¿Cómo puedo ejecutar el Pi en energía solar?

¿Alguien ha configurado con éxito su Pi para funcionar con energía solar? Si es así, ¿cuál sería la forma más económica de lograr esto de manera sensata y confiable, utilizando una combinación de células solares / baterías / reguladores de voltaje?

¿Se trata solo de construir paneles que proporcionan la corriente requerida, regulan el voltaje y suministran una batería de respaldo, o hay algo más que debo tener en cuenta?

Hay algunas cosas que debe tener en cuenta si desea construir su propio suministro de energía solar.

Lo principal es que la salida de voltaje de las células solares puede variar enormemente en función de la luz solar incidente (qué tan soleado está).

Los paneles solares simples no regulados vendidos como 'cargadores de batería' a menudo están diseñados para baterías de 'tiempo libre' de ciclo profundo de 12v, pero se pueden medir a 18v o más en circuito abierto a la luz del sol (incluso en el Reino Unido * 8 '). La resistencia interna de la batería mantiene ese voltaje por debajo del nivel de la batería, pero sin uno el voltaje más alto que el nominal podría dañar los componentes electrónicos conectados directamente si no está regulado.

Como tal, debe considerar regular el panel solar o moderar su salida con una batería, e idealmente ambos. El uso de una batería también le permite acumular un exceso de producción de energía y suministrar energía cuando la energía del panel solar cae, lo que significa que puede salirse con un panel solar del tamaño de sus necesidades de energía promedio, en lugar de uno del tamaño máximo Necesidades de energía.

Si desea mantener el tamaño del panel solar y la batería al mínimo, es posible que desee calcular la carga de energía total esperada, la generación de energía promedio durante todo el año y la capacidad de la batería para pasar las noches y los meses de invierno.

Hay algunos consejos excelentes sobre la carga solar en las respuestas a mi pregunta sobre el intercambio de pilas electrónicas, incluida la información sobre cómo calcular si la luz solar en su área es suficiente para su aplicación para una combinación de panel solar y batería dada, utilizando información específica de ubicación de gaisma .

Puede valer la pena mirar los cargadores Solio , que tienen paneles solares, reguladores de voltaje y baterías de respaldo. También es probable que tengan la conexión de alimentación adecuada para Raspberry Pi.

Debe evitar exponer su Raspberry Pi a la luz solar directa ya que esto puede causar problemas (como el sobrecalentamiento o la degradación de ciertos tipos de componentes, como los condensadores). La radiación UV no es beneficiosa para la electrónica. Aparte de eso, creo que debería estar bien si tiene batería de respaldo y un regulador de calidad.

Tenga en cuenta que puede proteger fácilmente un dispositivo electrónico de la radiación UV colocándolo en un recipiente opaco, una simple caja de cartón lo haría, o podría envolverlo en papel de construcción. Incluso una caja de vidrio o plástico transparente filtraría la mayoría de la luz ultravioleta. Luego, podría pasar el cableado desde el panel solar a la Raspberry Pi a través de un orificio en su estuche.

Aquí está mi configuración: panel solar de 30 vatios con un cargador de 12 voltios conectado a una batería de 33 voltios y 33 amperios por hora. Fuera de la batería, tengo un eliminador de batería de 12 voltios a 5 voltios que reduce el voltaje de manera segura a 5 voltios que empalme en un cable micro USB.

Se ha estado ejecutando con éxito durante dos días. Me gustaría experimentar con una batería y un panel más pequeños, pero según mis cálculos, mi configuración tiene relleno adicional tanto en la batería como en el panel. Sin embargo, estoy abierto a mejoras.

Como mínimo, necesita: un panel solar, un controlador de carga, una batería de ciclo profundo, un convertidor reductor DC-DC (para reducir el voltaje de la batería a 5V), hardware para montar el panel, algo para alojar todos los componentes.

El truco está en dimensionar los componentes solares, y eso depende de cuánta luz solar reciba y cuánta energía de reserva desee. Sin embargo, incluso en las mejores circunstancias, creo que sería un desafío alimentar un Pi 24/7/365 en la mayoría de los lugares con menos de un panel de 30W y una batería de 12V 5AH AGM SLA.

La razón es que el panel debe proporcionar suficiente energía no solo para mantener el Pi funcionando durante el día, sino también para cargar la batería para mantener el Pi funcionando durante la noche. El Pi consume aproximadamente 1,5 vatios. Para 24 horas de operación, eso es 1.5 vatios x 24 horas = 36 vatios-hora. Una batería de 12V 5AH AGM SLA puede suministrar teóricamente 60 vatios-hora de energía. Pero nunca desea drenar el ácido de plomo más del 50%. También siempre hay ineficiencias. Por lo tanto, solo obtendrá 23 vatios-hora de la batería. Eso es suficiente para llevar un Pi durante la noche, pero solo si la batería estaba completamente cargada para empezar. Y ahí es donde la potencia del panel se vuelve importante.

Un panel de 30W teóricamente puede proporcionar 30 vatios por hora a la "luz solar máxima". Pero de manera realista, solo obtendrá 23 vatios del panel. Por lo tanto, necesitará 1.6 horas de luz solar máxima (1.6 horas x 23 vatios = 36.8 vatios-hora) para alimentar un Pi que usa 36 vatios al día. Puede consultar en línea para ver cuántas horas de luz solar máxima recibe su área. Quieres un promedio para el invierno.

Seattle, Washington, por ejemplo, solo recibe 1.6 en promedio durante el invierno. Entonces el panel de 30W lo lograría. Pero eso aún supone que obtendrá al menos 1.6 horas pico de luz solar por día. En realidad, puede pasar días sin luz solar en absoluto. Es por eso que desea aumentar el tamaño de su panel + batería para obtener energía de reserva.

Por lo tanto, no sería inusual alimentar un Pi con un panel de 150W y una batería de 75AH. Muchos dirían que es exagerado. Pero no es así si desea reservar energía para los días nublados.

Utilizo un enfoque ligeramente diferente ... Utilizo un kit solar de tamaño completo de Harbor Freight. Cargo un tipo de ciclo profundo de batería de 12 voltios normal y alimento 12 voltios a un inversor de CA de 12 voltios a 120 voltios.

Esto proporciona 120 voltios para alimentar el suministro de pi y un monitor HDMI, todo en una sola toma. Debido a la alimentación de onda cuadrada al suministro de Pi, uso un suministro de mosto de pared de 5 amperios para controlar la caída de voltaje. El monitor funciona bien solo desde el inversor de CA de 120 voltios.

Hay una compañía que hace esto para Raspberry Pi, se llaman PiJuice, viene con una batería portátil y se pueden agregar paneles solares como extras. :

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