Резервное копирование солнечной энергии для маршрутизатора

Да, это отличная идея.

В наши дни подавляющее большинство маршрутизаторов рассчитаны на 12 В постоянного тока, с положительным полюсом. Подстраивайтесь под это, потому что так намного проще.

Некоторым маршрутизаторам требуется питание от сети переменного тока в диапазоне 9–12 В, но если вы вскроете их, то увидите, что первым элементом на пути входящего питания является мостовой выпрямитель. Для этого типа (переменный ток + мостовой выпрямитель) он может принимать постоянное напряжение — выпрямитель автоматически изменит полярность. Если напряжение переменного тока составляет 9–12 В, то, скорее всего, он будет нормально работать при напряжении постоянного тока 12 В.

Выбирая маршрутизатор, обращайте особое внимание на низкое энергопотребление. Не стоит ориентироваться на маркировку, нужно посмотреть, сколько энергии он потребляет на самом деле. Вам нужны устройства с питанием 12 В (если бы только можно было найти Kill-a-Watt на 12 В!), а блок питания на 120 В не сильно поможет.

Это действительно важно. Вот почему.

Сердцем системы станет большая батарея. Большая.

Как вы определяете размер аккумулятора? Поговорите с теми, кто занимается автономными солнечными электростанциями, но расчёт на 3 дня без солнца будет примерно верным. Свинцово-кислотные аккумуляторы не любят разряжаться до нуля, даже аккумуляторы глубокого цикла, поэтому их нужно рассчитывать на 5 дней. Это 120 часов при силе тока 1 А, то есть 120 ампер-часов. Пара аккумуляторов для гольф-кара. Отсюда и ценность более эффективного маршрутизатора.

Эта система должна работать даже при полном отсутствии солнечной энергии. Солнечные батареи, ветрогенераторы, микрогидроэлектростанции, прыжки с крыши автомобиля или сетевое зарядное устройство для аккумуляторов — это всего лишь дополнительные источники энергии.

Задача контроллера заряда — принимать ~19 вольт, поступающих от солнечной панели, и понижать их до уровня, при котором аккумулятор будет заряжаться правильно, без перезарядки (перегрева). Здесь нет какого-то волшебного значения напряжения, в правильной зарядке аккумулятора есть своя магия.

Излишне говорить, что качество имеет значение: дешёвые контроллеры заряда Cheese не будут работать должным образом и могут испортить аккумуляторную батарею. Мне нравится бюджетный контроллер Morningstar за 30 долларов, он справляется со своей задачей и разработан конструкторским бюро, которое производит высококлассные контроллеры.

Контроллер MPPT гораздо эффективнее извлекает всю доступную энергию из вашей панели, а солнечные панели рассчитаны на это. Если вы его не используете, снизьте мощность панели примерно на 1/3.

Оттуда вы подключаете свои панели к контроллеру заряда. Убедитесь, что вы учитываете падение напряжения из-за расстояния, которое должны пройти провода от панелей. Я видел проекты, которые по сути провалились из-за того, что кто-то пытался передать 12 вольт на расстояние 30 метров по проводу № 6. Для его большой панели провод № 0000 не был бы лишним.

Какая мощность у панели? Опять же, спросите у специалистов по автономному энергоснабжению, но в качестве примера можно привести возможность зарядить аккумулятор на 3 дня за один солнечный день зимой. Умножьте 1/3 дня на пиковую мощность панели, которая должна обеспечивать заряд в течение 3 дней, то есть в 9 раз превышать вашу нагрузку, или 9 ампер. 108 Вт, но если вы не используете контроллер заряда MPPT, то скорее 160 Вт. Но пусть это вас не расстраивает: вы всегда можете увеличить мощность позже или использовать альтернативные способы зарядки в пасмурную погоду.

Всё это нужно для того, чтобы получать 120 В от солнечных батарей. Это возможно, но для этого нужна довольно большая и сложная солнечная система. Есть что-то по-настоящему глупое в том, чтобы использовать дорогой инвертор для преобразования 12 В постоянного тока в 120 В переменного тока, чтобы запитать сетевой фильтр и получить 12 В постоянного тока. Зачем вам это?

