WiFi nezávislé na napájení – akumulátory a solární panely

Potřebujete rozeběhnout WiFi i v oblasti bez elektrické energie? Musíte zřizovat repater v místě, kde není napájení? Přestřelit vrcholek kopce nebo mít mobilní hotspot?

Nedávno jsem dostal zajímavý odkaz na stránku, kde někdo popisuje svůj Wireless Backpack Repeater. Jak vidno z obrázku, jde o normální Linksys router WRT54G napájený z akumulátoru a vybavený všesměrovou anténou. Firmware Linksysu byl upraven Sveasoftem na podporu WDS, takže router se připojil na nejbližší přípojný bod a zároveň distribuoval signál přes WDS pro ostatní klienty, kteří neměli tak dobrou anténu, aby se na přípojný bod připojili sami. Jak fikané pro nějaké výpravy mobilních geeků…

Wireless Backpack Repeater

Tím mi ale přišlo na mysl napsat něco málo o WiFi technice nezávislé na elektrické síti. Ona to totiž nemusí být praktický věc jen pro sraz několika wifi potrhlíků, může to být často i jediná cesta, jak propojit lokality jinak nepropojitelné.

Představte si například, že lokality, které chcete propojit, odděluje kopec. Takových případů i v Praze najdete hodně. Signál se odrazem nedostane, hodil by se nějaký repeater nebo něco takového. Najdete budovu či stavbu, na kterou by se takový repeater dal umístit, víte, že s pomocí WDS se to dá udělat velmi jednoduše a cenově efektivně, jenže co s tím. V budově vám majitel nedal svolení připojit se do jeho napájení, případně jste považovali za efektivnější po něm ani nepátrat a prostě mu tam techniku umístit. Nebo také potřebujete „přestřelit“ kopec, který vám stojí v cestě a kde jste si našli hezké místečko na repeater, jenže jako na potvoru tam chybí elektrická zásuvka…

Řešení existuje v nezávislém napájení. Učinil jsem s ním kdysi pár zkušeností a ačkoliv nejsou tak komplexní, jak bych si přál, ostatní kdo na to narazili, mne snad doplní.

Především je potřeba vybrat pro funkci repeateru zařízení s co nejmenším odběrem. Stará vyřazená čtyřiosmšestka v tomto ohledu nevyhovuje vůbec a my jsme sáhli po Linksys WRT54G (jako člověk s tím BackPack Repeaterem). Důvod je na snadě – je to poměrně výkonné a levné zařízení, ve kterém lze rozchodit WDS a navíc má poměrně malý odběr. Pokud se podíváte do specifikace, Linksys si odebírá 1 A při 6V, přičemž vyžaduje stejnosměrné napájení v rozsahu 4-27V, firemní síťový napáječ dodává 5V. Interní měnič toto napětí konvertuje na 3,3V, takže máme poměrně široký rozsah napájení, který můžeme Linksysu nabídnout.

Prostým vzorcem odvodíme, že příkon Linksysu je 6W, což jsme ověřili v praxi, kdy měřák ukázal, že v klidovém stavu se jeho příkon pohybuje mírně pod 5,4W a při vysílání kolem 5,6W.

Nyní se musíme zamyslet, jak s napájením. Pokud chcete router/repeater napájet jen dočasně, například právě do takového BackPacku, jako je ten na obrázku, stačí vzít akumulátor, přičemž nejčastěji asi dostanete nějaký s jmenovitým napětím 6V a podívat se, kolik ampérhodin (Ah) nabízí. Ten na obrázku bude mít takových 10 Ah, je tedy schopen nabízet 6V/1A po dobu 10 hodin – což je přesně to, co pro napájení repeateru potřebujete. Pokud vám stačí těch deset hodin, jste za vodou, i když dlužno říci, že v praxi počítejte spíše s 8 hodinami, olověné akumulátory by se neměly vybíjet na doraz, ale jen na zhruba 80% – u jiných to nevadí. Samozřejmě nemusíte používat olověné akumulátory, ale jiné levné se v těchto kapacitách nedělají, tužkové NiCd/NiMH akumulátory byste museli řadit sério-paralelně a potřebovali byste jich tři desítky, abyste se dostali na podobnou kapacitu. A to není cenově zrovna to pravé. U Lithiových článků je cena ještě horší. Ceny olověných akumulátorů potřebné kapacity se u nových pohybují od 2000 Kč, ale seženete jistě i něco staršího. Jen bych doporučil podívat se na provozní podmínky a zejména provozní teploty, protože v zimě by mohl mít akumulátor problémy se zamrzáním.

