airmax 太 阳 能 供 电 说 明 : 这 篇 文 章 来 自 官 网 英 文 论 坛, 对 于 太 阳 能 建 站 的 规 划 计 算 有 一 个 基 本 的 介 绍 但 是 所 提 及 的 电 池 都 是 铅 酸 蓄 电 池, 直 接 被 电 动 机 老 师 否 决 了 电 动 机 老 师 推 荐 使 用 铁 锂 电 池 或 者 聚 合 物 锂 电 池, 可 以 直 接 将 电 池 组 与 airmax 设 备 一 起 放 置 在 塔 顶, 减 少 线 损 http://community.ubnt.com/t5/airmax-getting-started/airmax-solar-powered-tower/ta-p/4965 99 概 述 读 者 将 会 了 解 到 如 何 在 没 有 电 网 供 电 的 区 域 建 立 一 个 太 阳 能 塔 来 作 为 替 代 供 电 方 案 要 满 足 使 用 要 求 的 基 础 是 : 太 阳 能 发 电 量 必 须 大 于 设 备 功 耗 你 必 须 保 证 从 太 阳 获 取 的 能 量 高 于 你 要 使 用 的 能 量 步 骤 1 您 要 使 用 多 大 的 功 率? 要 计 算 出 你 的 功 率 需 求, 你 需 要 核 查 你 的 塔 架 上 所 有 无 线 电 或 者 设 备 每 一 个 设 备 都 有 一 个 额 定 功 率, 通 常 额 定 功 率 可 以 通 过 搜 索 设 备 型 号 和 瓦 数 来 获 取 如 果 你 无 法 通 过 Google 或 者 百 度 搜 索 到 你 的 设 备 功 率, 你 也 可 以 用 一 个 万 用 表 或 者 你 手 上 其 他 好 用 的 数 显 功 率 计 来 测 量 数 显 功 率 计 如 下 图 所 示, 背 部 有 插 头 可 以 直 接 插 到 插 座 上, 正 面 有 插 孔 和 数 字 显 示 屏, 可 以 用 这 样 的 功 率 计 来 直 接 测 量 插 入 设 备 的 功 率 对 于 优 倍 快 的 airmax 设 备, 可 以 参 考 下 列 功 率 值 : Powerstation 2: 6.5w Nanostation2: 4w Nanostation2 Loco: 4w
Bullet2: 4w Picostation2: 4w Bullet2HP / Pico HP:8w 另 一 种 计 算 设 备 所 用 功 率 的 办 法 是 查 看 电 源 适 配 器 或 者 变 压 器 上 述 变 压 器 标 签 显 示 输 出 为 12 V,800 ma 电 流 为 了 将 电 压 和 电 流 转 换 为 瓦 数, 我 们 需 要 将 两 者 相 乘 12 V x 0.8 A = 9.6 W - 这 个 变 压 器 可 以 给 功 耗 在 9.6 W 以 下 的 设 备 供 电 设 备 实 际 上 可 能 用 不 了 9.6 W, 所 以 你 需 要 用 一 个 万 用 表 或 者 功 率 计 来 得 到 一 个 更 精 确 的 数 值 特 别 注 意 : 你 总 是 应 该 寻 找 使 用 12 V 的 设 备 如 果 你 的 设 备 不 能 在 12 V 的 电 源 下 工 作, 你 就 要 用 一 个 12 Vdc 到 x Vdc 的 电 压 转 化 器, 这 样 在 转 换 时 会 损 失 一 部 分 能 量 上 述 参 考 设 备 可 以 直 接 连 接 到 12 V 的 电 池 供 电, 这 样 它 们 都 适 合 于 太 阳 能 供 电 另 一 个 需 要 特 别 注 意 的 是 你 应 该 使 用 直 流 (DC) 设 备 如 果 设 备 的 变 压 器 显 示 是 交 流 (AC) 输 出, 那 么 设 备 额 外 的 供 电 需 要 成 本 更 高, 并 且 DC 到 AC 的 转 换 会 损 失 能 量 一 旦 你 计 算 出 了 你 的 设 备 的 瓦 数, 将 它 们 相 加 如 果 你 有 一 个 PowerStation2 以 及 一 个 Bullet2HP,, 那 么 每 小 时 需 要 14.5W 要 计 算 出 每 天 的 用 电 量, 将 每 小 时 的 瓦 数 乘 以 24 对 于 我 们 举 例 子 的 PS2 和 B2HP, 每 天 使 用 348 Wh
