Зареждане на литиево -йонна батерия със слънчева клетка: 7 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Това е проект за зареждане на литиево -йонна батерия със соларна клетка.

* някои корекции, които правя, за да подобря зареждането през зимата.

** слънчевата клетка трябва да бъде 6 V и токът (или мощността) може да бъде променлив, като 500 mAh или 1Ah.

*** диодът за защита на TP4056 от обратен ток трябва да има ниско падащо напрежение ("отпадане"). Използвам лоши, които приемат 0, 5-0, 6 V, което е много. Можете да използвате диод Шотки, който приема само 0, 1 - 0, 2 V.

Стъпка 1: Материал (връзките са партньорски)

1 x Слънчева клетка 6V

Връзка: 6V 1 W

Връзка: (повече клетки с различни ватове)

Връзка: (повече за избор)

1 x Li - Ion зарядно устройство TP4056 (изберете платка с 4 изхода - 2 за батерия, 2 за свързване на устройство)

Връзка: (5 броя, около 0,20 $ / брой)

Връзка: (1 брой, 0,29 $ / брой)

1 x диод Шотки (по -добър, 0, 1 - 0, 2 спад на напрежението) или 1N4148 (по -лош, 0, 5 - 0, 6 спад на напрежението)

Връзка: (комплект диоди) (актуализиран)

Връзка: (1N4148)

1 x литиево -йонна батерия (18650), купувам 1 лоша, можете да изберете по -добре с капацитет около 2000 mAh - 3000 mAh, Връзка: Литиево -йонна батерия

1 x държач за литиево -йонна батерия

Връзка: държач за батерия

1 x кабели, използвам интернет кабели с 6 проводника вътре или awg 22 жичен комплект

Връзки:

качество: комплект кабели AWG 22

Ethernet кабел: Ethernet кабел (трябва да отрежете 6 проводника)

1 x инструменти за запояване (станция, калай, колофон и др.)

Стъпка 2: Дясна слънчева клетка

* слънчевата клетка трябва да бъде максимум 6V, тъй като TP4056 има максимален вход 6V. По -добре е от 5V.

* токът от слънчевата клетка (или мощността) може да бъде променлив, защото TP4056 "изяжда" толкова, колкото е необходимо. Така че можете да изберете 500 mAh слънчева клетка или 1 Ah слънчева клетка.

За литиево -йонна батерия избирам слънчева клетка с 5V и 160 mA. За да изберете слънчева клетка, трябва да изберете:

1. напрежение на слънчевата клетка 1,5 x напрежение на батерията, така че 3,7 V до 4,2 V на Li-Ion е еквивалентно на 5,55 V до 6,3 V на слънчевата клетка.

2. токът на соларната клетка трябва да има 1/10 от капацитета на батерията, потънал с 1 час (за Ni Mh батерии). Аз използвам същото правило за литиево -йонна батерия. Нарича се правило на C - курс. Така че, ако имам батерия от 500 mAh, трябва да избера соларна клетка от 50 mA. Добрите литиево-йонни батерии имат 2000 mAh, така че токът трябва да бъде около 200 mAh или 1,2 W.

Използвам лоша литиево -йонна батерия с измерени около 600 mAh. За това трябва да избера слънчева клетка с пик 60 mA или 0,360 W (МОЩНОСТ = ТОК X НАПРЕЖЕНИЕ).

Стъпка 3: Литиево -йонни батерии 18650

Намирам добър уебсайт с тестове литиево -йонни батерии. Най -често има максимум 3400 mAh.

Ето:

Ето една теория за тяхното зареждане:

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

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

Стъпка 4: Схема

Схемата е проста, но я описвам тук.

Свържете положителния извод на слънчевата клетка към анода на диода. Свържете отрицателния извод на диода към IN+ (вход положителен) на TP4056. Използвам диод поради обратен ток.

Свържете също отрицателния извод на слънчевата клетка към IN- (вход отрицателен) на TP4056. Накрая свържете батерията, положителния извод на батерията към BAT + на TP4056, подобен отрицателен извод.

Стъпка 5: LED диоди на платката TP

На борда има 2 диода, които също консумират известна мощност. Изваждам ги с нож. Проверете снимката.

Стъпка 6: Изчисляване на ефективността

Тествайте зареждането, можете да свържете вашия мултицет към слънчева клетка или батерия.

Тест:

облачно, с малко слънчеви 10 mA (изходен ток от TP4056), 24 mA (от слънчева клетка)

облачно, не директно на слънце 0,87 mA (TP4056), 5,1 mA (слънчева клетка)

слънчево, пряко слънце 26 mA (TP4056), 89 mA (слънчева клетка)

Според уебсайта pveducation.org можете да изчислите директната слънчева радиация в kW. Просто попълнете домашната си ширина и дължина. И помнете времето, защото радиацията през деня варира. Получих около 1 kW/m2.

Така че, слънчевата клетка ми дава 89 mA и 5V, така че дава 445 mW или 0,445 W. Повърхността на слънчевата клетка е около 70 cm2 (основно само малки линии произвеждат енергия, така че около 30 cm2).

Изход на слънчева клетка = 0,089A x 5 V = 0,445 W

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

За да изчислим колко слънчева радиация пада върху 30 cm2 според уебсайта за pv образование, трябва да преобразуваме повърхността в m2, тя е 0. 00 30 m2. Падащата радиация е 1000 x 0,003 = 3 W.

Падаща радиация = 3W

Ефективност на слънчевата клетка = 0,445 W / 3 W = 0,1483 = 14,8 %.

Ефективност на TP4056 = 0,104 W / 0,445 W = 23,37 %

Обща ефективност на системата = 0,104 W / 3W = 0,034666 = 3,46 %.

Така че общата ефективност не е много, но помага. Помните ли C-rate? За този проект е необходима по -голямата слънчева клетка. Тествам през септември, което е средно между зимата и лятото. Използвам батерия за моя esp регистратор, който трябва да оцелее през зимата, лятото е добро. В бъдеще ще тествам други слънчеви клетки и ще покажа резултатите си.

Стъпка 7: Екстра: Графика на Thingspeak

Тествам напрежението на батерията с моя esp регистратор. Имам графика на нещата, които говорят. Резултатите са в стойности на ADC, а не във напрежение. Стойности 720 са еквивалентни на батерията с 4.07 V. Използвам лоша 600 mA литиево -йонна батерия.