Wie kann ich den Pi mit Solarenergie betreiben?

Hat jemand seinen Pi erfolgreich für den Betrieb mit Solarenergie eingerichtet? Wenn ja, wie lässt sich dies sinnvoll und zuverlässig mit einer Kombination aus Solarzellen / Batterien / Spannungsreglern am billigsten erreichen?

Geht es nur darum, Schalttafeln zu bauen, die den erforderlichen Strom liefern, die Spannung regeln und eine Notstromversorgung bereitstellen, oder gibt es noch etwas, das ich beachten sollte?

Es gibt ein paar Dinge, die Sie beachten müssen, wenn Sie Ihre eigene Solarstromversorgung aufbauen möchten.

Hauptsache, die Spannungsabgabe von Solarzellen kann je nach Sonneneinstrahlung (wie sonnig es ist) stark variieren.

Einfache ungeregelte Solarmodule, die als „Batterieladegeräte“ verkauft werden, sind häufig für 12- V - Tiefbatterien für den Freizeitgebrauch konzipiert, können jedoch bei hellem Sonnenlicht bei 18 V oder mehr Leerlauf gemessen werden (sogar in Großbritannien * 8 '). Der Innenwiderstand der Batterie hält diese Spannung auf dem Batteriepegel, aber ohne einen Widerstand, der höher als die Nennspannung ist , kann die direkt angeschlossene Elektronik beschädigt werden, wenn sie nicht geregelt wird.

Als solches sollten Sie entweder das Solarpanel regulieren oder seine Leistung mit einer Batterie regulieren, und idealerweise beides. Die Verwendung eines Akkus ermöglicht es Ihnen auch, überschüssige Energie zu produzieren und Energie zu liefern, wenn der Strom aus dem Solarpanel nachlässt. Dies bedeutet, dass Sie möglicherweise mit einem Solarpanel auskommen, das für Ihren durchschnittlichen Strombedarf dimensioniert ist, anstatt mit einem für Ihr Maximum Energiebedarf.

Wenn Sie die Größe des Solarmoduls und der Batterie auf ein Minimum beschränken möchten, können Sie die erwartete Gesamtlast, die durchschnittliche Stromerzeugung im Laufe des Jahres und die Batteriekapazität berechnen, um durch die Nächte und die Wintermonate zu kommen.

Bei der Beantwortung meiner Frage zum Austausch von Elektronikstapeln gibt es einige ausgezeichnete Ratschläge zum Thema Solarladung, einschließlich Informationen darüber, wie anhand der standortspezifischen Informationen von gaisma berechnet werden kann, ob die Sonneneinstrahlung in Ihrer Umgebung für Ihre Anwendung für eine bestimmte Kombination aus Solarmodul und Batterie ausreicht .

Es könnte sich lohnen, einen Blick auf die Solio-Ladegeräte zu werfen , die Sonnenkollektoren, Spannungsregler und Batteriepuffer eingebaut haben. Sie werden höchstwahrscheinlich auch den richtigen Stromanschluss für den Raspberry Pi haben.

Sie sollten vermeiden, Ihren Raspberry Pi direktem Sonnenlicht auszusetzen, da dies zu Problemen führen kann (z. B. Überhitzung oder Verschlechterung bestimmter Arten von Komponenten wie Kondensatoren). UV-Strahlung ist für die Elektronik nicht vorteilhaft. Abgesehen davon denke ich, dass Sie in Ordnung sein sollten, wenn Sie über ein Batterie-Backup und einen Qualitätsregler verfügen.

Beachten Sie, dass Sie ein elektronisches Gerät leicht vor UV-Strahlung schützen können, indem Sie es in einen undurchsichtigen Behälter legen, wie es ein einfacher Karton tun würde, oder es in Konstruktionspapier einwickeln. Sogar ein transparentes Glas- oder Kunststoffgehäuse würde das meiste UV-Licht herausfiltern. Sie könnten dann die Verkabelung vom Solarpanel zum Raspberry Pi durch ein Loch in Ihrem Gehäuse führen.

Hier ist mein Setup: 30-Watt-Solarpanel mit einem 12-Volt-Ladegerät, das an eine 12-Volt-Batterie mit 33 A / h angeschlossen ist. Aus der Batterie habe ich einen 12 Volt bis 5 Volt Batterie-Eliminator, der die Spannung sicher auf 5 Volt senkt, die ich in ein Micro-USB-Kabel gespleißt habe.

