Φόρτιση μπαταρίας ιόντων λιθίου με ηλιακό κύτταρο: 7 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:35

Πρόκειται για έργο φόρτισης μπαταρίας ιόντων λιθίου με σολάρι.

* κάνω κάποια διόρθωση για να βελτιώσω τη φόρτιση κατά τη διάρκεια του χειμώνα.

** Η ηλιακή κυψέλη πρέπει να είναι 6 V και το ρεύμα (ή η ισχύς) μπορεί να είναι μεταβλητό, όπως 500 mAh ή 1Ah.

*** Η δίοδος για την προστασία του TP4056 από το αντίστροφο ρεύμα πρέπει να έχει χαμηλή τάση πτώσης ("drop out"). Χρησιμοποιώ κακό, το οποίο παίρνει 0, 5-0, 6 V, το οποίο είναι πολύ. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τη δίοδο Schottky, η οποία παίρνει μόνο 0, 1 - 0, 2 V.

Βήμα 1: Υλικό (οι σύνδεσμοι είναι θυγατρικοί)

1 x Ηλιακό κύτταρο 6V

Σύνδεσμος: 6V 1 W

Σύνδεσμος: (περισσότερα κελιά με διαφορετικά watt)

Σύνδεσμος: (περισσότερα για επιλογή)

1 x Li - Ion charger board TP4056 (επιλέξτε πλακέτα με 4 εξόδους - 2 για μπαταρία, 2 για συνδετική συσκευή)

Σύνδεσμος: (5 τεμάχια, περίπου 0,20 $ / τεμάχιο)

Σύνδεσμος: (1 τεμάχιο, 0,29 $ / τεμάχιο)

1 x δίοδος Schottky (καλύτερα, 0, 1 - 0, 2 πτώση τάσης) ή 1N4148 (χειρότερα, 0, 5 - 0, 6 πτώση τάσης)

Σύνδεσμος: (σύνολο διόδων) (ενημερωμένο)

Σύνδεσμος: (1N4148)

1 x Μπαταρία ιόντων λιθίου (18650), αγοράζω 1 φτωχό, μπορείτε να επιλέξετε καλύτερα με χωρητικότητα περίπου 2000 mAh - 3000 mAh, Σύνδεσμος: Μπαταρία ιόντων λιθίου

1 x Θήκη μπαταρίας λιθίου - ιόντος

Σύνδεσμος: θήκη μπαταρίας

1 x καλώδια, χρησιμοποιώ καλώδια διαδικτύου με 6 καλώδια μέσα ή awg 22 kit kit

Συνδέσεις:

ποιότητα: σετ καλωδίων AWG 22

καλώδιο ethernet: καλώδιο ethernet (πρέπει να κόψετε 6 καλώδια)

1 x εργαλεία συγκόλλησης (σταθμός, κασσίτερος, κολοφώνιο κ.λπ.)

Βήμα 2: Δεξί ηλιακό κύτταρο

* Η ηλιακή κυψέλη πρέπει να είναι μέγιστη 6V, επειδή το TP4056 έχει μέγιστη είσοδο 6V. Είναι καλύτερα από 5V.

* το ρεύμα από ηλιακό κύτταρο (ή ισχύς) μπορεί να είναι μεταβλητό, επειδή το TP4056 "τρώει" όσο χρειάζεται. Μπορείτε λοιπόν να επιλέξετε ηλιακό κύτταρο 500 mAh ή ηλιακό κύτταρο 1 Ah.

Για μπαταρία Li - Ion επιλέγω ηλιακή κυψέλη με 5V και 160 mA. Για να επιλέξετε ηλιακό κύτταρο, πρέπει να επιλέξετε:

1. τάση ηλιακής κυψέλης 1,5 x τάση μπαταρίας, άρα 3,7V έως 4,2 V Li-Ion ισοδυναμεί με 5,555 V έως 6,3 V ηλιακής κυψέλης.

2. το ρεύμα των ηλιακών κυψελών πρέπει να έχει το 1/10 της μπαταρίας χωρητικότητας κατά βούληση κατά 1 ώρα (για μπαταρίες Ni Mh). Χρησιμοποιώ τον ίδιο κανόνα για μπαταρία ιόντων λιθίου. Ονομάζεται κανόνας C -rate. Έτσι, αν έχω μπαταρία 500 mAh, θα πρέπει να επιλέξω 50 mA σολάρι. Οι καλές μπαταρίες ιόντων λιθίου έχουν 2000 mAh, οπότε το ρεύμα πρέπει να είναι περίπου 200 mAh ή 1,2 W.

Χρησιμοποιώ κακή μπαταρία ιόντων λιθίου με μέτρηση περίπου 600 mAh. Για αυτό, θα πρέπει να επιλέξω ηλιακή κυψέλη με αιχμή 60 mA ή 0,360 W (ΔΥΝΑΜΗ = ΤΡΕΧΟΝΤΗ Χ ΤΑΣΗ).

