Сегодня некоторые в Европе обеспокоены ростом цен на энергоносители, и даже если все опасения, связанные с этим, исчезнут в одночасье, мы обязательно увидим некоторый рост цен. Как хакер, вы можете внимательно изучить энергоемкие устройства в вашем доме и даже принять меры в отношении них. Итак, [Петр] установил несколько солнечных панелей на своей крыше, но не смог придумать, как законно подключить их к общественной сети или хотя бы к сети 220 В в своей квартире. Конечно, хорошее решение — построить отдельную параллельную LVDC-сеть и разместить в ней кучу устройств!
Он выбрал напряжение 48 В, потому что оно достаточно высокое, эффективное, легко получить такие вещи, как DC-DC, безопасное с юридической точки зрения и в целом совместимое с его установкой солнечных батарей. С тех пор он держал такие устройства, как ноутбуки, зарядные устройства и светильники, на шинах питания постоянного тока, а не подключал их напрямую, а его домашняя инфраструктура (включая стойку, полную плат Raspberry Pi) вполне готова к работе 24 часа в сутки, 7 дней в неделю. рельсовое 48В. Имеется резервное питание от штатной сети переменного тока на случай пасмурной погоды, а в случае отключения электроэнергии две огромные батареи LiFePO4 обеспечат питанием все подключенное оборудование напряжением 48В до двух с половиной суток.
Устройство произвело и потребило 115 кВтч за первые два месяца — огромный вклад в хакерский проект по обеспечению энергетической независимости, а в сообщении в блоге достаточно подробностей для всех ваших потребностей. Этот проект является напоминанием о том, что проекты низкого напряжения постоянного тока являются хорошим вариантом в местном масштабе – мы видели жизнеспособные пилотные проекты в Hackcamp, но вы также можете построить небольшой ИБП постоянного тока, если хотите. Возможно, скоро мы найдем выход для такой сети.
Базовые станции сотовой связи в настоящее время используют напряжение 48 В. Мне нужно создать что-то подобное для проекта по надзору за районами.
Я думал об использовании некоторых серверов HP DL360 дома с солнечными панелями и батареями без источников питания 48 В постоянного тока, которые подходили бы для этих серверов и позволяли бы избежать неэффективности преобразователя постоянного тока в переменный, но затем я увидел цену этих блоков питания в 48 В. ВДК. … БОЖЕ МОЙ. Окупаемость инвестиций до 2050 года!
48 В было напряжением шины в телекоммуникационных системах со времен Строугера (с гигантскими батареями) и было перенесено в оборудование оптоволоконных сетей.
Да, вся телекоммуникационная отрасль работает на 48 В постоянного тока. От старых аналоговых коммутаторов до современных базовых станций сотовой связи. ИТ-центры обработки данных обычно питаются от сети переменного тока.
ХОРОШО Единственный недостаток этой установки (при условии, что другая половина одобрена и хранится в безопасном месте, вдали от домашних животных и детей) заключается в том, что как только локальное хранилище энергии заполнено, избыточная энергия тратится впустую, когда вы находитесь так близко к сети. межсоединения идут, наверное, действительно обидно, что эта энергия тратится на дешёвые. Я не виню их в этой ситуации, они сделали работу для себя и не могут найти законный/безопасный/доступный способ обойти это последнее препятствие… бюрократы, вероятно, живут лучше, чем юристы и политики. хотя в жизни они часто похожи друг на друга, возможно, это все разные состояния одной и той же формы жизни…
Я бы сказал, что для того, чтобы облегчить жизнь людям, не разбирающимся в технологиях, с постоянным током, вы, вероятно, будете жить или поддерживать лучший вариант, доступный на сегодняшний день, который, вероятно, с питанием от USB… хотя я ненавижу это, потому что источник питания через USB — это беспорядок, все правильно кажется огромной проблемой, и вряд ли она будет такой же эффективной, как шина 48 В. Он настолько вездесущ, что понятен нетехническим людям – потому что он подключаемый и работает (если правильно настроить). Избавьтесь от необходимости искать для всего подходящий DC-DC преобразователь или активно следить за напряжением «питания» каждый раз, когда подключаете новое устройство – я делаю это за столом, но еще ничего не жарил…
Но в качестве готового аккумуляторного блока с входом для отслеживания солнечной энергии, возможно, даже в качестве инвертора для блока переменного тока, который вам нужен, и если вы хотите избежать создания собственного, более раздражающего источника питания USB, вы можете использовать функцию согласования мощности USB. . Вам не составит труда настроить. Кроме того, хакерам среди нас более чем достаточно установить солнечные панели (желательно на креплениях для слежения за солнцем), обеспечить мониторы состояния, оповещения о низком заряде батареи и аккуратно организовать кабели в самом важном месте для мошеннических действий. Немного…
Хорошим решением проблемы избыточной энергии является сброс нагрузки, например электрических компонентов, в водонагреватель. Как только аккумулятор полностью заряжен, он может переключиться на использование доступной солнечной энергии для нагрева воды.
