Inversor conectado à rede DIY (não alimenta a rede) Alternativa de UPS: 7 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Este é um post de acompanhamento do meu outro Instructable sobre como fazer um inversor de ligação à rede que não realimenta a rede, uma vez que agora é sempre possível fazer isso em certas áreas como um projeto DIY e alguns lugares não permitem a alimentação há grade (e é bastante óbvio por que a grade não quer apenas alguém alimentando a grade, como explicarei um pouco mais tarde)

Minha última postagem

O conceito

Muitas pessoas querem ter painéis solares para reduzir seu impacto no meio ambiente ou reduzir o custo de sua eletricidade e há duas maneiras de fazer isso: desligar totalmente a rede, o que requer um grande banco sem baterias e um inversor decente ou subsidiando sua eletricidade com ambos rede e energia renovável usando inversores ligados à rede que alimentam sua energia de volta à rede. O problema é que desligar a rede nem sempre é possível, projetar um sistema que forneceria energia a tudo o que você deseja sem problemas seria muito difícil e pouco confiável. e com inversores ligados à rede, você precisaria de um eletricista qualificado para instalar o inversor de forma que ele esteja em conformidade com os regulamentos ao realimentar a rede, o que não é muito econômico para todos ou ideal para sua aplicação. portanto, minha solução é um sistema solar de pequena escala com um "inversor sem feedback conectado à rede" usando componentes básicos facilmente disponíveis. isso permite que você produza e use sua própria eletricidade sem alimentar a rede, mas ainda poderá usar a energia da rede quando acabar.

Etapa 1: o princípio básico (uma visão geral que explica as mudanças)

Portanto, algumas coisas mudaram desde o último upload sobre o inversor vinculado à rede, uma delas é que eu não estou mais usando no-break (fonte de alimentação ininterrupta). Isso é por algumas razões, as principais são que eu não fui capaz de puxar a quantidade de eletricidade que eu precisava sem sobrecarregar o "no-break", ponto em que os recursos de segurança seriam interrompidos e desligados, o que não é ótimo quando você precisa desbloquear vários itens para ligar um no-break! outro problema que estava enfrentando era que a corrente contínua estava excedendo a classificação dos relés, o que significa que tive que dobrá-los para tentar reduzir a corrente, mas ainda estava quente.

Eu também me afastei do complexo sistema de comutação que usava relés e ssr, simplesmente porque quando você tem problemas, encontrar falhas pode ser difícil e enganar um "UPS" para comutar não é a maneira mais perfeita de eletricidade, e que quando eu estava puxando muita corrente, você notava coisas como cintilação de luz e alguns dispositivos não gostavam, principalmente computadores!

Como resultado, eliminei os circuitos UPS e Relay e os simplifiquei com itens comuns que são igualmente acessíveis para a maioria das pessoas e atualmente é minha maneira preferida de controlar meu sistema.

Etapa 2: Peças usadas e breve descrição

Então, finalmente, podemos entrar em tudo o que usei neste projeto e, desta vez, serei mais aprofundado!

Mas, primeiro, um pequeno aviso de segurança. Este projeto envolve eletricidade CA (corrente alternada) e CC (corrente contínua), ambas extremamente perigosas e podem causar danos ou até mesmo matar se não forem instaladas corretamente. Se você NÃO sabe o que está fazendo ou compreende totalmente, não tente este ou outros projetos elétricos de natureza semelhante. Dito isso, qualquer pessoa pode aprender essas coisas, basta procurar a ajuda de pessoas que entendem e fique seguro!

Peças (vinculadas a lugares para comprar):

• Controlador solar MPPT Victron Energy
• Painel fotovoltaico Sun Tech 275w
• 20A PWM Charge Controller
• Painéis solares de 20W
• Bateria PowerLine Leisure 100AH 12V
• APC 16A ATS (chave de transferência automática)
• Bateria Victron Energy Protect 65A
• Inversor de onda senoidal pura 12v 500w
• Sonoff Wifi Controller
• Unidade de consumo de 2 vias com interruptor principal RCD

Descrição rápida:

• Controlador solar MPPT Victron Energy

  Controla o carregamento das baterias do array de 275w pv, diminui a saída de 30v para 13v para carregar as baterias e para de carregá-las quando estiverem cheias

• Painel fotovoltaico Sun Tech 275W

  Eles convertem a luz solar em 30v dc que vai para um controlador de carga para carregar as baterias. Trouxe as danificadas por um preço baixo e depois as consertei com uma resina transparente

• Controlador de carga 20A PWM (modulação por largura de pulso)

  Faz o mesmo que o primeiro controlador de carregamento, apenas para uma corrente mais baixa, é usado para obter energia do meu painel solar de 20 w e é conectado em paralelo com o primeiro controlador de carregamento

• Painéis solares de 20W

  Pega energia do sol e a converte em energia CC

• Bateria PowerLine Leisure 100AH 12V

  É aqui que toda a eletricidade produzida é armazenada

• APC 16A ATS (chave de transferência automática)

  Este dispositivo é o cérebro e alterna entre um inversor e a rede (explicação mais detalhada adiante)

• Bateria Victron Energy Protect 65A

  É um corte de baixa tensão para impedir que você gaste as baterias completamente

• Inversor de onda senoidal pura 12v 500w

  Converte 12V DC e o transforma em onda sinusoidal AC 230V (como energia da rede)

• Sonoff Wifi Controller

  não é excessivamente necessário, mas permite que você controle os circuitos sem fio conectados a ele via WiFi

• Unidade de consumo de 2 vias com interruptor principal RCD

  Proteja você e seus circuitos de falhas que podem ocorrer a partir de dispositivos que você conecta ou falha que um inversor pode causar (irá entrar em mais detalhes por que você deve ter isso)

Etapa 3: Diagrama simples para mostrar como isso funciona e explicação

Então, para cortar um curto andar, em vez de usar um "ups", estou agora usando uma chave de transferência automática e um inversor. O switch de transferência automática permite duas entradas de energia e muda para a outra quando uma falha, você também pode escolher qual é a padrão.

