vairāk enerģijas?
Ja ar saules moduļu radīto enerģiju nepietiek, vienkāršākais veids, kā iegūt vairāk enerģijas, – vēl vienu saules moduli „TSM-425DE09R.08” savienot virknē ar esošo. Neveicot nekādas citas izmaiņas, uzlādes strāva tiks ierobežota līdz 30 A, šajā gadījumā ieguvums ir tikai tad, kad saules intensitāte ir mazāka. Izmantojot divus virknē savienotus 425 W saules moduļus, nepieciešams vēl viens saules uzlādes kontrolieris – VICTRON ENERGY „Smart Solar MPPT 100/50” (SCC110050210) vai arī visa sistēma jāprojektē 24 V darba spriegumam. Šajā gadījumā var palikt tas pats „SmartSolar MPPT 100/30“ uzlādes kontrolieris, bet nepieciešams izvēlēties invertoru, kas darbojas ar 24 V ieejas spriegumu. Var arī izvēlēties tādas pašas jaudas „Phoenix Inverter Compact 24/1600 230 V” (CIN241620000) vai lielākas jaudas „Phoenix Inverter 24/3000 230 VE.Bus” (PIN243020000).
Shēma Nr. 4. Autonoma elektrostacija dārza mājai 1600 VA, 1200 Wh.
Att. 5. Vidējais enerģijas daudzums iegūts no 425 W saules moduļa Kauņā.
Lielākas jaudas invertors sniegs vairāk izvēles iespēju, būs iespējams darbināt lielākas jaudas slodzes. Ja plānots patērēt vairāk enerģijas, nepieciešams arī uzkrāt vairāk enerģijas. Ieteicams arī pilnībā atvienot invertoru no akumulatora, ja tas netiek izmantots un tiek atstāts uz ilgāku laiku: pat miera stāvoklī invertors patērē vairākus vatus (jo lielāks jaudas invertors, jo vairāk enerģijas tas patērēs miera stāvoklī). Enerģijas patēriņš samazinās, pārslēdzot invertoru uz darbības režīmu „ECO”. Vairāk informācijas – lietotāja instrukcijā: https://www.victronenergy.com/upload/documents/Manual-Inverter-Compact-1200-1600-EN-NL-FR-DE-ES-IT-.pdf, https://www.victronenergy.com/upload/documents/Manual-Inverter-3k-5k-230V-VE-Bus-enabled-(firmware-xxxx4xx)-EN-NL-FR-DE-ES-SE-IT.pdf.
Savienojot virknē vairākus svina akumulatorus, pakāpeniski mainās parametri, ieskaitot akumulatoru iekšējo pretestību. Piemērs: 24 V sistēma ar 2 virknē savienotiem akumulatoriem. Iekšējās pretestības izmaiņu dēļ viens no akumulatoriem var būt pastāvīgi pārlādēts, bet otrs – nepietiekami uzlādēts. Akumulatoru uzlādes spriegumu var izlīdzināt, periodiski lādējot akumulatorus ar lielāku spriegumu vai izmantojot akumulatora uzlādes balansēšanas ierīci. Balansēšanas ierīce nepārtraukti veic spriegumu izlīdzināšanu, tādējādi pagarinot akumulatoru kalpošanas laiku.
Šajā shēmā paralēli savienotas divas 24 V akumulatoru ķēdes (12 V + 12 V), un šādas ķēdes var pieslēgt arī vairāk. Balansēšanas ierīces pieslēgšanai pilnībā pietiks ar 1–1,5 mm² šķērsgriezuma vadiem, jo balansējamās strāvas nav lielas. Tiek savienoti arī akumulatora ķēžu viduspunkti. Akumulatori tiek savienoti ar invertoru ar bieziem un pēc iespējas īsiem kabeļiem. Kabeļa biezums jāizvēlas atbilstoši maksimālajai strāvai: ja mums ir 1500 W invertors, kas tiek darbināts ar 12 V, ņemot vērā invertora efektivitāti, mums būs aptuveni 150 A strāva; ja izmantojam 3000 W invertoru un akumulatora spriegumu 24 V, mums analoģiski būs aptuveni 150 A strāva, taču šajā gadījumā vēlams izmantot pieslēguma kabeļus ar vismaz 35 mm² šķērsgriezumu.
Lietojot svina akumulatorus, ir svarīgi tos pastāvīgi uzlādēt un ilgstoši neatstāt dziļi izlādētus. Ieteicams, lai minimālais uzlādes līmenis nebūtu zemāks par 30% vai aptuveni 11,75 V. Īslaicīgas lielākas slodzes var izlādēt akumulatorus arī vairāk, pēc to atvienošanas spriegums nedaudz atjaunojas. Kritiskā robeža ir 10,5 V. Kad šī robeža ir sasniegta, akumulators nekavējoties jāatvieno un jāuzsāk uzlāde (izmantojot 24 V sistēmu, spriegumus reizinām ar divi).
