Резервне живлення від батареї електровелосипеда. Практичний досвід

Пам’ятаєте у травні, у мене була ідея про те, щоб забезпечувати часткову автономність будинку за рахунок батареї електровелосипеда? Сьогодні я розповім, що з цього вийшло і у що вилилося за ціною

Погоди на початку літа були часто дощовими і часом світло відключалося в самий невідповідний момент, залишаючи нас з єдиною думкою – чи варто використовувати заряд батареї ноутбука/телефону або світло може з’явитися не скоро і потрібно економити? Всі ці думки привели мене до того, що треба зробити деяку автономну систему. Ідея ця закралася виходячи з того, що у нас кілька електровелосипедів і, отже, кілька батарей для них. Батареї найпростіші – 36 вольт і 10 Ампер/годин, тобто розрахункова ємність грубо кажучи 360 Ватт/годин, фактична ближче до 300. Що це нам дає на практиці? Давайте порівняємо з досить ємним павербенком – Xiaomi Mi Power Bank 2C 20000 mAh .

Цю модель я вибрав як найбільш ємну з бюджетних і ту, з якою особисто мав справу. Її ємність у Ватт/годинах становить 74, що як мінімум у 4 рази менше, ніж у батареї електровелосипеда. Отже, якщо реальна “гарантована ємність” павербенка складає 13000 mAh, і ми можемо зарядити телефон із середньою батареєю 3.7 разів, то від батареї електровелосипеда нам вдасться зробити це майже 15 разів. Непогано, чи не так? Але все це цифри, які нічим не підтверджені, а отже нам доведеться їх у тому чи іншому вигляді підтвердити. Поки давайте повернемося до того, що ми взагалі маємо.

  1. Знижувальний перетворювач 36-48->12V/20A (ціна 16.63 ye)
  2. Знижувальний перетворювач 12V->5V (ціна 4.6 у.о.)
  3. Блок живлення ноутбука HP 19V 4.62A (90W), що живиться від прикурювача (11-32V/12A) (ціна 35 у.о.)
  4. Батарея велосипеда (~100-120 у.о.)

Набір мінімальний, але його нам буде більш ніж достатньо, щоб зарядити телефони, ноутбук, портативні ліхтарі, зробити резервне живлення від світлодіодних ламп і т.д. За бажанням таким набором можна запитати і роутер для роздачі інтернету, але на мій погляд у часи 4G набагато простіше і швидше просто роздати інтернет з телефону.

Комплектуючі вирішили розмістити на фанері, щоб у майбутньому чіткіше розуміти розміри необхідного боксу під цей умовний інвертор і продумати систему охолодження. Як мінімум зверху над перетворювачем на мій погляд цілком логічним буде розмістити вентилятор для обдування, так як певна частина потужності виходитиме у вигляді тепла. Виробник не вказував десь про необхідність обдування, але наявність ребер на перетворювачі говорить саме за себе. На жаль якогось термометра у мене немає, тому я не зможу сказати до скільки розігріваються ті чи інші компоненти нашого перетворювача.

Ідеальним варіантом у плані автономності, непогано було б зробити додаткове розведення під 12 вольт по всіх приміщеннях де потрібне світло, але з урахуванням низької напруги втрати на дроті будуть досить високі, щоб дане рішення мало реальний сенс. Тому в планах у мене крім більш стаціонарної системи електропостачання в планах ще зробити на основі батарей ноутбука ємні міні-батареї, що також видають 12 вольт (це вже швидше за все буде окремою статтею), але про це пізніше. А поки що повернемося до того, що в нас вийшло.

