Step by step 40W solar manual/vi

Hướng dẫn này cung cấp các chỉ dẫn về cách tạo ra một mảng năng lượng mặt trời 40 W với công suất năng lượng 120 Wh và khả năng cung cấp điện cho cả tải DC và AC. Tổng chi phí để xây dựng hệ thống này vào khoảng 200 USD (tùy thuộc vào nguồn cung cấp) bao gồm cả các công cụ cần thiết. ^{[ 1 ]}

Bạn cũng có thể tải xuống phiên bản PDF đẹp mắt hơn của tài liệu này tại đây: File:40W solar step by step manual.pdf

• 
  Hình ảnh hệ thống quang điện 40W hoàn chỉnh bao gồm bộ điều khiển sạc, cầu chì, pin, ổ cắm DC và bộ biến tần.
• 
  Hình ảnh 3D mô phỏng hệ thống quang điện 40W hoàn chỉnh bao gồm bộ điều khiển sạc, cầu chì, pin, ổ cắm DC và bộ biến tần.
• 
  Hình ảnh hệ thống quang điện 40W hoàn chỉnh đang hoạt động ngoài thực địa, được dựng dựa vào một thùng chứa cùng với bộ điều khiển sạc, cầu chì, pin, ổ cắm DC và bộ biến tần.

Dưới đây là danh sách các bộ phận, vật tư và dụng cụ bạn sẽ cần. Tùy thuộc vào nguồn cung cấp, bạn có thể sẽ cần mua các linh kiện hơi khác nhau. Hãy chắc chắn đọc kỹ phần ghi chú để đảm bảo những gì bạn mua sẽ hoạt động được. Hệ thống này được thiết kế để khá linh hoạt trong việc lựa chọn linh kiện của bạn.

• 
  Hai tấm pin mặt trời 12 volt 20 watt ^{[ 2 ]}
• 
  Một pin LiFePO4 12 volt 10 amp giờ ^{[ 3 ]}
• 
  Một bộ điều khiển sạc 12 volt 10 amp ^{[ 4 ]}
• 
  Một bộ biến tần 200 watt ^{[ 5 ]}
• 
  Một phích cắm phụ kiện 12 V ^{[ 6 ]}
• 
  Một giá đỡ cầu chì 12 gauge ^{[ 7 ]}
• 
  Một cầu chì lưỡi 25 A ^{[ 8 ]}
• 
  Một vài thước dây màu đỏ và đen cỡ 10 ^{[ 9 ]}
• 
  Bốn đai ốc đòn bẩy 3 chiều cỡ 12 gauge ^{[ 10 ]}
• 
  Hai đầu nối dạng lưỡi xẻng cỡ 12-10 ^{[ 11 ]}
• 
  Kìm cắt/tước/bấm dây ^{[ 12 ]}
• 
  Tua vít nhỏ ^{[ 13 ]}
• 
  Tùy chọn - Đồng hồ vạn năng ^{[ 14 ]}

Phần sau đây chứa hướng dẫn từng bước về cách lắp ráp hệ thống quang điện 40 W này.

1

Tháo các kẹp cá sấu khỏi cả hai tấm pin mặt trời.

Dùng kìm cắt dây để tháo các kẹp cá sấu khỏi dây màu đỏ và đen nối với tấm pin mặt trời.

2

Bóc lớp cách điện khỏi dây dẫn của tấm pin mặt trời

Dùng kìm tuốt dây cỡ 10 hoặc 12 (tùy loại nào vừa tay hơn) để tuốt khoảng 3/8 inch lớp cách điện của dây dẫn tấm pin mặt trời.

3

Cắt và tuốt dây điện

Cắt một đoạn dây màu đỏ và đen cỡ 10 gauge dài từ 6 đến 12 inch (tùy thuộc vào khoảng cách bạn muốn giữa các tấm pin và bộ điều khiển sạc) và tuốt vỏ 3/8 inch ở tất cả các đầu dây.

4

Kết nối các tấm pin song song.