„BMV-712 Smart” mērierīce sniedz informāciju par akumulatoru uzlādes līmeni, uzlādes vai izlādes strāvu pašreizējā laikā un aprēķinus, cik ilgam laikam pietiks enerģijas. Tādus pašus datus var iegūt,, vienkārša šunta un „BMV-712 Smart” mērierīces vietā izmantojot VICTRON ENERGY „SmartShunt” (SHU050150050). Informācija būs pieejama, savienojot „SmartShunt” pārī ar mobilo tālruni, izmantojot Bluetooth. Tālrunī jābūt instalētai lietotnei „VEconnect”: https://www.victronenergy.com/victronconnectapp/victronconnect/downloads. „BMV-712” ierīci var arī pievienot, izmantojot Bluetooth.
Shēma Nr. 6. Tipiska akumulatora balansēšanas ierīces shēma.
Kā pasargāt akumulatorus no dziļas izlādes?
- Invertori ir aprīkoti ar aizsardzību pret akumulatoru dziļu izlādi – tas automātiski atvienosies, kad tiks sasniegts kritiskais akumulatora izlādes līmenis.
- Apgaismojumam izmantotās LED lentes, kuras tieši darbina akumulatori, palīdz taupīt enerģiju.
- „BP-65” ierīce ir paredzēta līdzstrāvas slodzes atvienošanai, ja tiek sasniegts akumulatoru kritiskais spriegums.
- „CHR0006” ir neliels pārveidotājs ar USB-A un USB-C savienotājiem dažādu iekārtu uzlādei un barošanai.
- „DDR-120A-12” ir DC/DC pārveidotājs, stabilizē izejas spriegumu, kas darbina apgaismojuma sistēmu (akumulatora spriegums mainās atkarībā no izlādes līmeņa, neizmantojot šo pārveidotāju, mainīsies apgaismojuma intensitāte). Lai izmantotu 24 V akumulatoru, apgaismojuma sprieguma stabilizēšanai jāizmanto DDR-120B-24 un apgaismojumam jāizmanto 24 V LED lentes. LEMONA electronics speciālisti iesaka izvēlēties tās LED lentes, kas rada vislielāko gaismas plūsmu no 1 W enerģijas, bet gaismas toni – pēc vajadzības: 3000 K būs piemērots komfortablai atpūtai, 4000 K – darba videi.
Dārza mājiņas sistēma ar „Cerbo GX” sakaru centru
Uzstādot sistēmu, vispirms MPPT-100/30 uzlādes kontrolierim jāpievieno akumulators un tikai pēc tam saules modulis. Atvienojot vispirms tiek atvienots saules modulis, pēc tam – akumulators. Dārza mājiņas vide bieži vien ir mitra, tāpēc vēlams izejas (230 VAC) ķēdē uzstādīt strāvas noplūdes releju un iezemēt invertoru.
7. shēmā zemāk ir parādīta sistēma ar „Cerbo GX” sakaru centru. Tā ir būtiska atšķirība no 4. shēmā parādītās sistēmas. Šī shēma arī nodrošina gaismas aptumšošanu, izmantojot LED kontrolieri „SR-2501NS”.
Sistēmas attālinātai uzraudzībai ir nepieciešams internets. LEMONA electronics speciālisti savienojuma atbalstam iesaka izmantot mobilo maršrutētāju „RUT-241”. Tas ir ērts, jo darbojas plašā spriegumu diapazonā.
Maršrutētāja barošanu var tieši pieslēgt barošanas kopnei „VBB115060020”, izmantojot 1 A drošinātāju, taču ļoti svarīgi ir nesajaukt savienojuma polaritāti. Maršrutētājs un „Cerbo GX” ierīce ir savienoti tieši ar akumulatoriem (pēc šunta), lai pat kritiskas akumulatora izlādes gadījumā sistēma spētu sniegt informāciju par savu stāvokli un būtu vadāma. Lai panāktu stabilu savienojumu un mazāku enerģijas patēriņu, vēlams izmantot GSM virziena antenu „A7041”. Cerbo GX var pievienot papildu displeju, taču tas nav nepieciešams, ja ir ērti visu pārraudzīt mobilā tālruņa ekrānā, izmantojot lietotni. Cerbo GX ierīci arī var pieslēgties, izmantojot Bluetooth savienojumu. Ar GSM sakaru modemu var izmantot VICTRON ENERGY „VRM” platformu, lai uzraudzītu un pārvaldītu savas mājiņas enerģijas sistēmu no jebkuras vietas pasaulē, ja vien ir pieejams internets. Plašāka informācija par „VRM”: https://www.victronenergy.com/panel-systems-remote-monitoring/vrm
Ar interneta pieslēgumu pat bez lieliem izdevumiem iespējams automatizēt savu dārza mājiņu un ierīkot automātisko laistīšanas vai apsardzes sistēmu. Jāizvēlas tādi komponenti, kas būs visnoderīgākie un atbildīs jūsu personīgajām vajadzībām.
