Carga de un coche eléctrico con sistema Off Grid de 4kW y de un tractor eléctrico con batería recuperada de 16kWh

Hace 18 meses compré un Chevy Bolt por aproximadamente la mitad del precio de etiqueta. El Bolt ha sido increíble con la única excepción de que no tenía forma de llevarlo a la casa de mi esposa, que está desconectada de la red y a más de una hora de distancia de mi casa. Como nota al margen, quiero decir que la clave para un matrimonio feliz es tener hogares separados, creo. verdad Aprecio a mi esposa cuando voy a casa y ella no está. Cuando estamos juntos todo el tiempo, la familiaridad tiende a generar desprecio. He estado luchando para actualizar su antiguo sistema que solo tenía 1000W de paneles cuando nos conocimos y aproximadamente 1kWh de capacidad de batería. Eso no es suficiente para considerar cargar un auto eléctrico. Este artículo trata sobre cómo creé un sistema aislado con 4kW de paneles y 16kWh de baterías para cargar un automóvil eléctrico y por qué lo construí de la manera en que lo hice.

Aquí puede ver la batería Volt recuperada con un inversor de 3000 W en la parte superior y dos controladores de carga solar de madera montados en los laterales.

El sistema solar actual se instaló hace unos 15 años y es un sistema basado en 24 V CC. Mi esposa usó 3 juegos de baterías de plomo ácido en ese momento (dos de ellas explotaron) y decidimos cambiar a litio. Quería separar el viejo sistema que hacía funcionar la casa con un nuevo sistema que pudiera hacer funcionar la casa pero que también funcionara como un sistema dedicado para cargar autos eléctricos. Planeamos seguir agregando paneles y queremos instalar una bomba de calor de agua caliente en los próximos años, pero los nuevos paneles funcionan con el nuevo sistema.

El nuevo sistema se basa en un tractor eléctrico que construí usando una batería Chevy Volt rescatada (artículo de instrucciones aquí). El paquete es de 16kWh con aproximadamente 14kWh utilizables. Está conectado a un inversor de 3000 W y los controladores de carga solar también están acoplados al tractor. Cuando necesito usar el tractor o cortar el césped, simplemente desenchufo los paneles solares y los cables de extensión de CA y hago lo que tengo que hacer, luego vuelvo y lo vuelvo a enchufar. También usamos el tractor como una central eléctrica portátil para operar nuestra cortadora de troncos eléctrica, motosierra eléctrica y rotocultivador eléctrico. El eTractor está guardado afuera porque estoy usando la batería sin un BMS y si se incendia no quiero que se lleve la casa con él. Mantengo un contenedor de plástico grande sobre las baterías, el inversor y los controladores de carga para protegerlos de la lluvia y la nieve. Este contenedor ayuda a que los dispositivos electrónicos se mantengan más calientes en invierno para que no acumulen humedad en el interior. Esta configuración es la más extraña, pero en realidad funciona bastante bien y nos ayudó bastante el invierno pasado.

Esto muestra cómo son 4Kw de paneles, creo que esta es la cantidad mínima que querrías cargar un automóvil eléctrico fuera de la red.

Intentar cargar un automóvil eléctrico sin una batería lo suficientemente grande como para absorber los altibajos del sol detrás de las nubes es un gran error. No consideraría intentar usar un cargador de coche eléctrico con menos de 5kWh de capacidad de batería. También prefiero los sistemas de 48v porque un amperaje mucho más bajo significa que puede usar cables de cobre más delgados entre el inversor y las baterías. La única batería que recomiendo en este momento son las baterías para rack de servidor EG4 de Signature Solar. Traté de comprar baterías LifePO4 de China el año pasado y fue el peor error de mi vida. Puede obtener sistemas de rack de servidores de alta calidad por alrededor de $ 297 / kWh aquí, que es casi tan barato como comprar directamente desde China.