Βήμα 3: Μπαταρίες ιόντων λιθίου 18650

Βρίσκω καλή ιστοσελίδα με δοκιμές μπαταριών ιόντων λιθίου. Κυρίως υπάρχουν 3400 mAh μέγιστο.

Εδώ είναι:

Ακολουθεί μια θεωρία για τη χρέωσή τους:

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

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

Βήμα 4: Κύκλωμα

Το κύκλωμα είναι απλό, αλλά το περιγράφω εδώ.

Συνδέστε το θετικό τερματικό της ηλιακής κυψέλης στην άνοδο της διόδου. Συνδέστε τον αρνητικό ακροδέκτη της διόδου στο IN+ (θετική είσοδος) του TP4056. Χρησιμοποιώ δίοδο λόγω αντίστροφου ρεύματος.

Συνδέστε επίσης τον αρνητικό ακροδέκτη του ηλιακού στοιχείου με το IN- (αρνητικό εισόδου) του TP4056. Τέλος, συνδέστε τη μπαταρία, θετικό τερματικό μπαταρίας σε BAT + του TP4056, παρόμοιο αρνητικό τερματικό.

Βήμα 5: Δίοδοι LED στον πίνακα TP

Στο πλοίο, υπάρχουν 2 δίοδοι, οι οποίες καταναλώνουν επίσης κάποια ισχύ. Τα αφαιρώ με μαχαίρι. Ελέγξτε την εικόνα.

Βήμα 6: Υπολογισμός απόδοσης

Δοκιμάστε τη φόρτιση, μπορείτε να συνδέσετε το πολύμετρό σας με ηλιακή κυψέλη ή μπαταρία.

Δοκιμή:

θολό, με λίγο ηλιόλουστο 10 mA (ρεύμα εξόδου από TP4056), 24 mA (από ηλιακή κυψέλη)

θολό, όχι απευθείας στον ήλιο 0,87 mA (TP4056), 5,1 mA (ηλιακό κύτταρο)

ηλιόλουστος, άμεσος ήλιος 26 mA (TP4056), 89 mA (ηλιακή κυψέλη)

Σύμφωνα με τον ιστότοπο pveducation.org, μπορείτε να υπολογίσετε την άμεση ηλιακή ακτινοβολία σε kW. Απλώς γεμίστε το γεωγραφικό πλάτος και το γεωγραφικό μήκος του σπιτιού σας. Και θυμηθείτε τον χρόνο, επειδή η ακτινοβολία κατά τη διάρκεια της ημέρας ποικίλλει. Πήρα περίπου 1 kW/m2.

Έτσι, η ηλιακή κυψέλη μου δίνει 89 mA και 5V, οπότε δίνει 445 mW, ή 0,445 W. Η επιφάνεια του ηλιακού κυττάρου είναι περίπου 70 cm2 (βασικά μόνο μικρές γραμμές παράγουν ενέργεια, άρα περίπου 30 cm2).

Έξοδος ηλιακών κυψελών = 0,089Α x 5 V = 0,445 W

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

Για να υπολογίσουμε πόση ηλιακή ακτινοβολία πέφτει στα 30 cm2 σύμφωνα με την ιστοσελίδα pv Education, πρέπει να μετατρέψουμε την επιφάνεια σε m2, είναι 0,00 30 m2. Η προσπίπτουσα ακτινοβολία είναι 1000 x 0,003 = 3 W.

Συμπτωματική ακτινοβολία = 3W

Απόδοση ηλιακής κυψέλης = 0,445 W / 3 W = 0,1483 = 14,8 %.

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

Συνολική απόδοση συστήματος = 0,104 W / 3W = 0,034666 = 3,46 %.

Η συνολική απόδοση λοιπόν δεν είναι πολύ, αλλά βοηθά. Θυμάστε το ποσοστό C; Για αυτό το έργο, απαιτείται η μεγαλύτερη ηλιακή κυψέλη. Δοκιμάζω τον Σεπτέμβριο, που είναι μέσος όρος μεταξύ χειμώνα και καλοκαιριού. Χρησιμοποιώ μπαταρία για το esp logger μου, το οποίο πρέπει να επιβιώσει το χειμώνα, το καλοκαίρι είναι καλό. Θα δοκιμάσω άλλα ηλιακά κύτταρα στο μέλλον και θα δείξω τα αποτελέσματά μου.

Βήμα 7: Extra: Thingspeak Graph

Δοκιμάζω την τάση της μπαταρίας με το καταγραφικό esp. Πήρα γράφημα για τα πράγματα. Τα αποτελέσματα είναι σε τιμές ADC και όχι σε τάση. Οι τιμές 720 ισοδυναμούν με μπαταρία με 4,07 V. Χρησιμοποιώ κακή μπαταρία ιόντων λιθίου 600 mA.