Creació del vostre propi sistema fotovoltaic de 5V: 4 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:10

Utilitza un convertidor de buck com a sortida de 5V per carregar la bateria (Li Po / Li-ion). I convertidor Boost per a bateries de 3,7 V a 5 V de sortida USB per a dispositius que necessiten 5 V. Similar al sistema original que utilitza bateria de plom àcid com a càrrega d’emmagatzematge d’energia mitjançant un controlador PWM o MPPT. I subministrament per a dispositius de 12V. Aquest només utilitza un convertidor Buck per convertir 12V (tensió nominal del panell solar) a 5V estable per carregar una bateria Li-Po / Li-ion, després de la llum del dia. Canvieu al convertidor Boost per convertir el voltatge de la bateria 4,2 (3,7 voltatge nominal per a Li-Po i Li-ion) a 5V de nou per a dispositius de 5V. (Encara podeu utilitzar el 5V al convertidor Buck durant el dia mentre es carrega la bateria Li-Po / Li-ion.  Pot ser que no sigui tan eficient com el sistema original (12V). Només ho vaig fer perquè la meva alimentació del panell solar només té 15 W i no té prou pressupost per comprar carregadors MPPT o PWM per a 12 V. No és suficient per alimentar aplicacions que necessiten més de 50 W. Per tant, faig una opció alternativa, la versió de 5 V.

(Recordatori, el sistema no té cap controlador.)

Aquest sistema és per a plaques solars inferiors a 30W i només de 12V. (Les plaques solars de 9V encara funcionarien).

Especificacions del meu sistema Panell solar d’entrada = 12V (18V)

Potència utilitzada = 15 W

Temps de càrrega = depèn de la potència del vostre panell solar i de la capacitat de la bateria.

Sortida USB 1 (convertidor Buck) = 5V

Sortida USB 2 (convertidor Boost) = 5V

Tipus de bateria = depèn de les vostres opcions (Li-Po / Li-ion) 3,7 i capacitat: la meva era Li-Po amb una capacitat de 3500 mAh.

Un punt a destacar:

Tot i que el projecte està en curs d’experiments per millorar i calcular la seva eficiència i si val la pena. Feu-me preguntes per al projecte.

Pas 1: prepareu els materials

• Purfboard (mida mitjana)
• Filferros
• Cable de cocodril de cocodril de prova de doble punt Filferro de pont de pinça (opcional per a la prova)
• 2 ports USB
• Soldadura de plom.

Panell Solar - (recomanem 20 Watts més alt, 12 V)

• 1 circuit de càrrega i protecció TP4056 per a Li-Po i Li-ion.
• 1 bateria Li-Po / Li-ion (depèn de la bateria que trieu i de la capacitat)

Buck-Converter (un que faig servir)

• (1x) LM2576T (versió 5V, 3A)
• (1x) 100uH inductor
• Condensadors electrolítics (1x) 100uF i (1x) 1000uF
• (1x) Diodo de Schottky
• (1x resistència 1K i LED petit) opcional

Juntament amb eines de mesura

Multímetre digital / analògic (tensió i corrent necessaris aquí per calcular la seva eficiència)

Pas 2: seguiu l'esquema del circuit

Soldeu tots els components d’un tauler purf PCB.

Seria millor reduir els pins Plus i Minus dels ports USB dels telèfons Android.

assegureu-vos d’apagar el convertidor Boost per no sobrecarregar el TP4056 mentre carregueu la bateria.

Si la potència del vostre panell solar és inferior a la potència recomanada, que és de 20 Watts per sobre, només hauríeu de connectar una bateria. a causa de la poca potència del vostre panell solar. Exemple: 15 Watts són 0,83 A, el que significa que aquest és el vostre corrent màxim.

Pas 3: alimentar i mesurar el circuit

Si el circuit funciona correctament, proveu-lo utilitzant càrregues fictícies com una resistència de 5W a la sortida i mesureu la tensió i el corrent. m'agrada aquesta imatge.

Trobant problemes

- sistema fotovoltaic -

Si la tensió d'entrada (fotovoltaica) del convertidor de dades cau sobtadament inferior a la tensió nominal del PV i la tensió de sortida. llavors el problema hauria de figurar en aquesta llista.

* la càrrega a la sortida ja està connectada i consumeix més energia del PV.

* Menys llum solar a l'exterior a causa d'un ennuvolat, etc.

si el vostre problema no apareix en aquesta llista, deixeu un comentari i jo el respondré.

Pas 4: finalitzat

Estaven fets.

Podeu calcular l’eficiència del convertidor Buck i del convertidor Boost mitjançant aquesta fórmula.

Voltatge de sortida x Corrent de sortida

------------------------------------------- x 100% = Eficiència

Voltatge d'entrada x corrent d'entrada

Coses que cal recordar !! - Apagueu sempre la connexió entre la bateria i el Boost-Converter per no sobrecarregar el procés de càrrega del TP4056 durant el dia. utilitzeu-lo només per aquesta nit.

- assegureu-vos que hi ha bateries carregant-se quan mesureu el corrent i el voltatge per obtenir-ne l'eficiència.

Avantatges i inconvenients

+ 5V accionats. Per a aplicacions de càrrega i alimentació que necessiten 5 V - No per a aplicacions que necessiten 12 V / 9 V. (Es pot ajustar si el vostre convertidor d’impulsió és ajustable)

+ La taxa d’eficiència és prou bona. (Els meus són del 70% en convertidor Buck i del 68% en convertidor Boost) (Una mica més alt si utilitzeu un mòdul que ja està construït).

- L'eficiència pot baixar si cau el voltatge de l'entrada del convertidor Buck. A causa de la potència d’extracció de sortida.

+ Sistema econòmic

- Sistema sense controlador (per controlar la bateria i l'estat i proteccions de càrrega solar)

+ Fàcil de fer si es compra el mòdul boost i buck ja construït.

Una cosa a destacar

La producció de corrent limitada del convertidor de dades depèn de la potència del vostre panell solar (watts). La potència del meu panell solar és de 15 watts, cosa que significa que estic limitat al corrent de 0,75 A quan em connecto al carregador. És per això que recomano un panell solar que superi almenys els 20W.

No dubteu a comentar si teniu cap pregunta sobre el projecte.

Si feu el vostre propi sistema fotovoltaic de 5V. si us plau, comparteixi.

Em podeu seguir a qualsevol xarxa social. Perquè puguis

Segueix-me a Facebook i Twitter

Facebook:

Twitter:

Subscriu-te al meu canal de Youtube:

Ajudeu-me a Patreon:

Recordatori: tingueu sempre coneixements sobre electrònica i penseu en la seguretat abans, durant i després de fer el projecte. Seguretat primer.