Приветствуем вас на нашем сайте. В этой статье мы решили поделиться своими идеями по организации автономного освещения на заданной площади или территории. Для реализации этой задачи, в современном мире электротехники, последовательно произошли несколько удачных изобретений. А именно: появление светодиодных ламп, надёжных и относительно недорогих солнечных батарей и разнообразие типов аккумуляторов. Вы скажете, что всем этим названиям уже не один десяток лет. И это правда. Особенность настоящего момента в том, что КПД и стоимость эти приборов существенно отличаются от того, что было не так давно. Именно по этой причине мы стали чаще наблюдать на опорах освещения присутствие солнечные батареи.

И так, давайте посмотрим на компоненты осветительной системы. В ней есть: источник энергии, накопитель и осветительный прибор. Каждый из этих элементов заслуживает внимания и подбора под конкретную задачу. Сейчас мы остановимся на накопителе энергии, или аккумуляторе. Он является частью любой гелиосистемы, работающей на генерацию электричества. Главное его предназначение – согласовать источник энергии, который целиком зависит от инсоляции, и нагрузку, а ей управляете вы. Например, Солнце светит днём, а электричество нам требуется ночью.

За простым названием «аккумулятор» стоит ряд определённых требований. В первую очередь это емкость. Она должна быть достаточной, для обеспечения потребителя энергией на весь период отсутствия инсоляции. А далее нужно применять критерии к каждому типу аккумуляторов:

• скорость заряда. Этот фактор определяет способность собрать всю энергию от фотоэлемента, особенно при максимальной инсоляции. И при этом не разрушаться от максимальных токов заряда.
• количество циклов заряд/разряд. Для задачи освещения такой цикл равен одним суткам. Поэтому, аккумулятор, который прослужит год, исходя из этого критерия, не является хорошим выбором. Согласитесь, менять прибор каждый год, дорого и хлопотно.
• ток саморазряда. Он показывает, как надёжно аккумулятор может хранить энергию без нагрузки. Когда ток саморазряда соизмерим с током нагрузки, то КПД источника (солнечной батареи) резко снижается.
• способность сохранять работоспособность в условиях полного разряда. Этот критерий так же связан с устойчивостью аккумулятора в предельных режимах, и направлен на увеличения срока службы прибора.
• условия эксплуатации. Температура, влажность, механические воздействия, частота обслуживания. Выполнение заявленных условий эксплуатации от производителя пропорционально влияют на стоимость полученного кВт/ч электроэнергии.

Как вы заметили, подбор аккумулятора для системы освещения, перестал быть простой задачей. Поэтому здесь нужно либо разбираться самому, либо приглашать специалиста. И для тех, кто предпочитает вникать в суть и принимать решение, требуется всесторонне осознанное задачи. И с этой целью мы продолжим разговор о литий-феррум-фосфатных аккумуляторах.

Литий-ферум-фосфатные аккумуляторы (LiFePO4) собираются из элементов, рабочее напряжение которых находится в пределах 3,0В-3,2В. Необходимое напряжение и ток потребления достигается последовательным, параллельным, или комбинированным соединением этих элементов. Указанное напряжение на элементе и на аккумуляторной сборке стабильно, и не требует дополнительной регулировки.

Скорость заряда аккумулятора LiFePO4 высокая. Это связано с разрешённым током заряда. Когда ток заряда составляет коэффициент 2 от ёмкости аккумулятора, тогда 100% заряда произойдёт за 30мин. При этом, 80% заряда аккумулятор набирает за 15мин. И такой режим тут является неразрушающим.

Срок службы аккумулятора LiFePO4 от 2000 до 4000 циклов заряд/разряда в зависимости от глубины разряда. При глубоком разряде возможно до 2000 циклов заряд/разряд, а в буферном и малоразрядном режиме может быть до 7000 циклов. Т.о., срок эксплуатации литий-феррум-фосфатных аккумуляторов может составлять до 20 лет.

Литий-феррум-фосфатные аккумуляторы можно хранить в разряженном состоянии гораздо дольше, по сравнению с аккумуляторами GEL и AGM. При глубоких разрядах (до 100%) емкость LiFePO4 падает незначительно, около 20% за 2000-4000 циклов. Тогда как у свинцово-кислотных аккумуляторов емкость при глубоком разряде может упасть до 40% за 200-300 циклов – меньше чем за год.

Аккумуляторы LiFePO4 являются полностью необслуживаемыми и считаются самыми безопасными среди всех известных видов аккумуляторов.

