Crearea propriului sistem fotovoltaic de 5V: 4 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:41

Acesta folosește un convertor buck ca ieșire de 5V pentru a încărca bateria (Li Po / Li-ion). Și convertor Boost pentru baterie de 3,7 V la ieșire USB de 5 V pentru dispozitive necesare 5 V. Similar sistemului original care folosește baterie cu acid plumb ca încărcare de stocare a energiei, fie prin controler PWM, fie MPPT. Și alimentare pentru dispozitive de 12V. Acesta utilizează doar un convertor Buck pentru a converti 12V (tensiunea nominală a panoului solar) la 5V stabil pentru a încărca o baterie Li-Po / Li-ion, după lumina zilei. Treceți la convertorul Boost pentru a converti tensiunea bateriei 4,2 (3,7 tensiune nominală pentru Li-Po și Li-ion) la 5V din nou pentru dispozitivele care alimentează 5V. (Puteți utiliza în continuare 5V în convertorul Buck în timpul zilei în timp ce bateria Li-Po / Li-ion se încarcă.  S-ar putea să nu fie la fel de eficientă ca sistemul original (12V). Am făcut acest lucru doar deoarece puterea panoului meu solar are doar 15W și nu are suficient buget pentru a cumpăra încărcător MPPT sau PWM pentru 12V.

(Memento, sistemul nu are controlere.)

Acest sistem este destinat panourilor solare mai mici de 30W și numai 12V. (Panourile solare de 9V ar funcționa în continuare).

Specificațiile sistemului meu Intrare panou solar = 12V (18V)

Puterea utilizată = 15 W

Timp de încărcare = depinde de puterea panoului solar și de capacitatea bateriei.

Ieșire USB 1 (convertor Buck) = 5V

Ieșire USB 2 (convertor Boost) = 5V

Tipul bateriei = depinde de alegerile dvs. (Li-Po / Li-ion) 3,7 și capacitate - A mea era Li-Po cu o capacitate de 3500mAh.

Unul dintre puncte:

În timp ce proiectul este în desfășurare pentru experimente pentru îmbunătățirea și calcularea eficienței sale și dacă a meritat. Pune-mi întrebări pentru proiect.

Pasul 1: Pregătiți materialele

• Purfboard (dimensiune medie)
• Fire
• Conducte Aligator Crocodil Test cu dublu capăt Roach Clip Jumper Wire (Opțional pentru testare)
• 2 porturi USB
• Lipire de plumb.

Panou solar - (recomandă 20 Watt mai mare, 12V)

• 1x TP4056 circuit de încărcare și protecție pentru Li-Po și Li-ion.
• 1x baterie Li-Po / Li-ion (depinde ce baterie alegeți și capacitate)

Buck-Converter (unul pe care îl folosesc)

• (1x) LM2576T (versiunea 5V, 3A)
• (1x) 100uH inductor
• (1x) 100uF și (1x) 1000uF Condensatoare electrolitice
• (1x) diodă Schottky
• (1x rezistor 1K și LED mic) -opțional

Împreună cu instrumentele de măsurare

Multimetru digital / analog (tensiunea și curentul necesare aici pentru a calcula eficiența acestuia)

Pasul 2: urmați schema circuitului

Lipiți toate componentele dintr-o placă de bord PCB.

Ar fi mai bine să scurtați pinul Data plus și minus de pe porturile USB pentru telefoanele Android.

asigurați-vă că opriți convertorul Boost pentru a nu suprasolicita TP4056 în timp ce încărcați bateria.

Dacă puterea panoului solar este mai mică decât puterea recomandată, care este cu 20 W mai sus, ar trebui să conectați o singură baterie. din cauza puterii limitate a puterii panoului solar. Exemplu: 15 wați este 0,83 A, ceea ce înseamnă că acesta este curentul dvs. maxim.

Pasul 3: Alimentați și măsurați circuitul

Dacă circuitul funcționează corect, testați-l folosind sarcini fictive precum rezistența de 5W în ieșire și măsurați tensiunea și curentul. ca această imagine.

Întâmpinarea problemelor

- sistem fotovoltaic -

În cazul în care tensiunea de intrare (fotovoltaică) din convertorul buck scade brusc sub tensiunea nominală a PV și tensiunea de ieșire. atunci problema ar trebui să fie pe această listă.

* sarcina în ieșire este deja conectată și consumă mai multă energie din PV.

* Mai puțină lumină solară afară din cauza tulbure etc.

dacă problema dvs. nu se află pe această listă, lăsați un comentariu și vă voi răspunde.

Pasul 4: Finalizat

Au fost efectuate.

Puteți calcula eficiența convertorului Buck și a convertorului Boost prin această formulă.

Tensiune de ieșire x curent de ieșire

------------------------------------------- x 100% = Eficiență

Tensiune de intrare x curent de intrare

Lucruri de reamintit !! - Opriți întotdeauna conexiunea dintre baterie și Boost-Converter pentru a nu supraîncărca procesul de încărcare TP4056 în timpul zilei. folosiți-l doar pentru Tonight.

- asigurați-vă că bateriile se încarcă atunci când măsurați curentul și tensiunea pentru a obține eficiența acestuia.

Avantaje și dezavantaje

+ 5V acționat. Pentru încărcarea și alimentarea aplicațiilor care necesită 5V - Nu pentru aplicațiile care necesită 12V / 9V.

+ Rata de eficiență este suficient de bună. (Mine sunt 70% în convertor Buck și 68% în convertor Boost) (Puțin mai mare dacă utilizați un modul deja construit.)

- Eficiența poate scădea dacă intrarea de tensiune a convertorului buck scade. Datorită puterii de ieșire.

+ Sistem ieftin

- Sistem fără controler (pentru a monitoriza bateria și starea de încărcare și protecție solară)

+ Ușor de realizat dacă cumpărați modulul boost și Buck deja construit.

Un lucru de subliniat

Ieșirea limitată de curent a convertorului Buck depinde de puterea panoului solar (wați). Puterea panoului meu solar este de 15 wați, ceea ce înseamnă că sunt limitat la curentul de 0,75A când mă conectez la încărcător. Acesta este motivul pentru care recomand un panou solar care să fie cel puțin mai mare de 20W.

Simțiți-vă liber să comentați dacă aveți întrebări despre proiect.

Dacă îți faci propriul sistem fotovoltaic de 5V. vă rog împărtășiți.

Poți să mă urmărești pe orice rețea de socializare. Ca tu să poți

Urmăriți-mă pe Facebook și Twitter

Facebook:

Twitter:

Abonați-vă la canalul meu Youtube:

Sprijină-mă pe Patreon:

Memento: Aveți întotdeauna cunoștințe despre electronică și gândiți-vă mai întâi la siguranță înainte, în timpul și după realizarea proiectului. Siguranța în primul rând.