Essas chaves são usadas principalmente para grandes servidores para alternar de um para outro sem problemas e permitem a comutação de até 16 amp. O que quando você leva em consideração um circuito radial normal conectado em um cabo de 2,5 mm conectado a um MCB de 16 A no Reino Unido, será mais do que suficiente para minhas necessidades de comutação e, uma vez que tudo isso está contido em um dispositivo, é muito mais seguro e mais simples.

então a forma como eu conectei este sistema, é que o inversor está conectado ao protetor da bateria, isso desliga a tensão CC para o inversor quando não há energia suficiente nas baterias. O inversor é então conectado à chave de transferência automática junto com a rede e eu configurei o "ATS" para usar a fonte de alimentação como padrão (este é o inversor) agora, quando a proteção da bateria desliga o inversor, o "ATS" irá transferir perfeitamente à rede e de volta ao inversor assim que as baterias estiverem recarregadas.

*** Recurso adicionado ***

O interruptor sonof wi-fi funciona fora do banco de bateria de 12v e está conectado ao controle remoto do protetor de bateria, isso significa que posso controlar se o inversor está ligado ou desligado via Alexa ou meu telefone, configurei alguns temporizadores nele como bem, uma vez que não estou em casa durante a maior parte do dia, o inversor não será realmente ligado até cerca de 14:00, isso significa que na maior parte da manhã minhas baterias estão carregando e posso ficar com a bateria do banco até tarde da noite, aproveitando ao máximo a energia ive gerada. e que eu posso controlar automaticamente o inversor sem ter acesso direto a ele.

Etapa 4: Tipos de inversor

Por que escolhi usar uma onda senoidal pura em vez de uma onda senoidal modificada mais barata.

Bem, a verdade é que não tive escolha. Eu originalmente fiz essa configuração com uma onda senoidal modificada de 2.000 W e tive problemas porque a chave de transferência automática não era capaz de alternar perfeitamente, ela tinha que cortar a energia completamente e reiniciar toda vez que trocava, sem mencionar que a onda senoidal modificada faz um som de zumbido irritante em tudo que você conecta a ele. então eu tive que mudar para uma onda senoidal pura e o "ATS" funcionou perfeitamente.

Depois de examinar isso um pouco mais, descobri que a razão pela qual o inversor de onda senoidal modificado não funcionava com o "ATS e a energia da rede" por causa do que é chamado de "mashing de fase", que é quando o "ATS" tenta empurrar um onda senoidal modificada em uma carga que já está aceitando uma onda senoidal perfeita, e quando você olha para uma imagem de uma onda senoidal modificada e uma onda senoidal pura, você pode ver por que os dispositivos não gostam de comutar instantaneamente. inversores senoidais puros funcionam porque é o mesmo que as grades acenam.

E é por causa da mistura de fases que a grade não quer apenas que ninguém seja alimentado nela e que você precisa de permissão para que eles possam ver seu sistema e se certificar de que funciona corretamente e se desligaria com segurança e não alimentaria sua energia se houvesse um corte de energia. é tudo para manter as pessoas seguras.

Etapa 5: usando uma unidade consumidora

O consumidor na foto acima é aquele que instalei após a chave de transferência automática, porque, ao contrário de um no-break, a chave de transferência não pode detectar falhas em um sistema, então se o disjuntor que alimenta o lado da grade de seus Ats desarma por causa de uma falha na carga lado deste sistema ele poderia potencialmente mudar para o inversor e sua falha ainda estaria viva e perigosa, o objetivo de um rcd é proteger contra desequilíbrios de corrente para que ofereça maior proteção às pessoas, visto que o mcb protege o circuito de danos.

é sempre bom ter em mente que, a maioria dos dispositivos de proteção estão lá para proteger o circuito, não você, este é outro motivo pelo qual é bom ter esta unidade consumidora no lado da carga de um "ATS", porque ela protegerá o inversor de curto circuitos e sobrecargas, bem como dispositivos que podem apresentar defeito.

Como um (Aprendiz) eletricista, o objetivo é que haja discriminação entre os circuitos, ter uma unidade consumidora protege suas cargas solares de afetar os aparelhos da rede normal, uma vez que este é apenas um sistema de pequena escala e é mais provável que ele desarme antes de sua casa disjuntor. sempre melhor estar morto e seguro!

se eu fosse melhorar este sistema, trocaria o mcb por rcbos, pois eles oferecem a máxima proteção para você e seu equipamento

Etapa 6: O que vem a seguir (o futuro)

como sempre, este é um projeto de progresso em funcionamento e as próximas coisas que procuro fazer são;

banco maior

Mais painéis solares

Mais Ats

Inversor maior

Etapa 7: Visão geral do vídeo em breve

o vídeo estará no ar no dia seguinte ou depois