Elektrifitseeritult aiakultuuride kasvatamise lahendused
Kui suvilasse ei ole paigaldatud elektritoidet või on elekter välja lülitatud, kuid te soovite, et turvasüsteem või videovalvekaamerad töötaksid sõltumatult vooluvõrgust, saate te ise paigaldada lihtsa autonoomse elektritoite süsteemi. Selle süsteemi keerukus sõltub ainult teie vajadustest.
Kõik, mida te vajate, on valgustus ja elektroonikaseadmete laadimise võimalus
Kui suvilas või krundil piisab, vaid valgustusest ja telefoni või tahvelarvuti laadimise võimalusest, siis piisab ka skeemil 1. toodud lahendusest.
LEMONA Electronics spetsialistid soovitavad valgustuse jaoks kasutada tõhusat LED-riba 12 V, mille võimsus on 9,6 W ja valgusviljakus on, kuni 115 lm/W. Üks meeter sellist valgustust võib anda umbes 1100 lm tugevuse valgusvoo – sarnaselt 75 W hõõglambiga. Suvila valgustamiseks saab määrata mitu tsooni. Laadimiskontrolleri kasutamise korral ei tohi vahetult ühendatud lühiajaline koormus ületada 10 A. Pikaajalisel kasutamisel soovitame mitte üle 5A (või mitte rohkem kui 6. m pikkune LED-riba). Valgustust saab sisse ja välja lülitada laadimiskontrollerisse paigaldatud lüliti abil või saab paigaldada täiendavad lihtsad lülitid üksikute valgustuse tsoonide juhtimiseks. Skeemil 1. toodud süsteemis kasutatakse 20W võimsusega päikesepaneeli, millest kahtlemata piisab 7,2 Ah aku laadimiseks nädala jooksul. Pärast 5 m pikkuse LED-riba (koguvõimsus 48 W) ühendamist täislaetud akuga saab valgust nautida umbes 1. tund; pärast 1. meetri pikkuse LED-riba ühendamist umbes 7. tundi. Selleks, et saada rohkem energiat tuleb paigaldada suurema mahutavusega aku ja kasutada selle laadimiseks suurema võimsusega päikesepaneeli moodulit.
Eestis suudab 20W lõunapoolse 36° suuruse kaldega päikesepaneel aprillist septembrini toota keskmiselt umbes 60Wh energiat päevas. Muidugi, kui on pilves või sajab vihma, väheneb elektri tootmine oluliselt. Laadimiskontrolleriga saab ühendada päikesemooduli, mille maksimaalne võimsus on 175 W: sellisel juhul peab aku minimaalne mahutavus olema 30 Ah ning aku maksimaalne mahutavus ei ole piiratud.
Laadimiskontroller on varustatud kahe USB-pistikupesaga, 5V, 2A.
Keskmine energiakogus, mille päeva jooksul toodab 20W võimsusega päikesemoodul
Suvila kuuris on vaja võimalust elektriseadmete laadimiseks. Kui te olete oma suvilas kuldsete kätega meister, siis peate mõnikord laadima elektriseadmeid. Selle jaoks on mugavam kasutada 230V vahelduvvoolu toiteallikat.
Sellise süsteemi rakendamiseks on vaja kasutada alalisvoolu vahelduvvoolu muundurit. Võib kasutada 800VA, 500W siinuslaine inverterit. Sellisest muundurist piisab enamasti elektriseadmete laadimiseks või toiteks.
Valgustuse jaoks, nagu ka skeemil 1., soovitavad LEMONA Electronics spetsialistid kasutada alalisvoolu, ühendades selle otse laadimiskontrolleriga.
Kui 175W võimsusega päikesepaneelist ei piisa ja vajate lisavõimsuse paigaldamist, tuleb laadimiskontroller asendada võimsamaga. Laadimiskontrolleri võimsama analoogiga saab ühendada kaks 175W võimsusega päikesepaneeli. Inverteriga ühendatud akul võib olla J2 lüliti selleks, et inverter akust lahti ühendada. Lüliti peab suutma lülitada vähemalt 75A tugevust voolu. Muunduri ühendamiseks akuga on soovitatav kasutada võimalikult lühikesi ühenduskaableid, mille ristlõige peab olema vähemalt 10 mm2. Muundur on soovitatav paigaldada avatud ruumi, jättes vahemaaks muude objektideni vähemalt 10 sm. Aku vooluringis on täiendavaks lühisekaitseks ette nähtud 200A kaitselüliti. Muundur on varustatud kahe SCHUKO pistikupesaga, mis on kaitstud automaatkaitselülitiga.