Хотя водонагреватель со временем тоже может «наполниться» (достаточно нагреться), если только он не очень большой.
Преимущество солнечной энергии в том, что вам не нужно собирать солнечную энергию. Вы можете безопасно разместить панели под солнечными лучами, не используя при этом потенциальную энергию.
Конечно, это пустая трата, и если это в ваших интересах, подача электроэнергии в сеть является первым выбором.
Как говорит CityZen, со временем он заполняется, это просто еще одна форма хранения энергии. Не говоря уже о том, что если вы уже живете в жарком районе, ваш кондиционер будет работать сильнее, если он у вас есть, а если нет, то ваша жизнь будет более неприятной, чем должна быть, потому что бак утеплен именно так… Вода действительно есть. очень хороший аккумулятор энергии, но большинству домов на самом деле не нужно так много горячей воды, а установка с одним баком большего размера означает, что, когда у вас нет бесплатной энергии, у вас все еще есть много воды, которую можно использовать в полной мере. выше для отопления из-за огромной площади поверхности.
На самом деле не существует хорошей «разгрузки» в индивидуальном масштабе: большая сеть с крупными заводами может легко запустить несколько дополнительных смен и увеличить производство сверх спроса, чтобы максимально эффективно использовать «бесплатную» энергию. Но лично для меня это всего лишь повод играть громко и качать 24/7, беззаботно расходовать энергию, пока она есть или пока сосед не убьет тебя.
Однако в теплую или жаркую погоду абсорбционное охлаждение может помочь использовать избыточное тепло для охлаждения квартир.
Вы также можете запустить кондиционер в небольшой комнате с инвертором, если у вас слишком много избыточной мощности, которую нужно отключить, и там жарко. Возможно, инвертор находится снаружи… Было бы очень интересно посмотреть, сможете ли вы сделать тепловой насос, который использует наружный воздух в качестве источника тепла/радиатора. Конечно, это действительно неэффективно, но если ваша проблема в слишком большой мощности, неэффективность почти поможет.
@smellsofbikes Тот факт, что иногда у вас слишком много энергии и вы можете построить что-то неэффективно, не означает, что вам следует это делать. Что произойдет, если у вас сейчас мало энергии, но вам все равно придется пройти через очень неэффективный процесс? Как и в моем примере с гигантским резервуаром для воды выше, вам нужно найти разумный баланс, чтобы, когда у вас мало энергии и когда у вас достаточно энергии для концерта хэви-метала, можно было завершить важные/полезные дела…. ..
Когда нельзя дать за деньги или почему бы не дать бесплатно**? Тогда все излишки, которые вы можете создать, — это всего лишь потенциал, который вы не используете, и это не конец света, а просто позор.
** Предполагая, что это не требует от вас каких-либо активных затрат (что здесь является серьезной проблемой), «фиксированная плата» за сетевое соединение значительна, поэтому даже если вы не используете большую часть своего соединения, оно, вероятно, будет стоить более . чем они отправят его вам. Они платят вам за излишки – не то чтобы я против отдачи излишков, это работает для некоторых людей в этой гигантской сети, и мне это не нужно. Но платить компании столько за привилегию зарабатывать больше денег на других людях…
Поскольку устройства с питанием от USB становятся все более распространенными, я подумал о чем-то похожем на 5 В. Еще лучше было бы несколько портов USB C 5 В и несколько портов переменного тока. Отсюда вы можете использовать 5 В для устройств с низким энергопотреблением и USB C для устройств с высоким энергопотреблением. Обратной стороной является то, что порты USB C должны выдерживать напряжение на каждый порт, а USB A 5 В — это всего лишь шина 5 В.
