The Campus Center of Appropriate Technology is a demonstration house located on the Cal Poly Humboldt campus, Arcata, California that is a resource for students and faculty. CCAT has many different technologies on display such as: solar panels, rainwater catchment, organic gardens, a greywater marsh, and an experimental composting toilet, among other things. These projects are on display as educational tools to the community and information is provided through CCAT/Appropedia on how to recreate these technologies on your own. The Solar Charging Station at CCAT will align with the mission of CCAT to provide education and resources to the community, by clearly expressing how off-grid solar works, while being functional for cell phone/laptop charging.
内容
了解市场
我们有什么：
- 向 CCAT 捐赠了 10 块功能正常的太阳能电池板
- CCAT 中心的信息亭作为设置我们系统的空间
- 废金属和木材
- 高品质 2 x 4s
- CCAT 工具/硬件
- 制作留言簿的材料
- 充电控制器外壳的一些材料
我们需要的：
- 密封电池
- 充电控制器
- Waytek USB 负载插头
- USB 分体插头可用于多个充电器
- 铜线 #8 裸露，20 英尺
- 接地棒，8 英尺
- 橡子坚果
- 面板线，8 英尺
- MC 4 分支 10 号光伏线
- MC 4 线 60 英寸切成两半
- 导管
- 电池盒
- 电池盒锁
- 从电池到充电控制器的 8 号线
- 保险丝盒，10 - 15 安培，靠近电池
带面板的太阳观测器
太阳观察员在野生动物护理中心侦察
测试自行车学习中心附近的阳光照射
Kevin 检查 CCAT 信息亭上的面板
将电缆切割成适合安装的尺寸
光伏电缆挑战
剥去电缆以进行安装
尝试将接线连接到面板上
项目目标
在项目结束时，我们希望实现以下目标：
- 在 [CCAT] [1]有一个正常运行的太阳能充电站
- 提供离网太阳能的有效示范
- 在 Appropedia 上为那些想要自己构建的人完成逐步构建指南
- 完成项目报告，其中包含成本、回购时间和能源投资回报分析
- 为 HSU 校园内未来的此类车站创建原型和先例
设计
能量计算：
项目地点将是CCAT示范墙亭的屋顶。我们使用 Solar Pathfinder 测量了该地点的日照情况，并评估了 CCAT 的其他地点。我们之所以选择这个亭子，是因为它在已建成的可用屋顶上拥有最多的日照，而且它位于 CCAT 的集中位置。
- 该地点的充足日照时间：2.05 小时/天
- 面板功率：100瓦
- 系统效率平衡假设为：0.8
- 面板数量：2
测试光伏电池板的 IV 曲线
使用 RESU 测试 IV 曲线
在野生动物护理中心进行阳光照射测试（在信息亭进行相同的测试）
建造
这些面板将垂直交错放置在信息亭屋顶上，朝南，呈 30 度角，以获得最大的阳光照射。
稳定信息亭顶部、搭建面板架、安装面板和安装保险丝
稳定信息亭屋顶：
信息亭预建
增援前信息亭的底面视图
正在对底部进行加固
信息亭的加固
首先，我们注意到亭顶有一个摇晃，因为屋顶有一个集中梁并且没有侧面支撑。为了稳定屋顶，我们在主支撑梁和主墙的支撑梁上添加了额外的螺钉。
构建面板机架：
测试光伏布局！
从另一个角度测试PV放置！
设计草图
其次，我们开始建造自己的面板架。我们选择自己建造而不是购买机架，以尽量控制在预算范围内并在 CCAT 回收材料。我们用 CCAT 发现的废金属建造了机架。面板通过 90 度支架固定在机架上，所用工具可从 CCAT 获得。我们对货架的优先考虑是：
- 稳定，牢固地固定在面板上
- 以所需角度支撑面板
- CCAT 材料的重复利用
机架/面板#1：
我们通过试验第一个机架的不同高度，同时仍保持接近 30 度的角度来解决机架稳定性问题。面板的后腿最终长约 2.5 英尺。我们更喜欢后腿较短而不是较长，以防止面板在风暴事件期间受到风的影响。我们还在后两条腿之间加了一根横梁，以防止面板晃动。面板的前部将放置在两个短金属支架上，这些金属支架将通过角支架固定在屋顶上。面板前部将尽可能低至屋顶，以防止在风中摇摆。
为了找到保持 30 度角的适当长度的货架，我们使用了简单的几何形状：
机架/面板#2：
我们决定让第二个角度几乎平放在屋顶上，而不是 30 度角。做出这一决定是为了防止第一块面板对第二块面板的遮挡，同时也为了更有效地捕捉夏季阳光。我们认为，由于面板不会移动，因此我们希望我们的系统构建时，一块面板专注于捕捉冬季阳光，另一块面板可以捕捉天空中更高的夏季阳光。