Solární články

Hotspot se solárním napájením

Se solárními články je situace mírně komplikovanější, zejména pro to, že samotné je použít nelze. Solární články poskytují slušné napájení, jenže když zajde slunce, dojde i napájení. Je tedy nutno je kombinovat s akumulátory a solární energií akumulátory dobíjet. Kromě solárního panelu a akumulátoru je ještě potřeba regulátor chránící akumulátor před hlubokým vybitím nebo přebíjením. Regulátory se prodávají za ceny od 1000 Kč.

Samotný solární panel je docela drahá věc, v našem případě ale nebudeme potřebovat naštěstí nijak velký. Pokud vezmeme, že k napájení Linksysu stačí příkon 6W a uvážíme provozní režim 12/12 hodin – tedy 12 hodin světla, 12 hodin na akumulátor, dostáváme se k požadavku na 12 W výkonu panelu (aby kromě napájení repeateru ještě i nabíjel akumulátor na noc). Doporučuji zhodnotit světelné podmínky v místě, kde budete panel montovat a poohlédnout se po nejbližším vyšším panelu, tedy například 15W.

Pokud je mi známo, jediný český výrobce panelů je firma Solartec, která za 4000 Kč s DPH nabízí panel s výkonem 13W, což je pro naše potřeby dostatečné. Samozřejmě se lze podívat i jinde, dovozců je u nás povícero a někteří již rovnou dodávají celou „ostrovní sadu“, tedy nabíječku, solární panel, regulátor a akumulátor. Tyto sady se prodávají za ceny kolem 10 000 Kč ve složení vhodném pro naše účely.

Dlužno vzít též v úvahu, že panely lze zapojovat stejně, jako baterie, tedy do série nebo paralelně případně kombinovaně a tím navýšit jejich výkon. A také fakt, že u solárního panelu se jako samozřejmost předpokládá nasazení venku, takže jsou voděodolně konstruovány, horší to bývá s odolností proti nárazu. Doporučuji volit panely s hliníkovým rámem, lépe se s nimi pracuje.

Aplikace solárních panelů není levný špás – vidíme, že sestava nezávislého napájení se pohybuje kolem 10 000 Kč, k tomu je potřeba přidat její zajištění proti zlodějům, tedy kovářskou práci a samozřejmě cenu samostatného repeateru. Jenže co naplat, jsou lokality, kde se bez solárního napájení obejdete jen špatně.

Kde ušetřit

S šetřením je to problém. Solární energie má zatím stále vysoké pořizovací náklady a ušetřit se dá snad jen na tom, že akumulátor i solární panel pořídíte z nějakého výprodeje a nabíječku s regulátorem si postavíte sami.

Poměrně pitomým nápadem, jak ušetřit, je snaha rozhlédnout se po hotových výrobcích a ty se pokusit přizpůsobit. Mluvím tady například do těch zahradních lampičkách prodávaných v zahradnických potřebách. Lampičky mají solární panel a akumulátor. Napadlo nás to také – zakoupili jsme je velmi výhodně (byly polámané), vypreparovali jsme je a zjistili jsme, že bude třeba zapojit jich celou řadu. To nebylo to nejhorší. Jejich technické parametry byly dost benevolentní, takže i když jsme to spočítali dobře, tak nám uprostřed noci došla šťáva. A ještě ke všemu bylo potřeba vyndat ven světelný spínač, protože jinak se repeater napájel pouze v noci.