Hay un montón de sistemas todo en uno con el inversor y los controladores de carga solar incorporados que son geniales, muchos de ellos también se pueden configurar con una configuración de 240v (para carga de nivel 2 que es ~5 veces más rápida). El canal solar DIY de Will Prose es el único que se puede ver con cosas nuevas que se prueban y lanzan todo el tiempo. Realmente me gustan las configuraciones que recomienda, pero son más caras y tienen un drenaje vampiro continuo de 50-80w que odio tener en nuestro sistema. Si desea uno de los sistemas más grandes, probablemente necesitará agregar 2 paneles adicionales solo para compensar el consumo constante de los inversores de mayor potencia. Dicho esto, los sistemas todo en uno son mucho, mucho mejores que cualquier cosa que haya preparado y es mucho menos probable que estallen en llamas. (si ese tipo de cosas son importantes para ti)

Construí el nuevo sistema con un controlador de carga Renogy Rover de 60 amperios que pagué $ 297 en eBay enviado y un inversor de 48v que compré por $ 300 en Amazon aquí (este inversor fue sorprendentemente confiable en comparación con los otros chinos baratos que maté). Esto estaba conectado a 2,6 Kw de paneles que compré localmente nuevos por unos 40 centavos el vatio en Craigslist. Calcule otros 10 centavos por vatio para racks de montaje en techo y el total para todo el sistema es ~$3900 ($1500 voltios de batería + $300 controlador de carga MPPT + $300 inversor + $400 para cable de cobre + $40 disyuntores de CC + $40 engarzadores y conectores MC4 + $280 techo rieles + $1040 paneles).

Probé un controlador de carga barato de $40 PWM de 30 amperios de Amazon que conecté a los otros paneles de 1.5kW que tenemos. Funcionó sorprendentemente bien por el precio, pero solo tiene una eficiencia del 80 % cuando el controlador MPPT tiene una eficiencia superior al 95 %. Al principio estaba muy entusiasmado con el controlador PWM, pero realmente se estropea en los días nublados, mientras que el controlador MPPT funciona sorprendentemente bien. Hay otros dos controladores de carga PWM con límites de carga programables que compré e intenté que funcionaran y ambos fallaron. El BSC3048 es el único que puedo recomendar en este momento.

Este controlador de carga programable 48v PWM 48v cuesta mucho menos que cualquier otro controlador MPPT, pero también es un 20 % menos eficiente

La parte loca es cuando comienzas a comparar cuántas millas necesitas conducir para recuperar tu dinero simplemente comprando gasolina. Si la gasolina cuesta $5/galón y su automóvil obtiene los 30 mpg que obtienen la mayoría de las cajas económicas del tamaño de Bolt, después de 24,000 millas de viaje, este sistema se pagó por sí solo. ($4,000/$5gal x 30 mpg = 24,000 millas) Hay muchas ocasiones en mi vida en las que he manejado más de 24,000 millas en solo un año, por lo que la recompensa de la energía solar fuera de la red está ahí si está dispuesto a tomar la mayor precio de compra del vehículo. La mayor pega es que usando un sistema como este la recarga de la batería del Bolt es muy lenta. Podría cargar a 12 amperios (4 millas de alcance por hora), pero siento que eso estresaría al inversor, así que solo hago esto a 8 amperios (3 millas de alcance por hora). Como la mayor parte del tiempo el coche está parado sin hacer nada, esto no supone ningún problema. No cargo durante la noche, solo cuando brilla el sol porque realmente no quiero agregar más ciclos a la batería de voltios del tractor.

Con un poco de ingenio, un poco de esfuerzo y mucha suerte, puede configurar un sistema fuera de la red para cargar un automóvil eléctrico y darle un empujón como hice yo. Es bastante divertido, gratificante y termina teniendo mucho sentido financiero para aquellos a quienes les gusta jugar a largo plazo y están cansados ​​de que las grandes petroleras los estafen.

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