Utilización de un motor/generador eléctrico en lugar de un inversor para suministrar corriente alterna a partir de baterías/solar

Question

Estoy explorando/investigando sistemas solares fotovoltaicos y la posibilidad de crear una empresa de instalación solar. Los inversores CC/CA son muy caros y estoy intentando encontrar una solución más barata.

Pregunta: ¿Es factible eliminar el inversor de la instalación solar y utilizar el banco de baterías para alimentar un motor acoplado directamente a un generador de corriente alterna para suministrar corriente alterna a una vivienda?

Answer 1

Si sabes lo que haces, puedes construir un generador decente de CC -> CA utilizando componentes disponibles en el mercado o reacondicionados o gratuitos. Considera por ejemplo un alternador de automovil que puede entregar 200Amps a 12V. Si quitas los diodos rectificadores, te quedas con un generador trifásico de CA que puede entregar unos 2KW sin sobrecalentarse (200A x 12V = 2400W).

Cada una de las 3 fases puede proporcionar una línea completa de 15 ó 20 amperios a 120 V CA. Usted todavía necesitará un circuito de corriente de campo (fácil) y el circuito de regulación de velocidad (un poco más difícil) con retroalimentación a la unidad de control del motor. Un microprocesador se puede utilizar para supervisar el voltaje de salida (a través de un divisor/de un rectificador del voltaje por supuesto) y para proporcionar PWM a la bobina de campo del alternador y finalmente para controlar la velocidad del motor de la impulsión.

Todavía tendrás que encontrar un buen motor de accionamiento y un controlador de motor que pueda ser controlado por el pwm o digitalmente. Los motores más grandes de R/C o de e-bike baratos podrían caber este proyecto de ley. Una configuración como esta puede manejar fácilmente ordenadores, luces, un frigorífico, tal vez una unidad de aire acondicionado de ventana y cargar baterías para herramientas eléctricas, etc.

Usted no Sin embargo, no es aconsejable conectarlo a la red, a menos que se disponga de un comparador de fase que muestre la diferencia de fase entre la línea del generador y la de la red. Sólo se pueden conectar cuando las fases están sincronizadas y, si están demasiado desincronizadas, se fundirán los relés o se romperá algo. Pero, en realidad, ¿por qué querrías hacer eso? Con 2 kW, en realidad sólo estás generando suficiente energía para uso personal, y mucho más allá de eso necesitas grandes baterías y muchos paneles solares para cargarlas. De hecho, he descubierto que es mejor alimentar todo lo que puedas directamente con corriente continua.

Los económicos convertidores buck/boost pueden aumentar o disminuir la tensión continua para adaptarla a las necesidades de los distintos dispositivos (ordenadores, luces, etc.). En realidad, sólo las grandes cargas inductivas necesitan aire acondicionado, y muchas veces también se pueden encontrar versiones de corriente continua (por ejemplo, frigoríficos para vehículos recreativos, minisplits sin conductos, etc.).

Answer 2

¿Estás pensando en alimentar tu casa con una batería solar o simplemente en conectarla a la red? En el primer caso, se necesita un bajo consumo en vacío para mantener la energía por la noche sin agotar la batería. La eficiencia del motor de corriente continua es solo del 85% a 1kw, pero sube al 93% a 10kw. La eficiencia del alternador es similar, por lo que la eficiencia combinada es de alrededor del 70% a 1 kW o del 87% a 10 kW, en comparación con el 95% o más de un inversor. Sin embargo, la potencia del generador del motor no disminuye mucho con cargas bajas, ya que aún tiene que girar a toda velocidad, por lo que su consumo sin carga es elevado. Así que lo mejor es utilizar un inversor de estado sólido para ese trabajo, como un AIMS 8kw splu-phse 120-0-120 producz ($ 1900 aprox) La conexión a la red es un poco diferente. No puede alimentar tu casa, ya que tiene que desconectarse si la red no funciona. Sólo se alimenta de energía de nuevo a la red y los vientos de su medidor hacia atrás cuando el sol brilla. Utiliza toda la energía del panel solar todo el tiempo, por lo que la necesidad de un bajo consumo en vacío no es tan importante. Para aplicaciones de alta potencia de 100kw o más es posible que un inversor rotativo pueda ser económico. Véase aquí; https://patents.google.com/patent/WO2016033394A1/en