Polnjenje litij -ionske baterije s sončno celico: 7 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

Gre za projekt polnjenja litij -ionske baterije s solarno celico.

* nekaj popravkov naredim za izboljšanje polnjenja pozimi.

** sončna celica mora biti 6 V in tok (ali moč) je lahko spremenljiv, na primer 500 mAh ali 1Ah.

*** dioda za zaščito TP4056 pred povratnim tokom mora imeti nizko napetost ("izpad"). Uporabljam slabe, ki vzamejo 0, 5-0, 6 V, kar je veliko. Uporabite lahko Schottkyjevo diodo, ki porabi le 0, 1 - 0, 2 V.

1. korak: Material (povezave so povezane)

1 x sončna celica 6V

Povezava: 6V 1 W

Povezava: (več celic z različnimi vati)

Povezava: (več za izbiro)

1 x Li -Ion polnilna plošča TP4056 (izberite ploščo s 4 izhodi - 2 za baterijo, 2 za priključitev naprave)

Povezava: (5 kosov, cca 0,20 $ / kos)

Povezava: (1 kos, 0,29 USD / kos)

1 x Schottkyjeva dioda (boljša, 0, 1 - 0, 2 padec napetosti) ali 1N4148 (slabše, 0, 5 - 0, 6 padec napetosti)

Povezava: (komplet diod) (posodobljeno)

Povezava: (1N4148)

1 x litij -ionska baterija (18650), kupim 1 slabo, lahko izberete boljše s kapaciteto okoli 2000 mAh - 3000 mAh, Povezava: Litij -ionska baterija

1 x držalo za litij -ionsko baterijo

Povezava: nosilec baterije

1x kabli, uporabljam internetne kable s 6 žicami v notranjosti ali komplet awg 22 žic

Povezave:

kakovost: komplet kablov AWG 22

ethernetni kabel: ethernetni kabel (odrezati morate 6 žic)

1 x spajkalno orodje (postaja, kositer, kolofonija itd.)

Korak: Desna sončna celica

* sončna celica mora biti največ 6V, ker ima TP4056 največji vhod 6V. Bolje kot 5V.

* tok iz sončne celice (ali moč) je lahko spremenljiv, ker TP4056 "poje" toliko, kolikor potrebuje. Tako lahko izberete 500 mAh sončno celico ali 1 Ah sončno celico.

Za Li -Ion baterijo izberem sončno celico s 5V in 160 mA. Za izbiro sončne celice morate izbrati:

1. napetost sončne celice 1,5 x napetost baterije, zato je 3,7 V do 4,2 V Li-Ion enakovredno 5,55 V do 6,3 V sončne celice.

2. tok sončne celice mora imeti 1/10 kapacitete baterije potopljeno za 1 uro (za Ni Mh baterije). Enako pravilo uporabljam za Li -Ion baterijo. Imenuje se pravilo stopnje C. Torej, če imam 500 mAh baterijo, bi moral izbrati 50 mA solarno celico. Dobre litij-ionske baterije imajo 2000 mAh, zato mora biti tok okoli 200 mAh ali 1,2 W.

Uporabljam slabo litij -ionsko baterijo z merjenimi okoli 600 mAh. Za to bi moral izbrati sončno celico z vrhom 60 mA ali 0,360 W (MOČ = TRENUTNI X NAPETOST).

Korak: Litij -ionske baterije 18650

Našel sem dobro spletno stran s testi litij -ionskih baterij. Večinoma je največ 3400 mAh.

Tukaj je:

Tu je nekaj teorije o njihovem polnjenju:

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

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

4. korak: Vezje

Vezje je preprosto, vendar ga tukaj opisujem.

Priključite pozitivni terminal sončne celice na anodo diode. Negativni priključek diode priključite na IN+ (vhod pozitiven) TP4056. Diodo uporabljam zaradi povratnega toka.

Negativni priključek sončne celice priključite tudi na IN- (negativni vhod) TP4056. Končno priključite baterijo, pozitivni priključek baterije na BAT + TP4056, podoben negativni priključek.

5. korak: LED diode na plošči TP

Na krovu sta 2 diodi, ki prav tako porabita nekaj energije. Odstranim jih z nožem. Preverite sliko.

6. korak: Izračun učinkovitosti

Preizkusite polnjenje, multimeter lahko priključite na sončno celico ali baterijo.

Test:

oblačno, z malo sonca 10 mA (izhodni tok iz TP4056), 24 mA (iz sončne celice)

oblačno, ne neposredno na sonce 0,87 mA (TP4056), 5,1 mA (sončna celica)

sončno, neposredno sonce 26 mA (TP4056), 89 mA (sončna celica)

Glede na spletno stran pveducation.org lahko izračunate neposredno sončno sevanje v kW. Samo napolnite svojo domačo širino in dolžino. In zapomnite si čas, saj se sevanje podnevi spreminja. Imam okoli 1 kW/m2.

Torej, sončna celica mi daje 89 mA in 5V, torej daje 445 mW ali 0,445 W. Površina sončne celice je približno 70 cm2 (v bistvu le majhne črte proizvajajo energijo, torej okoli 30 cm2).

Izhod sončne celice = 0,089A x 5 V = 0,445 W

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

Za izračun, koliko sončnega sevanja pade na 30 cm2 po spletnem mestu pv izobraževanja, moramo površino pretvoriti v m2, to je 0,00 30 m2. Vpadno sevanje je 1000 x 0,003 = 3 W.

Vpadno sevanje = 3W

Učinkovitost sončne celice = 0,445 W / 3 W = 0,1483 = 14,8 %.

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

Skupna učinkovitost sistema = 0,104 W / 3W = 0,034666 = 3,46 %.

Skupna učinkovitost torej ni velika, vendar pomaga. Se spomnite C-rate? Za ta projekt je potrebna večja sončna celica. Testiram septembra, kar je povprečje med zimo in poletjem. Za svoj esp logger uporabljam baterijo, ki mora preživeti pozimi, poleti je dobro. V prihodnje bom preizkusil druge sončne celice in pokazal svoje rezultate.

7. korak: Dodatno: Thingspeak Graph

Napetost akumulatorja preizkusim z zapisovalnikom esp. Imam grafikon o stvareh. Rezultati so v vrednostih ADC, ne v napetosti. Vrednosti 720 so enakovredne bateriji s 4,07 V. Uporabljam slabo 600 mA litij -ionsko baterijo.