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本指南提供了有关如何创建 40 W 太阳能电池阵列的说明，该阵列具有 120 Wh 能量容量，并且能够为直流和交流负载供电。构建此系统的总成本约为 200 美元（取决于采购），包括所需的工具。[1]

您还可以在此处下载更美观的 pdf 版本：文件：40W solar step by step manual.pdf

  • 带有充电控制器、保险丝、电池、直流插座和逆变器的最终 40W 光伏系统图像。

    带有充电控制器、保险丝、电池、直流插座和逆变器的最终 40W 光伏系统图像。

  • 带有充电控制器、保险丝、电池、直流插座和逆变器的最终 40W 光伏系统图像。

    带有充电控制器、保险丝、电池、直流插座和逆变器的最终 40W 光伏系统的 3D 渲染。

  • 最终的 40W 光伏系统图像支撑在带有充电控制器、保险丝、电池、直流插座和逆变器的箱子上。

    最终在现场使用的 40W 光伏系统的图像，靠在带有充电控制器、保险丝、电池、直流插座和逆变器的箱子上。

部分

以下是您需要的零件、耗材和工具的列表。根据采购情况，您可能会购买略有不同的组件。请务必阅读说明，确保您购买的产品能够正常工作。该系统专门设计为在您的组件选择方面具有很强的适应性。

  • 两块 12 伏 20 瓦太阳能电池板[2]

    两块 12 伏 20 瓦太阳能电池板[2]

  • 一块 12 伏 10 安培小时的磷酸铁锂电池[3]

    一块 12 伏 10 安培小时 LiFePO4 电池[3]

  • 一个 12 伏 10 安充电控制器[4]

    一个 12 伏 10 安充电控制器[4]

  • 一台 200 瓦逆变器[5]

    一台200瓦逆变器[5]

  • 一个 12 V 附件插头[6]

    一个 12 V 附件插头[6]

  • 一个12号保险丝座[7]

    一个12号保险丝座[7]

  • 一根 25 A 刀片保险丝[8]

    一个 25 A 刀片保险丝[8]

  • 几英尺长的红黑色10号线[9]

    几英尺长的红黑色10号线[9]

  • 四个 12 号三向杠杆螺母[10]

    四个 12 号三向杠杆螺母[10]

  • 两个 12-10 规格铲形插座端子[11]

    两个 12-10 规格铲形插座端子[11]

  • 电线剪钳/剥线钳/压线钳[12]

    电线剪钳/剥线钳/压线钳[12]

  • 小螺丝刀[13]

    小螺丝刀[13]

  • 可选——万用表[14]

    可选——万用表[14]

组装说明

以下部分包含有关如何组装此 40 W 光伏系统的分步说明。

1
捕捉太阳 Ecoworthy 20W 面板，剥去电线.jpg
取下两个太阳能电池板上的鳄鱼夹

使用剪线钳将连接到太阳能电池板的红色和黑色电线上的鳄鱼夹取下

2
捕捉太阳电池板和剥线钳.jpg
剥去太阳能电池板电线的绝缘层

使用 10 或 12 号剥线钳（以更合适的为准）剥去太阳能电池板电线约 3/8 英寸的绝缘层

3
捕捉阳光 剥去 10 号规格电线.jpg
剪断并剥去电线

从电线上剪下 6 到 12 英寸（取决于您想要的面板到充电控制器的距离）的红色和黑色 10 号线，并从所有末端剥去 3/8 英寸的线。

4
两个面板之间的并行布线和使用三向杠杆螺母的特写照片。
并联面板的 3D 模型
并联连接面板

使用 10 号线将面板并联起来，方法是将所有三根红线与三向杠杆螺母连接器连接起来。请注意，三根红线包括一根来自一个面板的红线、一根来自另一个面板的红线和一根您在上一步中剥去的松散红线。然后用三根黑线重复此过程。

5
捕捉太阳保险丝外壳关闭且电线剥去.jpg
剪断保险丝外壳的电线

剪断插片式保险丝盒的电线，使一侧的电线比另一侧长。您需要用较短的电线将保险丝盒放置在靠近电池端子的位置。保险丝没有方向，因此哪一侧较短并不重要，重要的是一侧较短。