Всегда лучше найти способ питать устройства от низковольтного постоянного тока, чем использовать инвертор для питания от переменного тока. Если вы пытаетесь подключить модем, маршрутизатор, телевизор, зарядное устройство для планшета/телефона и т. д., то это несложно.

Для кратковременных нагрузок проще всего использовать ИБП.

У солнечных батарей есть некоторые недостатки в качестве резервного источника питания. Они дорогие (панели + контроллер + инвертор + переключатель + проводка + установка). Скорее всего, ваш дом расположен не в идеальном месте для сбора солнечной энергии (тени, широта, ориентация крыши). Солнце часто бывает недоступно именно тогда, когда оно вам нужно (зимние штормы).

С другой стороны, ИБП заряжается от сети, обеспечивает очень высокое качество сигнала, имеет разумную цену и прост в установке.

Независимо от того, какую технологию вы выберете, есть два важных параметра: максимальная нагрузка (сколько энергии вы можете потреблять в любой момент времени) и мощность (как долго вы можете работать с заданной нагрузкой). Простой сетевой маршрутизатор потребляет очень мало энергии, поэтому максимальная нагрузка не будет проблемой.

Для периодического использования можно подключить роутер к бортовой сети автомобиля с напряжением 12 В. Вы можете приобрести недорогой адаптер, например этот. Заводить двигатель только для этой цели было бы крайне расточительно, но если вы делаете это редко, то все в порядке.

В качестве простого лайфхака можно подключить к роутеру обычную батарейку на 9 В.

1.) Аккумуляторы для гольф-кара - самый простой источник питания для домашней электрической резервной аккумуляторной батареи.

2.) Чем больше, тем лучше с массивом солнечных панелей. Если вы собираетесь использовать только маршрутизатор (почему бы и не модем? Или это комбинированный вариант?) вероятно, вам сойдет с рук дешевый комплект небольших солнечных батарей от этих ребят: Silicon Solar Они предлагают несколько отличных комплектов зарядных устройств, которые в значительной степени снимают с вас всю работу. Вам все равно нужно будет подключить их к аккумулятору и преобразовать ток в розетку переменного тока для маршрутизатора.

3.) Для подключения маршрутизатора к электросети, которую вы создали на шагах 1 и 2, вам понадобится инвертор. В зависимости от вашего интереса к созданию чего-то красивого на вид и безопасного в обращении, вы можете провести дополнительные исследования по инвертору, который можно подключить к вашей электросети.

Вот схема, которая поможет вам разобраться в настройке и наглядно представить описанный выше процесс:

В вашем случае распределительная коробка будет заменена выходным устройством инвертора, объединённым с ним в один элемент, поскольку вам нужно питание только для одного устройства.

Первое, что вам нужно решить, — будет ли устройство включаться вручную при отключении питания или это будет происходить автоматически.

В дорогостоящих солнечных установках при обнаружении отключения от сети срабатывает автоматический переключатель, который изолирует «панель критической нагрузки» (т. е. второй блок выключателей), к которой подключены солнечные батареи и аккумуляторы. Причина в том, что вы НЕ МОЖЕТЕ использовать солнечные панели для питания дома при отключении от электросети, если только вы не отключите эти цепи под напряжением от сети. (В противном случае вы можете получить удар током от электромонтажника.) Я не уверен, что с этим требованием связана какая-либо минимальная мощность. Возможно, существует правило, гласящее, что мощность ниже 100 Вт допустима без каких-либо средств отключения, но вам нужно будет найти электрика, компетентного в вопросах переключателей передач и требований NEC по данному вопросу.

Если вам подходит ручная система, то вам понадобятся солнечная панель, аккумулятор с подходящим напряжением (например, подходящим для вашего роутера) и небольшой контроллер заряда. Подключив все это к розетке постоянного тока и шнуру, вы сможете без проблем использовать свой роутер... но вам придется вручную переключать его с обычного адаптера переменного/постоянного тока на шнур постоянного тока.

Как только вы определитесь с тем, какая система вам нужна, можно приступать к поиску комплектующих. Что касается разницы в цене, то я не уверен. Возможно, вы сможете собрать систему с ручным переключением примерно за 100 долларов, но сложно сказать, какова минимальная стоимость системы с автоматическим переключением.