我在阳台上放了一个太阳能电池板,它与太阳能充电控制器相连。这款设备为破旧的汽车电池充电,并向树莓PI 3b+供电,而树莓PI 3b+反过来又为这个(静态)网站提供动力。
有关太阳能设置当前状态的一些统计数据显示在右侧的侧栏中。
网站Low-tech Magazine是我努力的灵感来源。我真的推荐访问这个网站,因为它花费了令人难以置信的篇幅来使网站节能。例如,图像抖动以节省带宽!
当阳光不足,电池耗尽时,技术含量低的杂志就会下线,这种情况可能发生在几天的恶劣天气之后。
2020年1月,该网站分享了一些关于太阳能网站可持续性的数字。
我的体型在概念上与Low-tech Magazine几乎相同,但效率不高。我刚刚把我的博客从云端升级到了覆盆子PI 3b+。
我已经建立了我的设置基于一些我已经拥有的部分,如旧车电池和圆周率。太阳能电池板和太阳能充电控制器都是新买的。LCD显示屏和电流/电压传感器是从一个较早的爱好项目中回收的。
因为我的阳台朝向西方,所以面板的尺寸非常大,所以一天只有几个小时的直射阳光。此外,太阳能电池板的角度是次优的。
我主要关心的是冬天。在冬天,电池板不可能产生足够的能量来为PI供电,并为电池充电过夜,这并不是不可能的。
我还注意到,在阳光充足的条件下,电池板可以很容易地产生60+1瓦的电量,但电池不能那么快地吸收电能。
我不确定电池板的真正品牌,这是我在亚马逊上能找到的额定瓦数最便宜的电池板。
这是一款标准的太阳能充电器,由Victron公司生产,适用于小型太阳能设备(为棚子或移动房屋供电)。我买了一条特殊的数据线2,这样我就可以得到电压、电流和用电量等信息。
控制器使用记录在案的名为VE.Direct的协议。我正在使用Python模块获取数据。
根据手册,这个太阳能充电器将确保电池充满电,并防止深度放电或其他可能损坏电池的条件。
我觉得这是一个非常优质的产品。它看起来很结实,而且它的通信端口(甚至支持蓝牙加密狗)让你可以访问数据,真的很不错。
太阳能电池板的控制器尺寸太小了,但是由于次优的配置,我永远不会得到电池板理论上的全部功率,这应该不是问题。
在锂离子电池的今天和时代,使用铅酸电池可能会很奇怪。事实是,这块电池是免费的,虽然对汽车来说太旧了,但仍然可以为轻负荷供电很长一段时间(几天)。我只需要接上几个额外的电池就可以扩大容量(并提高太阳能的吸收率)。
为了防止短路,电池由保险丝保护。这一点很关键,因为汽车电池可以产生如此大的电流,以至于它们可以用于焊接。他们很危险。
如果你曾经使用过铅酸电池,请记住这一点:不要将电池放电超过容量的50%,最好不要超过容量的70%。分泌物越深,预期寿命就越低。铅酸电池100%放电会很快杀死它。
你可能会理解为什么铅酸电池不适合太阳能使用,因为你需要购买足够的铅酸电池,以确保你永远不会把它们深度放电。
我注意到太阳能充电控制器的负载电流传感器不是很精确,所以我增加了一个基于INA260的传感器。该传感器使用I2C进行通信,就像LCD显示器一样。它以合理的预置分辨率测量电压、电流和功率。
请注意,此传感器纯粹是可选的,它提供的精度并不是真正需要的。我已经用这个传感器观察到,太阳能充电控制器的电压和电流传感传感器都相当准确,除了负载的传感器,它只测量电流的增量为100mAh。
显示器有四行,每行20个字符,并使用HD44780控制器。它非常便宜,并且使用I2C总线进行通信。默认情况下,屏幕非常亮,但我在背光的插头上使用了电阻器来降低亮度。
我使用Python RPLCD库(PIP3安装RPLCD)与LCD显示器接口。
我只是用一个简单的汽车打火机USB适配器为树莓PI 3b+供电。我正在寻找一种更节能的转换器,尽管我不确定我能获得多少效率(如果有的话)。
我已经编写了一个小Python脚本来收集所有数据。数据被发送到两个地方:
因为我不想磨损树莓PI的SD卡,所以右边边栏中显示的统计数据被写入到tmpfs上挂载的一个文件夹中。
当您连接到此站点时,您将连接到运行HAProxy的VPS。HAproxy确定我的博客是否在运行,如果是,将在您和树莓PI之间进行代理。如果电池耗尽,HAProxy会将我的博客实例重定向到相同的VPS上(我的博客在那里运行了多年)。
如您所知,我仍然需要为云VPS付费,而且VPS也需要用电。从经济和生态的角度来看,这个项目可能没有什么意义。
我的整个设置中的明显缺陷是需要托管HAProxy的云VPS和我的博客的备份实例。
更好的解决方案是,在电力越来越低的情况下,仅按需生成云VPS。要将访问者移动到VPS,应该将DNS记录更改为指向正确的IP地址,这可以通过几个API调用来完成。
我也可以效仿Low-tech Magazine的做法,接受我的博客会离线一段时间,但我不喜欢这样。
只要汽车电池还完好,我就没有理由改用锂离子电池。我还购买了一些较小的铅酸电池,只是为了测试它们的实际容量,以支持这样的项目。一旦汽车电池没电了,我就可以用它们来为这个项目供电。
提供互联网接入的交换机、路由器和调制解调器不是太阳能供电的。加在一起,这些设备的耗电量要大得多,这是我的太阳能设备所不能支持的。
我将不得不搬到不同的房子,才能安装足够的太阳能发电能力。
在天气好的情况下,太阳能电池板提供的电力远远超过保持电池充电和运行树莓PI所需的电力。
我已经用多余的电量给我的移动设备充电了。虽然我认为这很有趣,但如果我只是忘记关灯或关放大器几个小时,我已经浪费了大部分的太阳能收益。
最后,我意识到这是一个有趣的爱好项目。我要感谢低技术杂志的这个想法,我在制作我的(明显糟糕的)副本时获得了很大的乐趣。
如果你有任何关于如何改进这个项目的想法,请随时在下面发表评论或给我发电子邮件。
面板的位置不是最佳的,所以我永远不会得到面板的全部潜力。↩
您不必购买由Victron提供的电缆,您可以自己制作电缆。该电缆不是专有电缆。↩