Гайд по автоматизації сонячних панелей і генератора

1. Автоматизація сонячних панелей правити завдання правити
2. переваги методу правити
3. спрощений метод правити
4. оптимальний метод правити
5. Практика правити
6. спрощений метод правити
7. спрощений метод правити
8. оптимальний метод правити
9. Автоматизація сонячних панелей - новий метод (для новиx версій гри) правити
10. Реалізація методу правити
11. Автоматизація генератора правити
12. завдання правити
13. Реалізація правити
14. поліпшення схеми правити
15. Скільки треба батарей? правити

Автоматизація сонячних панелей правити

завдання правити

Зробити так, щоб сонячні панелі постійно були спрямовані на Сонце.

переваги методу правити

• Схема забезпечує максимально можливу ефективність використання сонячних батарей (в оптимальному методі).
• Схема повністю автоматична, працює без участі гравця
• Схема працює з будь-яким числом сонячних панелей

теорія правити

У спрощення Сонце рухається по вертикальній дузі (майже як в тропіках на Землі). Для місяця це абсолютно правильно, для Марса - приблизно, для Європи - зовсім не так. Отже, старі методи на Європі будуть дуже неефективні.

Датчик освітленості встановлений так, що видає значення від 0 ° (схід) до 180 ° (захід). Сонячні панелі управляються сигналом Vertical в діапазоні від 0% до 100%.

датчик видає значення від 0 до 180 навіть якщо Сонце за горизонтом. Щоб панелі вночі не оберталися даремно, ми помножимо все обчислення на параметр Activate датчика. Він видає 1, якщо Сонце над горизонтом, і 0 у протилежному випадку. У підсумку, при заході Сонця за горизонт панелі отримають значення 0 і повернуться на схід. Це дозволить системі працювати, навіть якщо сядуть акумулятори та харчування автоматики пропаде - як тільки постане Сонце, панелі відразу почнуть працювати.

спрощений метод правити

Щоб перетворити кут сонця в відсотки, потрібно поділити цей кут на 1,8

vertical панелі = (кут сонця / 1.8) Х activateдатчіка

оптимальний метод правити

Насправді кут панелей до горизонту змінюється в діапазоні 15 ° - 165 ° (0% повороту - 15 °, 100% повороту - 165 °. Тому для правильного перетворення кута треба спочатку отримати шкалу 15 ° - 165 °, а не 0 ° - 180 °. Віднімаємо від кута Сонця 15 ° (мінімальний кут нахилу панелі).

По хорошому, треба б ще взяти максимум з результату і 0. Це дозволило б при вугіллі <15 ° виставити панель на 0%, Однак панелі значення Vertical <0 розуміють як 0, тому операцію опускаємо.

Ділимо результат на 1.5 (тепер шкала 150 °), беремо мінімум від результату і 100. Це дозволить при вугіллі> 165 ° виставити панель на 100%

Фактично, ми відкидаємо по 15 ° зверху і знизу і перетворимо залишилися 150 ° в відсотки.

vertical панелі = Min (((кут сонця - 15; 0) /1.5); 100) Х activateдатчіка

Формула оптимального методу трохи складніше, однак сумарна видається панелями потужність підвищується на 10-12%

При використанні оптимального методу одна сонячна панель видає максимальну потужність 4900 Вт, це дає середню потужність за день приблизно 2300 Вт (з урахуванням світанку і заходу). Таким чином, для повного забезпечення бази при споживанні 1 кВт потрібно приблизно 4,5 сонячні панелі.

Число панелей = 4.5 X Середня споживана потужність в кВт

Практика правити

1. Панелі встановлюємо так, щоб вони не затінювали іншими об'єктами або один одним. Розгортаємо панелі до сонця (обертання за допомогою гайкового ключа) таким чином, щоб при Vertical 0% панелі дивилися на схід (на схід Сонця). Рекомендую відразу підключити панелі силовими кабелями , Так як звичайні кабелі витримують тільки 5 кВт.

2. Вибираємо місце для датчика (поруч зі схемою). Встановлюємо і повністю покращуємо Залізний каркас .

Каркас в підлозі не підійде - потрібен вертикальний НЕ затінене датчик. Встановлюємо зі східного боку на бічну сторону каркаса датчик типу "Датчик денного світла". Скло датчика має дивитися на схід. Підключаємо датчик проводами до інформаційної мережі чіпів.

