Projeto: Converter a bomba de carregamento do sistema solar de água quente em eletricidade fotovoltaica. Operação ilha 12V

Meu objetivo era converter completamente a bomba de carregamento do sistema de aquecimento solar de água para energia solar. Afinal, se a água quente é gerada pelo sistema solar, é necessário gerar eletricidade suficiente para alimentar uma bomba de circulação.

Para fins de teste, conectei três módulos fotovoltaicos de 90 W a um controlador MPPT e armazenei a energia gerada em uma bateria Power Queen LiFePO4 de 12,8 V e 100 Ah. Um inversor de 600 W alimenta a bomba de carga, que tem um consumo de energia de aproximadamente 100 W (230 V CA).
No entanto, não se deve consumir energia desnecessária da bateria quando o sistema não estiver em funcionamento. Portanto, o inversor, que é acionado pelo meu controlador de aquecimento programável, é controlado por meio de dois relés adicionais. Primeiro, o inversor é conectado à bateria e, em seguida, o segundo relé (com um atraso) liga o inversor.

Caso a bateria se esgote apesar de todos os outros fatores, a bomba continuará a funcionar através de um relé adicional ligado à rede elétrica.

Como tarefa adicional, modifiquei meu sistema de distribuição de aquecimento para que, em caso de queda de energia, o inversor seja ligado automaticamente, permitindo que o controlador de aquecimento continue funcionando. Um pequeno sistema UPS fornece energia ao controlador de aquecimento e a outros dispositivos conectados durante as transições entre a energia da rede elétrica e a energia de emergência.

Porque ao alternar entre as duas tensões (rede elétrica e alimentação de emergência do inversor) é preciso fazer uma pausa de alguns segundos para que as duas tensões não entrem em contato.

Logicamente, surgiu outra tarefa. Tive que categorizar meu sistema em consumidores essenciais e não essenciais. Em caso de queda de energia, apenas a bomba de carregamento solar e sua válvula desviadora associada (que alterna entre o carregamento da caldeira e do reservatório) devem permanecer operacionais para evitar o descarregamento desnecessário da bateria. As outras bombas, usadas para aquecer a varanda envidraçada, não precisam funcionar durante uma queda de energia. Depois Após algum esforço mental e com um bom diagrama de circuito, consegui concluí-lo satisfatoriamente. Uma régua de tomadas fornece energia para os dispositivos importantes e não importantes.

Também seria possível, caso o inversor do sistema de 12V falhasse, alternar imediatamente para um segundo sistema. No entanto, isso só seria possível por meio de operação manual, pois também possuo um sistema fotovoltaico de 24V com uma bateria LiFePO4 de 25,6V da Power Queen. Essa bateria também alimenta outros dispositivos e bombas com energia solar.

Portanto, já posso dizer que consigo ficar algum tempo sem energia da rede elétrica. Claro que o sistema fotovoltaico será expandido e uma segunda bateria (super) da Power Queen também será adquirida.

(c) 2022 VoWa Jan. 2023