Ve výsledku bych spíše než šetřit doporučil trochu utrácet – panely s vyšším výkonem a baterie s vyšší kapacitou zabrání tomu, že hotspotu v prostředku noci dojde šťáva. Na druhou stranu naše zkušenost je taková, že šťáva dojde většinou pár hodin před svítáním, kdy už i ti největší nadšenci do internetu to berou jako dobrý signál k odchodu do hajan – a s kuropěním vyjde slunce a s ním začne fungovat panel.

Na závěr

Každá drahá věc láká – a s hotspoty je to totéž. Umisťujte je co nejméně přístupně, protože se solárním panelem jsou docela služně viditelné. Dejte všechno do bytelných kovových schránek, aby se to blbě kradlo. Zkontrolujte si také, v jaké pozici na panel dopadá nejdelší dobu světlo. A pokud je vám panel obzvláště milý a na dostupné lokaci, vyplatí se pouvažovat o tom, že byste jej rozšířili o mobilní telefon s monitoringem stavu a polohy. Ale to už je zase další povídačka a další investice, s tím už by se cena vyšplhala na celkových 30-40 tisíc za takovou lokaci.

Pamatujte na to, že i solárnímu panelu s akumulátorem může dojít proud a hotspot vypadne. Mějte ho nastavený tak, aby se mohl rozeběhnout při obnovení napájení bez vašeho přičinění.

Je to hodně peněz? Pokud hotspot jednou zrušíte, panel můžete použít na chatě či doma k napájení televize zadarmo…

Jak se vám líbil článek?
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (hlasováno , průměr: 3,40)
Loading...

15 komentářů

  • mno pominu-li problemy se solarnimi panely v Cechach (je tezke je instalovat tak aby rychle nezmizely ;-)), tak je v nasich zemepisnych sirkach hlavne problem s intenzitou a vyrovnanosti slunecniho zareni – v okamziku kdy je slunce za mraky, vykonnost panelu jde dost dolu, tj. IMHO by musel byt znacne naddimenzovany aby na to byl skutecne spoleh.

  • [1] ano, musel by být naddimenzovaný – na té fotce vidíte panel na tuším 25W, tedy dvojnásobek požadovaného výkonu, přitom je to někde na Floridě. my jsme fakt došli k tomu, že nám AP někdy docela pravidelně ve 3 ráno spadne a do šesti linka nejede. Je to výrazně lepší, než nic a citelně levnější, než to řešit pořádně.

  • [2] Jsem zvedav jak to bude fungovat v zime kdy je tma od 4 odpoledne do 8 rano a slunicko sviti jeste mene intenzivne (nize nad obzorem).

  • Spis bych doporucil pouzivat ASUS WL-330b(PRO). Ma funkci WDS, miniaturni rozmery, velkou teplotni stalost (meril jsem -23 az +87 a provoz byl temer bez odchylek, od 70stC se mirne snizi vykon).
    A hlavne ma odber 350mA v klidu a 400mA pri vysilani pri 4V (vlastni mereni s internima antennim systemem) = 1,6W. To se pak da udelat spolehlivy system s 6W solarnim panelem za par korun (panel za 1000,- u solartec, k napajeni lze pak uzit i 2300mA NiMH akumulatory AA).

  • Jen me napadl jeden zlepsovacek, dal bych tam maly vetrny generator pro chvile kdy nesviti slunicko ale fouka vitr 😀
    Ale ted vazne – nebude to dost likvidovat tu baterii? Kazdy den plne nabit a zase vybit, to podle me nemuze klasikej akumulator vydrzet dlouho.