Датчик повинен залишитися "висіти" на верхівці дроти, як на картинці

3. Виготовляємо на принтері електроніки і встановлюємо в обраному місці наступний набір:

спрощений метод правити

оптимальний метод правити

Чіпи можна встановлювати в будь-якому порядку - досить потім просто з'єднати разом в одну мережу всі інформаційні контакти всіх пристроїв і підключити їх до інформаційних контактів панелей і датчику. Втім, для економії проводів можна відстежити зв'язки і з'єднати тільки потрібні контакти. Харчування рекомендую зробити по окремої лінії через джерело безперебійного живлення з акумулятором - щоб панелі в будь-якому випадку вночі розгорнулися на схід. Якщо Ви використовуєте підключення до панелей "два в одному": харчування і дані в одному дроті, то безперебійне живлення чіпів можна підключати до проводів від панелей - буде коротке замикання.

4. Беремо маркировщик. Помічаємо як-небудь все чіпи і датчик - інакше можна заплутатися.

5. За допомогою викрутки налаштовуємо чіпи ( "крутимо" гвинти на корпусі), чіпи в списку з моєї маркуванням. Значення пам'яті встановлюється маленькими гвинтами, при натиснутому лівому Alt вводяться дробові значення.

спрощений метод правити

Формула: vertical панелі = (кут сонця / 1.8) x activate датчика

Маркування Пристрій Параметри Призначення Датчик 1 датчик денного світла Отримання даних про стан Сонця Читання 1 чіп "Читання" IN: Датчик 1

VAR: SolarAngle

Читання поточного кута положення Сонця Читання 2 чіп "Читання" IN: Датчик 1

VAR: Activate

Читання наявності денного світла Пам'ять 1 чіп "Пам'ять" постійне значення 1,8 Коефіцієнт перекладу градусів у відсотки Мат 1 Чіп "Арифметика" 1: Читання 1

2: Пам'ять 1

OUT: Divide

Переклад градусів в відсотки Мат 2 Чіп "Арифметика" 1: Мат 1

2: Читання 2

OUT: Multiply

Установка кута панелей в 0 при відсутності світла Запис 1 Чіп "Множинна запис" IN: Мат 2

OUT TYPE: Сонячна панель

OUT VAR: Vertical

Запис отриманого значення в усі підключені сонячні пвнелі.

оптимальний метод правити

Формула: vertical панелі = Min (((кут сонця - 15) /1.5); 100) x activate датчика

або Запис 1 = Мін 1 (((Кут - Пам'ять 15) / Пам'ять 1.5); Пам'ять 100) x Світло

Маркування Пристрій Параметри Призначення Датчик 1 датчик денного світла Отримання даних про стан Сонця Кут чіп "Читання" IN: Датчик 1

VAR: SolarAngle

Читання поточного кута положення Сонця Світло чіп "Читання" IN: Датчик 1

VAR: Activate

Читання наявності денного світла Пам'ять 15 чіп "Пам'ять" постійне значення 15 Мінімальний кут нахилу панелі (не відсотки, а кут) Пам'ять 1.5 чіп "Пам'ять" постійне значення 1.5 Коефіцієнт перекладу градусів у відсотки (для шкали 150 °) Пам'ять 100 чіп "Пам'ять" постійне значення 100 Максимальний vertical панелей Мат 1 Чіп "Арифметика" 1: Кут

2: Пам'ять 15

OUT: Subtract

Віднімаємо від кута Сонця мінімальний кут панелі - нижче вона не повернеться. Мат 2 Чіп "Арифметика" 1: Мат 1

2: Пам'ять 1.5

OUT: Divide

Ділимо на 1.5 - переводимо градуси у відсотки Мін 1 Чіп "Min / Max" 1: Мат 2

2: Пам'ять 100

OPR: Less

Відсікаємо все, що вище 100. Мат 3 Чіп "Арифметика" 1: Мін 1

2: Світло

OUT: Multiply

Установка кута панелей в 0 при відсутності світла Запис 1 Чіп "Множинна запис" IN: Мат 3

OUT TYPE: Сонячна панель

OUT VAR: Vertical

Запис отриманого значення в усі підключені сонячні пвнелі.

6. Натискаємо червоні кнопки всіх чіпів - включаємо чіпи. Все повинно запрацювати.

Зустрічався глюк, коли при установці максимуму повороту 100% панелі все одно починали нескінченно обертатися, доводилося ставити обмеження в 98.5 замість 100.