Nối các tấm pin mặt trời song song với dây dẫn cỡ 10 bằng cách kết nối cả ba dây màu đỏ bằng đầu nối đai ốc ba chiều. Lưu ý rằng ba dây màu đỏ bao gồm 1 dây đỏ từ một tấm pin, 1 dây đỏ từ tấm pin kia và 1 dây đỏ rời mà bạn đã tuốt vỏ ở bước trước. Sau đó, lặp lại quy trình với ba dây màu đen.

5

Cắt dây vỏ cầu chì

Cắt dây điện cho vỏ cầu chì sao cho một bên dài hơn bên kia. Bạn cần đặt vỏ cầu chì gần cực dương của ắc quy bằng cách để lại một đoạn dây ngắn. Cầu chì không có hướng cố định, vì vậy không quan trọng bên nào ngắn hơn, chỉ cần một bên ngắn hơn là được.

6

Lắp cầu chì lưỡi 25 A.

Đẩy cầu chì lưỡi 25A vào hộp cầu chì. Cầu chì không có chiều nào cố định, nên cả hai chiều đều hoạt động tốt.

7

Cắt và tuốt một đoạn dây điện màu đen rồi gắn vào các cực của ổ cắm cầu chì dạng lưỡi.

Cắt và tuốt một đoạn dây điện màu đen cỡ 10, có chiều dài tương tự như dây màu đỏ của vỏ cầu chì. Tuốt dây này tương tự như bước trước.

Nối một đầu nối dạng dẹt màu vàng vào đầu ngắn của dây màu đỏ trong hộp cầu chì và một đầu nối dạng dẹt màu vàng khác vào một đầu của đoạn dây màu đen vừa cắt.

Để lắp đặt đầu nối dạng lưỡi vàng, hãy luồn dây đã tuốt vỏ vào đầu nối và dùng điểm màu vàng trên kìm bấm để ấn chặt đầu nối vào. Kiểm tra để đảm bảo đầu nối đã được gắn chặt.

8

Gắn đai ốc gạt 3 chiều vào một đầu và vào pin ở đầu kia.

Lắp các đai ốc gạt 3 chiều vào các đầu dây trần của dây màu đen và dây của hộp cầu chì.

Nối đầu cắm dạng lưỡi xẻng từ dây dẫn của hộp cầu chì vào cực dương (màu đỏ) của bình ắc quy 12V. HÃY NHỚ rằng chỉ có bình ắc quy là nguy hiểm ở đây. Không được nối hai cực của bình ắc quy với nhau bằng bất kỳ vật liệu dẫn điện nào như kim loại.

Nối đầu cắm dạng lưỡi xẻng của dây màu đen vào cực âm (màu đen) của bình ắc quy 12V.

9

Cắt và tuốt một sợi dây điện màu đỏ và đen cỡ 10 khác.

Cắt thêm một cặp dây điện cỡ 10 (màu đỏ và đen) và tuốt vỏ ở cả hai đầu. Chiều dài của dây phụ thuộc vào khoảng cách mong muốn giữa bộ điều khiển sạc và ắc quy.

10

Nối dây trần vào nắp pin của bộ điều khiển sạc.

Dùng tua vít dẹt nhỏ (1/8 inch) nới lỏng các ốc vít đầu cực nắp pin của bộ điều khiển sạc và luồn cặp dây vừa cắt vào, dây đỏ nối vào cực dương (+) của nắp pin, và dây đen nối vào cực âm (-) của nắp pin. Đóng và cố định các đầu cực nắp pin bằng cách siết chặt các ốc vít phía trên.

11

Kết nối bộ điều khiển sạc với pin.

Nối các đầu dây hở từ bộ điều khiển sạc vào các đai ốc gạt 3 chiều gắn trên pin, nối dây đỏ với dây đỏ và dây đen với dây đen. Sau khi kết nối xong, màn hình LCD của bộ điều khiển sạc sẽ bật lên. Làm theo hướng dẫn của bộ điều khiển sạc để thiết lập cho loại pin cụ thể của bạn (ví dụ trong trường hợp này là LiFePO₄).