Vajaduse korral saab paigaldada lisapistikupesa ja kaitsta seda 10A automaatkaitselülitiga. Suurema autonoomia tagamiseks on soovitav paigaldada suurema mahutavusega aku. Kui kasutate süsteemi täielikult laetud 65 Ah akuga, toetab süsteem 500 W koormust umbes 40. minutit.
Autonoomne suure võimsusega toitesüsteem suvilasse või krundile
Autonoomse elektrijaama mugavama kasutamise tagamiseks on vaja väljundisse paigaldada suurema võimsusega muundur.
Skeemil 3. toodud süsteemis kasutataval alalisvoolu vahelduvvoolu muunduril on juba olemas sisseehitatud kontroller päikesepaneelidest laadimiseks, mis lihtsustab veidi kogu skeemi. Kuna inverteri võimsus on suurem, on vaja kasutada alalisvoolu tööpingega 24V: Suurema pingega on vool väiksem ja akude ühendamiseks piisab peenemate kaablite kasutamisest. Muunduri ühendamiseks akuga kasutage vaskjuhtmeid, mille ristlõige on vähemalt 35 mm². Ühenduskaablid peaksid olema võimalikult lühikesed. Paigaldage muundur avatud alale, takistamata vaba õhuringlust.
Kui valgustamiseks on plaanis kasutada ka alalisvoolu, siis sellel juhul ühendatakse valgustusahel otse akuga. Kaitselülitit BP-65 kasutatakse aku kaitsmiseks süvatühjenemise eest. LEMONA Electronics spetsialistid soovitavad valgustusahelasse paigaldada täiendava kaitselüliti S2, 10A. Alalisvoolu koormus võib olla suurema võimsusega, kuid sel juhul tuleks valida kõrgema nimiväärtusega kaitselüliti ja kui see ületab 65A, siis tuleb valida suurema võimsusega süvalahenduse kaitsemoodul.
Sellesse süsteemi paigaldatud päikesepaneelide võimsus ületab 1,2 kW, seega on vajalik lisakaitse: päikesepaneelide vooluringis on ette nähtud 40A automaatne alalisvoolukaitse. Samuti on sellise süsteemi puhul vaja kasutada valgustuseks LED-riba tööpingega 24 V DC. 3. skeemis toodud LED-riba on ülikõrge kasuteguriga, isegi 175lm/W.
Kaitsemoodulit BP-65 juhitakse lülitiga J1, kõik alalisvoolu koormused lülitatakse sisse või välja. Kui on vaja juhtida üksikuid valgustuse tsoone, võib paigaldada iga tsooni jaoks eraldi lülitid.
Autonoomne energiasüsteem pikaajaliseks ja usaldusväärseks tööks
Joonisel 4 on kujutatud süsteem, mille inverter suudab taluda 1300 W pikaajalist koormust, maksimaalne lühiajaline koormus võib ulatuda isegi 3000 W-ni. Sellest võimsusest piisab kindlasti enamiku vajaduste jaoks, nagu külmkapp, valgustus või elektritööriistade laadimine. Kui soovite kasutada ka veekeetjat, on soovitatav valida väiksema võimsusega (mitte üle 1000 W), jättes reservi võimsuse teiste süsteemide toitmiseks, veendudes eelnevalt, et kõigi inverteriga (2300 VAC) ühendatud seadmete koguvõimsus ei ületa 1400 W.
Toodetud energia hulk sõltub ühendatud päikesemoodulite suurusest, arvust ja laadimisregulaatorist. Kui palju elektrienergiat võib skeemil kujutatud päikesemoodul „TSM-425DE09R.08“ keskmiselt päevas toota, on näidatud 5. pildil.
See ei ole garanteeritud energiahulk, kuid kui energiat kogutakse terve nädala jooksul, saab 100 Ah aku kindlasti täis laetud. Tuleb meeles pidada aku maksimaalset laadimisvoolu: AGM-tehnoloogia plii-happe akude puhul on maksimaalne lubatud laadimisvool tavaliselt 0,3 C, st 30 A (30 A saame, kui 100 Ah x 0,3; kui on ühendatud 200 Ah aku, võib maksimaalne laadimisvool ulatuda 60 A-ni). Süsteemi stabiilsuse suurendamiseks tuleks suurendada akude mahtavust. Sellisel juhul saab paralleelselt ühendada teise 100 Ah aku „CSB-GPL121000“ või kasutada kohe 200 Ah geelakut „NPG12-200 Ah“. Geelakude maksimaalne laadimisvool on 0,2 C.
