Càrrega de bateria de liti i ió amb cèl·lula solar: 7 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

Es tracta d'un projecte sobre la càrrega de la bateria de ions de liti amb cèl·lula sollar.

* Algunes correccions que faig per millorar la càrrega durant l'hivern.

** La cèl·lula solar ha de ser de 6 V i el corrent (o la potència) pot ser variable, com ara 500 mAh o 1Ah.

*** El díode per protegir el TP4056 del corrent invers ha de tenir baixa tensió de caiguda ("caiguda"). Jo faig servir dolent, que pren 0, 5-0, 6 V, que és molt. Podeu utilitzar el díode Schottky, que només prenen 0, 1 - 0, 2 V.

Pas 1: material (els enllaços són afiliats)

1 x cèl·lula solar 6V

Enllaç: 6V 1 W

Enllaç: (més cel·les amb diferents watts)

Enllaç: (més per triar)

1 x placa de carregador de ions Li TP4056 (trieu la placa amb 4 sortides - 2 per a bateria, 2 per a dispositiu de connexió)

Enllaç: (5 peces, cca 0,20 $ / peça)

Enllaç: (1 peça, 0,29 $ / peça)

1 x díode Schottky (millor, 0, 1 - 0, 2 caiguda de tensió) o 1N4148 (pitjor, 0, 5 - 0, 6 caiguda de tensió)

Enllaç: (conjunt de díodes) (actualitzat)

Enllaç: (1N4148)

1 x bateria de ions de liti (18650), en compro 1 pobra, podeu triar millor amb una capacitat d’uns 2000 mAh - 3000 mAh, Enllaç: bateria de ions de liti

1 x suport de bateria de ions de liti

Enllaç: suport de la bateria

1 x cables, faig servir cables d’internet amb 6 cables a dins o kit awg 22 fils

Enllaços:

qualitat: conjunt de cables AWG 22

cable ethernet: cable ethernet (cal tallar 6 cables)

1 x eines de soldadura (estació, llauna, colofònia, etc.)

Pas 2: Cèl·lula solar dreta

* La cèl·lula solar ha de tenir un màxim de 6V, perquè el TP4056 té una entrada màxima de 6V. És millor que 5V.

* El corrent de la cèl·lula solar (o l'energia) pot ser variable, perquè el TP4056 "menja" tant com necessita. Així, podeu triar una cèl·lula solar de 500 mAh o una cèl·lula solar d’1 Ah.

Per a la bateria Li-Ion, trio una cèl·lula solar de 5V i 160 mA. Per triar la cèl·lula solar, heu de triar:

1. Voltatge de la cèl·lula solar 1,5 x Voltatge de la bateria, de manera que 3,7 V a 4,2 V de Li-Ion equival a 5,55 V a 6,3 V de cèl·lula solar.

2. El corrent de la cèl·lula solar hauria de tenir una desena part de la capacitat de la bateria dividida en 1 hora (per a les bateries de Ni Mh). Faig servir la mateixa regla per a la bateria de ions de Li. S'anomena regla de la taxa C. Per tant, si tinc una bateria de 500 mAh, hauria de triar una cèl·lula solar de 50 mA. Les bones bateries de ions de Li tenen 2000 mAh, de manera que el corrent hauria d’estar al voltant dels 200 mAh o 1,2 W.

Faig servir una bateria de ions de lit mal que mesura uns 600 mAh. Per a això, hauria de triar una cèl·lula solar amb un pic de 60 mA o 0,360 W (POTÈNCIA = TENSIÓ X CORRENT).

Pas 3: bateries de ions de liti 18650

Trobo un bon lloc web amb proves de bateries d’ió-liti. Sobretot hi ha 3.400 mAh com a màxim.

Aquí hi ha:

Aquí hi ha una mica de teoria de carregar-los:

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

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

Pas 4: Circuit

El circuit és senzill, però el descric aquí.

Connecteu el terminal positiu de la cèl·lula solar a l’ànode del díode. Connecteu el terminal negatiu del díode a IN + (entrada positiva) del TP4056. Faig servir díode a causa del corrent invers.

Connecteu també el terminal negatiu de la cèl·lula solar a IN- (entrada negativa) del TP4056. Finalment, connecteu la bateria, el terminal positiu de la bateria a BAT + del TP4056, el terminal negatiu similar.

Pas 5: díodes LED a la placa TP

A bord, hi ha 2 díodes, que també consumeixen una mica de potència. Els retiro amb un ganivet. Comprovar la imatge.

Pas 6: càlcul de l'eficiència

Feu la prova de càrrega, podeu connectar el multímetre a la cèl·lula solar o a la bateria.

Prova:

ennuvolat, amb una mica de sol de 10 mA (corrent de sortida del TP4056), 24 mA (de la cèl·lula solar)

ennuvolat, no directe al sol 0,87 mA (TP4056), 5,1 mA (cèl·lula solar)

assolellat, sol directe 26 mA (TP4056), 89 mA (cèl·lula solar)

Segons el lloc web pveducation.org, podeu calcular la radiació solar directa en kW. Simplement empleneu la latitud i la longitud de casa vostra. I recordeu el temps, perquè les radiacions durant el dia varien. Tinc aproximadament 1 kW / m2.

Per tant, les cèl·lules solars em donen 89 mA i 5 V, de manera que dóna 445 mW, o 0,445 W. La superfície de la cèl·lula solar és d’uns 70 cm2 (bàsicament només les línies petites produeixen energia, de manera que al voltant dels 30 cm2).

Potència de la cèl·lula solar = 0,089A x 5 V = 0,445 W

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

Per calcular quanta radiació solar cau sobre 30 cm2 segons el lloc web d’educació pv, hem de convertir la superfície en m2, és a dir, 0,00 30 m2. La radiació incident és de 1000 x 0,003 = 3 W.

Radiació incident = 3W

Eficiència de la cèl·lula solar = 0,445 W / 3 W = 0,1483 = 14,8%.

Eficiència de TP4056 = 0,104 W / 0,445 W = 23,37%

Eficiència total del sistema = 0,104 W / 3W = 0,034666 = 3,46%.

Per tant, l’eficiència total no és gran, però ajuda. Recordes la taxa C? Per a aquest projecte, és necessària la cèl·lula solar més gran. Faig proves al setembre, que és de mitjana entre hivern i estiu. Faig servir la bateria per al meu registrador d’esp, que ha de sobreviure durant l’hivern, l’estiu és bo. En el futur provaré altres cèl·lules solars i mostraré els meus resultats.

Pas 7: Extra: gràfic Thingspeak

Provo el voltatge de la bateria amb el meu registrador esp. Tinc un gràfic sobre thingspeak. Els resultats estan en valors ADC, no en tensió. Els valors 720 equivalen a una bateria de 4,07 V. Faig servir una bateria de ions de liti de 600 mA dolenta.