步 骤 2 电 池 组 电 池 组 用 于 存 储 获 取 的 太 阳 能 来 在 晚 上 或 者 阴 雨 天 为 设 备 供 电 你 应 该 使 用 深 循 环 的 电 池 组, 确 保 能 保 证 设 备 在 连 续 几 天 没 有 阳 光 的 情 况 下 的 供 电 对 于 大 部 分 地 区, 在 没 有 阳 光 的 情 况 下 保 证 设 备 4 到 5 天 的 供 电 就 很 好 了 什 么 是 深 循 环 电 池? 深 循 环 电 池 是 一 种 特 殊 类 型 的 大 容 量 电 池, 可 以 频 繁 的 被 放 电 到 电 池 容 量 的 50% 这 种 电 池 大 小 跟 汽 车 电 池 类 似, 但 内 部 化 学 物 质 不 同 汽 车 电 池 被 设 计 为 仅 放 电 容 量 的 一 小 部 分, 然 后 立 即 再 次 充 电 对 汽 车 电 池 放 电 会 导 致 电 池 很 糟 糕 的 记 忆 效 应 并 且 如 果 电 池 没 有 再 次 充 电 的 话 这 种 记 忆 效 应 会 继 续 恶 化 20 次 的 深 度 放 电 可 能 会 直 接 损 坏 汽 车 电 池 并 且 电 池 再 也 无 法 完 全 充 电 然 而 深 循 环 电 池 可 以 处 理 几 百 次 的 深 度 放 电, 并 且 在 没 有 再 次 充 电 时 也 可 以 维 持 更 长 时 间 虽 然 深 循 环 电 池 具 有 更 强 的 放 电 能 力, 也 不 应 该 将 电 池 放 电 到 电 量 小 于 其 容 量 的 50% 但 是 深 循 环 电 池 在 没 有 充 电 的 情 况 下 仍 然 可 以 在 几 天 甚 至 有 时 候 几 周 以 后 还 像 新 的 一 样 深 循 环 电 池 会 在 侧 面 有 一 个 电 池 等 级 标 识 标 识 上 会 指 定 一 个 电 压 值, 通 常 是 6 或 者 12, 以 及 一 个 安 时 数 (Ah) 标 识 更 贵 的 电 池 其 安 时 数 也 更 高, 因 此 电 池 容 量 也 就 更 高 推 荐 你 采 购 12 V 的 电 池 因 为 你 的 太 阳 能 电 池 板 最 可 能 是 12 V 的 如 果 你 需 要 采 购 6 V 的 电 池, 可 以 通 过 特 定 的 方 式 ( 串 联 ) 将 它 们 用 线 缆 连 接 起 来 将 电 压 增 加 到 12 V 你 可 以 采 购 更 多 的 电 池 来 增 加 容 量 参 见 下 图 接 线 方 法 有 两 种 方 法 可 以 将 电 池 连 接 起 来 如 果 你 喜 欢 也 可 以 同 时 使 用 两 种 方 法 并 联 : 这 意 味 着 电 池 的 安 时 (Ah) 容 量 是 相 加 的 串 联 : 这 意 味 着 电 池 的 电 压 是 相 加 的
那 么 你 需 要 多 大 的 电 池 组 呢? 你 需 要 的 电 池 组 应 该 能 够 在 一 定 天 数 没 有 阳 光 的 情 况 下 保 证 塔 架 上 设 备 正 常 供 电, 并 且 放 电 仍 然 不 会 超 过 50% 要 计 算 出 电 池 组 容 量, 我 们 用 每 天 的 功 耗, 乘 以 天 数, 然 后 乘 以 2 来 确 保 50% 的 放 电 限 制 在 上 面 的 一 个 PS2 和 一 个 B2HP 的 例 子 中, 我 们 需 要 确 保 4 天 的 供 电, 每 天 348 Wh 乘 以 2 这 意 味 着 我 们 的 电 池 组 容 量 需 要 2784 Wh 为 了 将 瓦 时 数 (Wh) 转 换 为 安 时 (Ah), 我 