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Proyecto de Estación Solar
frankmd:
Dado que hay bastantes aficionados interesados en la instalación de estaciones solares en distintos polos del frío, y como agradecimiento a Jantoni, que nos ha ayudado cada vez que lo hemos necesitado y me sugirió la idea de compartir nuestra experiencia, cuelgo la composición de la estación por si otros se animan a hacer lo mismo.
El forero Gcares y yo mismo llevamos varios años estudiando las temperaturas de un polo del frío, en Zafrilla (Cuenca), de donde él es nativo.
Iniciiamos nuestra singladura hace ya unos 5 años con una estación que colocamos en el Ayuntamiento, y posteriormente situamos otra en las afueras del pueblo, junto al río. Ambas fueron acreditadas.
Posteriormente situamos varios sensores en el término municipal, donde hay varios sitios que habitualmente bajan de -20ºC.
Pero no nos quedamos ahí, y pusimos el objetivo en situar una estación portátil con energía solar en una aldea, La Veredilla, a unos 10 km al norte del pueblo.
Gcares, por sus conocimientos informáticos se encargó de todo este tema, centrándonos en la Raspberry Pi B+ como hardware de referencia, como luego veremos por su escasísimo consumo energético.
Mientras tanto, por mi parte me dediqué al tema energético y de cobertura, ayudado por mis más de 25 años de radioaficionado (EA7NW), y comencé a estudiar los elementos que compondrían la estación.
Desde que se nos pasó por la cabeza la idea de poner la estación hasta el día que lo hicimos, pasó aproximadamente 1 año.
Yo voy a ahorrar muchas horas de internet a los que lean este minitutorial, pero me leí todo lo que cayó en mis manos sobre energía solar.
Resumiendo, finalmente llegué a la conclusión que con una placa solar de no menos de 50w y una batería de como mínimo 18-20 amperios, se podría poner en marcha el proyecto. Buscando mucho por internet encontré una placa de 120 w, que estaba en oferta y que salía a precio de euro el vatio. Sin pensarlo la compré y comenzamos las pruebas.
Evidentemente también es necesario un regulador de corriente, que cargue la batería y evite las sobretensiones cuando la placa está a pleno sol. Hay que recordar que estamos funcionando con un voltaje de 12,8 v, pero la placa puede llegar a generar hasta 20v y te cargas todo el sistema. También el regulador de carga corta la corriente cuando baja de un límite, nosotros lo tenemos establecido en 11,8 v. Esto puede suceder si la placa carga poco debido a dias nublados o se cubre varios días de nieve. Una vez que salga el sol y vuelva a cargar el sistema se reactiva y se reinicia automáticamente. En nuestro caso aún no hemos tenido este problema. El controlador soporta hasta 30 A.
Por último queda quizá lo más importante, la batería. Es casi sabido por todos que las baterías deben ser solares, o sea, de ciclo profundo. Estas baterías son justo lo contrario que las de cualquier coche, administran la energía de forma constante y se descargan muy lentamente. Además admiten descargas profundas sin sufrir denasiado, aunque lo ideal es que no se descarguen muy a menudo para alargar su vida, que puede llegar a superar los 4 años. Las hay básicamente de 2 tipos, AGM y de Gel (estas últimas más caras).
Tras mucho rebuscar compré en autosolar una AGM de 33 Ah de la marca Ritar. La batería aumenta mucho el peso del conjunto, en concreto esta pesa en torno a 10 kg.
Con estos 3 elementos iniciamos en verano nuestras pruebas, viendo autonomía de la instalación y los resultados fueron excelentes.
El secreto de todo este tinglado está en que la Raspberry B+ tiene un consumo mínimo. Cuando está en reposo hemos comprobado en nuestro controlador digital que no consume más de 150 MAh.
Si sumamos el consumo que puede tener el modem y un programador que corta la corriente del sistema todos los días para que se refresque y evitar cuelgues, no llegamos a los 200 mAh.
Todo esto se metió en una caja de derivaciones comprada en Leroy de 46x42x21 y se situó tras la placa solar, que se había reforzado con una estructura metálica.
El conjunto terminado podía ser transportado por 2 personas, con un peso aproximado de unos 40 kg. Lo situamos en La Veredilla, pero se pordría transportar a cualquier otro sitio.
El día 28 de Agosto, día de San Agustín, patrón de Zafrilla, trasladamos la estación a la aldea. Se colocó sobre una estructura de troncos de pino, y en principio no le dimos mucha inclinación a la placa ya que temíamos que la alta resistencia al viento que allí sopla con fuerza, pudiera dar con todo al traste. Se colocó solo con unos grados sobre la horizontal, y si fuera necesario por falta de energía siempre se puede aumentar la inclinación.
Posteriormente se cercó con unps troncos y alambre de espino, sobre todo para que caballos, ciervos y demás ganado no dañaran los elementos de la estación.
Nuestro principal problema, que ya conocíamos y que aún no hemos solucionado, es la cobertura. La única compañía que se recibe es Movistar y llega de forma muy irregular y por rebotes sobre una zona de roca en una de las colinas que rodean el valle. Hemos probado ya 2 antenas, una direccional y otra omnidireccional y no han funcionado.
Actualmente tenemos el modem USB sacado fuera, alimentado por un cable amplificado y protegido de la lluvia. Con esto logramos momentos esporádicos de cobertura totalmente arbitrarios, pero que suelen producirse cuando hace sol, ya que mejora la propagación en VHF. El mes que viene probaremos una 3ª antena de banda corrida entre 800 Mhz y 2100 Mhz. A ver si tenemos suerte.
