Lítium -ion akkumulátor töltése napelemmel: 7 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:41

Ez a projekt a lítium -ion akkumulátor szolárcellával való feltöltéséről szól.

* némi korrekciót teszek a töltés javítására télen.

** A napelemnek 6 V feszültségűnek kell lennie, és az áram (vagy teljesítmény) változó lehet, például 500 mAh vagy 1Ah.

*** A TP4056 fordított áramtól való védelmére szolgáló dióda alacsony esési feszültségű ("kiesés"). Rosszat használok, ami 0, 5-0, 6 V-ot vesz igénybe, ami sok. Használhat Schottky diódát, amely csak 0, 1 - 0, 2 V -ot vesz fel.

1. lépés: Anyag (a hivatkozások társulnak)

1 x napelem 6V

Link: 6V 1 W

Link: (több cella különböző wattokkal)

Link: (több a választáshoz)

1 x TP4056 Li -Ion töltőkártya (válasszon táblát 4 kimenettel - 2 az akkumulátorhoz, 2 a csatlakoztató eszközhöz)

Link: (5 db, kb. 0,20 $ / db)

Link: (1 db, 0,29 $ / db)

1 x Schottky dióda (jobb, 0, 1 - 0, 2 feszültségcsökkenés) vagy 1N4148 (rosszabb, 0, 5 - 0, 6 feszültségcsökkenés)

Link: (diódák halmaza) (frissítve)

Link: (1N4148)

1 x lítium -ion akkumulátor (18650), veszek 1 gyengét, jobb választhat, kapacitása 2000 mAh - 3000 mAh körül, Link: Lítium -ion akkumulátor

1 x lítium -ion akkumulátor tartó

Link: elemtartó

1 x kábel, Internet kábelt használok, 6 vezetékkel vagy awg 22 vezetékes készlettel

Linkek:

minőség: AWG 22 kábelkészlet

ethernet kábel: ethernet kábel (6 vezetéket kell levágni)

1 x forrasztószerszám (állomás, ón, gyanta stb.)

2. lépés: Jobb napelem

* a napelemnek maximum 6V -nak kell lennie, mert a TP4056 maximális bemenete 6V. Jobb, mint 5V.

* A napelemből származó áram (vagy teljesítmény) változó lehet, mert a TP4056 annyit "eszik", amennyire szüksége van. Így választhat 500 mAh vagy 1 Ah napelemet.

A Li -Ion akkumulátorhoz az 5 V -os és 160 mA -es napelemet választom. A napelem kiválasztásához a következőket kell választania:

1. a napelem feszültsége 1,5 x az akkumulátor feszültsége, tehát 3,7–4,2 V Li-Ion egyenértékű 5,55–6,3 V napelemmel.

2. A napelemek áramának a kapacitás 1/10 -ed részét kell 1 órával elosztani (Ni Mh akkumulátorok esetén). Ugyanezt a szabályt használom a Li -Ion akkumulátorokra is. Ezt C -arány szabálynak hívják. Tehát ha 500 mAh -s akkumulátorom van, akkor 50 mA -es szolárcellát kell választanom. A jó Li-ion akkumulátorok 2000 mAh kapacitással rendelkeznek, így az áramnak 200 mAh vagy 1,2 W körülinek kell lennie.

Rossz Li -Ion akkumulátort használok, körülbelül 600 mAh -val. Ehhez a 60 mA -es csúcsú, vagy 0,360 W -os napelemet válasszam (POWER = CURRENT X FOLTAGE).

3. lépés: Lítium -ion akkumulátorok 18650

Találok egy jó weboldalt a lítium -ion akkumulátorok tesztelésével. Leggyakrabban 3400 mAh van benne.

Itt van:

Íme néhány elmélet a töltésükről:

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

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

4. lépés: Áramkör

Az áramkör egyszerű, de itt leírom.

Csatlakoztassa a napelem pozitív kivezetését a dióda anódjához. Csatlakoztassa a dióda negatív kivezetését a TP4056 IN+ (pozitív bemenet) csatlakozójához. A diódát a fordított áram miatt használom.

Csatlakoztassa a napelem negatív terminálját is a TP4056 IN- (bemeneti negatív) csatlakozójához. Végül csatlakoztassa az akkumulátort, az akkumulátor pozitív pólusát a TP4056 BAT + -hoz, hasonló negatív pólushoz.

5. lépés: LED diódák a TP táblán

A fedélzeten 2 dióda található, amelyek szintén fogyasztanak némi áramot. Késsel eltávolítom őket. Ellenőrizze a képet.

6. lépés: A hatékonyság kiszámítása

Tesztelje a töltést, csatlakoztathatja multiméterét napelemhez vagy akkumulátorhoz.

Teszt:

felhős, kevés napsütéssel 10 mA (kimeneti áram a TP4056 -tól), 24 mA (napelemtől)

zavaros, nem közvetlen a napnak 0,87 mA (TP4056), 5,1 mA (napelem)

napsütéses, közvetlen nap 26 mA (TP4056), 89 mA (napelem)

A pveducation.org webhely szerint a közvetlen napsugárzást kW -ban számíthatja ki. Csak töltse ki otthoni szélességét és hosszúságát. És ne feledje az időt, mert a sugárzás napközben változó. Körülbelül 1 kW/m2 -t kaptam.

Tehát a napelem 89 mA -t és 5 V -ot ad, így 445 mW vagy 0,445 W. A napelem felülete 70 cm2 körül van (alapvetően csak a kis vonalak termelnek energiát, tehát körülbelül 30 cm2).

Napelem kimenet = 0,089A x 5 V = 0,445 W

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

Ahhoz, hogy kiszámítsuk, mennyi napsugárzás esik a 30 cm2 -re a pv oktatási honlapja szerint, a felületet m2 -re kell alakítanunk, ez 0. 00 30 m2. A beeső sugárzás 1000 x 0,003 = 3 W.

Eső sugárzás = 3W

A napelemek hatékonysága = 0,445 W / 3 W = 0,1483 = 14,8 %.

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

A rendszer teljes hatékonysága = 0,104 W / 3W = 0,034666 = 3,46 %.

Tehát a teljes hatékonyság nem sok, de segít. Emlékszel a C-arányra? Ehhez a projekthez a nagyobb napelem szükséges. Szeptemberben tesztelek, ami télen és nyáron átlagos. Akkumulátort használok az esp naplózómhoz, amelynek túl kell élnie télen, a nyár jó. A jövőben tesztelni fogok más napelemeket, és megmutatom az eredményeimet.

7. lépés: Extra: Thingspeak Graph

Az akkumulátor feszültségét az esp naplózóval tesztelem. Kaptam grafikont a dolgokról. Az eredmények ADC értékekben, nem feszültségben vannak megadva. A 720 érték megegyezik a 4,07 V -os akkumulátorral. Rossz 600 mA -es lítium -ion akkumulátort használok.