Kuidas saada rohkem energiat?
Kui päikesepaneelide toodetavast energiast ei piisa on kõige lihtsam viis seda suurendada, ühendades olemasoleva paneeliga järjestikku veel ühe „TSM-425DE09R.08“ päikesepaneeli. Ilma muid muudatusi tegemata piiratakse laadimisvool 30 A-ni; sellisel juhul on kasu ainult siis, kui päikesekiirgus on väiksem. Kahe järjestikku ühendatud 425 W päikesepaneeli kasutamisel on vaja teist päikeselaadimisregulaatorit – VICTRON ENERGY „Smart Solar MPPT 100/50“ (SCC110050210) või tuleb kogu süsteem konstrueerida 24 V tööpingega. Sellisel juhul võib jääda sama „SmartSolar MPPT 100/30“ laadimisregulaator, kuid tuleb valida inverter, mis töötab 24 V sisendpingega. Võib valida sama võimsusega „Phoenix Inverter Compact 24/1600 230 V“ (CIN241620000) või suurema võimsusega „Phoenix Inverter 24/3000 230 VE.Bus“ (PIN243020000). Suurema võimsusega inverter pakub rohkem valikuvõimalusi, võimaldades toita suurema võimsusega koormusi. Kui plaanitakse tarbida rohkem energiat, tuleb seda ka rohkem koguda. Samuti on soovitatav inverter aku küljest täielikult lahti ühendada, kui seda ei kasutata ja see jääb pikemaks ajaks seisma: isegi puhkerežiimis tarbib inverter paar vatti (mida suurema võimsusega inverter, seda rohkem energiat tarbitakse puhkerežiimis). Vähem energiat tarbitakse, kui inverter lülitatakse „ECO“ töörežiimi. Lisateavet leiab kasutusjuhenditest: 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.
Mitme pliiaku järjestikku ühendamisel hakkavad järk-järgult muutuma parameetrid, sealhulgas akude sisetakistus. Näide: 24 V süsteem, kus järjestikku ühendatakse 2 akut. Muutunud sisetakistuse tõttu võib üks akudest olla pidevalt ülelaaditud, teine aga alalaaditud. Akude laadimispinge saab tasakaalustada, laadides
akusid perioodiliselt kõrgema pingega või kasutades akude tasakaalustusseadet. Tasakaalustusseade teostab pidevalt pingetasakaalustust, pikendades seeläbi akude eluiga.
Selles skeemis on paralleelselt ühendatud kaks 24 V akude ahelat (12 V + 12 V), selliseid ahelaid võib olla ühendatud rohkem. Tasakaalustusseadme ühendamiseks piisab täiesti 1–1,5 mm² ristlõikega juhtmetest, sest tasakaalustusvoolud ei ole suured. Akuahelate keskpunktid on samuti ühendatud. Akud ühendatakse inverteriga paksude ja võimalikult lühikeste kaablitega. Kaabli paksus tuleb valida maksimaalse voolu järgi: kui meil on 1500 W inverter, mida toidetakse 12 V-st, saame, arvestades inverteri efektiivsust, umbes 150 A voolu; kui kasutame 3000 W inverterit ja 24 V aku pinget, on vastavalt umbes 150 A voolu, kuid sellisel juhul on soovitatav kasutada vähemalt 35 mm² ristlõikega ühenduskaableid.
Skeem nr 4. Autonoomne elektrijaam aiamajale 1600 VA, 1200 Wh.
Pilt 5. Keskmine energiahulk, mida toodab 425 W päikesepaneel Kaunases.
Skeem nr 6. Tüüpiline aku tasakaalustusseadme ühendusskeem.
Pliiakude kasutamisel on oluline hoida neid pidevalt laetuna ja mitte jätta neid pikemaks ajaks sügavalt tühjaks. Soovitatav on, et minimaalne laadimistase ei langeks alla 30% ehk umbes 11,75 V. Lühiajalised suuremad koormused võivad akusid rohkem tühjendada, pärast nende lahtiühendamist pinge taastub veidi. Kriitiline piir on 10,5 V. Selle piiri saavutamisel tuleb aku kohe lahti ühendada ja laadima hakata (24 V süsteemi kasutamisel korrutatakse pinged kahega).
