Încărcarea bateriei cu litiu - ion cu celulă solară: 7 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

Acesta este un proiect despre încărcarea bateriei litiu-ion cu celule solare.

* o corecție pe care o fac pentru a îmbunătăți încărcarea în timpul iernii.

** celula solară trebuie să aibă 6 V și curentul (sau puterea) poate fi variabil, cum ar fi 500 mAh sau 1Ah.

*** dioda pentru a proteja TP4056 de curentul invers trebuie să aibă o tensiune de cădere scăzută („drop out”). Folosesc rău, care iau 0, 5-0, 6 V, ceea ce înseamnă mult. Puteți utiliza dioda Schottky, care ia doar 0, 1 - 0, 2 V.

Pasul 1: Material (linkurile sunt afiliate)

1 x celula solara 6V

Legătură: 6V 1 W

Link: (mai multe celule cu wați diferiți)

Link: (mai multe pentru alegere)

1 x placa încărcător Li - Ion TP4056 (alege placa cu 4 ieșiri - 2 pentru baterie, 2 pentru dispozitivul de conectare)

Link: (5 bucăți, cca 0,20 USD / bucată)

Link: (1 bucată, 0,29 USD / bucată)

1 x diodă Schottky (mai bună, 0, 1 - 0, 2 cădere de tensiune) sau 1N4148 (mai gravă, 0, 5 - 0, 6 cădere de tensiune)

Link: (set de diode) (actualizat)

Link: (1N4148)

1 x baterie litiu-ion (18650), cumpăr 1 slab, puteți alege mai bine cu o capacitate de aproximativ 2000 mAh - 3000 mAh, Link: baterie litiu-ion

1 x suport baterie litiu - ion

Link: suport baterie

1 x cabluri, folosesc cabluri de internet cu 6 fire în interior sau kit awg 22 fire

Link-uri:

calitate: set de cabluri AWG 22

cablu ethernet: cablu ethernet (trebuie să tăiați 6 fire)

1 x unelte de lipit (stație, tablă, colofon etc.)

Pasul 2: Celula solară dreaptă

* celula solară trebuie să aibă maximum 6V, deoarece TP4056 are o intrare maximă de 6V. Este mai bine decât 5V.

* curentul din celula solară (sau din energie) poate fi variabil, deoarece TP4056 „mănâncă” cât are nevoie. Deci, puteți alege o celulă solară de 500 mAh sau o celulă solară de 1 Ah.

Pentru bateria Li-Ion aleg celula solară cu 5V și 160 mA. Pentru alegerea celulei solare, trebuie să alegeți:

1. tensiunea celulei solare 1,5 x tensiunea bateriei, deci de 3,7V la 4,2 V de Li-Ion este echivalentul a 5,55 V la 6,3 V de celulă solară.

2. curentul celulei solare ar trebui să aibă 1/10 din bateria de capacitate divizată cu 1 oră (pentru bateriile Ni Mh). Folosesc aceeași regulă pentru bateria Li-Ion. Se numește regula C-rate. Deci, dacă am o baterie de 500 mAh, ar trebui să aleg celula solară de 50 mA. Bateriile Li-Ion bune au 2000 mAh, deci curentul ar trebui să fie de aproximativ 200 mAh sau 1,2 W.

Folosesc baterie Li-Ion proastă cu o măsură de aproximativ 600 mAh. Pentru aceasta, ar trebui să aleg celula solară cu vârf de 60 mA sau 0,360 W (PUTERE = TENSIUNE X CURENTĂ).

Pasul 3: Baterii litiu-ion 18650

Găsesc un site bun cu teste de baterii litiu-ion. În general, există maximum 3400 mAh.

Iată:

Iată câteva teorii despre încărcarea lor:

www.instructables.com/id/Li-ion-battery-charging/

www.instructables.com/id/SOLAR-POWERED-ARDUINO-WEATHER-STATION/

Pasul 4: Circuit

Circuitul este simplu, dar îl descriu aici.

Conectați terminalul pozitiv al celulei solare la anodul diodei. Conectați terminalul negativ al diodei la IN + (intrare pozitivă) a TP4056. Folosesc diodă din cauza curentului invers.

De asemenea, conectați terminalul negativ al celulei solare la IN- (intrare negativă) a TP4056. În cele din urmă conectați bateria, borna pozitivă a bateriei la BAT + a TP4056, borna negativă similară.

Pasul 5: diode LED pe placa TP

La bord, există 2 diode, care consumă, de asemenea, o anumită putere. Le scot cu cuțitul. Verificați imaginea.

Pasul 6: Calculul eficienței

Testați-vă încărcarea, puteți conecta multimetrul la celula solară sau la baterie.

Test:

tulbure, cu puțin soare 10 mA (curent de ieșire de la TP4056), 24 mA (de la celula solară)

tulbure, nu direct la soare 0,87 mA (TP4056), 5,1 mA (celulă solară)

însorit, soare direct 26 mA (TP4056), 89 mA (celulă solară)

Potrivit site-ului web pveducation.org, puteți calcula radiația solară directă în kW. Doar umpleți-vă latitudinea și longitudinea de acasă. Și amintiți-vă timpul, deoarece radiațiile din timpul zilei variază. Am primit în jur de 1 kW / m2.

Deci, celula solară îmi dă 89 mA și 5V, deci dă 445 mW sau 0,445 W. Suprafața celulei solare este de aproximativ 70 cm2 (practic doar liniile mici produc energie, deci în jur de 30 cm2).

Ieșirea celulei solare = 0,089A x 5 V = 0,445 W

Ieșire TP4056 = 0,026 A x 4 V = 0,104 W

Pentru a calcula cantitatea de radiație solară care cade pe 30 cm2, conform site-ului educației pv, trebuie să convertim suprafața în m2, aceasta este 0. 00 30 m2. Radiația incidentă este de 1000 x 0,003 = 3 W.

Radiații incidente = 3W

Eficiența celulei solare = 0,445 W / 3 W = 0,1483 = 14,8%.

Eficiența TP4056 = 0,104 W / 0,445 W = 23,37%

Eficiența totală a sistemului = 0,104 W / 3W = 0,034666 = 3,46%.

Deci, eficiența totală nu este mare, dar ajută. Îți amintești C-rate? Pentru acest proiect, este necesară celula solară mai mare. Testez în septembrie, care este în medie între iarnă și vară. Folosesc baterie pentru jurnalistul meu, care trebuie să supraviețuiască iarna, vara este bună. În viitor, voi testa alte celule solare și voi arăta rezultatele mele.

Pasul 7: Extra: Thingspeak Graph

Testez tensiunea bateriei cu log-ul meu esp. Am un grafic pe thingspeak. Rezultatele sunt în valori ADC, nu în tensiune. Valorile 720 sunt echivalente cu bateria cu 4,07 V. Folosesc o baterie cu litiu-ion de 600 mA.