По крайней мере, я почти уверен, что в конечном итоге построю офис с сетью USB с напряжением 5 В. Я бы, вероятно, тоже использовал 12 В, поскольку мои электронные проекты, требующие более 5 В, почти всегда требуют 12 В. (Кроме того, я почти уверен, что каждый маршрутизатор, который у меня есть, использует напряжение 12 В, и было бы неплохо иметь простые отдельные розетки для каждого устройства вместо настенного трансформатора!)
С сожалением вынужден вам сообщить, что 5В (или даже 12В) плохо для распределения электроэнергии: всего лишь метр-два волочащего кабеля с потерями 10% и более практически непригодны. Автомобили постоянно борются с напряжением 12 В, но, поскольку они маленькие, они могут с этим справиться, но грузовики и большие лодки используют 24 В, так что да, 48 В — лучшее значение: все еще безопасный диапазон, пока вы его не лижете. . стандартное напряжение, достаточное оснащение и возможность без особых потерь транспортировать определенную длину.
Потери при преобразовании мощности более важны, чем потери в кабеле. Например, в случае с этой статьей, если предположить, что каждое преобразование постоянного тока в постоянный имеет эффективность 90 %, мы в конечном итоге теряем 27 % мощности, которую получаем от зарядного устройства USB на 5 В. Если преобразователь будет немного хуже, на 85%, то потери достигнут 39%. На практике контроллеры заряда и преобразователи обычно достигают эффективности около 80%, поэтому нередко теряется до половины энергии только на регулирование напряжения. Если потребность в системе низкая, потери в простое оборудования могут потреблять почти всю электроэнергию.
Если вы не используете толстые кабели, потери в кабеле при напряжении 5 В могут быть довольно высокими, и вы, вероятно, потратите на эти кабели больше, чем на эффективное преобразование 24 В.
Если у вас два десятка USB-портов мощностью 5 Вт, вам понадобится блок питания на 120 Вт. Если бы блок питания имел постоянную базовую нагрузку 10 Вт, номинальный «КПД» при указанной нагрузке составил бы 92 %, но когда среднее использование USB-порта составляет около 5 %, общий реальный КПД системы составляет около 60 %. .
Все, что ниже абсолютного минимума в 36 В, не следует использовать на больших расстояниях. Тем более не 5В. Адаптеры питания настолько дешевы, что медь дорогая и тяжелая. Батареи также дороги, и потеря мощности является проблемой.
Лично я бы вообще не стал делать какую-либо микросеть LVDC (раньше я играл с ней и так ненавидел ее, что снял об этом целое видео).
Я всегда советую ставить аккумулятор в точку нагрузки и использовать удлинитель, если вам нужно питание. Исключением является PoE, который для Ethernet практически бесплатен и может понадобиться вам для других целей.
USB-C для всех ваших проектов, питание от внешних аккумуляторов и сетевых адаптеров по мере необходимости. Имейте в виду, что существуют триггерные модули USB-PD, вы можете получить 9, 15 или 20, если хотите (12 В устарело и, вероятно, не будет работать с новыми адаптерами IIRC).
Если вы хотите использовать солнечную энергию, 12 В подходит для небольших участков мощностью до 100 Вт на несколько футов, а также более распространено, чем 5 В, 48 В и т. Д., дерзайте. Или просто купите коммерческий солнечный генератор LifePO4, они просто фантастические.
Каждый начинающий мастер-самодел всегда хочет что-то сделать с шиной постоянного тока, но обычно это плохо, потому что потребительские устройства не предназначены для этого, и вы теряете аспект «просто работает» USB-бородавки, которая в конечном итоге оказывается повсюду. место. Это громоздкие кабели и куча нестандартных разъемов, которые не подходят остальному миру и просто мешают вашей DIY-системе.
Лучшая реализация, которую я видел, — это стандарт ARES для любительского радио, но даже в этом случае… он хорош только для коротких прогонов.
Для питания 5 В в офисе я просто использую розетку со встроенным трансформатором и портом USB.
Чтобы разобраться с 12 В для маршрутизаторов и других вещей, я бы просто купил большой трансформатор на 12 В, 5 А и Y-образный кабель 2,1 мм (убедитесь, что у вас есть достойные) или подождал, пока появится триггерный модуль. PPS для 12 В, возьмите 12 В. USB от более новых устройств – порт C.
Или, что еще лучше, по возможности постепенно отказывайтесь от питания, отличного от USB. Потратив немного больше денег на обновление, чтобы получить все USB-PD, вы решите всю проблему, когда вам понадобится новый маршрутизатор или любой высокопроизводительный маршрутизатор, который, вероятно, будет питаться от USB.