  • proto se na to taky pouzivaji olovene akumulatory. tem to tak nevadi…

  • tak by mne zajímalo, jestli si někdo u nás zkoušel ty solární panely udělat. Mně to tedy zrovna easy nepřišlo, aby to fungovalo nějak dobře, takže uvítám zkušenosti… 🙂 [7]

  • [8] pokusne sme postavili komplet : 55W soalrny panel od sany.cz + 240 Ah 6V trakcna bateria + asus wl500b. vydrz bola dost slaba cca 9 dni bez solaru a 15 dni so solarnym panelom. pisem o realnej prevadzke, pri ktorej urcite nie je 12 hodin svetlo (panel bezi aj tak na UV ziarenie) a 12 hodin tma. 1. abysa vyuzilo max. svetlo panel sa musi otacat:(
    2. kazdy mrak vadi 🙁
    3. intenzita svetla v zime je 6x mensia ako v lete (leto cca 1200 W/m zima 200W/m, uccinost panelu je cca 10%)
    popisany navod fungovat sice bude ale urcite nie nonstop
    fy. solartec nam poslala navrh na napajanie nasho zariadenia (prikon 10W) 6 ks 55W panelov a 6 ks 120Ah 12V baterii varta. predbezna cena 200000 kc bez dph.

  • Tu cenu olověného akumulátoru 12V/10Ah za 2000Kč jste dost přestřelil. 🙂
    Před půl rokem jsem do UPSky kupoval "značkovější" Topin 12V/12Ah s životností cca 3 roky za 783Kč s DPH.
    Za 2000Kč dotanete Yusana 12V/38Ah s životností 7-10 let! 🙂
    Na oblast akumulátory mohu vřele doporučit http://www.mulac.cz/ – najdete tam akku snad na všechno. Když jsem naznačil co potřebuju, tak poradenství prvotřídní. 🙂

    K samotnému článku – nemůžete tak slepě sčítat a počítat watty! Ztráty při nabíjení, různé osvětlení, to vše má velký vliv.
    Každopádně by pomohla kombinace zdrojů, jak naznačil Petr. Vítr, slunce, voda (i když na kopci…), všechno se počítá. 🙂

  • [6]
    Olovenym aku. vadi vybijeni vic jak 70% ! Na solarni panely jsou y aku typu deep-cycle ktery umoznuje hluboke vybijeni ale ani tyhle baterky se nadaj vybijet na "0". Nejlepsi pro tenhle ucel je asi aku. niklokadmiový

  • Daji se pouzit stare akumulatory z hornickych lamp. Jsou skoro neznicitelne a urcite se daji sehnat velmi levne.

  • Potřebuji vyřešit zrovna takový problém s napájem repeateru který musí být v lese,jinak k nám do obce signál nedostanem.Poblíž je pouze vedení vysokého napětí.
    Mělo by to být na 5Ghz,potřebuji poratit jaké zařízení a antény použít a zda je lepší napájet jen akumulátory nebo jestli použít měnič napětí.

