Come posso eseguire Pi su Solar Power?

Qualcuno ha impostato correttamente il proprio Pi per funzionare a energia solare? In tal caso, quale sarebbe il modo più economico per raggiungere questo obiettivo in modo ragionevole e affidabile, utilizzando una combinazione di celle solari / batterie / regolatori di tensione?

Si tratta solo di costruire pannelli che forniscono la corrente richiesta, regolando la tensione e fornendo un backup della batteria, o c'è qualcos'altro di cui dovrei essere a conoscenza?

Ci sono alcune cose di cui devi essere consapevole se vuoi costruire il tuo alimentatore solare.

La cosa principale è che la tensione in uscita delle celle solari può variare selvaggiamente in base alla luce solare incidente (quanto sia soleggiato).

I semplici pannelli solari non regolamentati venduti come "caricabatterie" sono spesso progettati per batterie "per il tempo libero" a ciclo profondo da 12 V , ma possono essere misurati a 18 V o più a circuito aperto alla luce del sole (anche nel Regno Unito * 8 "). La resistenza interna della batteria mantiene tale tensione fino al livello della batteria, ma senza quella la tensione superiore a quella nominale potrebbe danneggiare l'elettronica direttamente collegata se non è regolata.

Come tale, dovresti guardare o regolare il pannello solare o moderare la sua uscita con una batteria, e idealmente entrambi. L'uso di una batteria ti consente anche di accumulare una produzione di energia in eccesso e di fornire energia quando l'energia dal pannello solare diminuisce, il che significa che potresti essere in grado di cavartela con un pannello solare dimensionato per le tue esigenze di energia media, piuttosto che uno per il tuo massimo esigenze di potere.

Se si desidera ridurre al minimo le dimensioni del pannello solare e della batteria, è possibile calcolare il carico di potenza totale previsto, la generazione media di energia durante tutto l'anno e la capacità della batteria per superare le notti e i mesi invernali.

Ci sono alcuni consigli eccellenti sulla ricarica solare nelle risposte alla mia domanda sullo scambio di pile elettroniche, comprese le informazioni su come calcolare se la luce del sole nella tua zona è sufficiente per la tua applicazione per una data combinazione di pannello solare e batteria, usando le informazioni specifiche sulla posizione di gaisma .

Potrebbe valere la pena esaminare i caricabatterie Solio , che hanno pannelli solari integrati, regolatori di tensione e batteria di riserva. Molto probabilmente avranno anche la corretta connessione di alimentazione per il Raspberry Pi.

Dovresti evitare di esporre il tuo Raspberry Pi alla luce solare diretta poiché ciò può causare problemi (come il surriscaldamento o il degrado di alcuni tipi di componenti come i condensatori). Le radiazioni UV non sono benefiche per l'elettronica. A parte questo, penso che dovresti andare bene se hai il backup della batteria e un regolatore di qualità.

Nota che puoi facilmente proteggere un dispositivo elettronico dalle radiazioni UV mettendolo in un contenitore opaco, farebbe una semplice scatola di cartone o potresti avvolgerlo in carta da costruzione. Anche una custodia in vetro o plastica trasparente filtrerebbe la maggior parte della luce UV. È quindi possibile eseguire il cablaggio dal pannello solare al Raspberry Pi attraverso un foro nella custodia.

Ecco la mia configurazione: pannello solare da 30 watt con un caricabatterie da 12 volt collegato a una batteria da 12 ampere da 33 ampere ora. Fuori dalla batteria ho un eliminatore di batteria da 12 a 5 volt che fa scendere la tensione in modo sicuro a 5 volt che ho collegato in un cavo micro USB.

Funziona con successo da due giorni ormai. Vorrei sperimentare una batteria e un pannello più piccoli, ma in base alla mia matematica, la mia configurazione ha un'imbottitura extra sia sulla batteria che sul pannello. Sono aperto a miglioramenti però.

Come minimo è necessario: un pannello solare, un controller di carica, una batteria a ciclo profondo, un convertitore buck DC-DC (per ridurre la tensione della batteria a 5 V), hardware per montare il pannello, qualcosa per ospitare tutti i componenti.

Il trucco sta nel dimensionare i componenti solari, e dipende da quanta luce solare ottieni e da quanta energia di riserva vuoi. Tuttavia, anche nelle migliori circostanze, credo che sarebbe difficile alimentare un Pi 24/7/365 nella maggior parte dei luoghi con qualcosa di meno di un pannello da 30 W e una batteria AGM SLA da 12V 5AH.

Il motivo è che il pannello deve fornire energia sufficiente non solo per mantenere il Pi in funzione durante il giorno, ma anche per caricare la batteria per mantenere il Pi in funzione durante la notte. Il Pi consuma circa 1,5 watt. Per 24 ore di funzionamento, questo è 1,5 watt x 24 ore = 36 wattora. Una batteria 12V 5AH AGM SLA può teoricamente fornire 60 wattora di potenza. Ma non vuoi mai drenare l'acido di piombo oltre il 50%. Inoltre ci sono sempre inefficienze. Quindi otterrai solo 23 wattora dalla batteria. È abbastanza per ottenere un Pi per tutta la notte, ma solo se la batteria era completamente carica per cominciare. Ed è qui che la potenza del pannello diventa importante.

Un pannello da 30 W può teoricamente fornire 30 watt all'ora a "picco luce solare". Ma realisticamente otterrai solo 23 watt dal pannello. Quindi avrai bisogno di 1,6 ore di luce solare di picco (1,6 ore x 23 watt = 36,8 wattora) per alimentare un Pi che utilizza 36 watt al giorno. Puoi controllare online per vedere quante ore di luce solare raggiunge la tua area. Vuoi una media per l'inverno.

Seattle, Washington, per esempio, ottiene solo 1,6 in media durante l'inverno. Quindi il pannello da 30W lo farebbe. Ma ciò presuppone che otterrai almeno 1,6 ore di punta di luce solare al giorno. In realtà, potresti passare giorni senza luce solare. Ecco perché vuoi ingrandire il pannello + la batteria per ottenere energia di riserva.

Non sarebbe quindi insolito alimentare un Pi con un pannello da 150 W e una batteria da 75 Ah. Molti direbbero che è eccessivo. Ma non è se vuoi il potere di riserva per i giorni nuvolosi.

Uso un approccio leggermente diverso ... Uso un kit solare full size di Harbor Freight. Ricarico un normale ciclo a batteria profonda da 12 volt e alimentazione 12 volt a un inverter da 12 volt a 120 volt CA.

Ciò fornisce 120 volt per alimentare l'alimentazione pi e un monitor HDMI tutto in una volta. A causa dell'alimentazione dell'onda quadra all'alimentazione Pi, uso una fornitura di mosto a parete da 5 ampere per occuparmi della caduta di tensione. Il monitor funziona da solo dall'inverter CA da 120 volt.

C'è una società che fa queste cose per Raspberry Pi, si chiamano PiJuice con batteria portatile e pannelli solari possono essere aggiunti come extra. :

https://www.kickstarter.com/projects/pijuice/pijuice-a-portable-project-platform-for-every-rasp