Если бы мне действительно нужна розетка на 12 В, я бы подумал о том, чтобы поставить проводной трансформатор Mean Well в сервисную коробку рядом с розеткой вместо того, чтобы фактически использовать 12 В. Отсутствие единой точки отказа, потеря мощности в толстом или тонком кабеле, простой и очевидный ремонт.
Постоянное напряжение 120 В подходит для большинства источников переменного тока, но это нижний предел того, что их устраивает. Они предпочитают напряжение 160 В постоянного тока или выше.
Нет, по моему опыту, они отключаются при напряжении около 65 В постоянного тока, но вам также следует снизить номинальное напряжение ниже 130 В постоянного тока, я не измерял, но предполагаю линейное падение на 100-0% от 130-65 В постоянного тока.
Странное предположение. Я предполагаю, что входная цепь обрабатывает некоторый фиксированный ток. Это значит, что при достижении напряжения от 130В до 65В номинал снижается до 50%, а ниже 65В срабатывает какая-то другая схема блокировки напряжения.
Многие подстанции имеют батарею, которая питает реле безопасности и позволяет автоматическим выключателям работать (размыкаться и заряжаться) в случае отключения электроэнергии. Стандартное напряжение составляет 115 В постоянного тока. Он работает на 100% от аккумулятора и оснащен зарядным устройством переменного/постоянного тока, обеспечивающим постоянный полный заряд аккумулятора, поэтому в этом случае солнечная батарея не используется.
Согласно книге Мотценбокера «Восстановление власти» https://yugeshima.com/diygrid/ только 120 В постоянного тока.
Проблему распределения питания постоянного тока решили с помощью 802.3af (он же PoE) – Power over Ethernet. На самом деле нет необходимости использовать часть уравнения Ethernet. Вездесущие адаптеры, безопасное распределение питания и отличные инструменты отчетности и управления. Это даже не дорого — вы можете получить 48-портовый концентратор уровня центра обработки данных со скоростью 100 Мбит/с всего за 30 фунтов стерлингов.
В отеле Marcel в Нью-Хейвене 164 номера, все из которых оснащены солнечной и проводной энергией постоянного тока. Вот хороший обзор: https://www.youtube.com/watch?v=J4aTcU6Fzoc.
Я собирался упомянуть об этом, они используют POE. Потери, вызванные работой, должны быть меньше потерь при переключении с постоянного тока на переменный и обратно на постоянный ток. Также дает вам встроенную аналитику о том, что вы используете.
Иногда я забываю, что живу оффлайн. В моей установке есть инвертор с напряжением 48 В постоянного тока в 220 В переменного тока, который непрерывно выдает около 5 кВт, хотя он никогда не подвергался сильной нагрузке. Водяной насос на 220 вольт, холодильник, морозильная камера, бытовая техника, инструмент, освещение, все это стандартно для болот. У меня есть отдельные настройки питания 12 В и 24 В постоянного тока и/или большинство других типов настроек питания. Управляйте бизнесом по производству стальных конструкций на том же предприятии и качайте питьевую воду для большой лошади. Батареи взяты из большой системы ИБП, которую я получаю, когда меняю батареи по расписанию. Проведите тест батарей на напряжение, выберите лучшие, затем вставьте резистивный нагреватель, снова контролируя напряжение, снова выберите лучшие и купите их.
Да, большинство устройств с «универсальным» входом переменного тока могут работать от источника постоянного тока. Умножьте входное напряжение переменного тока на 1,4, чтобы получить эквивалентное напряжение постоянного тока. Однако их внутренние предохранители не рассчитаны на постоянный ток. Замените их предохранителем постоянного тока или используйте внешний предохранитель. Не поджигайте дом!
> «Это означает, что максимальное напряжение в цепи составляет около 0,80 В. В случае пожара (надеемся, никогда) это не представит существенной опасности для пожарных».
Стандарт ELV считает 120 В постоянного тока «безопасным» без пульсаций, но Общий стандарт безопасности ЕС ограничивает его значением 75 В постоянного тока, тогда как Директива по низкому напряжению применяется к любому напряжению в диапазоне 75–1000 В постоянного тока. Вы все еще можете нарушить закон и нуждаться в разрешении на установку такой системы, но трудно найти четкий ответ или какую-либо документацию о том, что именно вы можете делать как строитель-одиночка без специальной подготовки.
Время публикации: 19 июля 2023 г.