Дрон-ийн батарейг нарны гэрэлд цэнхэрдүүлэх арга (гадаа ашиглах зориулалт)

Гадаа дрон ажиллуулалтад нарсны шүүлт яачин чухал вэ?

Нарны энергийн заряджих нь дрон хүртэлх төхөөрөмжийн үйлдэлд оролцогсдод, тусгайлан цахилгааныг ашиглах боломж бага эсвэл бүүтүн холын бүснүүдэд ажиллах үед зүй ёсоор үнэт шийдэл болж ирж буй. Талын судалгаа, байгалийн орчинд сүрхийлүүд снимка хийх, ууларшны бүснүүдэд аялал хийх гэх мэт үед дрон үйлдэлд оролцогсдод батарейг өдөр дурт бүтнээр цэнхэрлүүлэх асуудал тулгардаг. Нарны энергия нь урт хугацаанд ашиглаж болох, зөөврийн боломжтой, тогтвортой шийдэл бүтнээр, пилотууд нарны гэрлээс шууд цахилгаан үүсгэж, хана нарийн цахилгааны гаралт, мөн түлшт генераторуудад тулгуурлаж бүтнээр ажиллахгүй. Ийнхүү нарны энергийн заряджих нь урт хугацаанд гадаа ажиллах үед практик, орчинд нь хоосонгүй, мөн үнэт үйлдлийн шийдэл бүтнээр тооцогдож буй.

Заряджихын өмнө дрон батарейн шаардлагыг ойлгох

Орчин үеийн дронууд ихэвчлэн литийн ион ба литийн полимерийн батарейнуудыг ашигладаг, хоёулх нь аюулгүй цэнгэлтийн тулд тогтвортой, зохицуулан өгөх хүчдлийг шаарддаг. Эдгээр батарейнуудын хүчдлийн утга, багтаамж ба цэнгэлтийн ватт хүчдлийн хэмжээ дронуудын хэмжээ ба гүйцэтгэлийн түвшиний дагуу өөрчлөгдөнө. Бага хэмжээний хэрэглээний дронуудын цэнгэлтдээ дунджаар 25–35 ватт хүчдлийн шаардлага байдаг, харин дунд хэмжээний камер дронууд 50–70 ватт шаардмуйн. Мэргэжлийн түвшний дронууд 80 ватт юм удаа илүү хүчдлийг шаардмуйн. Нарны панелууд нарны гэрлээс хамаарч хүчдлийн хэлбэлзэл үүсгэдэг учир түүнүүдийг дронуудын батарейн шууд холбох боломжгүй. Харин аюулгүй ба үр дүнтэй цэнгэлтийн тулд хүчдлийг нүүрдүүр хүчдлийн станц, цэнгэлт зохицуулагч эсвэл USB-C Power Delivery (PD) интерфейс ашиглан тогтвортой болгох шаардлагатай.

Арга 1: Нарны панель → нүүрдүүр хүчдлийн станц

Дрон батарейг гадаа цэнзүрхлөхийн хамгийн найдвартай, хэрэглэж хялбар аргуудын нэг нь наран цахилгаан панелийг хөндлөн зөөвөр цахилгаан станцтой холбох юм. Энэ тохиргооны дагуу наран цахилгаан панель нарны гэрлээс энергия цуглуулж, түүнийг цахилгаан станцтой холбож, станц түүнийг хадгалж, цэвэр, зохицуулан өгөх гадаа цахилгаан (AC) эсвэл USB-C PD цахилгааныг үйлдүүлдэг. Үүн дагуу дрон-ын албан ёсны цэнзүрхлөх төв буюу USB-C цэнзүрхлөх төхөөрөмж нь ордны цахилгаан сүлжээнд залгаад ижилхэн ажилладаг. Хөндлөн зөөвөр цахилгаан станцууд онцгой ашигт, учир нь тодорхой хүчдэл үйлдүүлдэг, олон төхөөрөмжийг дэмжин, шөнө цэнзүрхлөхүүн хадгалдэг. Урт хугацааны гадаа ажиллах үед 500–1000 ватт-цаг багтаамжтай цахилгаан станцтой хослуулан 200 ватт наран цахилгаан панель хэрэглэх нь нөгөө дрон батарейг үд хүртэл дархан хангахад хангалттай.

