Sistema solar portátil de rastreamento automático: 9 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

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por: Dave Weaver

Esta construção é feita com extrusão de ranhura em T de alumínio. Escolhi esse material porque é limpo, leve e ótimo para trabalhar. Isso poderia muito facilmente ser construído com madeira, mas não seria tão resistente à luz ultravioleta e à umidade. Se você quiser ver mais informações sobre minhas construções solares, siga este link para o meu site Etsy. Esta é uma construção para um rastreador solar verdadeiramente portátil adequado para RV'ers. Ele usa um painel solar flexível que pode ser guardado com muita facilidade.

Enquanto a Terra girar, o Sol rastreará o céu de leste a oeste. Considerando que um painel solar está produzindo apenas sua potência nominal máxima quando está em ângulos retos com o Sol, é lógico que esses mesmos painéis estejam produzindo apenas energia máxima por uma parte muito breve do dia. Esses mesmos painéis, se girados a cada poucos minutos, seriam muito mais eficientes.

Há anos procuro painéis solares de rastreamento automático prático e econômico, mas eles não existem de verdade. Os que existem não são portáteis e são muito caros. Então decidi construir o meu próprio.

O sistema que construí é um sistema de eixo único construído com extrusão de alumínio em T, um conjunto robusto de rodas, um atuador de 12 Vcc e uma inclinação ajustada manualmente. Um painel solar de 50 watts foi usado, mas pode lidar com até 100 watts com modificações no design. Ele tem um controlador de carga solar, um componente de rastreamento solar acessível e um atuador para girar o painel solar. Basta conectar uma bateria de armazenamento aos fios de conexão rápida e carregar sua bateria de armazenamento. Se você precisar apenas de energia DC e usar apenas LEDs para fornecer luz durante a noite, você terá tudo o que precisa. No entanto, a maioria das pessoas ativas precisa de energia CA para rádios, TVs, cafeteiras e talvez até mesmo uma geladeira. Nesse caso, você vai querer comprar baterias adicionais para criar uma matriz e conectá-las a um inversor de potência de descida. Ou você pode comprar qualquer número de unidades de alimentação portáteis no mercado que irão combiná-los em um belo conjunto compacto e leve. O Goal Zero é o pacote de força ideal para este sistema.

Lista de materiais:

(1) painel solar de 50 watts

(1) Extrusão de fenda em T de alumínio de 36 "1" x 1"

(1) Extrusão de fenda em T de alumínio de 24 "1" x 2"

(2) Extrusão de ranhura em T de 10 "de alumínio 1" x 1"

(2) rodas de cortador de grama de 8"

(3) Placa de união em T de 5 furos

(2) Sacos 1 / 4-20 x 1/2 parafuso com porca em T

(1) 180 graus suporte pivô

(2) 90 graus protuberâncias

(1) atuador linear 12 V CC com curso de 12"

(1) rastreador solar Home CSP

(1) 36 comprimento de 1 / 2-20 toda linha

(2) porcas de travamento 1 / 2-20

(2) arruelas SS 1/2"

(1) saco de (10) 1 / 2-20 nozes

(1) Tira de união com 3 furos

(1) 36 comprimento de 1/2 cpvc

(1) caixa "J" de CPVC

36 de cabo CAT 5 ou qualquer fio de cobre trançado de bitola leve 4

Ferramentas necessárias

(1) Broca 11/64

(1) 1 / 4-20 torneira

Torneira de mão 1 / 4-20

3/16 T - chave inglesa

chave crescente

descascadores de arame

porcas de arame

fita isolante

mais detalhes medomyself.com

Etapa 1: Etapa 1: Montagem do mastro na base

O primeiro passo é montar o mastro com a base. O mastro é de extrusão de fenda em T de 36 "@ 1" x 1 ". A base é de extrusão de fenda em T de 24" @ 1 "x 2". Eles são conectados entre si por um suporte de 5 furos, também fabricado pela 80/20.

Coloque (4) parafusos 1 / 4-20 na linha inferior do suporte de 5 orifícios e (3) parafusos com porcas em T na linha superior do mesmo suporte. Não aperte ainda. Deslize os 3 lados furados do suporte no mastro. Deslize o lado com 4 orifícios do suporte na base. Posicione o suporte de forma que fique no meio. Aperte os 4 parafusos na parte inferior e, em seguida, assente o mastro firmemente contra a base com sua chave T. Aperte os 3 parafusos restantes.