6
捕捉阳光刀片保险丝外壳用白色保险丝打开.jpg
插入 25 A 插片保险丝

将 25 A 插片式保险丝推入保险丝盒。保险丝没有方向，因此两种方式都可以。

7
电线剪断并剥去外皮，每端都有黄色铲形端子插座。
图像显示了如何夹紧铲形端子插座。
剪断并剥去一段黑线，然后将其放在刀片保险丝插座端子上

剪下并剥去一段长度与红色保险丝外壳电线相似的 10 号黑色电线。剥去这根电线的方法与上一步相同。

将 1 个黄色铲形端子插座连接到红色保险丝外壳电线的短端，并将另一个黄色铲形端子插座连接到新剪断的黑色电线的一端。

要使用黄色铲形端子插座，请将剥好的电线滑入插座，然后使用压接钳上的黄色点用力压入插座。检查端子是否牢固。

8
用保险丝和杠杆螺母捕捉太阳能电池.jpg
将三向杠杆螺母连接到一端，另一端连接到电池

将三向杠杆螺母放置在黑线和保险丝座线的裸露端。

将保险丝外壳电线的铲形端子插座连接到 12 V 电池的正极片（红色）。请记住，电池是这里唯一危险的东西。请勿将两个电池端子与任何导电物（如金属）连接在一起。

将黑色电线的铲形端子插座连接到 12 V 电池的负极刀片（黑色）。

9
此图中的电线可能比您设置所需的短。
剪断并剥去另一根 10 号红线和黑线

剪下另一对 10 号线（红色和黑色）并剥去两端的电线。电线的长度取决于充电控制器和电池之间的所需距离。

10
捕捉太阳流浪者 10A PWM 充电控制器拧入电池线.jpg
将裸线连接到充电控制器的电池舱

使用小型（1/8 英寸）平头螺丝刀松开充电控制器的电池舱口端子螺丝，然后插入新剪下的一对电线，其中红色连接到正极舱口端子 (+)，黑色连接到负极舱口端子 (-)。拧紧顶置螺丝，关闭并固定舱口端子。

11
充电控制器连接到电池（通过正极线上的保险丝）。
连接到电池和保险丝的充电控制器的 3D 模型。
将充电控制器连接到电池

将充电控制器电线的开口端连接到附在电池上的三向杠杆螺母，红色与红色匹配，黑色与黑色匹配。建立此连接后，充电控制器的 LCD 屏幕应会打开。按照充电控制器的说明进行设置，以适应您的特定电池类型（例如，在本例中为 LiFePO₄）。

如果您使用与本手册相同的电池和充电控制器，请按照以下步骤操作：按选择键，直到显示电池电压 (batt)。此时，按住 Enter 按钮，直到屏幕闪烁电池类型。按选择键循环选择电池类型，直到显示“Li”，然后按 Enter。选择 12 V 作为电池电压，然后按 Enter。在最后一个选项中，按选择键，直到显示 14.4 V 作为充电电压，然后按住 Enter 键保存并完成设置。

12
充电控制器连接到电池，现在连接到太阳能电池板。
连接到并联太阳能电池板和 12 V 电池的充电控制器的 3D 模型。
将太阳能电池板电线连接到充电控制器

将来自并联太阳能电池板（来自步骤 4）的裸线连接到充电控制器上的太阳能舱口端子螺丝。 请参阅上述过程以打开并固定充电控制器上的舱口端子。

十三
连接至电池的 12 V 附件适配器
连接到电池的 12 V 附件适配器的 3D 模型。
连接 12 V 附件适配器

将 12 V 附件适配器的正极（红色）线插入与电池正极（红色）线（带保险丝座的电线）和充电控制器连接的相应三向杠杆螺母中，以进行连接。有关指导，请参阅步骤 12 中与红色电线连接的杠杆螺母中剩余的单个开口。

将 12 V 附件适配器的负极（黑色）线插入与电池和充电控制器的负极（黑色）线连接的相应三向杆螺母中，以进行连接。有关指导，请参阅步骤 12 中与黑色线连接的杆螺母中剩余的单个开口。

