Gate Openers com energia solar: Como dimensionar o painel e bateria

Um abridor de portão solar que funciona bem em julho pode deixá-lo encalhado no portão em janeiro. O portão nunca mudou, e o motor nunca falhou. O sistema solar era apenas tamanho para o sol de verão e ficou sem reserva quando os dias ficaram curtos. Obter uma configuração solar direito é principalmente aritmética: quanta energia o portão usa por dia, quanto sol seu site realmente recebe, e quanta bateria você mantém na mão para as semanas ruins. Este guia caminha através dessa matemática para que você possa dimensionar o painel e bateria para o seu próprio portão em vez de adivinhar.

Quando a energia solar faz sentido

Portões solares onde a corrente elétrica é cara ou impraticável. Um portão no final de uma longa entrada, uma entrada de campo longe da casa, ou uma propriedade remota sem fornecimento próximo são todos fortes candidatos. Trenging um cabo 150 metros para um portão pode custar mais do que todo o abridor, de modo que um painel e bateria muitas vezes ganham totalmente.

Pares solares naturalmente com motores DC de baixa tensão. Todos os abridores Open Bear funcionam em 24V DC, que desenha menos corrente do que um motor AC assíncrono no mesmo trabalho e armazena facilmente em uma bateria. Se quer saber por que DC se encaixa nisto, nosso guia sobre Motores de porta 24V DC vs CAcobre-o.

Solar é um ajuste mais fraco para portões comerciais de serviço contínuo que circulam centenas de vezes por dia. Aqueles precisam de painéis e bancos de bateria grandes o suficiente que a energia da rede geralmente é mais simples. O Solar está no seu melhor em portões residenciais e de tráfego leve.

Os quatro números de que precisas

O tamanho de um abridor de portão solar desce para quatro figuras:

• Utilização diária de energia:quanta energia o portal consome ao longo de 24 horas
• Desenho de espera:o que o controlador e receptor gole enquanto o portão fica parado
• Horas de pico do sol:as horas de sol utilizável suas médias de localização, por estação
• Autonomia:quantos dias nublados a bateria deve cobrir por conta própria

Obter estes quatro e os tamanhos do painel e bateria cair de multiplicação simples. Salta qualquer um e voltas a adivinhar.

Passo 1: exercitar o uso diário de energia

Comece com a frequência com que o portal se move. Um aberto e fechado conta como um ciclo. Um home runs típicos 20 a 60 ciclos por dia, uma vez que você adiciona deslocamentos, entregas e visitantes.

Cada ciclo tira corrente da bateria durante os poucos segundos que o motor roda. Como estimativa de trabalho, um abridor residencial 24V usa aproximadamente 2 a 4 watts-horas (Wh) por ciclo. Tome 40 ciclos por dia em 3 Wh cada:

40 ciclos × 3 Wh = 120 Wh por dia para operação motora.

Agora adicione um sorteio de espera, que as pessoas quase sempre esquecem. O controlador, receptor de rádio, e qualquer teclado puxar uma pequena corrente a cada hora de cada dia, se o portão se move ou não. Um sorteio de 30 miliamps a 24V é de cerca de 0,72 watts, ou aproximadamente 17 Wh por dia. A espera muitas vezes custa tanto quanto o próprio movimento do portão, às vezes mais em um portão de baixo tráfego.

120 Wh (movimento) + 17 Wh (standby) = cerca de 137 O que por dia total.

Reúna até 150 Wh por dia para dar-se margem.

Passo 2: tamanho da bateria

A bateria tem que carregar o portão através da noite e através de trechos nublados quando o painel dá pouco. É aí que entra a autonomia. Para a maioria dos locais residenciais, dimensione a bateria por três a cinco dias de autonomia para que um mau tempo corrida não achatá-lo.