们 需 要 除 以 电 池 标 称 电 压 (12 V), 那 么 2784 / 12 = 232 Ah 我 们 直 接 将 这 个 值 规 整 为 240 Ah 要 达 到 240 Ah, 我 们 需 要 : 2 x 6 V 240Ah 串 联 2 x 6 V 120Ah 串 联, 然 后 并 联 到 另 一 组 2 x 6 V 120Ah 串 联 的 电 池 组 2 x 12 V 120Ah 电 池 并 联 电 池 类 型 富 液 式 / 湿 式 电 池 组 : 这 是 一 种 老 式 的 常 见 深 循 环 电 池 电 池 需 要 维 护, 例 如 需 要 注 水 水 分 会 在 充 电 过 程 中 损 失 到 空 气 中 Gel 或 者 AGM: 这 是 一 种 密 封 的 免 维 护 电 池 电 池 没 有 气 体 损 失 因 为 电 池 壳 体 已 经 密 封 并 且 需 要 特 殊 的 太 阳 能 控 制 器 确 保 气 体 导 致 的 压 力 不 会 损 坏 电 池 Gel 或 者 AGM 蓄 电 池 能 够 输 送 更 多 的 能 量, 并 且 速 度 更 快, 因 此 对 于 启 动 引 擎 或 者 在 船 上 使 用 非 常 理 想 这 种 电 池 对 于 我 们 的 塔 架 上 的 WISP 无 线 电 也 能 很 好 的 工 作
步 骤 3 你 需 要 多 大 的 电 池 板? 这 取 决 于 你 所 在 地 区 的 年 平 均 日 照 时 间 日 射 量 是 应 该 使 用 的 正 确 测 量 参 数 日 射 量 是 一 个 用 来 度 量 在 给 定 的 时 间 和 区 域 内 太 阳 辐 射 能 量 的 数 值 它 比 日 照 时 间 更 准 确 因 为 它 考 虑 了 太 阳 照 射 的 角 度 以 及 其 他 环 境 参 数 如 果 你 使 用 的 负 载 小 于 20 W, 可 以 简 单 的 使 用 日 照 时 间 在 我 们 的 示 例 中, 冬 季 的 几 个 月 里 的 日 平 均 日 照 时 间 有 4 个 小 时 你 可 以 从 你 当 地 的 气 象 部 门 查 询 你 所 在 区 域 的 日 照 时 间 太 阳 能 电 池 板 需 要 能 够 捕 捉 到 足 够 的 太 阳 能 来 满 足 你 白 天 运 行 设 备 的 需 求, 同 时 还 要 对 你 的 电 池 组 进 行 充 电 确 保 在 阴 雨 天 也 能 够 正 常 供 电 在 冬 天 太 阳 能 电 池 板 也 要 达 到 这 个 要 求 所 以 如 果 例 子 中 有 4 个 小 时 的 晴 天 来 捕 获 24 小 时 所 需 的 能 量 (348 Wh), 那 么 最 低 需 要 一 个 87 W 的 太 阳 能 电 池 板 (348 / 4 = 87 W) 现 在 我 们 需 要 对 阴 雨 天 以 后 的 充 电 过 程 加 一 个 系 数 如 果 连 续 降 雨 4 天, 第 五 天 是 晴 天 那 么 第 五 天 需 要 捕 获 的 的 能 量 在 这 个 例 子 中 就 是 1740 Wh(384 x 5 = 1,740 Wh) 我 们 同 时 还 需 要 在 下 次 雨 天 之 前 快 速 的 捕 获 这 些 能 量 所 以 要 在 4 小 时 的 日 照 内 捕 获 1,740 Wh 能 量, 需 要 一 个 435 W 的 电 池 板 如 果 我 们 愿 意, 也 可 以 设 定 在 两 天 将 电 池 充 满, 那 就 需 要 在 8 小 时 内 捕 获 6 天 所 需 的 能 量 也 就 是 288 W 的 电 池 板 就 能 够 做 到 如 果 你 决 定 设 置 一 个 更 长 时 间 的 充 电 过 程, 你 可 以 在 太 阳 能 电 池 板 上 节 省 一 些 成 本, 但 如 果 碰 到 只 有 一 个 晴 天 又 是 阴 雨 天 就 需 要 花 费 更 多 的 成 本 来 增 加 电 池 容 量 还 有 一 