Nabíjení lithium -iontové baterie se solárním článkem: 7 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Toto je projekt o nabíjení lithium -iontové baterie solárním článkem.

* Nějakou opravu, kterou dělám, abych vylepšil nabíjení v zimě.

** solární článek by měl mít 6 V a proud (nebo výkon) může být variabilní, například 500 mAh nebo 1 Ah.

*** dioda k ochraně TP4056 před zpětným proudem by měla mít nízké poklesové napětí („výpadek“). Používám špatné, které berou 0, 5-0, 6 V, což je hodně. Můžete použít Schottkyho diodu, která má pouze 0, 1 - 0, 2 V.

Krok 1: Materiál (odkazy jsou affiliate)

1 x solární článek 6V

Link: 6V 1 W

Odkaz: (více buněk s různými watty)

Odkaz: (více na výběr)

1 x Li - Ion nabíjecí deska TP4056 (vyberte desku se 4 výstupy - 2 pro baterii, 2 pro připojení zařízení)

Odkaz: (5 kusů, cca 0,20 $ / kus)

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

1 x Schottkyho dioda (lepší, 0, 1 - 0, 2 pokles napětí) nebo 1N4148 (horší, 0, 5 - 0, 6 pokles napětí)

Odkaz: (sada diod) (aktualizováno)

Odkaz: (1N4148)

1 x lithium -iontová baterie (18650), kupuji 1 špatnou, můžete si vybrat lépe s kapacitou kolem 2000 mAh - 3000 mAh, Odkaz: lithium -iontová baterie

1 x držák lithium -iontové baterie

Odkaz: držák baterie

1 x kabely, používám internetové kabely se 6 vodiči uvnitř nebo 22 drátovou soupravu

Odkazy:

kvalita: sada kabelů AWG 22

ethernetový kabel: ethernetový kabel (je třeba odříznout 6 vodičů)

1 x pájecí nástroje (stanice, cín, kalafuna atd.)

Krok 2: Pravý solární článek

* solární článek by měl být maximálně 6V, protože TP4056 má maximální vstup 6V. Je lepší než 5V.

* proud ze solárního článku (nebo napájení) může být proměnlivý, protože TP4056 „sežere“tolik, kolik potřebuje. Můžete si tedy vybrat solární článek 500 mAh nebo solární článek 1 Ah.

Pro Li - Ion baterii volím solární článek s 5V a 160 mA. Pro výběr solárního článku musíte zvolit:

1. napětí solárního článku 1,5 x napětí baterie, takže 3,7 V až 4,2 V Li-Ion odpovídá 5,55 V až 6,3 V solárního článku.

2. proud solárního článku by měl mít 1/10 kapacity baterie ponořené o 1 hodinu (u Ni Mh baterií). Stejné pravidlo používám pro Li - Ion baterii. Říká se tomu pravidlo C -rate. Pokud tedy mám 500 mAh baterii, měl bych zvolit solární článek 50 mA. Dobré lithium-iontové baterie mají 2 000 mAh, takže proud by se měl pohybovat kolem 200 mAh nebo 1,2 W.

Používám špatnou Li - Ion baterii s naměřeným kolem 600 mAh. K tomu bych měl zvolit solární článek s vrcholem 60 mA, nebo 0,360 W (VÝKON = PROUD X NAPĚTÍ).

Krok 3: Lithium -iontové baterie 18650

Našel jsem dobré webové stránky s testy lithium - iontových baterií. Většinou tam je maximálně 3400 mAh.

Zde je:

Zde je nějaká teorie jejich nabíjení:

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

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

Krok 4: Okruh

Obvod je jednoduchý, ale popisuji ho zde.

Připojte kladný pól solárního článku k anodě diody. Připojte záporný pól diody k IN+ (vstup kladný) TP4056. Používám diodu kvůli zpětnému proudu.

Připojte také záporný pól solárního článku na IN- (vstupní záporný) TP4056. Nakonec připojte baterii, kladný pól baterie k BAT + na TP4056, podobný záporný pól.

Krok 5: LED diody na desce TP

Na palubě jsou 2 diody, které také spotřebovávají část energie. Odstraňuji je nožem. Zkontrolujte obrázek.

Krok 6: Výpočet účinnosti

Otestujte si nabíjení, multimetr můžete připojit k solárnímu článku nebo baterii.

Test:

oblačno, slabý déšť 10 mA (výstupní proud z TP4056), 24 mA (ze solárního článku)

oblačno, ne přímo na slunce 0,87 mA (TP4056), 5,1 mA (solární článek)

slunečno, přímé slunce 26 mA (TP4056), 89 mA (solární článek)

Podle webových stránek pveducation.org můžete vypočítat přímé sluneční záření v kW. Stačí vyplnit svou domácí šířku a délku. A pamatujte na čas, protože záření během dne se liší. Dostal jsem se kolem 1 kW/m2.

Takže solární článek mi dává 89 mA a 5 V, takže dává 445 mW, nebo 0,445 W. Povrch solárního článku je kolem 70 cm2 (v podstatě jen malé čáry vyrábějí energii, takže kolem 30 cm2).

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

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

Abychom vypočítali, kolik slunečního záření připadá na 30 cm2 podle webových stránek vzdělávacího systému, musíme převést povrch na m2, což je 0,00 30 m2. Dopadající záření je 1000 x 0,003 = 3 W.

Dopadající záření = 3W

Účinnost solárního článku = 0,445 W / 3 W = 0,1483 = 14,8 %.

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

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

Celková účinnost tedy není nic moc, ale pomáhá. Pamatujete si C-rate? Pro tento projekt je nezbytný větší solární článek. Testuji v září, což je průměr mezi zimou a létem. Pro svůj záznamník esp používám baterii, která musí v zimě přežít, léto je dobré. V budoucnu otestuji další solární články a ukážu své výsledky.

Krok 7: Extra: Thingspeak Graph

Otestuji napětí baterie pomocí svého záznamníku ESP. Mám graf na thingspeak. Výsledky jsou v hodnotách ADC, nikoli v napětí. Hodnoty 720 jsou ekvivalentní baterii s 4,07 V. Používám špatnou lithium -iontovou baterii 600 mA.