Автоматизація сонячних панелей - новий метод (для новиx версій гри) правити

теорія правити

У нових версіях гри Сонце в грі рухається по дузі в площині, відхиленою від вертикалі на певний кут. Кут цей залежить від обраного для гри світу . Втім, даний метод автоматизації від кута нахилу екліптики не залежить.

Даний метод підвищує ефективність сонячних панелей на Марсі і, особливо, на Європі. Для місяця - без різниці.

Сонячні панелі використовують для управління орієнтацією два параметри: Horisontal - кут повороту панелі в градусах і Vertical - нахил панелі в процентах.

Датчик освітленості може працювати в двох режимах. Ми будемо використовувати два датчика в різних режимах - по одному для кожної осі обертання (кожного параметра). Перший датчик горизонтальний, він буде видавати кут положення сонця в проекції на горизонтальну площину. Значення цього датчика будуть залежати від повороту сонячних панелей при установці. Другий датчик вертикальний, видаватиме кут від 90 (схід) до 0 (полудень) і назад до 90 (захід). Це дозволить піднімати панель до 50% в полудень і опускати до вечора до 0%. При цьому панелі до вечора будуть розгортатися по горизонталі на захід. Панель здатна нахиляться від 15 ° до 165 ° (0% - 15 °, 100% - 165 °), тому переведемо градуси у відсотки по формулі

vertical панелі = (75 - кут сонця вертикальний) /1.5

Формула видає значення від 0% на сході до 50% в полудень.

Як доповнення, ми будемо вночі розгортати панелі на схід. Якщо акумулятори або батареї розрядяться, це дозволить автоматично почати зарядку на світанку. Якщо не внести цю корекцію, чіпи автоматики можуть вимкнеться при розрядці і залишити панелі розгорнутими від сонця (наприклад, на північ). Втім, додаткові чіпи автоматики можна замінити на ДБЖ .

Реалізація методу правити

В основу методу покладено коментар Rsa97.

1. Панелі встановлюємо так, щоб вони не затінювали іншими об'єктами або один одним. Розгортаємо панелі до сонця (обертання за допомогою гайкового ключа) таким чином, щоб при Vertical 0% панелі дивилися на схід (на схід Сонця). Рекомендую відразу підключити панелі силовими кабелями , Так як звичайні кабелі витримують тільки 5 кВт.

2. Вибираємо місце для датчиків. Встановлюємо і повністю покращуємо Залізний каркас на висоті в одну клітку (над головою).

Встановлюємо два датчика. Перший датчик (горизонтальний) повинен дивитися склом вниз (на "стелі") і повернений верхом на 0 ° параметра Horisontal ваших панелей (провід датчика з боку 180 ° панелей). Таким чином, датчик буде видавати значення кута відповідно до положення установки панелей (тобто якщо у Вас на панелях 90 ° на схід, то і датчик буде коли Сонце на сході видавати 90 °)

Другий датчик (вертикальний) повинен дивитися склом вгору, поворот не важливий.

Підключаємо датчики проводами до схеми, каркас видаляємо.

3. Виготовляємо на принтері електроніки і встановлюємо в обраному місці наступний набір:

Чіпи можна встановлювати в будь-якому порядку - досить потім просто з'єднати разом в одну мережу всі інформаційні контакти всіх пристроїв і підключити їх до інформаційних контактів панелей і датчику. Втім, для економії проводів можна відстежити зв'язки і з'єднати тільки потрібні контакти. Харчування рекомендую зробити по окремої лінії через джерело безперебійного живлення з акумулятором - щоб панелі в будь-якому випадку вночі розгорнулися на схід. Якщо Ви використовуєте підключення до панелей "два в одному": харчування і дані в одному дроті, то безперебійне живлення чіпів можна підключати до проводів від панелей - буде коротке замикання.

4. Беремо маркировщик. Помічаємо як-небудь все чіпи і датчик - інакше можна заплутатися.

5. За допомогою викрутки налаштовуємо чіпи ( "крутимо" гвинти на корпусі). Значення пам'яті встановлюється маленькими гвинтами, при натиснутому лівому Alt вводяться дробові значення.

6. Чіпи налаштовуються відповідно до схеми.

7. На згадку початкового кута потрібно внести значення кута повороту панелі, яка дивиться на схід. Це значення встановлює, куди панелі повертатися ( "паркуватися") вночі.

