嗨，极客时间。 本文是上一部分的继续，是关于旅行充电器“
Anker Solar 21W ”的。 使用太阳能电池为各种小工具充电的想法对我来说似乎很有前途，但是，当然，21W作为通用充电器是不够的-我希望不仅能够在晴天进行充电，但为此我需要一定的功率。 因此，购买了成熟的太阳能电池板并开始进行实验。
结果如何，细节被削减了。
铁
1.太阳能电池板有多种选择，但是在阳台上，主要限制是可用空间的可用性。 要了解价格的顺序，一个50W的电池大约需要5000卢布，看起来像这样：
面板尺寸（mm）-540x620x30，重量4kg。
阳台的大小不同，根据面板的尺寸，很可能放置2或4件，不再适合。 为了进行测试，购买了2块50W的面板。 这样的电池在负载下可提供约18V的电压，而在没有负载的情况下可提供24V的电压，因此，使用2倍电池时，您需要依靠最高50V的总电压（例如，许多DC-DC转换器正常工作时最高可达到30V）。 您可以并联连接电池，但是由于电线的长度造成的损耗会稍高。
2.控制器这里有2个选项：
-太阳能电池板+控制器+电池这是一个经典的设计：控制器在阳光下为电池充电，用户在需要时使用它。
该系统具有以下优点：
-能源可以随时随地使用，而不仅仅是在光亮的时候，
-可以连接逆变器并接收220V输出，
-作为奖励，在停电的情况下，可在房屋内提供备用电源。
只有一个缺点：使用大容量电池从根本上破坏了这一事件的生态学思想。 电池的充电/放电循环次数是有限的，它们不喜欢过放电，而且电池和控制器非常昂贵。 控制器的价格从最便宜的PWM版本的1000r起，到具有MPPT支持的更昂贵（更高效）的版本的10000-20000r（
在此处可以读到什么MPPT）。 对于40-50A * h的常规凝胶电池，电池的价格从5000r起，某些使用LiFePo4电池，它们肯定会更昂贵。
-并网逆变器这项技术是目前最有前途的。
最重要的是，转换器将能量转换并直接传输到家庭电网。 同时，减少了公用网络的能耗，家用电表捕获了较低的读数。
理想情况下，如果太阳能电池板为所有消费者提供足够的能量，则电表的价值根本不会增长。 并且，如果公寓/房屋的消耗量少于太阳能电池板的产量，则电表将记录能源的“出口”，电力供应公司应将其考虑在内。 但是，在俄罗斯，这样的方案还行不通-而且，大多数旧电表都将能量视为“模”，即 您还必须为您付出的精力付出代价。 他们似乎在2017年承诺将在法律层面开始解决微型发电问题。 但是，顺便说一下，对于阳台上的面板，所有这些仅具有理论意义-它们的产量太小。
并网逆变器的价格从100美元起，具体取决于功率。 我们还应该提到微型接种器-它们直接安装在电池上，并立即释放电源电压，但是，面板的建议功率至少为200W。 逆变器直接安装在太阳能电池板的背面，这使您可以像这样连接它们：
但是，对于阳台这当然是无关紧要的。
测试中
首先，很有趣的是找出可以从太阳能电池板上获得什么有功功率。 为此，以15美元的价格购买了Raspberry Pi的ADS1115 ADC板：
它使用简单，输入电压由一个分压器分压并馈入模拟输入，输出处有数字值。 可以在
此处获取使用ADC的资源。 还购买了ACS712电流传感器，电压传感器由一堆电阻制成（家里只有一个标称值）。 作为负载，安装了常规的100W灯泡。 当然，从48伏特开始，它没有燃烧（灯泡的额定电压为220V），但几乎没有发光。 螺旋的电阻为42欧姆，这使您可以通过电压近似估算功率（尽管白炽灯具有非线性电阻，但可以粗略估算）。
第一个测试版本如下所示：
将该源称为“源”，以便将数据和当前时间保存为CSV，并在Raspberry Pi上启动了Web服务器以在本地网络上下载文件。
在典型的晴天下，云量可变的结果如下：
可以看出，电压峰值在清晨下降，这是面板安装不当的结果-理想情况下，面板不应直立放置。
这就是乌云密布，开始下雨的那天，“故障”的样子：
给定44V的电压和42Ω的灯丝电阻，我们可以粗略估算（灯电阻的非线性被忽略），最好的情况是接收功率P = U * U / R = 46W。 vertically，垂直安装100瓦面板的效率不是很好-阳光不会以直角落在面板上。 在最坏的情况下（多云，下雨），功率甚至下降到10W。 在冬季和夏季，接收到的总能量也会有所不同。
将能量直接传输到网络的经验并不成功：一个45瓦的500瓦逆变器根本不起作用。 原则上，这是预料之中的，因此将逆变器留给将来使用，
直到移至带有较大阳台的地方 。
结果，鉴于决定放弃缓冲电池，唯一可行的选择是直接使用DC-DC转换器：例如，这种转换器可以为任何USB设备充电，其输出端已经有USB连接器：
有一些更昂贵的型号，它们具有更大的最大电流和更大数量的USB连接器：
还有一个想法是找到一个DC-DC转换器为笔记本电脑充电，他们在eBay上的选择非常大。
结论
该系统本质上是实验性的，但总的来说可以说是有效的。 从时间表中可以看出，从上午7点到下午5点左右，面板所提供的功率超过30 W，从原理上讲还不错。 在完全多云的天气中，结果肯定会更糟。
当然，在经济上没有可行性的问题-当连续7小时产生40W * h时，每周将产生2 kW * h。 每个人都可以独立估算其所在地区的价格回报。 当然，问题不在于价格，而在于获得经验，这总是很有趣的。
但是在哪里放能量，这个问题仍然悬而未决。 使用40W为USB设备充电太多余了。 在eBay上，有300W的并网逆变器，工作电压为10.5-28V，但是对它们的评论很少，我不想花100美元进行测试。 如果找不到合适的解决方案，我们可以假设一个50瓦的面板是阳台的最佳选择-它可以为不同的小工具充电，这种情况下的冗余度很小。
至少，现在所有的家庭数字设备（电话，平板电脑）都已轻松转换为“绿色能源”。 有一个想法仍然可以考虑使用LiFePo4缓冲电池-但同时选择电池和控制器的问题仍然存在。
另外：如注释中所建议，您可以使用铅蓄电池，例如汽车。 是的，这确实是一种便宜且可行的选择，带有100瓦面板，大约这样的控制器就足够了，在eBay上的价格仅为10-20美元：
但是此解决方案并不完全环保，也不完全有趣，因此，在研究技术方面，我不认为它。 例如，如果有人需要在该国为摄像机供电，则可能是一个不错的选择。
在下一部分继续。 也可以
在youtube的视频中看到简短的视频版本。
PS：在评论中，他们要求发布照片，目前电池看起来像这样：
面板的这种尺寸不会干扰阳台的使用，并且原则上不会破坏外观。 另外，如评论中所建议，购买功率更高的面板更有利可图，最佳价格是150-200W面板，但它们的放置要复杂一些，您需要弄清楚面板是否适合尺寸。 而且，出现了可靠的紧固件的问题。