Меню

Аккумуляторы для частного дома своими руками

Резервный источник энергии для загородного дома

Зима осталась за плечами, впереди ждут весенние хлопоты, начало садового и строительного сезона. И если на участке отсутствует электричество, то хлопот только прибавится.

Бензогенератор или аккумулятор в качестве источника энергии

Действительно, при строительстве дома без источника электроэнергии никак не обойтись, да и при садовых или хозяйственных хлопотах электроинструмент значительно облегчает работу. Но что делать, если электричества на участке пока нет?

Стандартный ответ буквально срывается с языка — бензогенератор. И это при цене бензина на отметке 40 рублей за литр. А кто-нибудь пробовал предварительно подсчитать расходы на топливо? Понятно, что оно стоит денег, но каких именно? Как оценить, реальную стоимость эксплуатации бензогенератора?

Это его обычные эксплуатационные характеристики. Теперь рассмотрим другой вариант решения той же задачи. А сравниваемым параметром будет стоимость одного кВт*ч.

Вот наглядный пример неэкономичности жидкостных генераторов по сравнению с внешней сетью (220 В из розетки). Конечно, возникает вопрос — как электричество из розетки доставить до нужного места, и ответ вполне очевиден — в аккумуляторах. А любые сложности, которые возникают при использовании АКБ, на самом деле абсолютно те же, что и при использовании генератора.

Например, аккумулятор, также как генератор и бензин для него, нужно как-то доставить на место. Ёмкость аккумулятора также не бесконечна (ограниченное время работы), как и запас бензина в баке. Срок же эксплуатации аккумуляторов с запасом перекрывается разницей в стоимости кВт*ч таких решений плюс сервисное обслуживание не в пример проще и дешевле.

Приведённые выше расчёты полностью развенчивают миф о безальтернативности генераторных решений как единственного автономного источника энергии. Аккумуляторы за счёт своей простоты, экологичности и безопасности более органично вписываются в задачи автономного электроснабжения и признаны во всём мире приоритетным направлением.

При решениях задачи автономного электроснабжения генераторные системы неидеальны, так как работа любого генератора обусловлена ёмкостью его топливного бака, впрочем, подобные ограничения имеют и системы на АКБ. Поэтому полноценно автономные объекты совмещают оба решения, а зачастую используют ещё и альтернативные источники энергии (солнце, ветер, вода).

Аккумуляторные решения многофункциональны и в вопросах зарядки самих АКБ. Их можно заряжать как от внешней сети (220В из розетки), так и от солнечных батарей (панелей) или ветрогенераторов, и от обычных генераторов. То есть любым источником постоянного тока требуемого напряжения.

Альтернативные источники энергии в добавок ко всему дают возможность получения практически бесплатной энергии. Солнечная панель на 200 Вт за яркий световой день даёт возможность выработки в пределах 1 кВт энергии. Учитывая практически неограниченный срок эксплуатации солнечных батарей (от 25 лет), можно подсчитать, сколько бесплатной энергии сгенерирует массив из 10 панелей за 25 лет.

Рядовой пример автономного электроснабжения

Участок земли со строящимся домом и электрическая бетономешалка. Для выработки раствора в 3 тонны стандартная бетономешалка объемом 130 литров проработает около 1 часа. Мощность такой бетономешалки 600-700 Вт.

Собственно, за 1 час работы такая бетономешалка потребит всего 700 Вт*ч, и для её работы вместо бензогенератора гораздо удобнее использовать аккумуляторные батареи.

Даже стандартная автомобильная стартерная батарея емкостью 55 А*ч обеспечит 30 мин работы такой бетономешалки, а AGM аккумулятор ёмкостью 230 А*ч обеспечит 3 часа непрерывной работы.

В чём удобство использования АКБ вместо генератора? Простота использования (подключил провод, нажал кнопку), отсутствие шума, нет выбросов, мгновенный запуск, отсутствие взрывоопасности.

