Como posso executar o Pi com energia solar?

Alguém configurou com êxito seu Pi para funcionar com energia solar? Em caso afirmativo, qual seria a maneira mais barata de conseguir isso de maneira sensata e confiável, usando uma combinação de células solares / baterias / reguladores de tensão?

É apenas o caso de construir painéis que fornecem a corrente necessária, regular a tensão e fornecer uma bateria de reserva, ou há algo que eu deva estar ciente?

Você precisa estar ciente de algumas coisas se quiser construir sua própria fonte de energia solar.

O principal é que a tensão de saída das células solares pode variar muito com base na luz solar incidente (como está ensolarado).

Os painéis solares não regulamentados simples vendidos como 'carregadores de bateria' são geralmente projetados para baterias de lazer de ciclo profundo de 12V, mas podem ser medidos em 18V ou mais em circuito aberto sob luz solar intensa (mesmo no Reino Unido * 8 '). A resistência interna da bateria mantém essa tensão no nível da bateria, mas sem uma tensão acima da nominal pode danificar os eletrônicos conectados diretamente, se não forem regulados.

Como tal, você deve considerar a regulação do painel solar ou a moderação da saída com uma bateria e, idealmente, ambas. O uso de uma bateria também permite que você acumule excesso de produção de energia e forneça energia quando a energia do painel solar diminui, o que significa que você poderá usar um painel solar dimensionado para as necessidades médias de energia, em vez de dimensionado para o máximo necessidades de energia.

Se você deseja reduzir ao mínimo o tamanho do painel solar e da bateria, calcule a carga total de energia esperada, a geração média de energia ao longo do ano e a capacidade da bateria para passar as noites e os meses de inverno.

Há alguns conselhos excelentes sobre carregamento solar nas respostas à minha pergunta sobre troca de pilhas eletrônicas, incluindo informações sobre como calcular se a luz do sol em sua área é suficiente para a sua aplicação para uma determinada combinação de painel solar e bateria, usando informações específicas de local do gaisma .

Pode valer a pena examinar os Solio Chargers , que possuem painéis solares, reguladores de tensão e bateria reserva. Eles provavelmente também terão a conexão de energia adequada para o Raspberry Pi.

Evite expor seu Raspberry Pi à luz solar direta, pois isso pode causar problemas (como superaquecimento ou degradação de certos tipos de componentes, como capacitores). A radiação UV não é benéfica para a eletrônica. Além disso, acho que você deve ficar bem se tiver bateria reserva e um regulador de qualidade.

Observe que você pode proteger facilmente um dispositivo eletrônico da radiação UV, colocando-o em um recipiente opaco, como faria uma caixa de papelão simples ou embrulhando-o em papel de construção. Mesmo uma caixa de vidro ou plástico transparente filtraria a maior parte da luz UV. Você pode então passar a fiação do painel solar para o Raspberry Pi através de um orifício no seu gabinete.

Aqui está a minha configuração: painel solar de 30 watts com um carregador de 12 volts conectado a uma bateria de 33 amperes e 12 volts. Fora da bateria, tenho um eliminador de bateria de 12 a 5 volts que reduz a tensão com segurança a 5 volts que eu uni em um cabo micro USB.

Está em execução há dois dias. Gostaria de experimentar uma bateria e um painel menores, mas com base na minha matemática, minha configuração possui preenchimento extra na bateria e no painel. Estou aberto a melhorias, no entanto.

No mínimo, você precisa: um painel solar, um controlador de carregamento, uma bateria de ciclo profundo, um conversor DC-DC (para reduzir a tensão da bateria para 5V), hardware para montar o painel, algo para alojar todos os componentes.

O truque está no dimensionamento dos componentes solares, e isso depende da quantidade de luz solar que você recebe e da quantidade de energia de reserva que deseja. No entanto, mesmo nas melhores circunstâncias, acredito que seria um desafio alimentar um Pi 24/7/365 na maioria dos lugares com menos de um painel de 30 W e bateria de 12V 5AH AGM SLA.

O motivo é que o painel precisa fornecer energia suficiente para não apenas manter o Pi funcionando durante o dia, mas também carregar a bateria para mantê-lo funcionando à noite. O Pi consome aproximadamente 1,5 watts. Por 24 horas de operação, são 1,5 watts x 24 horas = 36 watts-hora. Uma bateria de 12V 5AH AGM SLA pode, teoricamente, fornecer 60 watts-hora de energia. Mas você nunca deseja drenar o ácido chumbo em mais de 50%. Também há sempre ineficiências. Portanto, você terá apenas 23 watts / hora da bateria. É o suficiente para obter um Pi durante a noite - mas apenas se a bateria estiver totalmente carregada para começar. E é aí que a potência do painel se torna importante.

Um painel de 30 W pode teoricamente fornecer 30 watts por hora no "pico da luz solar". Mas, realisticamente, você só obterá talvez 23 watts do painel. Portanto, você precisará de 1,6 horas de pico da luz solar (1,6 horas x 23 watts = 36,8 watts-hora) para alimentar um Pi que usa 36 watts por dia. Você pode verificar on-line para ver quantas horas de pico de luz solar sua área recebe. Você quer uma média para o inverno.

Seattle, Washington, por exemplo, recebe apenas 1,6 em média durante o inverno. Portanto, o painel de 30W seria suficiente. Mas isso ainda pressupõe que você terá pelo menos 1,6 horário de pico da luz solar por dia. Na realidade, você pode passar dias sem luz solar. É por isso que você deseja aumentar o tamanho do seu painel + bateria para economizar energia.

Portanto, não seria incomum alimentar um Pi com um painel de 150W e uma bateria de 75AH. Muitos diriam que isso é um exagero. Mas não é se você deseja reservar energia para dias nublados.

Eu uso uma abordagem um pouco diferente ... Eu uso um kit solar em tamanho real da Harbor Freight. Carrego um tipo de ciclo profundo regular de bateria de 12 volts e alimento 12 volts a um inversor de 12 volts a 120 volts AC.

Isso fornece 120 volts para alimentar a fonte pi e um monitor HDMI, tudo de uma só vez. Devido à alimentação de onda quadrada na fonte Pi, eu uso uma fonte de mosto de parede de 5 A para cuidar da queda de tensão. O monitor funciona bem por conta própria do inversor de 120 volts CA.

Há uma empresa que faz isso para o Raspberry Pi, eles são chamados de PiJuice vem com bateria portátil e painéis solares podem ser adicionados como extras. :

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