Арга №2: Наран цахилгаан панель зарцуулалтын зохицуулагчтой холбогдсон

Нөгөө нь үр дүнтэй арга бол нарны панелийг хүчдлийг зохицуулагч (PWM эсвэл MPPT) холбож, түүний дараа тогтмол гүйдэл (DC) гаралт эсвэл USB-C PD адаптерт хүчдлийг дамжуулах юм. MPPT хүчдлийн зохицуулагчид онцгой үр дүнтэй, учир нь тодорхой наран цацрагийн нөхцөлд энергийн цуглуулалтыг оптимизацийн хүртэл хангаж чаддаг. Энэ арга нь хүчдлийн станцыг хөндлөн нүүрлүүлж төрөлхийн бүтэцтэй байхын харьцуулж илүү хөнгөн ба бага зай эзэлдэг, түүн дотроо хүндрүүлэлтгүй гадаа аялалд хэрэглэдэг хүмүүсийн хувьд илүү тохиромжтой. Гэтэд, хүчдлийн нийцүүлэлтийн талаар анхаарал тавих шаардлагатай, мөн нэмэлт батарейн сангүй түүн доторх энергийг дараа үед ашиглахын тулд хадгалах боломжгүй. Хүндрүүлэлтүүд бүхнээс харахад, түүн доторх энергийн хадгалалтгүй бүтэц нь хөнгөн гадаа цэнхэрлүүлэлтд хэрэглэдэг практик сонголт орхидог.

Арга №3: Дотроо USB-C PD гаралт бүхий нарны панел

Зарим орчин үеийн нугаламдаг нарны панелд 60–100 ватт хүртэлх чадалтай өндөр хүчдлийн USB-C PD портууд багтаж буй. Эдгээр панелууд нэмэлт тоноглолгүйгээр шууд USB-C PD-г ашиглан жижиг дронуудыг цэнхэрлүүлж чадна. Энэ нь хамгийн хялбар ба хамгийн хөнгөн зөөвөрлүүлж болох арга бөөлбөр, хөнгөн аялалд юм утас хүртэлх хурдан цэнхэрлүүлэх сессионд тохиромжтой. Гэтэд, түүнд хүчтэр сүүд бүүрхүүл шаардлагатай бөөлбөр, илүү их хүчдлийн шаардлагатай том дронуудын цэнхэрлүүлэхдөө тохиромжгүй. Түүн дээр, энергийн нөөцлөл бүүрхүүл шаардлагатай бөөлбөр, нарны гэрлээс хүчдлийн хүч сулрах мөчнөөс цэнхэрлүүлэх шууд зогсож чадна.

Тохиромжтой нарны тоноглол сонгох

Алс холын нөхөн сүүлдүүлэх цахилгаан станцтай таарах нарны хөдөлмүүр сонгох нь үр ашигт гадаа цэнхэрлүүлэх үйл ажиллагаанд чухал. 60–200 Вт хүчтэй нугаламуур монокристалл нарны хөдөлмүүрүүд нь зөөврийн хөөрхөн бүтэц ба үр ашигт баланс үзүүлдэг. MPPT цэнхэрлүүлэх удирдлагын төхөөрөмжүүд хувьсах цаг агаарын нөхцөлд илүү үр ашигт бөөртөн, цистерн хэмжээт цахилгаан станцууд (чист синусын гүйдэлт гадаа гаралт, USB-C PD холболтын цэс) нь янз бүрийн дрон загваруудтай хамгийн сайн хийгнэлдүүлэх чадвар үзүүлдэг. Холболтын кабель ба адаптерүүд — MC4 холбогчид, XT60 адаптерүүд, USB-C PD хубууд — төхөөрөмжүүдийн хоорондын тохиромжтой холболтыг хангана. Өндөр чанарт төхөөрөмж сонгох нь цэнхэрлүүлэх үр ашигт бүтээмжийг бүүр улам жижигрүүлэх л газар, гадаа нөхцөлд аюулгүй бүтээмжийг бүүр улам нэмэгдүүлэх л газар.

Бодит нөхцөлд хүлээж буй цэнхэрлүүлэх хугацаа

Цэнхэрлэлтний хугацаа панелийн ватт, наран гэрлэнд бүрхүүл, баатерийн хэмжээс хамаарч өөрчлөгдөнө. Хүчтэй өдрийн дунд үед 100 ватт-ын панель нь жишээлбэл жижиг дрон баатерийг тухайн 1,5–2 цагт цэнхэрлэж чадна. Илүү том баатерийн хувьд ижил панельд 3–4 цаг шаардагдаж магад. Бүрхүүлт агаарын нөхцөлд панелийн гаралт 30–60 хувьд буурч, хүйтэн температур баатерийн доторх химийн урвалыг замбарлаж магад. Дулаан уурхай нь цэнхэрлэлтийн үр дүнд нөлөөлж, гадаа цэнхэрлэлт үед температурын удирдлага чухал үүрэгтэй.