Teavet aku laadimistaseme, laadimis- või tühjendusvoolu kohta reaalajas ning hinnangut, kui kauaks energiat jätkub, annab mõõteseade „BMV-712 Smart“. Neid samu andmeid saab ka, kui kasutada lihtsa šundi ja „BMV-712 Smart“ mõõteseadme asemel VICTRON ENERGY „SmartShunt“ (SHU050150050). Teave on saadaval Bluetoothi kaudu, kui ühendada „SmartShunt“ oma mobiiltelefoniga. Telefonis peab olema installitud „VEconnect“ rakendus: https://www.victronenergy.com/victronconnectapp/victronconnect/downloads. „BMV-712“ seadmega saab samuti Bluetoothi kaudu ühenduda.
Kuidas kaitsta akusid sügava tühjenemise eest?
- Inverterites on sisse ehitatud kaitse aku sügava tühjenemise eest – see lülitub automaatselt välja, kui aku tühjenemise kriitiline tase on saavutatud.
- Energiasäästu aitab saavutada LED-ribade kasutamine valgustuses, mis on otseselt toidetud akudest.
- „BP-65“ seade on mõeldud alalisvoolu koormuste lahtiühendamiseks, kui aku kriitiline pinge on saavutatud.
- „CHR0006“ on väike muundur USB-A ja USB-C liidestega, mis on mõeldud erinevate seadmete laadimiseks ja toiteks.
- „DDR-120A-12“ – DC/DC muundur, mis stabiliseerib väljundpinget, mida kasutatakse valgustussüsteemi toiteks (aku pinge muutub sõltuvalt laadimistasemest, ilma selle muundurita muutuks valguse intensiivsus). Kui soovite kasutada 24 V akusid, tuleks valgustuse pinge stabiliseerimiseks kasutada „DDR-120B-24“ ja valgustuseks 24 V LED-ribasid. LEMONA electronics spetsialistid soovitavad valida need LED-ribad, mis toodavad 1 W energiast suurima valgusvoo, valguse tooni aga vastavalt vajadusele: 3000 K sobib hubaseks olemiseks, 4000 K töökeskkonda.
Aiamaja süsteem Cerbo GX ühenduskeskusega
Süsteemi paigaldamisel tuleb esmalt ühendada aku „MPPT-100/30“ laadimisregulaatoriga ja seejärel päikesepaneel. Lahtiühendamisel tuleb esmalt lahti ühendada päikesepaneel ja seejärel aku. Aiamajas on keskkond tavaliselt niiske, seetõttu on soovitatav paigaldada väljundis (230 VAC) lekkevoolurelee ja maandada inverter.
Allpool toodud skeemil nr 7 on kujutatud süsteem „Cerbo GX“ ühenduskeskusega. See on põhiline erinevus skeemil nr 4 kujutatud süsteemist. Samuti on selles skeemis ette nähtud valgustuse hämardamine läbi LED kontrolleri „SR-2501NS“.
Süsteemi kaugjälgimiseks on vajalik internetiühendus. Ühenduse tagamiseks soovitavad LEMONA electronics spetsialistid kasutada mobiilside ruuterit „RUT-241“. See on mugav, sest seda saab toita laias pingevahemikus. Ruuteri toide võib 1 A kaitsme kaudu olla otse ühendatud toitemagistraaliga „VBB115060020“, kuid on väga oluline mitte segi ajada ühenduse polaarsust. Ruuter ja „Cerbo GX“ seade ühendatakse otse akudega (pärast šunti), et isegi kriitilise aku tühjenemise korral saaks süsteem esitada teavet oma oleku kohta ja jääda juhitavaks. Stabiilsema ühenduse ja madalama energiatarbimise saavutamiseks on soovitatav kasutada GSM suunavat antenni „A7041“. Lisakuva võib ühendada „Cerbo GX“-ga, kuid see ei ole vajalik, kui kogu jälgimine on mugav mobiiltelefoni ekraanilt rakenduse kaudu. „Cerbo GX“ seadmega saab ühenduda ka Bluetoothi kaudu. GSM modemiga saab kasutada VICTRON ENERGY „VRM“ platvormi ja jälgida ning hallata aiamaja energiasüsteemi kõikjal maailmas, kus on internetiühendus. Rohkem teavet „VRM“ kohta: https://www.victronenergy.com/panel-systems-remote-monitoring/vrm
Internetiühendusega saab isegi väikeste kulutustega automatiseerida oma aiamaja, paigaldades automaatse kastmis- või turvasüsteemi. Valida tuleks sellised komponendid, mis on kõige kasulikumad ja vastavad isiklikele vajadustele.