9. attēla shēmā parādīti daži būtiski komponenti, kas nepieciešami tipisku uzdevumu veikšanai dārzā. Sistēmas būtiska sastāvdaļa ir TUYA vārteja (angl. gateway) „GW16-BLUE”. Visi pārējie komponenti ir pievienoti šai ierīcei. Starp komponentiem nav tieša vadu savienojuma: komponenti sazinās savā starpā, izmantojot radioviļņus (šajā gadījumā ir izmantots drošs Zig-Bee sakaru protokols). Turklāt ierīces pārraida ziņojumus viena otrai, tā palielinot sakaru diapazonu un uzticamību.
Shēma Nr. 7. Autonoma energosistēma 3000 VA, 2400 Wh.
Attēls Nr. 9. Apsardzes un laistīšanas komponenti dārza mājiņai.
Attēla augšējā daļā redzama daļa no novērošanas sistēmas:
- NOUS-E3 raida signālu, ja tiek palielināts attālums starp sensoru un galveno bloku – piemērots durvju, logu aizsardzībai;
- divu veidu PIR kustības sensori – paredzēti iekštelpu vides aizsardzībai;
- novērošanas kamera, ko var uzstādīt ārpus telpām, atbalsta divvirzienu balss sakarus. Ar saziņas palīdzību jūs varat saņemt paziņojumus par ielaušanos un vērot vidi, izmantojot kameru.
Attēla otrajā daļā redzami komponenti laistīšanas automatizācijai un citu iekārtu vadībai:
- R7060 ir vārsts ar izpildmehānismu, kas ļauj automātiski vai manuāli atvērt ūdens vārstu: līdz ar to ir iespējams iepriekš uzpildīt tvertni ar ūdeni un izmantot to starplaistīšanai (tvertni var arī uzpildīt ar ūdeni, kas notek no jumta). Automātisko apūdeņošanu var organizēt, izmantojot mitruma sensoru: kad tiek sasniegts noteikts kritiskais augsnes mitrums, izmantojot augsnes mitruma sensoru „BSS-YC-STH-A-EN” vai vides mitruma sensoru „NOUS-E5”. Lai iedarbinātu citas ierīces, kas pieslēgtas elektrībai – ar vadāmo slēdzi „NOUS-B2Z” (ja ir ūdens rezervuārs, var ieslēgt ūdens sūkni un piepildīt ūdens tvertni).
Šie ir tikai daži vienkārši risinājumi, kurus parasti nav dārgi ierīkot savā mājā vai dārzā. Ja nepieciešams cits risinājums, LEMONA electronics speciālisti vienmēr ir gatavi atrast labāko risinājumu ikviena personīgajām vajadzībām.
Ieteikumi tiem, kuri montē savu elektrības piegādes sistēmu:
- Svina–skābes akumulatori kalpos īsāku laiku, ja tie tiks regulāri dziļi izlādēti.
- Nesezonas laikā, ja nav nepieciešams barot drošības vai novērošanas sistēmu, akumulatorus vajadzētu pilnībā izlādēt un, atvienojot jebkādu slodzi, uzglabāt temperatūrā ne mazāk par 0 °C un ne augstāk par +20 °C.
- Rekomendējamā kārtība instalējot sistēmu: vispirms pie uzlādes kontrolētāja pievienojams akumulators, bet tikai pēc tam – saules moduļi. Atmontēšanas kārtība ir pretēja: vispirms ir jāatvieno saules moduļi, bet pēc tam – akumulators.
- Viena no būtiskākajām prasībām montējot drošības sistēmas – izmantot atbilstoša diametra kabeļus akumulatoru pievienošanai. Rekomendējams izmantot pēc iespējas īsākus kabeļus. 2. shēmā attēlotās elektrības sistēmas montēšanai ir jāizmanto ne mazāk kā 10 mm² šķērsgriezuma kabeļi, bet 3. shēmā – ne mazāk kā 35 mm².
- Tiecoties samazināt zibens izlāžu iedarbību, ir nepieciešamas iezemēt saules moduļu rāmjus.
Ja jums ir papildus jautājumi vai ir vēlme saņemt speciālista konsultāciju, aicinām sazināties un LEMONA electronics, speciālisti palīdzēs atrast piemērotāko risinājumu noteiktam projektam.