Дрон баатерийг нарны гэрлээр цэнхэрлэх аюулгүй бүүрхүүл

Литийн батарейнууд дулаан ба хүчдлийн хэлбэлзлүүдэд мөнгөлөг, түүн дагуу гадаа цэнхэрлэх үед аюулгүй байдлыг нь хангах нь чухал. Батарейнуудыг хүртэл шууд нарны гэрэлд цэнхэрлэх нь зөвхөн хориглодно; харин түүнийг дулааныг хүртэл хамгаалахын тулд сүүдэрт эсвэл хамгаалалтын хучилт под нь байрлуулах ёстой. Цэнхэрлэхдээ заавал зохион бүтээдэг хүчдлийн үүсгүүр ашиглаж, батарейг шууд нарны хавтгайт панелд холбох нь зөвхөн хориглодно. Цэнхэрлэх үед батарейг тогтмол хяналтанд байлгаж, хөврөлт, үл хэвийн дулаан, үнэр илрүүлвэл түүнийг түүрхүүн зогсоож, аюулгүй байдлын хэмжээс авч үйлдэл хийж, хүчдлийн үүсгүүрт холболт таслан хаяж, батарейг хүнд хүчдлийн үүсгүүрт холбох нь зөвхөн хориглодно. Батарейнуудыг урт хугацаанд хадгалж буйдаа түүнийг 30–60 хувийн цэнхэрлэлттэй байлгаж, үүнийг урт хугацаанд ашиглах боломжийг нь үлдээж, хамгийн сайн үр дүн үзүүлэх нь зөв.

Зөвлөмүүр гадаа нарны цэнхэрлэлтийн тохиргоо

Ялгаатай гадаа төлөвлөлтүүд нь ялгаатай цэнхэрлэлтийн бүрдүүлэлтүүдийг шаардаж буй. Хөнгөн ачаа зөөхдөр хүмүүс нь бүгдүүлэх дронуудын хувьд 60–100 ватт хүчтэй, USB-C PD гаралттой бүгдүүлэх панелийг илүүд үзэж буй. Холын бүснүүдэд ажилладаг професиональ кинооператорууд нь олонтоо батарейг дэмжихийн тулд 200 ватт хүчтэй панель ба 500–1000 ватт-цаг хүчтэй цэнхэрлэлтийн станц хослолыг ихэвчлэн ашиглаж буй. Судалгаа хийдэг бүлгүүд эсвэл газрын зурагт хийдэг бүлгүүд нь өндөр хүчтэй дронуудын тасралтгүй ажиллахыг хангахын тулд 400 ватт хүчтэй нарны панелүүд ба том цэнхэрлэлтийн станцуудыг ашиглаж буй. Тохиромжтой бүрдүүлэлт сонгох нь дронны төрөл, миссиян үргэлжлэх хугацаа ба орчин нөхцлүүд дээр суурилж буй.

Алхам алхам нарны цэнхэрлэлтийн ажиллагааны дараалал

Типичнүүд нь нарны панелийг оптимал өнцгөөр, ихэвчлэн 30–45 градусын хооронд нар руу хандуулж, түүнийг цахилгаан станц эсвэл цэнхэр удирдагчтой холбож, системийн тогтвортой ваттын үйлдвэрлэл бүрдсэн эсэхийг шалгаж, гаралтын үр дүн баталж, дронгийн цэнхэр утасгагчийг залгаж, батарейн температурыг бүх хугацааны турш хянах ёстой. Нар сүүдэршүүр үед нэмэлт энергийг цахилгаан станцад хадгалж, дараагийн өдрийн нислэгт зориулж нэмэлт батарейнуудыг цэнхэр утасгаж, урт хугацааны гадаа ажиллах үед тогтвортой цахилгаан хангамжийг хабзуйлж.

Бүрхүүлт, хүйтэн эсвэл халуун нөхцөлд цэнхэр утасгах

Нарны цахилгааны шүүлт бүх төрлийн цаг агаарын нөхцөлд хэдийгүй үүрэг гүйцэтгэнэ, гэтэдүүр үр дүнгийн хувьд бууралт ажиглагддак. Бүрхүүлт тэнгэрт нарны шүүлтийн хүч бууралт ажиглагддак, гэтэдүүр MPPT зохицуурт хамт үүрэг гүйцэтгэнэ. Хүйтэн температурт шүүлт удаашралт ажиглагддак, ийнхүү батарейг дулаан держа — жишээ нь, хувцасны доторх хүзүүвчид — үр дүнг хадгалахад тусалмуй. Дулаан бүснүүдэд батарейг сүүдэрлүүлэх нь хэт халалт, аюулгүй шүүлт нөхцөлд хадгалахын тулд шаардлагатай. Цаг агаарын нөхцөлд нарны шүүлт яаж нөлөөлөхийг ойлгох нь пилотуудад шүүлт хугацааг үр дүнтэй төлөвлөхөд тусалмуй.