Мы перечислили характеристики элемента LiFePO4. Как было сказано выше, для получения заданных напряжения и тока, их соединяют в сборку. Управление работой каждого элемента в сборке, в аккумуляторе выполняет контроллер. Именно контроллер следит за током заряда каждого элемента и балансирует каждую его ячейку. Он так же отслеживает глубину разряда каждого элемента, и отключает, при необходимости, аккумулятор от нагрузки. Тем самым защищает аккумулятор от перезаряда. Благодаря работе контроллера достигаются такие высокие показатели по сроку службы прибора.

Остаётся обсудить стоимость аккумулятора LiFePO4. Она значительно выше свинцово-кислотных аккумуляторов (примерно в 2 раза). При этом не самая высокая в мире аккумуляторов. На наш взгляд, именно благодаря появлению LiFePO4 аккумуляторов автономное освещение стало доступным. И сейчас возникает всё больше ситуаций, когда автономное освещение становится выгодней, чем традиционное, проводное.

Мы предлагаем вам поразмышлять на затронутую тему и при желании обсудить возникшие вопросы по аккумуляторам, солнечным батареям, диодным осветительным приборам.

Мы приветствуем Вас на нашем сайте. В этой статье мы расскажем об электродвигателях, которые работают в Солнечном концентраторе «Солар-CR3L». Думаю, вы уже познакомились с принципом работы концентратора и знаете, что его зеркальная линза постоянно «смотрит» на Солнце. Такое слежение за Солнцем обеспечивают два двигателя. И сейчас, наша история о них.

Изначально, подбирая двигатель для установки, мы ориентировались на усилие, которое он должен развивать и на скорость, которую он должен обеспечивать. Обычные электродвигатели, работающие от батарейки, имеют высокую скорость вращения вала и их вал можно остановить рукой. Поэтому у нашего двигателя появился понижающий редуктор. Редуктор от английского reduce –уменьшение, снижение. И узел получил название – мотор-редуктор. Сейчас на установке CR-3L работает электродвигатель мощностью 7Вт, и редуктор, который развивает усилие на валу 35 кг/см (фото 1).

Устройство с такими характеристиками полностью подходит под задачи концентратора. Двигатели установки обеспечивали слежение линзы за Солнцем. Наведение происходило с необходимой точностью. Порывы ветра и обильные снегопады не влияли на работу системы слежения. Нам оставалось только проверить работу оборудования временем. У нас получилось ускорить «старение» оборудования. Это случилось в условиях морского климата. Высокая влажность и ионы морской соли увеличивают скорость коррозии металла. По результатам испытаний, мы заменили некоторые материалы установки (об этом расскажем в следующих статьях), и нашли новые инженерные решения для сложных узлов установки.

Так в нашем мотор-редукторе начал работать бесколлекторный двигатель. Мы убрали из электрической цепи открытые контакты (щётки), тем самым исключили остановку двигателя из-за нарушения электроконтакта.

Во второй части узла, в редукторе, мы вернулись к цепочке шестерёнчатых передач. Но с поправкой на материалы. Шестерни сейчас изготовлены из высоколегированной стали. Для работы такого механизма не нужна регулярная смазка. В результате редуктор получился надёжным и неприхотливым.

Подведём итог. Мы собрали хороший двигатель для работы в нашей установке. Он отвечает всем требованиям эксплуатации, с которыми нам довелось столкнуться на практике. Мы довольны своей работой, надеемся результат порадует и вас. В наших планах сделать установку более мощную, предназначенную для отопления дома, площадью около двухсот метров.

Будем рады ответить на ваши вопросы и узнать ваше мнение.

Здравствуйте, посетитель нашего сайта. В наших рассказах о солнечном концентраторе (далее СК) мы постепенно перешли от изложения принципов построения конструкции и систем к конкретным деталям. Из деталей складывается надёжная и безопасная работа оборудования в целом. И сейчас речь пойдёт об опции, которая защищает оборудование от перебоев в электропитании.

В каждой системе СК есть электроприборы. Поэтому обесточенная установка просто останавливается. А если это происходит в режиме генерации тепла, то может вызвать необратимый процесс – выход из строя некоторых узлов. За нашу практику эксплуатации СК мы предусмотрели разные нештатные ситуации и написали программы для их нейтрализации. Главным условием нормальной работы оборудования является обеспечение ему бесперебойного электропитания.