14
整个 40 W 光伏系统包括一个充电控制器，该控制器带有两个并联的太阳能电池板和一个运行逆变器的 12 V 电池。图中未显示太阳能电池板。
整个 40 W PV 系统的 3D 模型，包括一个带有两个并联太阳能电池板的充电控制器和一个运行逆变器的 12 V 电池。
连接逆变器

将逆变器的雪茄型插头插入雪茄型插头的附件适配器插座。

将附件适配器上的开关转到开启位置。将逆变器上的开关（如果有）转到开启位置。

使用和测试

完成组装步骤后，光伏系统即可使用。要给系统充电，请将太阳能电池板放置在阳光充足的地方。要最大限度地吸收太阳能电池板吸收的太阳辐射，请将它们向太阳倾斜。

照片为加利福尼亚州阿克塔市，太阳能电池板靠在箱子上，电池板倾斜 26 度，以在夏季优化其性能最终系统的示例，其中面板倾斜 26 度，以优化其在加利福尼亚州阿克塔夏季的性能。

要利用系统通过 USB 运行直流负载（例如为手机充电），请将设备连接到 12 V 附件适配器上的 USB 端口。要为风扇或灯具等交流负载供电，请将设备插入逆变器上的插座。在这两种情况下，请确保 12 V 附件面板上的开关处于开启位置。使用交流负载时，将逆变器开关拨到开启位置。您需要确保您的连续功率不超过逆变器可以处理的功率（在本例中为 200 W，并确保您的直流附件插头的额定功率也达到这个水平）。

该系统可用于各种不同的应用。为了了解电池的使用寿命以及充电速度，下面分析了一个低功率和高功率示例系统。这些示例假设使用 LiFePO₄ 电池，并且为简单起见，效率很低。

低功耗示例

低功率消耗系统的一个例子是连续运行的 10 W LED 灯泡。只要有足够的不间断阳光，由于太阳能电池板提供的功率为 40 W，灯就可以轻松供电而不会耗尽电池。晚上，当太阳能电池板不再供电时，灯可以依靠电池运行近 12 小时。[15]完全充满一块空电池需要大约 3 小时（灯关闭时）[16]或 4 小时（灯打开时）。[17]这样的系统在夏季几乎可以不停机运行。

高功率绘图示例

高功率耗电系统的一个例子是 80 W 箱式风扇。在阳光充足的情况下，该系统可以连续运行 3 小时[18]，然后低压断路器会关闭逆变器并关闭风扇。当没有光线照射到太阳能电池板上时，系统可以运行 1.5 小时。[19]由于耗电量高于太阳能电池板提供的电量，因此在运行风扇时无法给电池充电。关闭风扇后，太阳能电池板可以在大约 3 小时内为电池充满电。[20]

中等功率消耗

许多间歇性负载可以通过该系统无限期供电。

《捕捉太阳》是第一本利用 Appropedia 独家提供的光伏内容创作的书。该书在 Kickstarter 上成功众筹。请访问http://tocatchthesun.com获取您自己的副本。

建造理由

您可能出于多种原因想要构建此系统。我们很乐意听听您的个人原因！以下是您可能想要使用本指南的原因：

  1. 您想将更多的权力掌握在自己手中！
  2. 您需要一个 40W 系统，例如用于笔记本电脑充电、应急准备和电池充电、远程空气数据收集、大门开启、电围栏、#vanlife、#glamping 或离网家庭中的一些电源（例如用于照明）。
  3. 您需要一个更小或更大的定制系统，但您希望有一些构建特定东西的练习。
  4. 您是一名教师或一所学校，想要一个学生可以构建的系统。
  5. 您阅读了《捕捉太阳》并想要建造所有类型的太阳能，那么这是一个很好的开始！
  6. 您想成为一名能源企业家，并正在寻找一个完整的项目作为起步。
  7. 您需要一个 40W 系统，具有 120Wh 的存储容量，您可以自定义和调整。该系统的大小很容易增加或减少。

安全与免责声明

本指南仅供免费参考。电是危险的。电池储存了能量，如果短路（即用金属等导电物连接正极和负极），可能会非常危险。如果用力过猛，甚至可能会用螺丝刀伤到自己。请自行承担风险。Appropedia（及任何作者）对本指南中包含的任何活动造成的任何损害概不负责。