种 可 能 就 是 如 果 冬 季 的 平 均 日 照 时 间 是 4 个 小 时, 也 就 是 白 天 半 天 是 阴 雨 天, 而 另 外 半 天 是 晴 天 这 意 味 着 在 晴 天 的 日 子 里, 实 际 上 有 8 个 小 时 可 以 捕 获 所 需 的 能 量 而 不 是 上 面 假 设 的 4 小 时 最 好 是 选 择 更 大 的 电 池 板 来 确 保 一 旦 出 现 连 续 阴 雨 天 不 必 依 赖 平 均 日 照 时 间 太 阳 能 电 池 板 的 类 型 多 晶 : 制 造 成 本 更 低, 但 不 如 单 晶 硅 效 率 高 同 样 的 瓦 数 电 池 板 通 常 更 大 单 晶 硅 : 制 造 成 本 更 高 但 效 率 比 多 晶 板 高 并 且 能 够 在 每 平 方 米 的 电 池 板 上 捕 获 更 多 的 能 量 阴 天 : 有 些 电 池 板 在 云 层 比 较 薄 的 阴 天 ( 白 色 云 彩 ) 仍 然 能 够 捕 获 太 阳 能, 并 且 有 时 候 能 够 达 到 面 板 标 称 值 的 40% 你 可 以 在 阴 天 通 过 万 用 表 来 测 量 电 池 板 的 输 出 来 检 查 电 池 板 的 性 能 接 下 来 我 们 来 看 看 将 这 一 切 连 接 到 一 起 的 装 置
步 骤 4 太 阳 能 控 制 器 太 阳 能 控 制 器 可 以 执 行 6 个 主 要 任 务 : 在 夜 间 阻 止 能 量 从 电 池 返 回 到 电 池 板 而 损 失 掉 在 电 池 充 满 时 断 开 电 池 与 电 池 板 之 间 的 连 接, 防 止 过 充 显 示 电 池 组 的 充 电 状 态 在 电 池 电 量 过 低 时 断 开 电 池 与 负 载 之 间 的 连 接, 防 止 过 度 放 电 计 算 电 池 板 产 生 的 电 量 以 及 设 备 消 耗 的 电 量 通 过 特 定 的 充 电 方 式 降 低 维 护 电 池 所 需 的 工 作 量 老 的 太 阳 能 控 制 器 曾 被 称 为 太 阳 能 调 节 器 这 是 因 为 它 们 阻 止 电 池 过 充 并 且 仅 使 用 一 个 继 电 器 和 电 压 表 来 检 查 什 么 时 候 断 开 或 重 连 电 池 板 你 需 要 确 保 你 的 太 阳 能 控 制 器 会 显 示 电 池 组 的 充 电 状 态 这 可 以 在 塔 架 上 的 设 备 停 止 工 作 并 且 你 的 客 户 要 求 马 上 修 复 故 障 时 帮 助 诊 断 问 题 确 定 太 阳 能 控 制 器 的 大 小 你 的 电 池 板 有 一 个 最 大 输 出 电 流 的 安 培 数 如 果 你 将 电 池 板 并 联, 你 需 要 将 每 个 电 池 板 的 最 大 输 出 电 流 相 加 你 所 需 的 太 阳 能 控 制 器 要 至 少 能 够 处 理 这 么 大 的 电 流 并 留 有 足 够 的 余 量 采 购 一 个 能 够 处 理 2 被 最 大 电 流 的 控 制 器 是 非 常 明 智 的, 这 样 一 旦 将 来 你 需 要 增 加 更 多 无 线 电 或 者 电 池 板 时 就 能 用 到 另 外 还 要 检 查 你 使 用 的 是 Gel 还 是 湿 式 电 池 并 且 你 的 控 制 器 或 者 调 节 器 能 够 与 你 的 电 池 配 套 工 作 这 在 你 使 用 AGM 后 者 Gel 电 池 时 尤 其 重 要 控 制 器 需 要 设 置 为 特 定 的 充 电 方 式 以 确 保 不 会 导 致 密 封 电 池 内 部 气 压 不 会 过 高 湿 式 电 池 需 要 通 风 因 为 电 池 不 是 完 全 密 封 的, 充 电 过 程 中 有 气 体 逸 出 负 载 输 出 太 阳 能 控 制 器 的 一 个 重 要 特 性 是 负 载 输 出 这 里 是 你 连 接 你 的 设 备 的 地 方 但 你 必 须 小 心 这 个 功 能 一 些 控 制 器 假 设 它 将 会 自 动 控 制 路 灯 并 在 傍 晚 切 换 负 载 输 出 然 后 在 白 天 断 开 负 载