  • Nedalo mi, a musím do této diskuse přispět i já svou troškou do mlýna. Co se týče nezávislého nonstop napájení zařízení pro retranslaci signálu, řešili jsme tentýž problém loni. Po změření a získání údajů o spotřebě zařízení, které potřebujeme umístit do dané lokality, kde máme sice viditelnost, leč chybí to základní pro provoz-elektrika, jsme zakoupili solární panel s výkonem okolo slibovaných 20watt s veškerou elektronikou jen připojit k baterii; koncovky na baterii obsahoval též. Pro otestování jsme zakoupili navou baterii – olověný akumulátor. Spustili jsme jej v období „tropického“ vedra a krásných slunných dní. Výsledek lze nazvat katastrofou. Slibovaný výkon solárního článku byl pouze za předpokladu 100% natočenosti panelu proti slunci. Při prvním mráčku šel výkon zcela do kytek. Tedy z 90% musel zařízení napájet akumulátor. Kdo je alespoň trošku kovaným v elektrice ví, že při vybití jakéhokoli akumulátoru musíte dodat podstatně větší energii na jeho znovudobití. Zařízení pracuje nonstop, tedy nonstop papá energii a je mu jedno, zda ji bere z baterie nebo ze soláru. Pokud panel nemá dostatečný výkon (málo svítí sluníčko), nestačí to na uživení ani toho zařízení, natož aby něco zůstalo pro baterii – její dobíjení. A noc je dlouhá a to i v létě…. Za tři dny byla baterie KO a klidně to dva dny nešlo, dokud se baterie nedobila ze solárka natolik, aby byla schopna kompenzovat slabý výkon solárka a dokrmit jej. Schrnuto – ta cena, kterou vám nabídli – 200 000 bez daně – je bohužel správná. U nás prostě málo svítí a alternativní energie soláru je tudíž zcela k ničemu. Smysl má tak do karavanu, kdy si svítíte tak dvě hodiny denně a pak z baterky nic nečerpáte. Zasvítí slunce a za den se ta baterie možná i dobije – samozřejmě pouze za situace, že jste ji za ty dvě hodiny zcela nevyždímali. Suma sumárum, tento problém jsme nevyřešili a to ani za předpokadu profesionálního výpočtu – cena byla stejná, jen od jiné firmy, tak ani za předpokladu amatérského pokusu. Teoretický výpočet je krásná věc, jenže praxe je úplně jiná. Baterie opravdu není řešení a nic na tom nemění fakt, že z ní budete čerpat minimum – do deseti watů. Můžete sice mít takovou baterii akumulátorů, která po tupém výpočtu bude mít několik stovek ampérhodin. Určitě vydrží možná i týden či čtrnáct dní. Co ale pak? mít další takovou baterii aklumulátorů, která bude vážit tři metráky, stát to bude 30 000 Kč a manipulovat s tím půjde leda vysokozvižným vozíkem, nebo to budete několik hodin demontovat a několik hodin zpět montovat? Budete na to potřebovat dva nebo tři lidi… Nebudete ve finále dělat nic jiného, než lítat kolem baterek. Po dvou třech letech provozu půjdou do háje a budete kupovat všechny znouvu. Námitka, že se to dá dobíjet centrálou je taky lichá. Na takovou baterii potřebujete centrálu, která bude mít výkon několika desítek ampér, nabíječku, která bude tlačit do takových baterií okolo 20-ti ampér, aby se to stihlo nabít do dvou dnů ale hlavně aby se v akumulátorech vůbec nastartoval správný chemický proces štěpení . Nabíječky jsou transformátorové – jsou nejúčinnější a mají pro baterie (hlavně akumulátorové) nejlepší možné parametry, bohužel transformátory mají také obrovské ztráty – až 80%, to musíte nahradit výkonem generátoru. Pomíjím zde spolehlivost, cenu uvedených zařízení, spotřebu paliva, váhu atd. Bohuže se obávám, že cena dvěstě tisíc je doopravdy správná, aby to mělo nějaký efekt. Na druhou stranu je potřeba si přiznat, že za takouvou cenu nelze retranslaci vůbec zřídit (pomíjím zde zcela riziko krádeže nebo vandalsmu). Leccos lze zadotovat, ale tohle je už charita. Nedovedu si představit, jaká by byla návranost či za jakých okolností.

  • Po přečtení komentářů nevím jestli se mám radovat, nebo brečet, protože mám podobný problém na chatě kde nemám proud a všechno jede z baterii a to je hrůza z dobíjením, mám dva panely po 55 W a prostě to neni ono, takže pracně buduji ještě malou větrnou elektrárnu, ale tam mi schází generátor tak 100 W a ten ne a né sehnat, aspoň výrobce. Větrné jsou ale já musím řešit jiný spůsob větrné než je klasika, protože se směr větru neustále mění, takže řeším se svislou osou, jediné co by nám všem pomohlo jsou palivové články, no a jejích cena zatím je pouze pro vyvolené, no a nám neni pomoci, rád příjmu jakoukoli pomoc dík