Como construímos o primeiro reabastecimento de veículos elétricos movido a energia solar da Rússia
Em algum lugar no final de julho, tive a chance de conversar com o grupo de iniciativa da Universidade Politécnica Peter the Great St. Petersburg. Uma equipe de estudantes pretende construir um carro elétrico que funcione apenas com energia solar. É uma questão de futuro próximo, mas eu queria fazer algo interessante agora. Por isso, foi decidido abrir o primeiro posto de gasolina da Rússia para carros elétricos, movido a energia solar.Tudo começou com essa imagem e o que aconteceu - sob o corte.A abertura do posto de gasolina foi programada para coincidir com o Festival Ecológico Internacional GREENDAY , realizado em São Petersburgo em 1 de outubro de 2016.Cálculos e design
Antes de tudo, decidimos decidir o que queremos e o que devemos obter? Depois de descartar idéias, como “sempre trabalhar e cobrar tudo”, eles começaram a formular os termos de referência. Requisitos básicos de abastecimento de combustível:- Trabalhar o ano todo
- Trabalhe o tempo todo
- Operação de reabastecimento, independentemente das condições climáticas
- Carregamento simultâneo de até 2 carros
- Confiabilidade do equipamento
- O reabastecimento deve ser gratuito para os proprietários de veículos elétricos
E se o último ponto pudesse ser resolvido pela equipe da Polytech, tudo o mais teria que ser considerado, estimado e realizado.Como ponto de partida, pegamos o carro Nissan Leaf. Sua fonte de alimentação, que pode ser conectada a uma rede convencional de 220V, é projetada para 10A, ou seja, um consumo de energia de 2,2 kW. Julgando razoavelmente que essa limitação é imposta devido às possibilidades de cabeamento doméstico, onde esse carregador pode ser conectado, medimos o consumo do carro elétrico ao carregar no "posto de gasolina" - foi de 3,3 kW. A matemática simples continuou: para cobrar dois carros, você precisa de pelo menos 6,6 kW de potência, mas, levando em consideração o crescimento do consumo, colocamos 30%. Assim, nossa estação deve produzir pelo menos 9 kW de potência.Além disso, o posto de gasolina deve ser “verde”, o que significa que usamos fontes de energia renováveis - o sol e o vento. Dada a geografia da localização (São Petersburgo), era bem possível instalar um moinho de vento, mas o vento é instável e em casa, e o moinho é notavelmente barulhento nas rotações quando a energia é gerada. Portanto, foi decidido usar apenas painéis solares.Quando surgiu a dúvida sobre o equipamento, era de se esperar que eles começassem a escolher entre fabricantes europeus / americanos e russos. A China não foi considerada devido à baixa confiabilidade e as condições operacionais mais severas estavam previstas. Portanto, decidiu-se recorrer ao fabricante russo de inversores e controladores solares - a empresa MicroART. Eles são fabricantes e também têm a maior experiência no país na instalação e operação de usinas de energia solar autônoma. Matamos dois coelhos com uma cajadada: escolhemos equipamentos confiáveis e garantimos a simplicidade da garantia e do serviço pós-venda.Seleção de equipamentos
Como já mencionado, o cálculo foi baseado no consumo de dois carros e uma reserva de energia de 30%. Assim, o inversor MAP Dominator 9 kW foi escolhido . Como as correntes com essa potência são bastante altas, a escolha foi limitada ao modelo de 48 volts. O mesmo inversor está equipado com um computador embutido, que permite monitorar e controlar remotamente algumas configurações do dispositivo.O número de painéis foi decidido por um longo tempo, mas eles chegaram à conclusão de que não há necessidade de reservar totalmente o consumo de energia do carro elétrico do sol e definir o ideal - 12 peças de 200 watts de silício monocristalino . A peculiaridade dos painéis é que o próprio quadro e o filme de vedação são pretos e, portanto, no inverno eles esquentam um pouco e a neve