На сегодняшний день мы предлагаем два варианта решения этой задачи. Первый вариант – установка на СК солнечной батареи (фото 1). Она стоит на панели зеркал, и постоянно смотрит на Солнце. Её мощность 3Вт. Этого достаточно для потребностей СК. В случае отключения внешнего электропитания, оборудование продолжает работать в штатном режиме, пока на батарею светит Солнце. Таким образом, исключается ожёг оборудования концентрированной солнечной энергией. У солнечной батареи ниже, чем у «линзы» зеркал требования по направленности на Солнце. Поэтому кратковременная остановка оборудования из-за появления туч или прихода дождя не повлечёт выход оборудования из строя. При появлении Солнца, даже в дымке, возобновляется его работа - происходит наведение линзы на Солнце и отрабатывается полный цикл всех систем установки.

Второй вариант обеспечения бесперебойного питания выполнен на основе аккумулятора. Мы используем литий-железо-фосфатные аккумуляторы LiFePO4, ёмкостью 6Ач. Их ёмкости хватает на 9ч непрерывной работы СК. Заявленный срок службы аккумулятора 20 лет. В этом варианте, блок управления СК программируется на работу с аккумулятором. Он обеспечивает его подзарядку от внешнего источника питания и берёт энергию от аккумулятора, в случае аварийного отключения штатного питания.

Выбор параметров для обоих вариантов продиктован их стоимостью. Они примерно одинаковы: опция с солнечной батареей стоит 3т.р., с аккумулятором – 2т.р. И самое главное - они надёжно берегут оборудование от перебоев в электропитании.

Подведём итог. Настоящее профессиональное оборудование исключает влияние любых нештатных факторов, делая свою работу безукоризненной. Мы тоже в это вкладываем силы и находим практические решения. Будем рады услышать ваше мнение в вопросе обеспечения бесперебойного питания.

Система наведения солнечного концентратора (далее СК) предназначена для слежения за движением Солнца от восхода до заката. Такое слежение необходимо для сбора максимального количества солнечной энергии в течение всего светового дня. Следовательно, энергоэффективность СК напрямую зависит от точной работы системы наведения. Именно по этой причине мы уделяем особое внимание технической стороне связанной с реализацией функций системы наведения.

В настоящей статье поговорим об исполнительных устройствах системы наведения, т.е. о мотор-редукторах. Этот узел обеспечивает поворот панели зеркал относительно платформы-основания в горизонтальной и вертикальной плоскости.

Как оборудование, мотор-редуктор должен удовлетворять следующим требованиям:

• при заданной частоте вращения развивать усилие на валу, эквивалентное нагрузке при худших, из возможных, условиях работы;
• быть надёжным и по возможности малообслуживаемым оборудованием;
• иметь низкое энергопотребление.

В результате проделанных проектно-испытательных работах, было найдено решение, удовлетворяющее данным требованиям. Функциональная схема всего исполнительного узла показана на Рис.1.

В мотро-редукторе применены шаговые электродвигатели (см. Рис. 2). Для запуска шагового электродвигателя необходим соответствующий драйвер. По сути, это набор электронных ключей, которые работают по сигналам от устройства управления. Устройство управления включает и останавливает двигатель, задаёт частоту и направление вращения (см. видео «Электродвигатель»). Задана частота вращения двигателя 120 об/мин.

Для снижения частоты вращения и увеличения усилия на валу, в нашем сборочном узле используется двухступенчатый редуктор. Первая ступень редуктора имеет циклоидальную передачу, с понижающем коэффициентом 15 (см. видео «Циклоидальная передача»). Вторая ступень – планетарная передача, коэффициент 4 (см. видео «Планетарная передача-вход» и «Планетарная передача выход»). Работа сборочной конструкции показана на видео «Мотор-редуктор».

В результате мы изготовили и собрали исполнительное устройство, которое развивает на валу Ø36мм усилие в 11кг (см. видео «Измерение момента силы»). Это соответствует моменту силы 20кг/см.

В нашем случае, данный мотор-редуктор поворачивает панель зеркал на платформе-основании по углу и по азимуту, тем самым осуществляя наведение системы на Солнце.

Положительными сторонами нашего исполнительного устройства являются:

• высокое усилие на валу 20 кг/см;
• самый большой мото-ресурс в силовом классе, т.к. отсутствуют трущихся детали (щёточного механизма нет, вал вращается в подшипнике качения);
• точная установка нужных параметров программным способом;
• небольшие габариты (80х80х120);
• по затратам - очень бюджетный вариант.

Данное исполнительное устройство может быть применено в различных системах, где требуется движение частей оборудования относительно друг друга с заданной точностью. Мы решили свою задачу, мы поможем решить и вашу задачу.