Es läuft jetzt seit zwei Tagen erfolgreich. Ich würde gerne mit einer kleineren Batterie und einem kleineren Panel experimentieren, aber meiner Rechnung nach hat mein Setup eine zusätzliche Polsterung sowohl für die Batterie als auch für das Panel. Ich bin jedoch offen für Verbesserungen.

Zumindest benötigen Sie: ein Solarpanel, einen Laderegler, eine Tiefentladebatterie, einen DC-DC-Abwärtswandler (um die Batteriespannung auf 5 V zu reduzieren), Hardware zur Montage des Panels und etwas zur Unterbringung aller Komponenten.

Der Trick besteht darin, die Solarkomponenten zu dimensionieren, und das hängt davon ab, wie viel Sonnenlicht Sie erhalten und wie viel Reserveleistung Sie möchten. Ich glaube jedoch, dass es selbst unter den besten Umständen schwierig sein würde, einen Pi 24/7/365 an den meisten Orten mit weniger als einem 30-W-Panel und einer 12-V-5-Ah-AGM-SLA-Batterie zu betreiben.

Der Grund dafür ist, dass das Panel genügend Strom liefern muss, um den Pi nicht nur tagsüber laufen zu lassen, sondern auch die Batterie aufzuladen, damit der Pi nachts läuft. Der Pi verbraucht ca. 1,5 Watt. Bei 24 Betriebsstunden sind das 1,5 Watt x 24 Stunden = 36 Wattstunden. Eine 12V 5AH AGM SLA Batterie kann theoretisch 60 Wattstunden Strom liefern. Sie möchten jedoch niemals mehr als 50% Bleisäure ablassen. Auch gibt es immer Ineffizienzen. Sie werden also nur 23 Wattstunden von der Batterie bekommen. Das ist genug, um einen Pi durch die Nacht zu bringen - aber nur, wenn der Akku zunächst vollständig aufgeladen war. Und hier wird die Leistung des Panels wichtig.

Ein 30-W-Panel kann theoretisch 30 Watt pro Stunde bei "Spitzensonnenlicht" liefern. Aber realistisch werden Sie vielleicht nur 23 Watt vom Panel bekommen. Sie benötigen also 1,6 Stunden Sonnenlicht (1,6 Stunden x 23 Watt = 36,8 Wattstunden), um einen Pi mit 36 ​​Watt pro Tag zu betreiben. Sie können online nachsehen, wie viele Stunden Sonnenlicht in Ihrer Region am stärksten ist. Sie wollen einen Durchschnitt für den Winter.

Seattle, Washington zum Beispiel, erreicht im Winter im Durchschnitt nur 1,6 Punkte. Das 30-W-Panel würde es also einfach schaffen. Das setzt jedoch voraus, dass Sie mindestens 1,6 Stoßstunden Sonnenlicht pro Tag haben. In Wirklichkeit kann es sein, dass Sie Tage ohne Sonnenlicht verbringen. Aus diesem Grund möchten Sie Ihr Panel + Akku für die Reserveleistung aufrüsten.

Es wäre daher nicht ungewöhnlich, einen Pi mit einem 150-W-Panel und einem 75-Ah-Akku zu betreiben. Viele würden sagen, das ist übertrieben. Aber es ist nicht, wenn Sie Reservestrom für bewölkte Tage wünschen.

Ich benutze einen etwas anderen Ansatz ... Ich benutze ein Solarkit in voller Größe von Harbor Freight. Ich lade einen normalen 12-Volt-Tiefentladebatterietyp auf und speise 12 Volt an einen 12-Volt-Wechselrichter mit 120 Volt.

Dies liefert 120 Volt für die Stromversorgung des Pi-Netzteils und eines HDMI-Monitors auf einmal. Aufgrund der Rechteckeinspeisung in die Pi-Versorgung verwende ich eine 5 Ampere-Wandwürze-Versorgung, um den Spannungsabfall auszugleichen. Der Monitor läuft vom 120-Volt-Wechselrichter aus einwandfrei.

Es gibt eine Firma, die dies für Himbeer-Pi macht, sie heißt PiJuice und wird mit einem tragbaren Akku geliefert, und Sonnenkollektoren können als Extras hinzugefügt werden. :

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