Как я могу запустить Pi на солнечной энергии?

Кто-нибудь успешно настроил свой Pi для работы на солнечной энергии? Если это так, то каков будет самый дешевый способ разумного и надежного достижения этого с использованием комбинации солнечных элементов / батарей / регуляторов напряжения?

Это просто сборка панелей, которые дают необходимый ток, регулирование напряжения и подача резервной батареи, или есть что-то еще, о чем я должен знать?

Есть несколько вещей, о которых вам нужно знать, если вы хотите построить свой собственный источник солнечной энергии.

Главное, что выходное напряжение солнечных элементов может сильно варьироваться в зависимости от падающего солнечного света (насколько это солнечно).

Простые нерегулируемые солнечные панели, которые продаются как «зарядные устройства», часто предназначены для 12 - вольтовых « глубоких » батарей для отдыха, но могут измеряться при разомкнутой цепи 18 В или более при ярком солнечном свете (даже в Великобритании * 8 '). Внутреннее сопротивление батареи удерживает это напряжение до уровня батареи, но без него напряжение выше номинального может повредить напрямую подключенную электронику, если оно не отрегулировано.

Таким образом, вы должны смотреть либо на регулирование солнечной панели, либо на снижение ее мощности с помощью батареи, а в идеале и того, и другого. Использование батареи также позволяет вам накапливать избыточную выработку энергии и подавать энергию, когда мощность от солнечной панели падает, а это значит, что вы можете сойти с рук с солнечной панелью, размер которой соответствует вашим средним потребностям в электроэнергии, а не один размер для вашего максимума сила нужна.

Если вы хотите, чтобы размер солнечной панели и батареи был минимальным, вы можете рассчитать общую ожидаемую мощность нагрузки, среднюю выработку электроэнергии в течение года и емкость батареи, чтобы вы могли провести ночь и зимние месяцы.

В ответах на мой вопрос о замене стека электроники есть несколько полезных советов о зарядке от солнечных батарей , в том числе информация о том, как рассчитать, достаточно ли солнечного света в вашем районе для вашего применения для данной комбинации солнечных батарей и батарей, используя информацию о местоположении от компании Gaisma. ,

Возможно, стоит взглянуть на зарядные устройства Solio со встроенными солнечными батареями, регуляторами напряжения и резервной батареей. Они также, скорее всего, будут иметь правильное подключение питания для Raspberry Pi.

Вам не следует подвергать Raspberry Pi воздействию прямых солнечных лучей, так как это может вызвать проблемы (например, перегрев или повреждение некоторых типов компонентов, таких как конденсаторы). УФ-излучение не выгодно для электроники. Кроме того, я думаю, что у вас все будет хорошо, если у вас есть резервная батарея и регулятор качества.

Обратите внимание, что вы можете легко защитить электронное устройство от ультрафиолетового излучения, поместив его в непрозрачный контейнер, что подойдет простая картонная коробка, или вы можете обернуть его в конструкционную бумагу. Даже прозрачный стеклянный или пластиковый корпус отфильтровывает большую часть ультрафиолета. Затем вы можете провести проводку от солнечной панели к Raspberry Pi через отверстие в вашем корпусе.

Вот моя установка: 30-ваттная солнечная панель с зарядным устройством на 12 вольт, подключенным к 12-вольтовой батарее на 33 ампер-часа. При выключенном аккумуляторе у меня есть выпрямитель от 12 до 5 вольт, который безопасно сбрасывает напряжение до 5 вольт, которые я вставил в кабель micro USB.

Он успешно работает уже два дня. Я хотел бы поэкспериментировать с меньшей батареей и панелью, но, исходя из моей математики, в моей настройке есть дополнительные отступы как для батареи, так и для панели. Я открыт для улучшений, хотя.

Как минимум, вам нужны: солнечная панель, контроллер заряда, батарея глубокого цикла, понижающий преобразователь постоянного тока (для снижения напряжения батареи до 5 В), оборудование для монтажа панели, что-то, чтобы разместить все компоненты.

Хитрость заключается в том, чтобы определить размеры солнечных компонентов, и это зависит от того, сколько солнечного света вы получаете и какой запас энергии вы хотите. Тем не менее, даже в самых лучших обстоятельствах, я считаю, что в большинстве мест было бы сложно питать Pi 24/7/365 с панелью мощностью менее 30 Вт и батареей 12 В 5AH AGM SLA.

Причина в том, что панель должна обеспечивать достаточное питание, чтобы не только поддерживать работу Pi в течение дня, но и заряжать батарею, чтобы поддерживать работу Pi ночью. Пи потребляет примерно 1,5 Вт. Для 24 часов работы это 1,5 Вт x 24 часа = 36 Вт часов. Батарея 12 В 5AH AGM SLA теоретически может обеспечить 60 Вт электроэнергии. Но вы никогда не хотите сливать свинцовую кислоту более чем на 50%. Также всегда есть недостатки. Таким образом, вы получите только 23 ватт-часа от батареи. Этого достаточно, чтобы получить Pi в течение ночи - но только если батарея была полностью заряжена для начала. И вот где мощность панели становится важной.

Панель мощностью 30 Вт теоретически может обеспечить 30 Вт в час при «пиковом солнечном свете». Но реально вы получите только 23 Вт от панели. Таким образом, вам потребуется 1,6 часа пикового солнечного света (1,6 часа x 23 Вт = 36,8 Вт-часов), чтобы питать Pi, использующий 36 Вт в день. Вы можете проверить онлайн, чтобы увидеть, сколько часов пик солнечного света получает ваш район. Вы хотите в среднем на зиму.

Например, в Сиэтле, штат Вашингтон, зимой в среднем только 1,6. Так что панель 30W просто сделает это. Но это все еще предполагает, что вы будете получать как минимум 1,6 часа солнечного света в день. В действительности вы можете провести дни без солнечного света вообще. Вот почему вы хотите увеличить размер панели + аккумулятор для резервного питания.

Поэтому было бы весьма необычно питать Pi с панелью 150 Вт и батареей 75 Ач. Многие скажут, что это излишне. Но это не так, если вы хотите зарезервировать энергию для облачных дней.

Я использую немного другой подход ... Я использую полноразмерный солнечный комплект от Harbor Freight. Я заряжаю обычную 12-вольтовую батарею глубокого цикла и подаю 12 вольт на инвертор переменного тока от 12 до 120 вольт.

Это обеспечивает 120 вольт для питания пи и монитора HDMI в одном кадре. Из-за подачи прямоугольной волны на источник питания Pi, я использую 5-амперный источник питания для сусла, чтобы позаботиться о падении напряжения. Монитор работает нормально от 120-вольтового инвертора переменного тока.

Есть компания, которая делает эти вещи для Raspberry Pi, они называются PiJuice с портативным аккумулятором, а солнечные панели могут быть добавлены в качестве дополнений. :

https://www.kickstarter.com/projects/pijuice/pijuice-a-portable-project-platform-for-every-rasp