Привез, подключил, поработал, отключил, отвез, зарядил — весь процесс полностью схож с процессом эксплуатации генератора, разве что нет необходимости заливать топливо, проверять уровень масла, ожидать выхода на заданную мощность после запуска. А дополнительный плюс — каждая зарядка АКБ даёт экономию расходов по сравнению с топливом в 15 раз.

То есть через 5 месяцев ежечасное пользование «болгаркой» от АКБ будет обходиться в 15 раз дешевле, чем при питании от бензогенератора.

Сегодня многие владельцы частных домов имеют бензиновые или дизельные генераторы. Потратившись однажды на его покупку и использовав пару-тройку раз, его обычно оставляют пылиться в кладовке или гараже.

Читайте также:  Проект дома 160 м2 двухэтажный с террасой

Крайне редкое использование бензогенераторов обусловлено высокими издержками и их ограниченным функционалом. В то же время АКБ всегда найдут себе применение.

Стройка закончилась? Комплект АКБ пригодиться в качестве ИБП для дома или отдельных устройств (котёл, насос, свет, инструмент), причём система будет работать гораздо стабильнее и надёжнее, чем генератор. А каждая зарядка АКБ будет обходиться всё также в 15 раз дешевле.

В случаях резервного электроснабжения (при аварийных отключениях внешней электросети) генераторные решения не выдерживают совсем никакой конкуренции с АКБ, заранее и заведомо проигрывая им во всём.

Типичный пример резервного электроснабжения

Частный дом отапливается современным газовым котлом. В целях обеспечения гарантированного отопления в зимний период хозяин на случай внезапных отключений внешней сети планирует установку бензинового генератора с системой автозапуска.

При этом самостоятельно создавая себе дополнительные проблемы: с установкой генератора (требование техники безопасности), отводом выхлопных газов, шумоизоляцией, наладкой системы автозапуска.

Гораздо проще, дешевле, грамотнее и эффективнее для питания данного котла (насоса) использовать АКБ. Но пока хозяин коттеджа не увидел, что есть лучшее решение (сколько АКБ занимает места, как подключается, как стабильно работает и насколько оно безопасно), он остаётся заложником ложного убеждения о необходимости установки именно генератора.

Доверите ли вы ребёнку запуск генератора или доливку топлива? Ответ очевиден. В то же время сегодня почти каждый малыш ходит с сотовым телефоном (в котором стоит АКБ). Таким образом, аккумуляторные решения избавляют от лишних рисков и позволяют даже ребёнку производить запуск оборудования. Подбор компонентов для такой системы также не сложен.

Кроме АКБ необходим инверторный зарядный комплекс. Это автоматический блок переключения между внешней сетью и АКБ, который в режиме работы от аккумулятора преобразует ток из постоянного (АКБ) в переменный (220 В), а при возобновлении внешней сети производит обратное переключение и автоматически запускает встроенное зарядное устройство, на пополнение заряда АКБ.

Вот по сути и всё. Выбор различных АКБ и инверторов на рынке достаточно широк. И хотя выбор изделия крупных зарубежных производителей является гарантом надёжности АКБ, «младшие» китайские коллеги сегодня уже не отстают в вопросах качества. Так что если вам нужна мобильная и автономная электроэнергия — есть гарантированно надёжное и одновременно экономичное решение без шума и выхлопных газов — аккумуляторы.

Как собрать аккумуляторную батарею своими руками (тонкости и советы)



В этой статье мастер-самодельщик проведет нас по всем этапам сборки батареи, от выбора материала до окончательной сборки. Радиоуправляемые игрушки, батареи ноутбуков, медицинские приборы, электровелосипеды и даже электромобили используют аккумуляторы в основе которых элемент питания 18650.

Батарея 18650 (18*65 мм) — это размер литий-ионной батареи. Для сравнения обычные батарейки формата АА имею размер 14*50 мм. Конкретно эту сборку автор делал для замены свинцово-кислотного аккумулятора в изготовленной им ранее самоделки.