Нарны шүүлттүүн бодит дүрсийн хэрэглээ

Нарын шүүлт нь олон талбарт өргөн ашиглагдаж буй. Бүрхүүлийн сүүдэрт бүхлээрхүүн хамгаалах, урт хугацааны ажил гүйцэтгэх үед документал кино зурагтавчид нарны шүүлтийн системд тулгуурлан үл холбогдмуйн нөхцөлд хоногуудын турш үлдмүйн. Хайлт-спас-бүлгүүд нарны шүүлт ашиглан урт хугацааны миссияд үүрдүүнүүдийн бэлэн байдлыг хадгалмүйн. Газрын хэмжилтчид ба инженерүүд нарны шүүлт ашиглан цахилгаан холбоотой бүснүүдгүй бүтээлд ажилламүйн. Түүнчлэн, хүндрэлгүй аялалчинүүд ба хүнд багаж хүртэл хүндрэлгүй аялалчинүүд бага хэмжээт нарны панелүүд ашиглан урт аялалд хөнгөн үүрдүүнүүдийн цахилгааны нөөцүүдийг хадгалмүйн. Эднүүд нь нарны шүүлт ашиглахын олон талт чадварыг ба практик хэрэглээний боломжийг үзүүлмүйн.

Нарны шүүлт ашиглахад гарч буй түгээмүйн асуудлуудыг шийдвэрлэх

Хэрэв таны наран цахилгаан панелийн үйлдэх чадвар хүрэлцэдүүн бөлгөө, түүний өнцгийг тохируулж эсвэл гадаргууг нь нүүрснээс цэвэрлэж, ихэвчлэн үйлдэх чадварыг сайжруулж болно. Хэрэв цахилгаан станц цэнзүүрлэхгүй бөлгөө, кабель холболтуудыг шалгаж, хүчдэлийн нийцүүрлэлтийг баталж үзэх хэрэгтэй. Дрон цэнзүүрлэх хурд удаан бөлгөө, ихэвчлэн сул нарны гэрлээр эсвэл батарейн температур өндөр бөлгөө, хоёулаа зөв байршлын сонголт ба сүүдэрлүүр ашиглан удирдаж болно. Эднүүд нь түгээмүүн асуудалуудын тухайд ойлголт талбай дээр тогтвортой цэнзүүрлэхийн хамгаалалтын хувьд туслах юм.

Дүгнэлт

Нарны цахилгаан цэнзүүрлэх нь дрон батарейн гадаа цахилгаан хангамжийн хүрэлцэдүүн, үр дүнтэй, орчинд нь хоосон нөлөө үзүүлдүүн шийдэл юм. Зөв наран цахилгаан панел, цэнзүүрлэх удирдлагын төхөөрөмж, хөндлөн цахилгаан станц хослолын тусламжтай дрон удирдагчид традициональ цахилгааныг ашиглахгүйгээр холын бүснүүд дээр итгэлтэй ажиллах боломжтой. Таны дрон-ын цахилгаан шаардлагыг ойлгох, тохирох төхөөрөмж сонгох, аюулгүй цэнзүүрлэх дүрэмд захирагдах нь тогтвортой ажиллах чадварыг хангаж, дрон-ын талбай дээрх ажиллах чадварыг уртасгаж үлдээдүүн.

Дүгнэлт

Нарны гэрлээр цэнхэрлүүрүүдийн хүчдлийн хөтөлбөр нь талбай, хяналтын төхөөрөмжүүдийн тусламжтайгаар нарны гэрлээр ажиллахыг хангана. Түүн дотор хүчдлийн түвшин, температурын хяналт нь бүх төрлийн нөхцөлд — бүрхүүлт, хүйтэн, дулаан — батарейн аюулгүй, үр дүнтэй цэнхэрлүүрүүдийн хүчдлийн хангамжийг хабзуйлт. Тохиромжтой төхөөрөмж сонгох, ажлын дараалал, аюулгүй бүснүүрт хандаж батарейн үйлдлийн хугацааг уртасгах, тогтвортой гадаа ажиллахыг дэмжих болой.