视频

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笔记

  1. ↑ 这是亚马逊零件清单的非附属链接。也就是说，如果可以的话，最好在当地购买。https ://a.co/1mBX6UA可以通过与朋友一起购买并共享额外零件和/或将电池换成密封铅酸电池（不会长时间保持充电）来降低价格。
  2. ↑ 图中是 Eco-Worthy 20 瓦环氧树脂太阳能电池板，配有 2 米电缆和 30A 夹子，用于 12V 露营电池充电器。任何两个类似的 12 V 标称 ~20 W 太阳能电池板都可以使用。
  3. ↑ 此处图片为 Nermak 品牌 12 V、10Ah、120Wh LiFePO 4电池（型号：12V10A）。任何类似的 12 V ~10 Ah 电池都可以使用（只要您的充电控制器与电池类型匹配）。安全注意事项：这是危险的部分。
  4. ↑ 图中是适用于 12 V 和 24 V PV 系统的 Renogy Wanderer 10 A 脉冲宽度调制充电控制器。任何 12 V 10 A 或更大的充电控制器都可以使用（只要它与电池类型匹配）。
  5. ↑ 此处图片为 Cen-Tech 200 瓦连续/400 瓦峰值改进型正弦波功率逆变器。任何 12V 逆变器（通常适用于车辆）都可以工作，只要峰值功率不超过电线、保险丝和电池可以承受的功率。
  6. ↑ 图中是 Kohree 12V 船用点烟器插座，4 合 1 防水汽车双 QC3.0 USB 插座面板 12 伏 RV 电源插座 LED 显示屏防水充电器插座。类似的配件插头（通常适用于车辆）也可以使用。
  7. ↑ 此处图片为 12 号保险丝座 ATC/ATO、SIM&NAT 直列式汽车刀片保险丝座。只要您购买相同尺寸/样式的保险丝，任何刀片样式（汽车）保险丝座都可以使用。
  8. ↑ 此处图片为透明的 25 安培刀片式汽车保险丝（请注意保险丝顶部印有模糊的 25）。此保险丝的样式应与保险丝外壳的样式相匹配。
  9. ↑ 红线和黑线至少各 3 英尺，具体取决于您希望/需要系统组件之间的距离。10 号线应该足够粗，适合组件相距几英尺的系统。惯例是使用红色表示正极线，黑色表示负极线。有关尺寸的更多信息，请参阅《捕捉太阳》。
  10. ↑ 图中是 Wago 221-413 LEVER-NUTS 3 导体 12 号紧凑型连接器。
  11. ↑ 黄色通常表示 12-10 规格。您只需要两个铲形插座（也称为母）端子。
  12. ↑ 您需要能够剪断电线、剥去 12-10 号规格电线并压接 12-10 号规格端子。这款廉价工具可完成这三项工作，但有些人会使用多功能工具。
  13. ↑ 您很可能需要一把小型螺丝刀来将电线连接到充电控制器。
  14. ↑ 图中是 VC830L 万用表。使用万用表可以检查连接并随时间测试系统。这不是必需的，但有助于学习和解决问题。
  15. ↑ 因为 120 Wh/10 W = 12 小时，但是存在一些效率低下的问题，会使其略少于 12 小时。
  16. ↑ 因为 120 Wh/40 W = 3 小时
  17. ↑ 因为 120 Wh/30 W = 4 小时
  18. ↑ 因为 120 Wh/(80 W 消耗 - 40 W 供电) = 3 小时
  19. ↑ 因为 120 Wh/80 W 耗电量 = 1.5 小时
  20. ↑ 因为 120 Wh/40 W = 3 小时

作者

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关键词太阳能、光伏、方法
可持续发展目标SDG07 可负担的清洁能源
作者朗尼·格拉夫曼、凯尔·沃尔夫
执照CC-BY-SA-4.0
组织捕捉太阳
语言英语(en)
有关的子页面，页面链接在这里
别名捕捉太阳/40W 手册
影响799 次浏览
创建2022 年10 月 8 日作者：朗尼·格拉夫曼
修改的2024 年2 月 28 日，作者：Felipe Schenone
引用Lonny Grafman，Kyle Wolfe（2022–2024 年）。“40W 太阳能分步手册”。Appropedia 。检索日期：2024 年 7 月 14 日。
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