كيف قمنا ببناء أول سيارة كهربائية تعمل بالوقود الشمسي في روسيا
في مكان ما في نهاية يوليو ، أتيحت لي الفرصة للتحدث مع مجموعة مبادرة جامعة بيتر سانت بطرسبرغ البوليتكنيك الكبرى. يعتزم فريق من الطلاب بناء سيارة كهربائية تعمل فقط على الطاقة الشمسية. هذه مسألة مستقبلية ، لكنني أردت أن أفعل شيئًا مثيرًا للاهتمام الآن. لذلك تقرر افتتاح أول محطة بنزين في روسيا للسيارات الكهربائية تعمل بالطاقة الشمسية.بدأ كل شيء بمثل هذه الصورة ، وما حدث - تحت القطع.تم توقيت افتتاح محطة الوقود بالتزامن مع مهرجان جرينداي الدولي البيئي ، الذي عقد في سانت بطرسبرغ في 1 أكتوبر 2016.الحسابات والتصميم
بادئ ذي بدء ، قررنا أن نقرر ما نريد وما يجب أن نحصل عليه؟ بعد رفض الأفكار ، مثل "العمل دائمًا وشحن كل شيء" ، بدأوا في صياغة الاختصاصات. متطلبات الوقود الأساسية:- اعمل على مدار السنة
- العمل على مدار الساعة
- عملية التزود بالوقود بغض النظر عن الظروف الجوية
- شحن آني يصل إلى سيارتين
- موثوقية المعدات
- يجب أن يكون التزود بالوقود مجانيًا لأصحاب السيارات الكهربائية
وإذا تمكن فريق Polytech من حل النقطة الأخيرة ، فيجب عندئذٍ دراسة كل شيء آخر وتقديره وتنفيذه.كنقطة انطلاق ، أخذنا سيارة نيسان ليف. تم تصميم مصدر الطاقة ، الذي يمكن توصيله بشبكة 220 فولت تقليدية ، من أجل 10 أمبير ، أي استهلاك طاقة 2.2 كيلو واط. إذا حكمنا إلى حد ما بأن مثل هذا القيد مفروض بسبب إمكانات الأسلاك المنزلية ، حيث يمكن توصيل مثل هذا الشاحن ، قمنا بقياس استهلاك السيارة الكهربائية عند الشحن من "محطة وقود" - حيث بلغت 3.3 كيلو وات. استمرت الرياضيات البسيطة: لشحن سيارتين ، تحتاج إلى 6.6 كيلو واط على الأقل من الطاقة ، ولكن مع مراعاة نمو الاستهلاك ، نضع 30 ٪. وبالتالي ، يجب أن تنتج محطتنا 9 كيلو واط على الأقل من الطاقة.أيضا ، يجب أن تكون محطة الوقود "خضراء" ، مما يعني أننا نستخدم مصادر الطاقة المتجددة - الشمس والرياح. بالنظر إلى جغرافية الموقع (سانت بطرسبرغ) ، كان من الممكن تمامًا وضع طاحونة هوائية ، لكن الرياح غير مستقرة ، وفي المنزل في كل مكان ، وطاحونة الهواء صاخبة بشكل ملحوظ عند الدورات عندما يتم توليد الطاقة. لذلك ، تقرر استخدام الألواح الشمسية فقط.عندما طرح سؤال حول المعدات ، كان من المتوقع تمامًا أن يبدأوا في الاختيار من بين الشركات المصنعة الأوروبية / الأمريكية والروسية. لم يتم اعتبار الصين بسبب الموثوقية المنخفضة ، وكان من المتوقع أن تكون ظروف التشغيل الأكثر شدة. لذلك ، تقرر اللجوء إلى الشركة المصنعة الروسية للعاكسات وأجهزة التحكم الشمسية - شركة MicroART. إنهم مصنعون ولديهم أيضًا أكبر خبرة في البلاد في تركيب وتشغيل محطات الطاقة الشمسية المستقلة. لقد قتلنا عصفورين بحجر واحد: اخترنا معدات موثوقة وتأكدنا من بساطة الضمان وخدمة ما بعد البيع.اختيار المعدات
كما سبق ذكره ، فقد تم الحساب على أساس استهلاك سيارتين واحتياطي طاقة بنسبة 30٪. لذلك تم اختيار العاكس MAP Dominator 9 kW . نظرًا لأن التيارات في هذه القوة عالية جدًا ، فقد كان الخيار محدودًا بنموذج 48 فولت. نفس العاكس مجهز بجهاز كمبيوتر مدمج ، والذي يسمح لك بمراقبة بعض إعدادات الجهاز والتحكم فيها عن بعد.تم تحديد عدد الألواح لفترة طويلة ، لكنهم توصلوا إلى استنتاج مفاده أنه لا توجد حاجة للاحتفاظ بالكامل باستهلاك الطاقة للمركبة الكهربائية من الشمس وتعيين الأفضل - 12 قطعة من 200 وات من السيليكون أحادي البلورية . تكمن خصوصية الألواح في أن الإطار نفسه وفيلم الغلق أسود ، وبالتالي في الشتاء يسخنان قليلاً ويذوب الثلج بشكل أسرع ، مما يعني أنه يجب تنظيفهما بشكل أقل. أخيرًا وليس آخرًا ، تم تشغيل ضمان البائع لمدة 12 عامًا.