Nếu bạn đang sử dụng cùng loại pin và bộ điều khiển sạc như trong hướng dẫn này, hãy làm theo các bước sau: Nhấn phím chọn cho đến khi hiển thị điện áp pin (batt). Lúc này, nhấn và giữ nút Enter cho đến khi màn hình nhấp nháy với các loại pin. Chọn các loại pin khác nhau bằng cách nhấn phím chọn cho đến khi hiển thị “Li”, sau đó nhấn Enter. Chọn 12 V làm điện áp pin và nhấn Enter. Ở tùy chọn cuối cùng, nhấn phím chọn cho đến khi hiển thị 14.4 V làm điện áp sạc, sau đó nhấn và giữ phím Enter để lưu và hoàn tất thiết lập.

12

Kết nối dây của tấm pin mặt trời với bộ điều khiển sạc.

Nối các dây trần từ các tấm pin mặt trời song song (từ Bước 4) vào các vít đầu nối nắp đậy pin mặt trời trên bộ điều khiển sạc. Tham khảo quy trình được mô tả ở trên để mở và cố định các đầu nối nắp đậy trên bộ điều khiển sạc.

13

Kết nối bộ chuyển đổi phụ kiện 12V

Nối dây dương (màu đỏ) của bộ chuyển đổi phụ kiện 12V bằng cách cắm nó vào đai ốc gạt 3 chiều tương ứng được gắn vào dây dương (màu đỏ) của ắc quy (dây có hộp cầu chì) và bộ điều khiển sạc. Để được hướng dẫn, hãy xem lỗ mở còn lại duy nhất trên đai ốc gạt từ Bước 12 được nối với các dây màu đỏ.

Nối dây âm (màu đen) của bộ chuyển đổi phụ kiện 12V bằng cách cắm nó vào đai ốc gạt 3 chiều tương ứng được gắn vào dây âm (màu đen) của pin và bộ điều khiển sạc. Để được hướng dẫn, hãy xem lỗ còn lại duy nhất trên đai ốc gạt từ Bước 12 được nối với các dây màu đen.

14

Kết nối biến tần

Cắm phích cắm kiểu tẩu thuốc lá từ bộ biến tần vào ổ cắm trên bộ chuyển đổi phụ kiện dành cho phích cắm kiểu tẩu thuốc lá.

Bật công tắc trên bộ chuyển đổi phụ kiện sang vị trí bật. Bật công tắc (nếu có) trên bộ biến tần sang vị trí bật.

Sau khi hoàn tất các bước lắp ráp, hệ thống quang điện đã sẵn sàng để sử dụng. Để sạc hệ thống, hãy đặt các tấm pin ở khu vực nhận được nhiều ánh nắng mặt trời. Để tối đa hóa lượng bức xạ mặt trời mà các tấm pin hấp thụ, hãy nghiêng chúng về phía mặt trời.

Để sử dụng hệ thống để cấp nguồn cho tải DC qua cổng USB (ví dụ như để sạc điện thoại), hãy kết nối thiết bị với cổng USB trên bộ chuyển đổi phụ kiện 12V. Để cấp nguồn cho tải AC như quạt hoặc đèn, hãy cắm thiết bị vào ổ cắm trên bộ biến tần. Trong cả hai trường hợp, hãy đảm bảo công tắc trên bảng điều khiển phụ kiện 12V ở vị trí bật. Bật công tắc của bộ biến tần khi sử dụng tải AC. Bạn cần đảm bảo không sử dụng công suất liên tục vượt quá khả năng chịu tải của bộ biến tần (trong trường hợp này là 200W, và hãy đảm bảo rằng phích cắm phụ kiện DC của bạn cũng có công suất tương đương).

Hệ thống này có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau. Để hiểu rõ hơn về thời lượng pin và tốc độ sạc, chúng ta sẽ phân tích ví dụ về hệ thống tiêu thụ điện năng thấp và cao dưới đây. Các ví dụ này giả định sử dụng pin LiFePO₄ và có rất ít tổn hao để đơn giản hóa.