对 于 我 们 24 小 时 运 行 无 线 电, 你 需 要 在 采 购 前 确 保 负 载 输 出 可 以 在 所 有 时 间 开 启 并 且 不 会 被 任 何 自 动 功 能 关 闭 有 一 些 像 上 面 右 侧 图 片 所 示 的 Steca 这 样 的 控 制 器 允 许 你 通 过 按 钮 来 切 换 负 载 的 开 关, 或 者 使 用 菜 单 来 启 用 自 动 功 能, 在 晚 上 某 个 时 间 打 开, 在 早 晨 某 个 时 间 关 闭 重 要 的 是 它 确 实 允 许 手 动 切 换 开 关 模 式
步 骤 5 安 装 太 阳 能 面 板 安 装 电 池 板 时, 你 需 要 确 保 你 的 电 池 板 表 面 在 冬 季 垂 直 于 太 阳 光 线 在 冬 天, 与 夏 天 相 比 太 阳 会 在 一 个 更 低 的 角 度 因 为 夏 天 的 日 照 时 间 更 长, 我 们 不 用 太 担 心 电 池 板 因 为 按 照 冬 天 的 角 度 安 装 而 效 率 不 足 因 此 你 应 该 将 你 的 太 阳 能 电 池 板 按 照 冬 天 效 率 最 高 的 方 式 安 装 这 里 有 一 个 网 站 链 接, 进 一 步 揭 示 了 如 何 安 装 你 的 太 阳 能 电 池 板 以 及 计 算 角 度 网 站 给 出 的 是 太 阳 能 热 水 器 的 安 装 实 例, 但 安 装 角 度 跟 太 阳 能 电 池 板 是 一 样 的 太 阳 能 直 射 角 度 指 南
步 骤 6 安 装 所 有 设 备
步 骤 7 最 糟 糕 的 事 情 发 生 了 电 池 组 没 电 了 那 么 当 你 发 现 下 雨 时 间 太 长 你 的 电 池 组 已 经 没 电 了 时 你 该 怎 么 办 呢? 理 想 情 况 下 你 应 该 有 : 一 个 便 携 式 的 约 300 W 带 有 12Vdc 和 主 要 的 交 流 输 出 的 发 电 机, 要 确 保 12 V 的 输 出 电 流 小 于 你 的 太 阳 能 控 制 器 的 极 限 有 一 些 备 用 电 池 组 可 以 切 换 到 你 的 塔 架 设 备, 保 证 2 天 的 运 行 第 一 步 是 要 检 查 太 阳 能 控 制 器 一 些 带 有 LCD 屏 幕 的 控 制 器 会 显 示 错 误 代 码 帮 助 你 诊 断 故 障 如 果 只 是 下 雨 时 间 太 长, 要 防 止 再 次 发 生 电 池 没 电, 你 应 该 增 加 另 一 个 太 阳 能 电 池 板 并 扩 展 你 的 电 池 组 的 容 量 你 可 以 断 开 你 的 太 阳 能 电 池 板 的 连 接, 然 后 将 控 制 器 的 电 池 板 输 入 端 连 接 到 电 动 机 的 12 V 输 出, 并 对 电 池 组 进 行 安 全 充 电 使 塔 架 设 备 再 次 运 行 要 想 快 速 充 电, 你 应 该 断 开 电 池 组 到 控 制 器 的 连 接, 直 接 连 接 到 发 电 机 的 12 V 输 出 上 另 一 种 方 法 是 在 电 池 组 上 直 接 并 联 一 些 已 经 完 全 充 满 电 的 电 池 这 样 可 以 对 设 备 供 电 同 时 稍 微 对 原 来 的 电 池 组 稍 微 进 行 充 电 不 管 你 用 什 么 方 法 让 塔 架 再 次 运 行, 事 实 是 你 必 须 找 出 导 致 问 题 的 原 因, 尽 快 修 复 故 障 并 对 塔 架 再 次 供 电 否 则 会 有 丢 失 客 户 的 风 险 在 降 雨 若 干 天 之 后, 因 为 你 的 电 池 组 不 够 大, 无 法 适 应 当 地 的 天 气, 客 户 就 无 法 上 网 了, 客 户 体 验 肯 定 是 不 好 的