Etapa 2: Etapa 2: Instalação do eixo através da base

Agora pegue a seção de toda a rosca e coloque-a no orifício central da base. Você precisará de aproximadamente 4 estendendo-se de cada extremidade para permitir que as rodas tenham folga suficiente. Coloque uma arruela 1/2 em cada extremidade e, em seguida, rosqueie uma porca 1 / 2-20 em cada extremidade. Aperte-as totalmente.

Agora pegue uma roda e coloque-a na extremidade do eixo, conforme mostrado. Rosqueie uma contraporca 1 / 2-20 em cada extremidade. Esta não é uma Ferrari, as rodas deveriam ter um pouco de folga e deveriam girar livremente.

Isso completa a base.

Etapa 3: Etapa 3: Instalação do braço e pé do atuador

A parte inferior da montagem é composta por (2) seções de 10 "de extrusão de 1" x 1 ". Uma seção é conectada ao mastro, a outra é montada no suporte de pivô de 180" e serve como uma perna. É aqui que você ajustará a inclinação.

O suporte em T mostrado na foto não é mais usado, em vez disso eu uso um suporte em T de 5 furos (os mesmos que serão montados no painel solar). Instale os parafusos e porcas em T no suporte e deslize para baixo no mastro conforme mostrado, aproximadamente 10 "acima do solo. Aperte os 3 parafusos no lado do mastro. Agora deslize (1) das seções de 10" de 1 "x 1" para o (2) lado do orifício do suporte e aperte.

Pegue a seção de 10 "restante da extrusão e instale o suporte pivô de 180 graus conforme mostrado. O botão giratório e o parafuso do carro devem ser desmontados antes da instalação. A seção de 10" para a perna precisa ser rosqueada apenas em uma extremidade. O nó de 90 graus é rosqueado na seção rosqueada da extrusão.

Etapa 4: Etapa 4: Instalação de suportes para painel solar

Esta etapa requer que você faça furos na estrutura externa do painel solar. Coloque um dos 5 suportes de furo no topo do painel solar e marque para onde vão os furos, isso deve ser no meio do painel. Faça isso também para o fundo. Faça (2) furos, os 2 furos externos, com uma broca 11/64 . Depois que os furos forem feitos, troque a broca com a torneira 1 / 4-20 e faça os furos. Você não precisará de lubrificante para essas torneiras.

Pegue as (2) protuberâncias de 90 graus restantes e instale-as no mastro conforme mostrado. Eles devem ser espaçados para coincidir com a distância entre os dois colchetes. Neste ponto, você tem duas opções, você pode inserir um dos parafusos de cabeça hexagonal 1 / 4-20 no suporte do painel solar e no nub. Você pode fazer isso para a parte superior e inferior. A alternativa é rosquear 2 seções pequenas de 1 / 4-20 all-thread, com cerca de 1,5 de comprimento com contraporca e espaçador de plástico na saliência. Isso permite que você deslize o painel para dentro e para fora facilmente.

Etapa 5: Etapa 5: Instalação do atuador e do hardware

Agora instale a tira de união de 3 furos no final da extrusão de 10 que se estende do mastro. Instale 2 parafusos de cabeça de botão e 2 porcas em T para prendê-lo, mas deixe o último furo vago.

O atuador vem com hardware de montagem. O suporte do cilindro em ângulo deve ser instalado no lado esquerdo do painel solar, conforme mostrado, usando as mesmas técnicas para os suportes do painel solar. Uma das extremidades tem uma porca de orelhas e a outra é fixada com pinos.

Pegue um parafuso 1 / 4-20 de 2 "de comprimento e passe-o pelo orifício vazio na tira de união e rosqueie uma porca de 1 / 4-20 para prendê-lo. Coloque um espaçador de náilon de 1/4" de altura no parafuso. vai reduzir o atrito. Agora rosqueie a porca borboleta 1 / 4-20 no parafuso para prender o atuador em uma extremidade. Instale o suporte do atuador no painel solar e fixe o curso rd do atuador.

O atuador não deve prender e deve percorrer todo o arco. Isso será testado mais tarde.