Читайте также:  Стильные дворы частных домов

Инструменты и материалы:
— Аккумуляторы 18650 ;
— BMS (Battery Management System) ;
— Никилиевая полоса ;
— Индикатор уровня заряда батареи ;
-Выключатель;
-Разъем;
— Держатель аккумуляторной батареи 18650 ;
-Винты 3M x 10 мм;
-Аппарат точечной контактной сварки;
-3D-принтер;
-Стриппер (инструмент для снятия изоляции);
-Фен;
-Мультиметр;
-Зарядное устройство для литий-ионных батарей;
-Защитные очки;
-Диэлектрические перчатки;

Некоторые инструменты можно заменить на более доступные.

Шаг первый: выбор аккумуляторов
Первым делом нужно выбрать правильные аккумуляторы. На рынке представлены разные батареи от $ 1 до $ 10. По утверждению автора лучшие аккумуляторы фирм Panasonic , Samsung , Sanyo и LG. По цене они дороже других, но зарекомендовали себя хорошим качеством и характеристиками.
Не советует автор покупать батареи с названиями Ultrafire, Surefire и Trustfire. Это батареи которые не прошли контроль качества на заводе и были куплены по бросовой цене и перепакованы под новым названием. Как правило в таких батареях отсутствует заявленная емкость и есть риск возгорания при заряде-разряде.
Для своей самоделки мастер использовал аккумуляторы фирмы Panasonic емкостью 3400 мАч.





Шаг пятый: расчет батарей
Для проекта мастеру нужна батарея с напряжением 11,1 В и емкостью 17000 мАч.
Емкость батареи 18650 составляет 3400 мАч. При параллельном соединении пяти аккумуляторов получаем емкость равную 17000 мАч. Обозначают такое соединение Р, в данном случае 5Р

Одна батарея имеет напряжения 3,7 В. Что бы получить 11,1 В нужно соединить последовательно три батареи. Обозначение S, в данном случае 3S.

Итак для получения нужных параметров нужно три секции, состоящих каждая из пяти параллельно соединенных аккумуляторов, соединить последовательно. Пакет 3S5P.


Сверху устанавливает вторую ячейку.

Шаг седьмой: сварка
Отрезает четыре никелевые полосы, для параллельного соединение, с запасом в 10 мм. Отрезает десять полосок для последовательного соединения.

Укладывает длинную полоску на + контакты первой (при переворачивании она так и останется первой) параллельной ячейки 5Р. Приваривает полосу. Приваривает полоски одним концом к + третей ячейки другим к — второй. Приваривает длинную полосу к + третей ячейки (поверх пластинок). Переворачивает блок. Приваривает пластинки с обратной стороны учитывая, что теперь параллельно соединяем третью, а параллельно-последовательно первую и вторую секции (учитывая что ее перевернули).




Шаг восьмой: BMS (Battery Management System)
Сначала немного разберемся что такое BMS.
BMS (Battery Management System) – это электронная плата, которая ставится на аккумуляторную батарею с целью контроля процесса её заряда/разряда, мониторинга состояния аккумулятора и его элементов, контроля температуры, количества циклов заряда/разряда, защиты составных аккумуляторной батареи. Система управления и балансировки обеспечивает индивидуальный контроль напряжения и сопротивления каждого элемента аккумулятора, распределяет токи между составными аккумуляторной батареи во время зарядного процесса, контролирует ток разряда, определяет потерю емкости от дисбаланса, гарантирует безопасное подключение/отключение нагрузки.

На основе получаемых данных BMS выполняет балансировку заряда ячеек, защищает аккумулятор от короткого замыкания, перегрузки по току, перезаряда, переразряда (высокого и чрезмерно низкого напряжения каждой ячейки), перегрева и переохлаждения. Функциональность BMS позволяет не только улучшить режим эксплуатации аккумуляторных батарей, но и максимально увеличить срок их службы.