安装面板：
测量面板放置
在正面和背面安装面板
用螺钉将面板固定到位
拧入另一个面板
面板安装已基本完成
加强团队合作
为我们的安装感到自豪
构建和安装充电控制器盒和电池安装：
切割充电控制器盒安装座
充电控制器盒的特百惠外壳
将电线从充电控制器连接到电池和面板！
充电控制器盒完成！蓝灯表示出发！
将电池埋起来以防止盗窃
安装保险丝
由于我们的系统电流为 8.33 安培，因此为了安全起见，我们选择了 10 安培保险丝。建议我们选择 10 - 15 安培之间的保险丝，但我们选择了最低的数字作为额外的预防措施。保险丝的作用是在电路中出现电流浪涌时“熔断”。保险丝熔断可防止电流浪涌损坏系统中的其他部件并断开电路，从而关闭系统。
我们将保险丝放在电池正极线上。由于电池储存了大量的能量，电池是最重要的保险丝地方。如果电池爆炸，可能会造成重大损坏，甚至引发火灾。此外，由于电池通常很昂贵，因此您不希望电池受到任何损坏。由于这些原因，电池旁应始终装有保险丝。
我们在 Ace 购买了一个直插式保险丝座及其所容纳的相应 10 安培保险丝。我们在 CCAT Greenshed 中存放了备用保险丝，以备需要更换时使用。还建议在其中一根面板线路上安装保险丝，但对于能够造成更多损坏的大型系统来说更有必要。
成本
我们为这个项目从 CCAT 获得了 400 美元的预算。有关供应量、价格和来源的图表，请参考本页底部链接的最终文件。
回购：
该系统每年将为校园节省约 20 美元的电费，因此将在约 21 年内收回成本。（400 美元/19.12 美元/年 = 20.88 年）。
为未来的 CCAT 人员排除故障
以下是伏科充电控制器用户手册的链接：
http://www.phocos.com/sites/default/files/document/181802613%20CML%20final%20manual.pdf
如果你滚动浏览，有英文手册。该手册提供了一些方便的故障排除知识，并解释了充电控制器上每个灯/一系列灯的含义。
可能的问题#1
充电控制器底部中央有一个红灯。这意味着电池已断开连接，因为电量不足。这可能意味着电池只是需要时间充电，或者某处接线已断开。如果红灯亮起而另一个灯仍亮起，或者红灯闪烁，请参阅用户手册。
如果调查问题的原因，请务必按照正确的顺序小心地断开并重新连接电线。
断开连接：
- 断开负载 (USB)
- 断开面板连接
- 断开电池连接
切勿交叉电线或触摸带电电线。请格外小心。始终将正极连接到正极，将负极连接到负极。极性错误会导致充电站停止工作或充电控制器可能发出错误噪音。
重新连接
- 连接电池
- 连接面板
- 连接负载
切勿交叉电线或触摸带电电线。请格外小心。保持极性。
可能的问题#2
白天，充电控制器上的电池符号上方没有绿色 LED 灯亮起。该灯应该在白天亮起，表明电池板正在产生电压。如果此灯未亮起，则可能会丢失与面板的连接或面板被遮挡。
如果拆卸系统，请参阅上述说明和充电控制器手册。
充电器
迷你 USB 转 USB 充电器和 ipod 转 USB 充电器是在 HSU 校园市场购买的太阳能充电站。它们存放在车站的特百惠防水容器中，可供所有学生使用。使用大约 3 个月后，迷你 USB 充电器从充电站消失了。
我们预计充电器被盗可能是一个持续存在的问题。为了节省 CCAT 资金并节省资源，我们决定尝试为该站获取二手充电器。在与学生服务台取得联系后，我（安妮卡）发现他们通常有丢失的充电器，学生们再也没有回来找过。充电器在失物招领处放置两周后，将在附近的电子垃圾站进行回收。从服务台或校园内的其他地点获取这些用过的充电器可以防止它们进入废物流，并在其一生中得到更多的利用。Sun Spotters 鼓励与校园内的其他组织合作，以确保充电站始终有充电器，并且我们不必不断购买新的充电器。
思科创新者（演讲者）
CCAT 将收到思科为太阳能充电站捐赠的迷你扬声器。该扬声器可通过蓝牙连接并使用 USB 充电器。因此，我们可以从我们的站为扬声器充电，并使用充电的智能手机通过它播放音乐。这将是 CCAT 志愿者日的绝佳资源，以便我们可以利用可再生能源播放音乐。
不使用时，扬声器应存放在内部安全的位置。最好是在楼上某个地方，晚上可以上锁，但周五志愿者或其他工作日仍然可以使用。
迷你音箱配有 USB 充电器。
迷你扬声器和保护壳。
文件
这是我们项目的最终文件：
以下是每个团队成员在该项目上花费的时间：
以下是该项目的太阳能数学分解：
接触
有关此项目的信息，请通过 akr57@humboldt.edu 联系 Annika Ragsdale
相关项目
参考
我们谨向为我们提供参考的社区成员表示感谢：
- 加州州立大学洪堡分校适用技术校园中心，阿克塔
- Lonny Grafman，阿克塔加州州立大学洪堡分校工程教授
- Richard Hansis 博士，加州理工洪堡分校，阿克塔
- 贝赛德洪堡野生动物护理中心的蒙特梅里克
- Dan Moyer，来自 Appropriate Solar、Sun Frost Refrigeration、Arcata
- Bryan Norkunas 在 Redway 光伏电缆公司
- 克里斯汀·拉德斯基 (Kristin Radesky)，阿卡塔加州州立大学洪堡分校沙茨能源资源中心
- 可再生能源学生会 (RESU)、加州理工洪堡分校、阿克塔