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11. Dressing Electra
03/28/2020 10:00
조회  166   |  추천   0   |  스크랩   0
IP 99.xx.xx.50



* 이 주제에 관한 이전 글

03/07: 8. Knitting Electra
03/14: 9. Sizing Electra: Source
03/21: 10. Sizing Electra: Storage
_____



계산을 대충 끝냈으니 이제 결과에 맞는 장치(unit)를 찾아 이으면 되겠다.
8. Knitting Electra에서 발전기는 충전과 동시에 전력원으로 쓰므로
transfer switch를 붙혀 아래와 같은 개념도로 정리했었다.



풍력발전은 9. Sizing Electra: Source에서 입지조건이 안 맞아 그만두기로 했었다.
지금까지 모델을 결정한 장치들은 분홍색으로 표시했다.

이제 하나씩 주요 장치들을 정해보자.


<Charge Controller>
좋은 충전기는 과충전을 막고 배터리마다 다른 충전특성도 맞춰준다.
사용할 리튬 배터리 LiFePO4에 맞는 MPPT 충전기로서
Solar/Wind는 있지만 발전기까지 받아주는 모델은 찾지 못했다.
그림은 선택한 충전기 EPEVER MPPT 8420AN이다.
Solar 전용이고 용량은 80A, 크기는 가로 세로 16x10"다.

발전기에서 나온 교류용 충전기는 따로 붙여야 한다.
다행히 충전기는 조건만 맞으면 병렬로 여러 개를 붙여도 된다고 한다.

AIMS Power CON120AC1224DC
발전기에서 나온 교류를 24V 직류로 바꿔 배터리를 충전시킨다.
용량이 0.9kW로 발전기 최대 용량 3.7kW에 훨씬 못미쳐
2개를 이어 쓸 생각이므로 10. Sizing Electra: Storage에서
말한대로 충전용량이 1.8kW가 되었다.

더 큰 용량의 충전기는 산업용이라 가격도 산업용이었다.
역시 발전기로 배터리를 충전시키는 멍청한 짓은
8. Knitting Electra에서 말했듯 사람들이 안하나 보다.

사실은 LiFePO4 배터리를 선택하면서 DoD가 깊어져
transfer switch 없이 무조건 배터리에 저장해 꺼내 쓸 생각을 했는데
이 교류 충전기는 효율이 80%로 손실이 많아
transfer switch 사용이 더 유리하다는 결과가 나왔다.





<Inverter>
인버터는 직류를 교류로 바꿔준다.
흔히 교류를 직류로 바꾸는 장치도 인버터로 부르는데
교류를 직류로 바꾸는 장치는 converter라고 한다.

정리:

* Inverter: DC → AC
* Converter: AC → DC


WZRELB RBP350024VCRT인버터는
용량이 3.5kW로 5kW에 못 미치지만
더 큰 용량의 인버터는 가격이 한없이 늘어났다.
교류는 phase를 맞춰주어야 하므로 2개를 병렬로 잇기도 쉽지 않다.


5. 도구 (Tools)에서 말했듯 plasma cutter가 3kW이고
공기 압축기는 1.8hp(=1.3kW)이므로 항상 대기상태여야 하는
공기 압축기는 인버터를 통해 배터리 힘으로 돌아가고,
필요할 때만 쓰는 플라즈마 커터는 필요할 때
발전기를 돌려 발전기에 직접 연결해 쓰면 되겠다.
WZRELB 3500W 인버터의 크기는 22x10"로 제법 크다.


<Lightning Arrester>

사진은 Midnite Solar에서 나온 MNSPD-300-DC 300V다.
낙뢰와 과전압/과전류로부터 기기를 보호하는 역할을 한다.
4x4x4"니 크기는 쪼꼬만 하다.

Clamping voltage는 100A에서 775V이고
반응시간(response time)은 15ns 이하이다.


<Transfer Switch>
Transfer Switch를 찾아보았더니 아무 것도 아닌게
비싸기만 되지게 비싸고 복잡하기도 해 마음에 드는 제품이 없었다.
더우기 절환시간이 16ms으로 전등이나 모터는 괜찮지만
컴퓨터같은 전자제품은 꺼질 수도 있어 결국 자동이 아닌게 된다.

컴퓨터에 들어간 switching power supply는 20ms 정도는 괜찮다고 한다.
ms는 milli-second의 약자로 1000분의 1초이다.

보통 릴레이도 이 정도 절환시간이면 스위칭이 된다.


그렇다면 이러나 저러나 항상 켜져 있어야 하는 monitoring controller는
별도의 UPS 배터리를 붙여야 한다.
UPS는 납축전지를 쓰므로 효율이 70%에 불과하지만
3개의 모니터링 콘트롤러가 합해 10W도 안되니
하루 240Wh의 30%인 75Wh 정도 손해를 본다.

3개의 모니터링 콘트롤러:

* 전기 설비 모니터링과 AGS
* 환경 모니터링 (온도, 습도, air quality ... 등)
* Surveillance camera system


그래서 자동 transfer 기능은 직접 해결하기로 했다.
12. Decorating Electra에서 더 이야기 하자.


<Distribution Panel>
집마다 바깥벽에 하나씩 붙어있는 배전반이니 특별할 건 없다.
합계 125A까지 breaker 16개를 붙일 수 있다.
Surface mount이며 크기는 16x23"다.

쓸데없이 자꾸 크기를 따지는 이유는
여러 장치를 벽 한 판에 붙여 회로를 구성하므로
어느 정도 크기의 판을 붙여야 될지 알아야 되기 때문이다.


<AGS (Automatic Generator Start)>
AGS는 되게 웃긴다.
배터리 다 되면 발전기 돌리는 간단 장치라 생각했는데 아니었다.

제품군도 빈약해 겨우 2개밖에 찾지 못했다. (그림 참조)
그나마 배터리 상태가 아니라 시간제로 돌리던가,
발전기 해체해 내부 여기저기 신호선을 이어야 하므로
워런티를 무효화 시키는 것들이었다.

앓느니 죽지...
이것도 주춧돌이 만들기로 했다.
AGS를 어떻게 만들지는 따로 포스팅하자.



몇 년 뒤 실행 예정이니 여기서, 그리고 앞으로 말할
여러 장치나 제품은 그때 쯤에는 더 개량된 제품들이 출시되겠다.


그러나 지금 mental simulation을 끝내야 그때 가서 당황하지 않게 된다.
상황이 예상과 달라지고 시간마저 촉박하면
실수 (premature thought)를 하게 되거나
마음에 들지 않는 결과에 만족할 수밖에 없게 된다.
실제 구매 제품은 그때 가서 다시 선택하면 된다.



Need:

  • Charge controller for Solar: EPEVER MPPT 8420AN
  • Charge controller for Generator: AIMS Power CON120AC1224DC
  • Inverter: WZRELB 3500W
  • Lightning arrester: Midnite Solar MNSPD-300-DC 300V
  • Transfer switch: 자체 해결
  • Distribution panel: Siemens P1624L1125CU
  • AGS: 자체 제작


_____
* 태양광 발전에 대한 다음 글

04/04: 12. Decorating Electra


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