З точки зору тестування у даної системи є один явний мінус – ми не можемо знати точний стан тієї чи іншої батареї, і будь-які тести будуть суб’єктивними. Тому я вирішив піти від зворотного та перевірити, скільки може споживати той самий ноутбук під навантаженням. У нашому випадку ноутбук буде найбільшим навантаженням, яке може припасти на батарею. Незважаючи на те, що ноутбук у нас дуже продуктивний (робоча станція) і вимагає багато електрики (рідний блок живлення має потужність 230 Вт), якщо не навантажувати його на повну він покаже дуже помірний апетит. Граючи в ту ж Enter the Gungeon на режимі живлення “Оптимальна продуктивність”, ноутбук брав із розетки 64-65 Вт. Це тестування проводилося зі знятою батареєю. Той же тест із встановленою батареєю (правда зарядженою) під час гри в Borderlands 2 на режимі живлення “Низька продуктивність” (більше ставити не ризикнув, розуміючи, що живлення може вийти за межі бажаних 100 Вт) ноутбук у режимі активних дій у грі споживав із розетки від 90 до 104 Вт. Тому ми отримуємо можливість бігати в простенькі ігри, при цьому ноутбук буде ще й заряджатися. Якщо ж ігри важчі, то варто бути готовим, що батарея просто підтримуватиме роботу. У той же час гра (я про Borderlands, звичайно) не гальмувала і в налаштуваннях були виставлені не найнижчі параметри. Тому ми отримуємо можливість бігати в простенькі ігри, при цьому ноутбук буде ще й заряджатися. Якщо ж ігри важчі, то варто бути готовим, що батарея просто підтримуватиме роботу. У той же час гра (я про Borderlands, звичайно) не гальмувала і в налаштуваннях були виставлені не найнижчі параметри. Тому ми отримуємо можливість бігати в простенькі ігри, при цьому ноутбук буде ще й заряджатися. Якщо ж ігри важчі, то варто бути готовим, що батарея просто підтримуватиме роботу. У той же час гра (я про Borderlands, звичайно) не гальмувала і в налаштуваннях були виставлені не найнижчі параметри.

Що цікаво – половину останнього абзацу і ці рядки я пишу з ноутбука, який саме підключений до батареї. У нас відключили світло і конструкція, яку я описую, використовується для написання цієї посади, оскільки без резервного живлення мій ноутбук вже давно встиг відключитися. Батареї вже вистачило щоб зарядити LED підсвічування для фотоапарата, зараз до перетворювача підключений світлодіодний ліхтар (працює від USB), заряджається телефон, який використовується для доступу в інтернет, а також встиг зарядитись (нехай і не повністю) Сашкін ноутбук і мій пише про те, що заряджатися йому залишилося 11 хвилин до повної зарядки. Акумулятор велосипеда при цьому видає поки що три смужки з чотирьох. За моїми мірками непоганий результат, з огляду на те, що світло у нас рідко коли вимикають на більш ніж 12-15 годин,

Деякі складнощі виникли з вибором джерела світла, але я згадав, що ми Сашці на велосипед купували фару вартістю близько 4-5 у.о., яка живиться від USB порту. Мінус у тому, що для її живлення потрібне подвійне перетворення (36-12-5), але в цілому її світла достатньо навіть на найменшому режимі, щоб можна було прочитати текст на аркуші паперу, коли фара просто світить у стелю, освітлюючи всю кімнату.

Дуже позитивно себе показав перетворювач із 12 вольт на 5 вольт із чотирма портами під зарядку. Він дозволив підключити одночасно ліхтар, заряджати геймпад для ігор та заряджати телефон. З такою кількістю портів не страшно, якщо вам знадобиться одночасно зарядити пару телефонів і наповнити ємність powerbank’у.

Одним з питань, який вас міг зацікавити – чи гріється основний перетворювач 36-12 при зарядці ноутбука ? Відповідь негативна. Його складно назвати навіть теплим з одночасним навантаженням у районі 100 Вт, не кажучи ж про якусь серйозну температуру. З одного боку цілком логічно, з огляду на те, що з тих 240 ВТ, які можуть бути видані за характеристиками, ми використовуємо приблизно 70-80, не більше. У той же час це дає нам запас потужності, який можна використовувати для інших завдань. З меншим навантаженням можна взяти і слабший перетворювач.

Коли я підключав схему, примудрився у перехіднику живлення з батареї на перетворювач (36 вольт) переплутати плюс та мінус. Очікуваного феєрверку не було – просто батарея блокувала живлення і контролер відключався. Не візьмуся говорити, спрацював захист з боку батареї чи ні, але перетворювач має захист віддурняпереполюсування, а значить спалити перетворювач буде практично неможливо.