نظرًا لأن الألواح تم تجميعها عند 2400 واط ، وكان تجميع البطارية عند 48 فولت ، يمكن أن تصل التيارات بسهولة إلى 50 أمبير. بالنظر إلى أنه في يوم شتاء مشرق ، يمكن أن تنمو قوة الألواح الشمسية بنسبة 110-120 ٪ من المعلن ، ثم يجب أن نأخذ بهامش. نأخذ أقرب جهاز تحكم لـ 60 أمبير من خط الشركة المصنعة ونضيف مخزونًا تكنولوجيًا - نحصل على DOMINATOR MPPT 200/100 IES . وحدة التحكم هذه قادرة على استقبال جهد يصل إلى 200 فولت وتوصيل تيار شحن يصل إلى 100 أمبير!نظرًا لأن المحطة ستعمل على مدار السنة وعلى مدار الساعة ، يجب عليك إما إنشاء مجموعة ضخمة من البطاريات ، أو توفير إعادة شحن خارجية. بالنظر إلى أن تكلفة البطاريات في محطة للطاقة الشمسية يمكن أن تصل إلى 50-70 ٪ ، كان من المنطقي أن يكون لديك سلك خارجي للمحطة. ولكن هناك حاجة لبطاريات العازلة. وبالإضافة إلى ذلك، فإنها سوف تضمن سير تأجيج والأشياء المجاورة الحالة، PSU انقطاع التيار الكهربائي. من حيث المبدأ ، فإن محطة الطاقة هذه قادرة على توفير الطاقة المستقلة للمنزل الريفي لمسافة 200-300 متر مربع ، فمن الضروري فقط زيادة سعة البطارية.البطاريات التي اخترناها AGM ، المحطة الأمامية FST 150-12بسعة 150 اه. أي أنها تخزن ما يصل إلى 7.2 كيلو واط في الساعة * من الطاقة ، وهذا يكفي لشحن سيارة واحدة إذا لم تكن هناك شمس أو طاقة خارجية. مع انخفاض شحن البطارية ، لن يسمح العاكس بقتلهم وسوف يوقف ببساطة المستهلكين الخارجيين.بناء وتشغيل
كما هو الحال دائمًا ، يستغرق إعداد وتنظيم العملية أقصى وقت. استغرق تجميع محطة الطاقة نفسها حوالي 10 ساعات من لحظة الوصول حتى نهاية إرشادات الجمال. ساعد المصعد حقًا ، وبفضل ذلك لم أكن مضطرًا للجري مع السلالم ورفع الألواح الثقيلة على طولها.لتخزين جميع المعدات ، تم اختيار خزانة معدنية مقاومة للتخريب مع المعدات المركبة في رف 19 بوصة.وبينما تمسك الناس بخبرة في الهواء وربطوا الألواح الشمسية بهذا الهيكل الوحشي ، الذي كان ، بالمناسبة ، يعتمد على أحمال الرياح في سانت بطرسبرغ.بدأت بتجميع الخزانة وفحص المعدات.عندما قاموا بتركيب المعدات وتوصيل الأسلاك ، بدأ كل شيء دون رقص إضافي مع الدف. الآن إحضار الجمال فقط.قرب نهاية العمل ، بدأ يظهر شيء مشابه للمشروع. بقي فقط لإصلاح وإزالة جميع الأسلاك.قاموا بتعليق "مسدس وقود" مع وحدة تحكم على متن الطائرة ، والتي بالمناسبة ، يمكنك ضبط تيار الشحن. يحتفظ بسجل للوات * من الساعات التي "غمرتها" البطارية.حسنًا ، ثم ذهبنا إلى الاكتشاف والقص الأسي للشريط والشحنة الأولى للسيارة الكهربائية.الملخص
في شهرين ، تمت تغطية المسار من فكرة إلى محطة تعبئة كهربائية تعمل بالطاقة الشمسية. تسمح لك وحدة تحكم MPPT ، مع العاكس الهجين ، بزيادة طاقة الشمس إلى أقصى حد. يجعل الكمبيوتر المدمج من الممكن مراقبة حالة جميع العناصر (حتى درجة حرارة البطاريات) عن بعد واتخاذ الإجراءات اللازمة على الفور.هناك أيضًا احتياطي للمستقبل: يمتلك العاكس بالفعل وظيفة بيع الطاقة للشبكة. على سبيل المثال ، يتم بيع الطاقة للشبكة خلال النهار من الشمس ، وفي الليل يتم استهلاك هذه الطاقة أثناء وقوف السيارة الكهربائية والشحن. ونتيجة لذلك ، يمكنك البقاء في الأسود. يبقى فقط انتظار اعتماد القانون ذي الصلة ، لأنه في الوقت الحالي لا يتم توفير بيع الكهرباء من قبل الأفراد. على أي حال ، يمكن استخدام التزود بالوقود مجانًا في موقف السيارات المحرس على العنوان: 5، Gidrotehnikov St.، St. Source: https://habr.com/ru/post/ar398059/
All Articles