Зарядна станція своїми руками

Зарядна станція, потужністю 3.6 кВт за $350 своїми руками

З лютого 2022 року потреба у зарядній станції та автономному електропостачанні стала у пріоритеті наших розробок. Блекаути, зокрема, підштовхнули на створення безперебійного енергопостачання свого будинку. З бензином були великі проблеми, і розраховувати доводилося лише на альтернативну енергію.

Раніше були перебої з електропостачанням, тому 2010 року у нас з’явилася система на 12 вольт. Грунтувалася вона на двох акумуляторах по 100 ампер годинника та інверторі, потужністю 1 до Вт. Заряджається все це від сонячних панелей сумарною потужністю 450 Вт. Для телевізорів, освітлення, ноутбуків, роутера цього цілком вистачає. Але потужності обмаль. Максимум, що туди можна було увімкнути – це ще один холодильник. Але ми планували переходити на систему 24 вольти, тому що у нас було 2 акумулятори.

Потім ці плани потихеньку змінилися. У продажу з’явилися осередки від Nissan Leaf. Минув час, відгуки про них добрі. Ті, хто користується альтернативною енергією, почали їх активно використовувати та позитивно відгукувалися про їхню експлуатацію. Однак, при використанні цих осередків не дуже виходить система на 24 вольт. Через те, що одну цю «консерву» доводиться розбирати та переробляти. Мені це не сподобалось. А ось у систему 48 вольт підходять ідеально. Виходить 7 осередків. Отак ми до цього й дійшли.

З нагоди розпродажу Аліекспрес купили плату інвертора на 48 вольт 3,6 кВт трансформаторну версію. Разом із нею замовили дросель. Можна, звичайно, без нього, тому що задоволення це не дешеве. Але дросель згладжує пульсацію. І в трансформатор заходить майже готовий синус. Тим самим йому легше його «пережовувати». За рахунок цього трансформатор при тривалій експлуатації на неодруженому ходу не гріється. І струм холостого ходу набагато нижчий. А це не має значення у використанні альтернативної енергії.

Але з настанням перебоїв зі світлом і блекаутів за першої ж нагоди були куплені ці 7 осередків і почали збирати цей проект. Спочатку планувалося все окремо: акумулятор, інвертор. Оскільки ми вели відновлювальні роботи на об’єктах, то доводилося возити із собою акумулятор та інвертор, який у нас був.

Так народилася ідея зробити наш майбутній пристрій у такому вигляді, як він зараз є: мобільним, універсальним, незалежним. Саме в цей час почали з’являтися зарядні станції типу EcoFlow, раніше їх не було. Сама по собі збірка осередків досить компактна. У результаті, зробили цю збірку, стягнули її шпильками та двома аркушами фанери. Для корпусу використовували композитний матеріал з раніше демонтованою рекламною стелою.

Корпус поділено на 2 секції. У нижньому відсіку акумуляторна складання та імпульсний блок живлення. Стоїть він там через те, що нагорі місце не знайшлося.

А у верхній частині вже сам інвертор, блок контролю за АКБ та підвищуючий DC DC.

Плата інвертора 48V 3600W та дросель купувалися готові:

Трансформатор на основі тороїдального сердечника, узятий від ЛАТРа. Первинка була намотана 2 мм, а вторинка шиною. Все це було в начилії і робилося давно (у вказану вартість не входить). Раніше це був саморобний зварювальний апарат. У трансформатор було додано термопар на 45 градусів для управління вентилятором охолодження.
Для контролю напруги за батареєю було встановлено цифровий вольт-амперметр та дворядний перемикач. За допомогою нього можна дивитися напругу на кожному елементі, а їх в батареї 14. На положенні 15 загальна напруга батареї, а на 16 стоїть напруга джерела, який заряджає нашу зарядну станцію.

Але роз’єму у відповідь до цього перемикача не було. Для зарядки акумуляторів використовували блок живлення на 12 вольт, потужністю 200 ватів.

Він був у наявності.

Для підвищення напруги використовували підвищуючий DC DC 1200 W перетворювач.

За допомогою нього заряджатиметься станція. Також буде перекачувати заряд з нашої 12-вольтової системи до 48-вольтової. Тим самим поєднає ємність усіх акумуляторів, які у нас є. І виходить загальна ємність на сьогоднішній день буде близько 4 кВт. У DC DC перетворювачі є функція встановлення напруги розряду батареї.

Ця напруга регулюється змінним гезистором. Резистор був випаяний і доданий перемикач та додатковий резистор. Тим самим перемикачем можна вибрати точку вимкнення зовнішніх акумуляторів.

• Перший поріг — 10,8 вольт акумулятори будуть використовуватися на повну.
• Другий поріг – це 12,8 – акумулятори будуть використовуватися в буферному режимі. Також, якщо зарядна станція заряджатиметься в похідних умовах від автомобіля, то заряд йтиме лише в процесі їзди і не висадить АКБ у машині.

Резистори змонтовані навісним монтажем прямо на перемикачі з використанням термоклею.

Також на платі є вихід для підключення вентилятора. Але він працює постійно. Тому була використана така сама термопара, як і в трансформаторі.

Загалом використання цього перетворювача дозволяє заряджати станцію від будь-якого джерела, напругою від 10 вольт. Можна підключати сонячні панелі безпосередньо. У принципі, будь-які, хоч 12, 24, 36 чи 48 вольт. Таким чином, зарядний пристрій виходить універсальним.

Відео пристрою зарядної станції

Для того, щоб було все це наочно, записано відео, на якому показано компанування зарядної станції, щоб виникало менше питань.

Про плани

У майбутньому до акумуляторної збірки плануємо додати пасивний балансир. І на платі інвертора є ще додатковий вихід для підключення реле, яке перетворює зарядну станцію на безперебійник. Але поки що цього не було зроблено, тому що посилки з Китаю нам не доступні.

Підбиття підсумків

Підсумкове фото та кінцевий результат нашої зарядної станції для дому.

В результаті тесту до портативної електростанції було підключено одночасно:

• електроплита,
• холодильник,
• морозильна камера,
• мультиварка,
• свердловинний насос.

Перше випробування наша зарядна станція пройшла після ракетного удару 9 березня, коли електроенергії не було більше доби. Все працювало бездоганно, без збоїв. Пускові струми тримає нормально. Провантажували до 3 квт. Перевірили, щоб вентилятори спрацьовували – термопари працюють нормально. Результатом дуже задоволені. З питань, що виникли — відповідаємо в коментарях.