Важными параметрами платы является количество ячеек в ряду, в данном случае 3S, и максимальный разрядный ток, в данном случае 25 А. Для данного проекта мастер использовал плату со следующими параметрами:
Модель: HX-3S-FL25A-A
Диапазон перенапряжения: 4,25

4,35 В ± 0,05 В
Диапазон разрядного напряжения: 2,3

Читайте также:  Снятие с кадастрового учета жилого дома по решению суда

3,0 В ± 0,05 В
Максимальный рабочий ток: 0

25 А
Рабочая температура: -40 ℃

+ 50 ℃
Припаивает плату к концам батареи согласно схеме.

Эксперимент Аккумулятор своими руками

Помогал я на днях сыну с уроками. По химии тема была — электролиз.

И раз уж мой сайт и Ютуб-канал посвящены различным Самоделкам, решено было собрать самодельный источник постоянного тока.

В конце статьи, можете посмотреть видеоверсию эксперимента (качество правда «не очень»)

Для эксперимента мне понадобилось:

— 9 поллитровых банок

— мультиметр и смартфон

В нашем эксперименте, в качестве электродов будут участвовать 3 металла : медь, алюминий, цинк (оцинкованная сталь).

Одним из электродов в каждой банке будет медь, вторым — либо алюминий, либо цинк.

Согласно таблице «Электрохимический ряд металлов», чем дальше друг от друга металлы электродов, тем большее напряжение будет в одной банке.

В качестве электролита используем соляной раствор. На 9 банок ушло 1 кг. соли.

В качестве медных электродов, я использовал жилы кабеля ПВС 3х2,5. Многожильный провод имеет значительно большую площадь поверхности, по сравнению с «моножилой». Поэтому… я «распушил» каждую жилу, чтобы образовалась вот такая мочалка:

Медный электрод соединил с алюминиевым. Конечно… такой контакт недолговечен, но он мне и нужен-то только на время эксперимента!

В качестве цинковых электродов, использован оцинкованный профиль для гипсокартона.

Внутри банки, электроды не должны соприкасаться. Поэтому медную мочалку я отделил пластиковой проставкой, вырезанной из ПЭТ-бутылки.

Там где алюминиевые электроды — обернул алюминий туалетной бумагой.

Непосредственного контакта не будет, а для электролита бумага не будет препятствием!

Залил приготовленный соляной раствор в банки. В эксперименте участвуют 6 банок с электродами из меди и алюминия и…

… и 3 банки с электродами из меди и цинка. Итого — 9 банок.

Целью эксперимента будет — зарядка смартфона. Для этого я изготовил переходник, о котором можно посмотреть здесь .

Измеряем суммарное напряжение, которое образовали 9 банок.

Как видим: 5,15 Вольт.

А теперь посмотрим какое напряжение в одной банке между медью и алюминием.

Медь с цинком показали немного большее напряжение: 0,6В

Некоторые зрители выразили мнение, что это связано с тем, что оцинкованные электроды имеют большую площадь. Я с этим не согласен. Большая площадь будет влиять на величину тока, но не на величину напряжения.

По таблице приведённой выше, разность потенциалов между медью и алюминием должна быть выше, по факту же получается наоборот. Скорее всего это связано с наличием оксидной плёнки, образовавшейся на поверхности алюминия. А вы как думаете?

Ну да ладно эту теорию…

Давайте посмотрим что получилось в реальности. Наверняка всех интересует, какой ток может дать эта сборка.

Подключаю к переходнику свой старенький смартфон и… О чудо. Зарядка пошла.

Оставляю схему в покое на полчаса…

К сожалению, через полчаса уровень зарядки как показывал 1%, так и остался на тех же значениях. Я было подумал, что эксперимент не удался. Но на всякий случай поставил на зарядку штатным блоком питания — результат тот же. Значит мой самодельный аккумулятор не виноват. Просто напросто у этого смартфона «уваленная» батарея. Неудачный экземпляр для опытов.

Тут же, я подключил свой рабочий смартфон (который кстати, на тот момент был практически разряжен) и через 1 час я обнаружил, что смартфон зарядился на 42%. Ёмкость батареи — 2000мАч.

А вообще, для походных условий лучше запастись нормальным PowerBankом:

Adblock
detector