شارژ باتری لیتیوم - یون با سلول خورشیدی: 7 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

این پروژه در مورد شارژ باتری لیتیوم - یون با سلول خورشیدی است.

* برخی اصلاحات را برای بهبود شارژ در زمستان انجام می دهم.

** سلول خورشیدی باید 6 ولت باشد و جریان (یا قدرت) می تواند متغیر باشد ، مانند 500 میلی آمپر ساعت یا 1 آمپر ساعت.

*** دیود برای محافظت از TP4056 در برابر جریان معکوس باید دارای ولتاژ افت کم ("drop out") باشد. من از بد استفاده می کنم ، که 0 ، 5-0 ، 6 ولت مصرف می کند ، که بسیار زیاد است. می توانید از دیود Schottky استفاده کنید که فقط 0 ، 1 - 0 ، 2 ولت مصرف می کند.

مرحله 1: مواد (پیوندها وابسته هستند)

1 عدد سلول خورشیدی 6 ولت

پیوند: 6 ولت 1 وات

پیوند: (سلولهای بیشتر با وات های مختلف)

پیوند: (بیشتر برای انتخاب)

1 عدد تابلوی شارژر Li - Ion TP4056 (برد 4 خروجی را انتخاب کنید - 2 عدد برای باتری ، 2 عدد برای اتصال دستگاه)

پیوند: (5 قطعه ، حدود 0.20 $ / قطعه)

پیوند: (1 قطعه ، 0.29 $ / قطعه)

1 عدد دیود Schottky (بهتر ، 0 ، 1 - 0 ، 2 افت ولتاژ) یا 1N4148 (بدتر ، 0 ، 5 - 0 ، 6 ولتاژ افت)

پیوند: (مجموعه دیودها) (به روز شده)

پیوند: (1N4148)

1 عدد باتری لیتیوم - یون (18650) ، من 1 فقیر خریدم ، شما می توانید با ظرفیت حدود 2000 میلی آمپر ساعت - 3000 میلی آمپر ساعت بهتر انتخاب کنید ،

پیوند: باتری لیتیوم یونی

1 عدد نگهدارنده باتری لیتیوم - یون

پیوند: نگهدارنده باتری

1 عدد کابل ، من از کابل های اینترنت با 6 سیم در داخل یا کیت awg 22 سیم استفاده می کنم

پیوندها:

کیفیت: مجموعه ای از کابل های AWG 22

کابل اترنت: کابل اترنت (نیاز به قطع 6 سیم)

1 عدد ابزار لحیم کاری (ایستگاه ، قلع ، رزین و غیره)

مرحله 2: سلول خورشیدی راست

* سلول خورشیدی باید حداکثر 6 ولت باشد ، زیرا TP4056 حداکثر ورودی 6 ولت دارد. بهتر از 5 ولت است.

* جریان از سلول خورشیدی (یا قدرت) می تواند متغیر باشد ، زیرا TP4056 به اندازه نیاز "غذا" می خورد. بنابراین می توانید سلول خورشیدی 500 میلی آمپر ساعتی یا سلول خورشیدی 1 Ah را انتخاب کنید.

برای باتری Li -Ion ، سلول خورشیدی با 5 ولت و 160 میلی آمپر را انتخاب می کنم. برای انتخاب سلول خورشیدی ، باید موارد زیر را انتخاب کنید:

1. ولتاژ سلول خورشیدی 1.5 برابر ولتاژ باتری ، بنابراین 3.7 ولت تا 4.2 ولت لیتیوم یون معادل 5.55 ولت تا 6.3 ولت سلول خورشیدی است.

2. جریان سلول خورشیدی باید 1/10 ظرفیت باتری را 1 ساعت (برای باتری های Ni Mh) فرو برده باشد. من از همین قانون برای باتری Li -Ion استفاده می کنم. به آن قانون نرخ C می گویند. بنابراین اگر باتری 500 میلی آمپر ساعتی دارم ، باید سلول خورشیدی 50 میلی آمپر را انتخاب کنم. باتری های لیتیوم یونی خوب 2000 میلی آمپر ساعت دارند ، بنابراین جریان باید حدود 200 میلی آمپر ساعت یا 1.2 وات باشد.