Một ví dụ về hệ thống tiêu thụ điện năng thấp là bóng đèn LED 10 W được vận hành liên tục. Nếu có đủ ánh sáng mặt trời không bị gián đoạn, đèn có thể dễ dàng hoạt động mà không làm cạn kiệt pin nhờ công suất 40 W do các tấm pin mặt trời cung cấp. Vào ban đêm, khi các tấm pin mặt trời không còn cung cấp điện, đèn có thể hoạt động bằng pin trong gần 12 giờ. ^{[ 15 ]} Để sạc đầy pin đã cạn kiệt sẽ mất khoảng 3 giờ khi đèn tắt ^{[ 16 ]} hoặc 4 giờ khi đèn bật. ^{[ 17 ]} Một hệ thống như vậy có thể hoạt động với rất ít hoặc không có thời gian ngừng hoạt động trong những tháng mùa hè.

Một ví dụ về hệ thống tiêu thụ điện năng cao là quạt hộp 80 W. Trong thời gian có ánh sáng mặt trời đầy đủ, hệ thống này có thể hoạt động liên tục trong 3 giờ ^{[ 18 ]} trước khi bộ ngắt điện áp thấp tắt bộ biến tần và tắt quạt. Khi không có ánh sáng chiếu vào các tấm pin mặt trời, hệ thống có thể hoạt động trong 1,5 giờ. ^{[ 19 ]} Vì công suất tiêu thụ cao hơn công suất do các tấm pin mặt trời cung cấp, nên không thể sạc pin trong khi quạt đang chạy. Khi quạt tắt, các tấm pin mặt trời có thể sạc đầy pin trong khoảng 3 giờ. ^{[ 20 ]}

Hệ thống này có thể cung cấp điện cho nhiều thiết bị tiêu thụ điện không liên tục trong thời gian dài.

Có rất nhiều lý do khiến bạn muốn xây dựng hệ thống này. Chúng tôi rất muốn được nghe về những lý do cá nhân của bạn! Dưới đây là một số lý do bạn có thể muốn sử dụng hướng dẫn này:

1. Bạn muốn nắm giữ nhiều quyền lực hơn trong tay mình!
2. Bạn cần một hệ thống 40W, ví dụ như để sạc laptop, chuẩn bị cho trường hợp khẩn cấp và sạc pin, thu thập dữ liệu không lưu từ xa, mở cổng, hàng rào điện, #vanlife, #glamping, hoặc một số nguồn điện (ví dụ như để chiếu sáng) trong một ngôi nhà không kết nối với lưới điện.
3. Bạn cần một hệ thống tùy chỉnh, có thể nhỏ hơn hoặc lớn hơn, nhưng bạn muốn có kinh nghiệm xây dựng một thứ cụ thể.
4. Bạn là giáo viên hoặc trường học và muốn có một hệ thống mà học sinh có thể tự xây dựng.
5. Bạn đã đọc cuốn "Để đón ánh mặt trời" và muốn chế tạo đủ loại hệ thống năng lượng mặt trời, vậy thì đây là một khởi đầu tuyệt vời!
6. Bạn muốn trở thành một doanh nhân trong lĩnh vực năng lượng và đang tìm kiếm một dự án hoàn chỉnh để bắt đầu.
7. Bạn muốn một hệ thống 40W với dung lượng lưu trữ 120Wh có thể tùy chỉnh và điều chỉnh. Hệ thống này sẽ dễ dàng tăng hoặc giảm kích thước.

Hướng dẫn này được cung cấp như một tài liệu tham khảo miễn phí. Điện rất nguy hiểm. Pin có năng lượng dự trữ và có thể rất nguy hiểm nếu bạn làm đoản mạch chúng (tức là nối cực dương và cực âm với vật dẫn điện như kim loại). Bạn thậm chí có thể tự làm mình bị thương bằng tua vít nếu cố gắng quá sức. Vui lòng tự chịu rủi ro khi thực hiện. Appropedia (và bất kỳ tác giả nào) sẽ không chịu trách nhiệm cho bất kỳ thiệt hại nào phát sinh từ bất kỳ hoạt động nào được nêu trong hướng dẫn này.

• Kyle Wolfe
• Lonny Grafman