A capacidade da bateria é medida em amp-horas (Ah) em uma tensão. Converta seus watts-horas diárias em amp-horas dividindo pela tensão da bateria:

150 Wh 24V = 6,25 Por dia.

Durante quatro dias de autonomia:

6.25 Ah × 4 = 25 Ah.

Há mais uma correcção. Você não deve drenar uma bateria de chumbo-ácido completamente, ou ele morre jovem. Planeje usar apenas metade da sua capacidade nominal. Então duplique a figura:

25 Ah 0,5 = 50 Bateria.

Uma bateria 24V 50Ah dá a este portão quatro dias nublados com o motor ainda funcionando e a bateria nunca descarregada profundamente. Baterias de lítio (LiFePO4) toleram descargas mais profundas e podem ser dimensionadas mais perto do número bruto, o que faz parte do motivo pelo qual valem o preço mais alto em portões solares.

Passo 3: tamanho do painel solar

O painel tem que substituir tudo o que o portão usado em um dia, mais o suficiente para recarregar a bateria após um feitiço nublado, e ele só tem algumas horas de sol úteis para fazê-lo.

O pico das horas de sol não são horas de luz do dia. Eles são as horas equivalentes de sol de força total suas médias do local, e eles balançam duro por temporada e latitude. Um local pode ver 5 horas de sol pico no verão e apenas 1.5 no meio do inverno. Sempre tamanho em sua figura de inverno, não a média anual, ou o portão vai falhar na temporada que é mais necessário.

Tome uma figura de inverno de 2 horas de sol pico ea 150 Wh necessidade diária:

150 Wh 2 horas = 75 watts, antes das perdas.

Os painéis nunca entregam sua saída nominal no campo. Sujeira, calor, perda de fiação e ineficiência do controlador de carga raspam um bom pedaço, então adicione cerca de 30%:

75W × 1,3 = cerca de 100 watts de painel.

Um painel de 100W cobre este portão durante o inverno. Em um local nebuloso ou de alta latitude, dimensione novamente em vez de confiar na brochura.

Inverno e nevoeiro mudam tudo

O único maior erro com portões solares é o tamanho para o verão. Nevoeiro, sol de inverno baixo, e dias curtos podem cortar a saída do painel por metade ou mais por semanas de cada vez. Um sistema que parecia generoso em junho passa fome em dezembro.

Três hábitos mantêm-te longe de sarilhos. Tamanho do painel no seu pior mês, não a média anual. Dê à bateria autonomia suficiente para percorrer uma semana nublada sem ajuda. Mantenha o painel livre de folhas, neve e poeira, uma vez que um painel sujo em fraca luz de inverno não produz quase nada.

Adicionar um controlador de carga

Nunca ligue um painel directamente a uma bateria. Um controlador de carga senta-se entre eles e gerencia a carga de modo que a bateria não é sobrecarregada em sol forte ou drenada de volta para o painel à noite. Um controlador MPPT espreme mais energia utilizável do mesmo painel do que um tipo PWM mais barato, que mais importa no inverno quando cada watt conta. Combine o controlador com sua potência do painel e tensão da bateria.

Exemplo trabalhado: remoto portão de 4 m

Recompõe-te por um portão. A 24V swing abridor em uma entrada rural, cerca de 40 ciclos por dia, em uma região com 2 horas de sol pico de inverno.

• Utilização diária: 40 ciclos a 3 Wh, mais standby, arredondado a 150 Wh
• Bateria: 150 Wh dá 6.25 Ah/dia, quatro dias de autonomia a 50 por cento de profundidade precisa de uma bateria 24V 50Ah
• Painel: 150 Wh sobre 2 horas de sol de inverno mais perdas precisa de cerca de 100W
• Controlador: uma unidade MPPT corresponde a um painel 100W e bateria 24V

Esse pacote corre o portão através do inverno com reserva para feitiços nublados. Para um portão deste tamanho, verifique se o motor em si é dimensionado direito também, usando o nosso guia sobre como dimensionar um abridor de portão, em seguida, navegue o intervalo de abertura completoou pedir uma verificação de dimensionamento solar.