Nabíjanie lítium -iónovej batérie so solárnym článkom: 7 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:58

Toto je projekt o nabíjaní lítium -iónovej batérie solárnym článkom.

* Vykonávam opravu, aby som zlepšil nabíjanie v zime.

** solárny článok by mal mať 6 V a prúd (alebo výkon) môže byť premenlivý, napríklad 500 mAh alebo 1 Ah.

*** dióda na ochranu TP4056 pred spätným prúdom by mala mať nízke napätie („výpadok“). Používam zlé, ktoré berú 0, 5-0, 6 V, čo je veľa. Môžete použiť Schottkyho diódu, ktorá odoberá iba 0, 1 - 0, 2 V.

Krok 1: Materiál (odkazy sú pridružené)

1 x solárny článok 6V

Pripojenie: 6V 1W

Odkaz: (viac buniek s rôznym wattom)

Odkaz: (viac na výber)

1 x nabíjačka Li -Ion TP4056 (vyberte dosku so 4 výstupmi - 2 pre batériu, 2 pre pripojenie zariadenia)

Odkaz: (5 kusov, cca 0,20 $ / kus)

Odkaz: (1 kus, 0,29 $ / kus)

1 x dióda Schottky (lepšia, 0, 1 - 0, 2 pokles napätia) alebo 1N4148 (horšie, 0, 5 - 0, 6 pokles napätia)

Odkaz: (sada diód) (aktualizované)

Odkaz: (1N4148)

1 x lítium - iónová batéria (18650), kupujem 1 chudobnú, môžete si vybrať lepšie s kapacitou okolo 2 000 mAh - 3 000 mAh, Odkaz: lítium -iónová batéria

1 x držiak lítium -iónovej batérie

Odkaz: držiak batérie

1 x káble, používam internetové káble so 6 vodičmi vo vnútri alebo súpravu AWG s 22 vodičmi

Odkazy:

kvalita: sada káblov AWG 22

ethernetový kábel: ethernetový kábel (je potrebné prerušiť 6 vodičov)

1 x spájkovacie nástroje (stanica, cín, kolofónia atď.)

Krok 2: Pravý solárny článok

* solárny článok by mal mať maximum 6V, pretože TP4056 má maximálny vstup 6V. Je to lepšie ako 5V.

* prúd zo solárneho článku (alebo energie) môže byť premenlivý, pretože TP4056 „zje“toľko, koľko potrebuje. Môžete si teda vybrať solárny článok 500 mAh alebo solárny článok 1 Ah.

Pre Li - Ion batériu volím solárny článok s 5V a 160 mA. Pri výbere solárneho článku musíte zvoliť:

1. napätie solárneho článku 1,5 x napätie batérie, takže 3,7 V až 4,2 V Li-Ion je ekvivalentné 5,55 V až 6,3 V solárneho článku.

2. prúd solárneho článku by mal mať 1/10 kapacity batérie ponorenú o 1 hodinu (pre batérie Ni Mh). Rovnaké pravidlo používam aj pre lítium -iónovú batériu. Hovorí sa mu pravidlo C -sadzby. Ak mám teda 500 mAh batériu, mal by som zvoliť solárny článok 50 mA. Dobré lítium-iónové batérie majú 2 000 mAh, takže prúd by sa mal pohybovať okolo 200 mAh alebo 1,2 W.

Používam zlú Li - Ion batériu s nameranými okolo 600 mAh. Na to by som mal zvoliť solárny článok so špičkou 60 mA alebo 0,360 W (VÝKON = AKTUÁLNE X NAPÄTIE).

Krok 3: Lítium -iónové batérie 18650

Našiel som dobrú webovú stránku s testami lítium - iónových batérií. Väčšinou je tam maximálne 3 400 mAh.

Tu je:

Tu je nejaká teória o ich nabíjaní:

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

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

Krok 4: Okruh

Obvod je jednoduchý, ale popisujem ho tu.

Pripojte kladný pól solárneho článku k anóde diódy. Pripojte záporný pól diódy na IN+ (vstup kladný) na TP4056. Používam diódu kvôli spätnému prúdu.

Pripojte tiež záporný pól solárneho článku na IN- (vstupný záporný) na TP4056. Nakoniec pripojte batériu, kladný pól batérie k BAT + na TP4056, podobný záporný pól.

Krok 5: LED diódy na doske TP

Na palube sú 2 diódy, ktoré tiež spotrebúvajú časť energie. Odstránim ich nožom. Skontrolujte obrázok.

Krok 6: Výpočet účinnosti

Vyskúšajte si nabíjanie, multimetr môžete pripojiť k solárnemu článku alebo batérii.

Test:

zamračené, slabý jasno 10 mA (výstupný prúd z TP4056), 24 mA (zo solárneho článku)

oblačno, nie priamo na slnko 0,87 mA (TP4056), 5,1 mA (solárny článok)

slnečné, priame slnko 26 mA (TP4056), 89 mA (solárny článok)

Podľa webovej stránky pveducation.org môžete vypočítať priame slnečné žiarenie v kW. Stačí vyplniť svoju domácu zemepisnú šírku a dĺžku. Nezabudnite na čas, pretože žiarenie počas dňa sa líši. Dostal som sa okolo 1 kW/m2.

Solárny článok mi dáva 89 mA a 5 V, takže dáva 445 mW alebo 0,445 W. Povrch solárneho článku je okolo 70 cm2 (v zásade iba malé čiary vyrábajú energiu, takže okolo 30 cm2).

Výkon solárneho článku = 0,089A x 5 V = 0,445 W

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

Aby sme mohli vypočítať, koľko slnečného žiarenia dopadne na 30 cm2 podľa webovej stránky pv education, musíme previesť povrch na m2, to je 0,00 30 m2. Dopadajúce žiarenie je 1 000 x 0,003 = 3 W.

Dopadajúce žiarenie = 3W

Účinnosť solárneho článku = 0,445 W / 3 W = 0,1483 = 14,8 %.

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

Celková účinnosť systému = 0,104 W / 3W = 0,034666 = 3,46 %.

Celková účinnosť teda nie je veľa, ale pomáha. Pamätáte si C-rate? Pre tento projekt je potrebný väčší solárny článok. Testujem v septembri, čo je priemer medzi zimou a letom. Na záznamník používam batériu, ktorá musí v zime prežiť, leto je dobré. V budúcnosti otestujem ostatné solárne články a ukážem svoje výsledky.

Krok 7: Extra: Graph Thingspeak

Otestujem napätie batérie pomocou svojho záznamníka esp. Mám graf na thingspeak. Výsledky sú v hodnotách ADC, nie v napätí. Hodnoty 720 sú ekvivalentné batérii s napätím 4,07 V. Používam zlú lítium -iónovú batériu 600 mA.