En cuanto a autonomía, Gcares fue a visitar la estación en el puente del Pilar, tras 1 mes y medio desde su montaje, y la batería estaba cargada a tope.
Esto me ha hecho volver a trabajar sobre el tema y ya tengo preparada una segunda estación, de peso reducido para su montaje en sitios deshabitados. No he dicho que La Veredilla es una aldea que se desalojó en los años 70 y que posteriormente ha sido repoblada por gente del pueblo, que se han construido varias casas y la visitan durante todo el año.
La nueva estación portátil la compone una placa de 50w, un controlador de 10A y una batería solar de 18 Ah. He echado cuentas y está algo justo, pero creo que la mayoría del tiempo estaría activa. Ya tenemos todos los componentes y la montaremos en Navidad. Como siempre estaremos limitados por la cobertura, pero al ser zonas más altas he comprobado cobertura y no es tan sumamente mala como La Veredilla.
Espero que este minitutorial anime a los que aún no se han decidido a montar estaciones en sitios remotos o donde no hay luz eléctrica como es nuestro caso. No he dicho que el precio de la primera estación no llega a los 400 euros todo incluido, y el de la segunda a los 200.
¿Quién se resiste por ese precio a tener una estación online en un polo del frío?
Animo y podéis preguntar lo que queráis. En temas de Raspberry tenéis el tutorial de Jantoni y os atenderá con sumo gusto siempre que lo necesitéis.
Gracias por la atención y un saludo
Francisco
jantoni:
Paco magnífico.
Ultimamente están apareciendo muchos proyectos para instalar estaciones autónomas en zonas aisladas y, en buena lógica, con muy poca cobertura de telefonía y sin instalación eléctrica.
A ver como se comporta en los meses de febrero y marzo, donde esa estación registrará las mínimas y las baterías podrían resentirse. Bueno, a esas temperaturas cualquier cosa se resiente.
Saludos.
PD: Los tutoriales del antiguo foro están pendientes de recuperar, aunque al final casi lo mejor va a ser empezar uno nuevo con la nueva filosofía.....pero me vendrían muy bien :D :D :D juraría que tenía alguna copia en algún sitio........
frankmd:
Gracias Jantoni
Sería fundamental recuperar esos tutoriales, nos han ayudado mucho.
Respecto al tema energético, efectivamente ahora empieza lo crudo, días cortos, temperaturas a diario por debajo de cero, nieve con bastante frecuencia y allí os aseguro que aguanta bastante. Pensando en que el frío no le sienta nada bien a las baterías dejamos la batería solar dentro de su caja de cartón original, para protegerla un poco más.
Hoy parece que ya se ha iniciado la temporada de frío, aunque curiosamente el viento ha estropeado una inversión que apuesto no hubiera quedado muy lejos de los -8ºC. Finalmente ha bajado más el pueblo, algo muy poco frecuente.
Para los que quieran seguir la evolución termométrica de la estación lo pueden hacer en:
http://www.meteoveredilla.site90.net
Y los que quieran seguir con pelos y señales el proyecto desde su inicio, lo pueden hacer en el blog.
http://www.meteotrassierra.blogspot.com
Aquí, aparte de otros temas voy comentando todo lo relacionado con el proyecto y con el que acometeremos en Navidad.
Gracias y un saludo
manolodos:
Hola Paco:
Con respecto a la cobertura del conjunto modemUSB-antena, ¿cuanta longitud de cable hay entre ambos?
No se si conocéis el adaptador llamado "extender USB", que permite alargar sin problema hasta 50 metros ó mas mediante cable de red UTP la distancia entre el modemUSB y la Raspi. De esta forma podeis sacar el modem al exterior y en una caja estanca colocarlo junto a la antena y conectarlo con solo 40 ó 50 cms de cable y por tanto se reducen las perdidas y debería aumentar de forma considerable la cobertura 3G
No sé si es adecuado/posible para vosotros, pero he pensado que lo tenía que comentar por si no sabiáis de su existencia.
En tiendas virtuales como dx.com o lightinthebox.com se encuentran por 7-8 €.
Yo he pedido hace un par de días uno para otro proyecto (no meteorologico), y aún no sé como se comportan.
Un saludo
Manolo
pachu:
Intersante... ;)
Yo tengo algo muy parecido pero lo tengo instalado en el garaje de casa.
Hace mucho tiempo que tenía la placa solar y el regulador y al montar la estación pues conecté la raspberry y la webcam a la placa como ahorro energético ;D ;D
Hasta principios de este verano lo tenía montado con una placa solar de 21.9 v, 30w,1.9A y una batería de coche pero durante el invierno oscuro y largo del norte,como vinieran cuatro días sin sol pues se agotaba la batería. :(
Un amigo que lleva el mantenimiento de los repetidores de Tv,guardas,etc me dijo que calculan las baterías para que soporten 15 días sin sol,casi ná.
Ahora me ha dado otra placa solar prácticamente igual a la que tenía y que las conecte en paralelo al ser iguales,que no hay problema y he montado una batería de gel 12v 40Ah ya que este tipo de baterías me comenta que cargan mejor que las de coche al recibir muy poca intensidad como pueden ser días nublados.
De momento va bién la cosa pero vamos haber como se comporta a partir de ahora con el cambio horario y días mas cortos y oscuros. ;)
saludos
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