Etapa 6: Etapa 6: Instalando o Solar Tracker e a caixa de junção

O sensor é montado na extremidade do tubo CPVC de 1/2 . O sensor tem (4) fios, bateria plus, bateria menos, CW e CCW para o atuador. A pequena caixa de junção é montada 3/4 do caminho para baixo o CPVC e outra seção curta do CPVC se estendem para fora da parte inferior da caixa de junção, o suficiente para alcançar a parte inferior da moldura externa do painel solar. Este conjunto é preso ao painel solar usando braçadeiras de tubo. Os fios entrarão pela parte inferior e saia pelo lado para o controlador e para o topo no sensor.

O rastreador solar que usei é fabricado pela Home CSP. Usei o Tiny Tracker com todos os sistemas que construí e nunca tive um problema. Eu certamente recomendo usar um para o seu sistema.

Etapa 7: Etapa 7: Fiação dos componentes

Quanto à fiação de seu rastreador solar, você tem algumas opções. Se você estiver usando um painel solar de 50 watts e sua intenção for carregar uma grande bateria de armazenamento de ciclo profundo que está em um pacote de energia como o Xantrex ou sozinha, simplesmente conecte conforme mostrado.

Os conectores rápidos Anderson são usados para conectar tudo. Como este é um painel solar de apenas 50 watts, ele não produz muita corrente (<3 amperes), portanto, um pequeno controlador de carga de 7 amperes será suficiente. Eu escolhi instalar isso na parte de trás do painel solar com silício, mas seria melhor usar o controlador de carregamento que está embutido em alguns dos pacotes de energia mais comuns.

Etapa 8: Etapa 8: Preparação Final e Teste

O pacote de energia na foto é apenas algo que eu montei. Eu queria um pacote de energia muito mais leve que pudesse ser conectado em cadeia com outros pacotes de bateria para aumentar a capacidade de armazenamento. Usei uma caixa de bateria com um indicador LED de carga. Em vez de usar uma bateria de chumbo-ácido pesada, usei uma bateria LiFePO4 de 20 AH. Coloquei um inversor de potência modificado de 800 watts na parte inferior com um controle remoto montado na frente da caixa. Ele pesa apenas cerca de 15 libras.

Na foto ao lado, você notará que estou usando uma tomada de cigarro de 12 vdc para converter para os conectores anderson. Eu também uso um medidor "Watts Up" para medir a corrente de carga … bom ter.

Quando a energia é aplicada pela primeira vez, o atuador movimenta-se para o oeste, depois para o leste e para, após alguns momentos ele começa a buscar o sol. A partir desse ponto, o rastreador fará uma amostra da luz a cada 3 minutos ou mais. Este processo se repetirá até o pôr do sol. À noite, ele vai voltar para o leste e se pôr.

Instale o botão giratório longo com pino 1 / 4-20. Você precisará tocar na extremidade do mastro para instalá-lo.

Viagem de teste do atuador

Esta montagem não possui interruptores de limite, o atuador linear os possui embutidos, por isso você deve garantir que o painel solar possa se deslocar cerca de 180 graus de leste a oeste quando voltado para o sul. Se o painel prender ou não se deslocar o suficiente, afrouxe os parafusos de cabeça hexagonal 1 / 4-20 que prendem a tira de união de 3 orifícios e deslize para dentro ou para fora para aumentar ou diminuir o deslocamento. Reaperte.

Etapa 9: Etapa 9: Operação

Operação

A perna inferior do suporte deve ser dobrada para um transporte seguro. Para fazer isso, afrouxe o botão giratório preto e dobre a perna inferior de 10 na direção do mastro. Aperte novamente o botão.

Mova o suporte solar para uma área com uma visão clara do céu do sul. Posicione a alça no mastro de forma que fique voltada para o sul. Conecte o pacote de energia ao suporte solar.

Afrouxe o botão giratório inferior e incline a montagem para coincidir com o ângulo aproximado do sol. Aperte o botão. Em breve, seu painel começará a rastrear por conta própria.

Para mais detalhes e outras construções:

www.etsy.com/shop/BuildFromPlans

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Atenção - Disponível em janeiro de 2016 - Suporte Solar para Rastreamento Portátil

Na primeira semana de janeiro de 2016, apresentaremos um

sistema completo de monitoramento solar para aqueles que não querem mexer na construção de um a partir do zero. Estaremos lançando um rastreador solar de eixo único que irá lidar com um painel solar de até 100 watts. Incluirá:

Painel solar de 50 watts

Controlador de carga solar

Atuador 12 vdc

Solar Tracker

Montagem universal (lidar com painéis de até 100 watts)

Carrinho portátil com rodas

Eixo único automático (azimute)

Mecânico (inclinação)