Автоматизація генератора правити

На додаток до сонячних панелей при нестачі потужності можна використовувати твердопаливний генератор або газовий електрогенератор .

завдання правити

Зробити так, щоб при розрядці батареї до певного рівня включався генератор і заряджав батарею до потрібного рівня.

З огляду на, що для підтримки споживання бази 5 кВт потрібно 5 * 4.5 ≈ 23 сонячні панелі, завдання досить актуальна. Плюс потужність генераторів починається з 50 кВт (проти 500Вт у панелей) і вони не залежать від часу доби.

Реалізація правити

Якщо просто встановити включення за рівнем заряду, генератор буде постійно включатися-вимикатися. Ми ж використовуємо так званий гістерезис. При розрядці до рівня X, генератор буде включатися і заряджати батарею до рівня Y (зрозуміло, що Y> X).

1. встановлюємо батарею . Можна кілька. Всі підключення виробляємо силовими кабелями , Так як генератори видають набагато більше 5 кВт.
2. встановлюємо твердопаливний генератор або газовий електрогенератор . Підключаємо генератор до лінії зарядки батарей силовими кабелями . Сонячні панелі на тій же лінії повинні бути також підключені силовими кабелями . При використанні газового електрогенератора обов'язково підключати його до батареї через трансформатор . На трансформаторі можна виставити потужність 100 кВт мінус максимальна сумарна потужність панелей, інакше згорить навіть силовий кабель.
3. Встановлюємо в зручному місці два логічних перемикача типу регулятор (dial). викруткою виставляємо на них максимум значень 100. Ці регулятори потрібні будуть, щоб можна було міняти межі зарядки (X і Y).
4. Вибираємо одну, контрольну, батарею , Заряд якої буде управляти генератором. Маркуємо її, генератор і регулятори.
5. збираємо схему
   • Ми читаємо параметр Ratio з батареї.
   • Множимо його на 100 (так як, параметр видається в частках, наприклад, 0.43. 1.00 - повний)
   • Якщо генератор ще не включений, використовуємо в умови включення нижню межу, якщо вже включений - верхній. (Чіп "вибір") При цьому значення регуляторів можна зчитувати безпосередньо, без чіпів читання.
   • Порівнюємо поточний заряд з обраним межею.
   • Результат записуємо в параметр On генератора, а так же зворотним зв'язком зчитуємо його в чіпі вибору.
   • При складанні звертайте увагу на вказані номери входів чіпів.
   • Регулятори можна замінити на чіпи пам'яті.
6. Заправити генератор.
7. Виставляємо на регуляторах необхідні значення і запускаємо схему. Зрозуміло, не можна ставити нижню межу вище верхнього. Бажано підібрати параметри досить низькими, щоб залишити вільну ємність батареї для зарядки сонячними панелями. Інакше генератор заряджає батарею, а сонячні панелі з "безкоштовною" енергією працюватимуть вхолосту, а значить, ми витратили зайве паливо.

поліпшення схеми правити

Мінусом такої реалізації є те, що на практиці при підключенні декількох батарей, вони заряджаються і розряджаються нерівномірно і заряд однієї батареї ніяк не пов'язаний з зарядами інших.

Це може призводити до того, що, наприклад, при повних інших батареях контрольна батарея розрядилася і схема видає недолік харчування, хоча заряду ще повно.

Схему можна поліпшити. Обчислимо частку заряду всіх батарей.

Збираємо додаткову схему

Для роботи схеми необхідно встановити аналізатор кабелю після батарей, на дроті, що йде до приладів-споживачів.

Ми отримуємо максимальний заряд з батареї (можна його поставити через пам'ять), множимо на кількість батарей (задається вручну, не забути скорегувати при додаванні батарей). Потім ділимо поточний заряд всіх батарей на отриманий раніше максимальний. Це значення і використовуємо в якості керуючого параметра першої схеми.

Скільки треба батарей? правити

Досвід показав, що одна Батарея видавала 5 кВт протягом 6 хвилин. Це означає ємність батареї 30 кВт⋅мін (з урахуванням того, що кВт = 1 Дж / пік). Ніч на Марсі триває 10 хвилин, тобто однієї батареї досить для безперебійної нічної роботи обладнання приблизно зі споживанням 3 кВт. Звичайно, якщо забезпечується її повна зарядка (мінімум подвійна потужність днем ​​від панелей або генератор з величезною потужністю).

Число батарей = Середня споживана потужність в кВт / 3