derrete mais rapidamente, o que significa que precisam ser limpos com menos frequência. Por último, mas não menos importante, a garantia do vendedor de 12 anos foi cumprida.Como os painéis foram montados em 2400 W e o conjunto da bateria em 48 V, as correntes podem chegar facilmente a 50A. Dado que em um dia claro de inverno, a energia dos painéis solares pode crescer até 110-120% da declarada, então devemos ter uma margem. Pegamos o controlador mais próximo de 60A da linha do fabricante e adicionamos material tecnológico - obtemos o DOMINATOR MPPT 200/100 IES . Este controlador é capaz de receber tensão de até 200 Volts e fornecer uma corrente de carga de até 100 Amps!Como a estação funcionará durante todo o ano e 24 horas por dia, você deve fazer um enorme banco de baterias ou fornecer recarga externa. Dado que o custo das baterias em uma usina de energia solar pode chegar a 50-70%, era mais lógico ter um fio externo à estação. Mas as baterias são necessárias para o buffer. Além disso, eles vão assegurar o funcionamento de alimentação de combustível e objectos adjacentes caso, PSU falha de energia. Em princípio, uma usina desse tipo é capaz de fornecer energia autônoma à casa de campo por 200 a 300 metros quadrados; é necessário apenas aumentar a capacidade da bateria.Escolhemos as baterias AGM, terminal frontal FST 150-12, com capacidade de 150 Ah. Ou seja, eles armazenam até 7,2 kWh * h de energia, e isso é suficiente para carregar um carro se não houver sol ou energia externa. Com uma carga baixa da bateria, o inversor não permitirá que eles sejam mortos e simplesmente desligará os consumidores externos.Construir e executar
Como sempre, a preparação e organização do processo levam o tempo máximo. A montagem da usina levou cerca de 10 horas desde o momento da chegada até o final das orientações de beleza. O elevador realmente ajudou, graças a que eu não tive que correr com escadas e levantar painéis pesados ao longo deles.Para armazenar todo o equipamento, foi escolhido um gabinete de metal resistente a vandalismo, com o equipamento montado em um rack de 19 ".E enquanto as pessoas seguramente seguravam o ar e prendiam os painéis solares a essa estrutura monstruosa, que, aliás, contava com as cargas eólicas de São Petersburgo.Comecei a montar o gabinete e a verificar o equipamento.Quando eles montaram o equipamento e conectaram os fios, tudo começou sem dançar mais com um pandeiro. Agora só traga beleza.No final do trabalho, algo semelhante ao projeto começou a surgir. Restava apenas consertar e remover todos os fios.Eles penduraram uma “pistola de combustível” com um controlador a bordo, no qual, a propósito, você pode definir a corrente de carga. Ele mantém um registro de watts * de horas que foram "inundadas" na bateria.Bem, então foi a descoberta, o corte exponencial da fita e a primeira carga do carro elétrico.Sumário
Em dois meses, foi percorrido o caminho entre uma idéia e um posto de gasolina elétrico movido a energia solar. O controlador MPPT, juntamente com um inversor híbrido, permite maximizar a energia do sol. O computador embutido possibilita monitorar o estado de todos os elementos (até a temperatura das baterias) remotamente e imediatamente tomar as medidas necessárias.Há também uma reserva para o futuro: o inversor já tem a função de vender energia para a rede. Por exemplo, a energia é vendida para a rede durante o dia a partir do sol, e à noite essa energia é consumida enquanto o carro elétrico está parado e carregando. Como resultado, você pode ficar no preto. Resta apenas aguardar a adoção da lei relevante, uma vez que no momento a venda de eletricidade por pessoas físicas não é fornecida. Em qualquer caso, o reabastecimento pode ser usado gratuitamente no estacionamento vigiado no endereço: 5, Gidrotehnikov St., São Petersburgo. Source: https://habr.com/ru/post/pt398059/
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