Альтернативні джерела енергії

Коли не стало світла одним із його джерел став шуруповерт фірми Dewalt, який має функцію ліхтаря (підсилено світить протягом 20 хвилин). Моделька з таким функціоналом має індекс DCD996 і в комплекті з батареєю на зразок моєї (5-6 Ампер при 20 вольтах) дозволить досить довго використовувати його в ролі ліхтаря. При бажанні батарею від цього шуруповерта також можна використовувати в подібній схемі, але рішення буде дуже витратним, якщо у вас спочатку не було схожого інструменту.

Висновки

Я анітрохи не шкодую, що тягнув кота за причинне місце з цією посадою, оскільки це дозволило мені переконатися на власному прикладі у працездатності цієї схеми. Навіть при покупці всього з нуля, приблизно за 175 у.о. ми отримали систему, яка якщо і не дозволить жити повноцінним життям використовуючи холодильник та інші електроприлади, то, як мінімум, дасть вам шанс з комфортом провести час, поки ремонтна бригада відновлюватиме світло.

За великим рахунком, це така собі конструкція універсального powerbank’у, від якого можна запитати майже все, що може знадобитися. Теоретично є навіть кип’ятильники для води, які можна запитати від 12 вольт, але я б не став з таким грати та й потреба в цьому вже дуже умовна. В іншому дане рішення дозволить вам використовувати як мінімум половину благ цивілізації 🙂


UPD від 17.11.2020 закінчив проект

Зібрав усю конструкцію в короб, зовнішній вигляд можна побачити вище

Збоку виведено роз’єм під 12 вольт (перший, можна підключити будь-який зручний штекер через перехідник), 4 порти USB, порт прикурювача (для використання різних пристроїв, що потребують серйозного живлення від 12 вольт на кшталт зарядного ноутбука)

Збоку було організовано вентиляційний отвір. Поки я не особливо перевіряв, наскільки гріється перетворювач, тому просто залишив дірки відкритими поряд з ним. У перспективі якщо він буде сильно грітися, є ідея встановити зверху кулер для постійного обдування під час роботи.

Зовні бокс особливо не примітний, хоч і виконаний досить якісно. До речі, має вологозахист, якби мені не потрібно було випиляти отвір під USB. Був приємно здивований, коли дізнався, що корпус нашинського виробництва.

Виробник боксу Аско Укрем.

Приємно було закінчити проект у якомусь гарному вигляді, щоб це не виглядало стендом. У майбутньому хочу зробити щось схоже на ровер, щоб можна було запитати будь-який пристрій у польових умовах 🙂


UPD від 13.12.2022 зараз для багатьох може бути більш актуальним перетворення не на 12 Вольт, а одразу на 220. Знайшов на просторах Алішки отаку штуку . Штука виглядає отак:

І вміє вона робити з 36 Вольт одразу 220. Потужність складає 500 Вт, актуальні характеристики:

Як і завжди по інверторах, реальна потужність складає близько половини від максимальної. Цей інвертор має “неправильну синусоїду”, відповідно це не рішення для живлення насосів і подібної техніки, але для зарядки телефонів, ноутбуків, освітлення і такого іншого потужністю до 300 Вт цілком підійде. Справа в тому, що саме на 36 Вольт інвертор досить важко знайти. Тим у кого АКБ на ровері 24-48 Вольт значно легше.

Також знайшов варіант на 2600 Вт за посиланням

Сам я замовив отут, де можна вибрати на 500, 1200 або 2400 Вт. Будьте уважні і не перенавантажуйте батареї більшим током, ніж може видати BMS вашої батареї!

Залишити відповідь

Цей сайт використовує Akismet для зменшення спаму. Дізнайтеся, як обробляються ваші дані коментарів.

Відкрийте більше з Only for Us

Підпишіться зараз, щоб продовжити читання та отримати доступ до повного архіву.

Продовжити читання