Comment puis-je exécuter le Pi sur l'énergie solaire?

Quelqu'un a-t-il réussi à configurer son Pi pour fonctionner à l'énergie solaire? Si tel est le cas, quel serait le moyen le moins coûteux d’atteindre cet objectif de manière judicieuse et fiable, en utilisant une combinaison de cellules solaires / batteries / régulateurs de tension?

S'agit-il uniquement de panneaux de construction fournissant le courant requis, régulant la tension et alimentant une batterie de secours, ou y a-t-il autre chose que je devrais connaître?

Si vous souhaitez créer votre propre alimentation solaire, vous devez prendre certaines précautions.

L'essentiel est que la tension de sortie des cellules solaires puisse varier énormément en fonction de la lumière solaire incidente (quel ensoleillement).

Les panneaux solaires simples non régulés vendus comme «chargeurs de batterie» sont souvent conçus pour des batteries «loisirs» à cycle profond de 12 V, mais peuvent être mesurés à 18 V ou plus en circuit ouvert sous un soleil intense (même au Royaume-Uni * 8 '). La résistance interne de la batterie maintient cette tension au niveau de la batterie, mais en l'absence d'une tension supérieure à la tension nominale, des dommages pourraient être causés aux composants électroniques directement connectés s'ils ne sont pas régulés.

En tant que tel, vous devriez envisager de réguler le panneau solaire ou de modérer sa sortie avec une batterie, et idéalement les deux. L'utilisation d'une batterie vous permet également d'accumuler une production d'énergie excédentaire et de la fournir lorsque le panneau solaire baisse, ce qui signifie que vous pourrez peut-être vous en sortir avec un panneau solaire de la taille adaptée à vos besoins énergétiques moyens, plutôt que de celui du maximum. besoins de puissance.

Si vous souhaitez réduire au minimum la taille des panneaux solaires et de la batterie, calculez la charge totale attendue, la production moyenne toute l'année et la capacité de la batterie pour vous permettre de traverser la nuit et l'hiver.

Il existe d'excellents conseils sur la charge solaire dans les réponses à ma question sur l'échange de piles électroniques, notamment sur la manière de calculer si l'ensoleillement dans votre région est suffisant pour votre application pour une combinaison donnée de panneaux solaires et de batteries, en utilisant des informations spécifiques à l'emplacement fournies par gaisma. .

Il serait peut-être intéressant d’examiner les chargeurs Solio , dotés de panneaux solaires, de régulateurs de tension et de batteries de secours. Ils auront probablement aussi la connexion d’alimentation appropriée pour le Raspberry Pi.

Vous devez éviter d’exposer votre Raspberry Pi à la lumière directe du soleil, car cela peut entraîner des problèmes (tels que la surchauffe ou la dégradation de certains types de composants tels que les condensateurs). Les rayons UV ne sont pas bénéfiques pour l'électronique. En dehors de cela, je pense que ça devrait aller si vous avez une pile de secours et un régulateur de qualité.

Notez que vous pouvez facilement protéger un appareil électronique des rayons UV en le plaçant dans un conteneur opaque, comme un simple carton, ou en l’enveloppant dans du papier de construction. Même un boîtier en verre ou en plastique transparent filtrerait la plupart des rayons ultraviolets. Vous pouvez ensuite faire passer le câblage du panneau solaire au Raspberry Pi par un trou dans votre boîtier.

Voici ma configuration: panneau solaire de 30 watts avec un chargeur de 12 volts branché sur une batterie de 12 volts / heure. Hors de la batterie, j'ai un éliminateur de batterie de 12 à 5 volts qui laisse tomber la tension en toute sécurité à 5 volts que j'ai épissé dans un cordon micro USB.

Il fonctionne avec succès depuis deux jours maintenant. Je voudrais expérimenter avec une batterie et un panneau plus petits mais, d’après mes calculs, ma configuration offre un rembourrage supplémentaire à la fois sur la batterie et sur le panneau. Je suis ouvert aux améliorations cependant.

Il vous faut au minimum: un panneau solaire, un contrôleur de charge, une batterie à décharge profonde, un convertisseur abaisseur CC / CC (pour réduire la tension de la batterie à 5 V), du matériel pour monter le panneau, de quoi loger tous les composants.

L'astuce consiste à dimensionner les composants solaires, et cela dépend de la quantité de lumière solaire reçue et de la quantité d'énergie de réserve souhaitée. Cependant, même dans les meilleures circonstances, je pense qu’il serait difficile d’alimenter un Pi 24/7/365 dans la plupart des endroits avec moins de 30W de panneau et une batterie 12V 5AH AGM SLA SLA.

La raison en est que le panneau doit fournir assez de puissance pour que le Pi puisse continuer à fonctionner pendant la journée, mais également pour recharger la batterie afin que le Pi continue à fonctionner la nuit. Le Pi consomme environ 1,5 watts. Pour 24 heures de fonctionnement, cela correspond à 1,5 watts x 24 heures = 36 wattheures. Une batterie SLA AGM 12V 5AH peut théoriquement fournir 60 wattheures de puissance. Mais vous ne voulez jamais vider l'acide de plomb à plus de 50%. De plus, il y a toujours des inefficacités. Donc, vous n’obtenez que 23 watts-heures avec la batterie. C'est suffisant pour faire passer un Pi dans la nuit, mais seulement si la batterie était entièrement chargée pour commencer. Et c’est là que la puissance du panneau devient importante.

Un panneau de 30W peut théoriquement fournir 30 watts par heure au «maximum de soleil». Mais de manière réaliste, vous ne recevrez peut-être que 23 watts du panel. Vous aurez donc besoin de 1,6 heure de luminosité maximale (1,6 heure x 23 watts = 36,8 wattheures) pour alimenter un Pi qui utilise 36 watts par jour. Vous pouvez consulter en ligne le nombre d'heures d'ensoleillement maximal dans votre région. Vous voulez une moyenne pour l'hiver.

Seattle, Washington, par exemple, n’atteint que 1,6 en moyenne en hiver. Donc, le panneau de 30W suffirait. Mais cela suppose que vous aurez au moins 1,6 heure de pointe par jour. En réalité, vous pouvez passer des jours sans soleil. C'est pourquoi vous souhaitez augmenter la taille de votre panneau + batterie pour obtenir une réserve d'énergie.

Il ne serait donc pas inhabituel d’alimenter un Pi avec un panneau de 150W et une batterie de 75 Ah. Beaucoup diraient que c'est exagéré. Mais ce n'est pas si vous voulez de l'énergie de réserve pour les temps nuageux.

J'utilise une approche légèrement différente ... J'utilise un kit solaire complet de Harbor Freight. Je charge un type de batterie profonde de 12 volts régulier et alimente un onduleur de 12 à 120 volts en 12 volts.

Cela fournit 120 volts pour alimenter l’alimentation en pi et un moniteur HDMI, tout en un. En raison de l’alimentation en onde carrée de l’alimentation Pi, j’utilise une alimentation murale de 5 ampères pour prendre en charge la chute de tension. Le moniteur fonctionne tout seul à partir de l’onduleur 120 volts alternatif.

Il existe une entreprise qui fait cela pour Raspberry Pi, ils s’appellent PiJuice, est livré avec une batterie portable et des panneaux solaires peuvent être ajoutés à titre d’extras. :

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