من از باتری Li -Ion بد با اندازه گیری حدود 600 میلی آمپر ساعت استفاده می کنم. برای این منظور ، باید سلول خورشیدی را با حداکثر 60 میلی آمپر یا 0.360 وات (POWER = CURRENT X VOLTAGE) انتخاب کنم.

مرحله 3: باتری های لیتیوم - یون 18650

من وب سایت خوبی با آزمایش باتری های لیتیوم - یون پیدا کردم. اکثر آنها حداکثر 3400 میلی آمپر ساعت هستند.

اینجاست:

در اینجا نظریه شارژ آنها وجود دارد:

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

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

مرحله 4: مدار

مدار ساده است ، اما من آن را در اینجا شرح می دهم.

پایانه مثبت سلول خورشیدی را به آند دیود وصل کنید. پایانه منفی دیود را به IN+ وصل کنید (ورودی مثبت) TP4056. من از دیود به دلیل جریان معکوس استفاده می کنم.

همچنین پایانه منفی سلول خورشیدی را به IN- (منفی ورودی) TP4056 وصل کنید. در نهایت باتری ، پایانه مثبت باتری را به BAT + TP4056 وصل کنید ، ترمینال منفی مشابه.

مرحله 5: دیودهای LED در برد TP

روی دیود ، 2 دیود وجود دارد که همچنین مقداری برق مصرف می کنند. آنها را با چاقو بر می دارم. تصویر را بررسی کنید

مرحله 6: محاسبه کارآیی

شارژ را آزمایش کنید ، می توانید مولتی متر خود را به سلول خورشیدی یا باتری متصل کنید.

تست:

ابری ، کمی آفتابی 10 میلی آمپر (جریان خروجی از TP4056) ، 24 میلی آمپر (از سلول خورشیدی)

ابری ، مستقیم به خورشید 0.87 میلی آمپر (TP4056) ، 5.1 میلی آمپر (سلول خورشیدی)

آفتابی ، مستقیم خورشید 26 میلی آمپر (TP4056) ، 89 میلی آمپر (سلول خورشیدی)

با توجه به وب سایت pveducation.org ، می توانید تابش مستقیم خورشید را برحسب کیلو وات محاسبه کنید. فقط طول و عرض جغرافیایی خانه خود را پر کنید. و زمان را به خاطر بسپارید ، زیرا تابش در طول روز متفاوت است. من حدود 1 کیلو وات بر متر مربع دریافت کردم.

بنابراین ، سلول خورشیدی به من 89 میلی آمپر و 5 ولت می دهد ، بنابراین 445 میلی وات یا 0.445 وات می دهد. سطح سلول خورشیدی حدود 70 سانتی متر مربع است (اساساً فقط خطوط کوچک انرژی را تولید می کنند ، بنابراین حدود 30 سانتی متر مربع).

خروجی سلول خورشیدی = 0.089A x 5 V = 0.445 W

خروجی TP4056 = 0.026 A x 4 V = 0.104 W

برای محاسبه میزان تابش خورشید بر اساس 30 سانتی متر مربع بر اساس وب سایت آموزش pv ، ما باید سطح را به m2 تبدیل کنیم ، 0.00 30 متر مربع است. تابش تصادفی 1000 x 0.003 = 3 وات است.

تابش حادثه = 3W

بازده سلول خورشیدی = 0.445 W / 3 W = 0.1483 = 14.8٪.

کارایی TP4056 = 0.104 W / 0.445 W = 23.37

راندمان کل سیستم = 0.104 W / 3W = 0.034666 = 3.46٪.

بنابراین بازده کلی زیاد نیست ، اما کمک می کند. آیا نرخ C را به خاطر دارید؟ برای این پروژه ، سلول خورشیدی بزرگتر لازم است. من در سپتامبر آزمایش می کنم ، که بین زمستان و تابستان متوسط است. من از باتری برای loger esp خود استفاده می کنم ، که باید در زمستان کار کند ، تابستان خوب است. در آینده سلول های خورشیدی دیگر را آزمایش می کنم و نتایج خود را نشان می دهم.

مرحله 7: اضافی: Thingspeak Graph

ولتاژ باتری را با esp logger امتحان می کنم. من نمودار چیزها را دریافت کردم نتایج در مقادیر ADC است ، نه در ولتاژ. مقادیر 720 معادل باتری 4.07 ولت است. من از باتری لیتیوم - یون 600 میلی آمپر بد استفاده می کنم.