Pildil nr 9 on kujutatud skeem, mis sisaldab mõningaid peamisi komponente, mida on vaja tüüpiliste ülesannete täitmiseks aias. Süsteemi põhikomponent on TUYA liides (gateway) „GW16-BLUE“. Kõik teised komponendid on ühendatud selle seadmega. Komponentide vahel puudub otsene juhtmega ühendus: komponendid suhtlevad omavahel raadiosignaalide kaudu (antud juhul kasutatakse turvalist Zig-Bee sideprotokolli). Lisaks edastavad seadmed üksteisele sõnumeid, suurendades seeläbi side ulatust ja töökindlust.
Skeem nr 7. Autonoomne energiasüsteem 3000 VA, 2400 Wh.
Pilt nr 9. Turva- ja kastmissüsteemi komponendid aiamajale.
Pildil nr 9 on kujutatud skeem, mis sisaldab mõningaid peamisi komponente, mida on vaja tüüpiliste ülesannete täitmiseks aias. Süsteemi põhikomponent on TUYA liides (gateway) „GW16-BLUE“. Kõik teised komponendid on ühendatud selle seadmega. Komponentide vahel puudub otsene juhtmega ühendus: komponendid suhtlevad omavahel raadiosignaalide kaudu (antud juhul kasutatakse turvalist Zig-Bee sideprotokolli). Lisaks edastavad seadmed üksteisele sõnumeid, suurendades seeläbi side ulatust ja töökindlust.
Ülemises osas on kujutatud jälgimissüsteemi osa:
- „NOUS-E3“ saadab signaali, kui anduri ja põhilise seadme vaheline kaugus suureneb – sobib uste ja akende kaitseks;
- kahte tüüpi PIR liikumisandurid – mõeldud ruumide kaitseks;
- jälgimiskaamera, mida saab paigaldada õue, toetab kahesuunalist häälside. Side abil on võimalik saada teateid sissetungide kohta ja jälgida ümbrust kaamera kaudu.
Teises osas on kujutatud komponendid, mis on mõeldud kastmise automatiseerimiseks ja muude seadmete juhtimiseks:
- „R7060“ – ventiil koos ajamiga, mille abil saab automaatselt või käsitsi avada veeklappi: nii on võimalik eelnevalt täita veepaak ja kasutada seda vahepealseteks kastmisteks (paaki saab täita ka vihmaveega). Kastmist saab automatiseerida niiskusanduri abil: saavutades teatud kriitilise pinnase niiskustaseme, toimub kastmine pinnase niiskusanduri „BSS-YC-STH-A-EN“ või keskkonna niiskusanduri „NOUS-E5“ kaudu. Muude seadmete käivitamiseks, mis on ühendatud elektrivõrguga – juhtlüliti „NOUS-B2Z“ kaudu (kui on olemas veekogu, saab sisse lülitada veepumba ja täita veepaagi).
Need on vaid mõned lihtsad lahendused, mida saab lihtsalt ja odavalt paigaldada oma koju või aeda. Kui on vajate teistsugust lahendust, on LEMONA electronics spetsialistid alati valmis leidma parima lahenduse, mis vastab iga inimese isiklikele vajadustele.
Soovitused oma elektritoite süsteemi paigaldamiseks:
- Pliiakude eluiga on lühem, kui neid regulaarselt sügavalt tühjendatakse.
- Kui hooajavälisel ajal ei ole vaja toidet turva- või seiresüsteemi jaoks, tuleb akud pärast kõikide koormuste lahtiühendamist täielikult laadida ja hoida temperatuuril mitte alla 0 °C, kuid mitte kõrgemal kui +20 °C.
- Soovitatav süsteemi paigaldamise protseduur - esmalt ühendada aku laadimiskontrolleriga ja seejärel päikesemoodulitega. Lahtivõtmisel on järjekord vastupidine: kõigepealt ühendame lahti päikesemoodulid, seejärel aku.
- Üheks olulisemaks ohutusnõudeks süsteemide paigaldamisel on õige läbimõõduga kaablite kasutamine akude ühendamiseks. Samuti on soovitatav kasutada võimalikult lühikesi kaableid. Skeemil 2. näidatud elektrisüsteemi paigaldamisel tuleb kasutada vähemalt 10 mm² ristlõikega kaableid ja skeemil 3. - vähemalt 35 mm².
- Pikselahenduse toime vähendamiseks on vaja päikesemoodulite karkassid maandada.
Nagu alati, kui teil on lisaküsimusi või soovite spetsialisti konsultatsiooni, võtke meiega ühendust ja LEMONA Electronics spetsialistid aitavad teil leida teie projektile parima lahenduse.