شحن بطارية ليثيوم أيون بالخلية الشمسية: 7 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:39

هذا مشروع حول شحن بطارية ليثيوم أيون بخلية سولار.

* بعض التصحيحات التي أجريها لتحسين الشحن خلال فصل الشتاء.

** يجب أن تكون الخلية الشمسية 6 فولت ويمكن أن يكون التيار (أو الطاقة) متغيرًا ، مثل 500 مللي أمبير أو 1 أمبير.

*** يجب أن يكون الصمام الثنائي لحماية TP4056 من التيار العكسي منخفض الجهد المنخفض ("التسرب"). أستخدم سيئًا ، والذي يأخذ 0 ، 5-0 ، 6 فولت ، وهو كثير. يمكنك استخدام الصمام الثنائي شوتكي ، الذي يأخذ فقط 0 ، 1 - 0 ، 2 فولت.

الخطوة 1: المواد (الروابط تابعة)

1 × خلية شمسية 6 فولت

الوصلة: 6 فولت 1 وات

الارتباط: (المزيد من الخلايا ذات الواط المختلفة)

الرابط: (المزيد للاختيار)

1 × Li - لوحة شاحن أيون TP4056 (اختر لوحة مع 4 مخرجات - 2 للبطارية ، 2 لتوصيل الجهاز)

الرابط: (5 قطع ، cca 0.20 دولار / قطعة)

الرابط: (قطعة واحدة ، 0.29 دولار / قطعة)

1 × صمام ثنائي شوتكي (أفضل ، 0 ، 1-0 ، انخفاض الجهد 2) أو 1N4148 (أسوأ ، 0 ، 5 - 0 ، 6 انخفاض الجهد)

الرابط: (مجموعة الثنائيات) (محدث)

الرابط: (1N4148)

1 × بطارية ليثيوم أيون (18650) ، أشتري 1 فقير ، يمكنك اختيار أفضل بسعة حوالي 2000 مللي أمبير - 3000 مللي أمبير ،

الوصلة: بطارية ليثيوم أيون

1 × بطارية ليثيوم أيون

الرابط: حامل البطارية

1 × كبلات ، أستخدم كابلات الإنترنت مع 6 أسلاك داخل أو مجموعة أسلاك 22 awg

الروابط:

الجودة: مجموعة من الكابلات AWG 22

كابل إيثرنت: كابل إيثرنت (يحتاج إلى قطع 6 أسلاك)

1 × أدوات اللحام (المحطة ، القصدير ، الصنوبري ، إلخ.)

الخطوة 2: الخلية الشمسية الصحيحة

* يجب أن يكون الحد الأقصى للخلية الشمسية 6 فولت ، لأن الحد الأقصى لإدخال TP4056 هو 6 فولت. إنه أفضل من 5V.

* يمكن أن يكون التيار من الخلايا الشمسية (أو الطاقة) متغيرًا ، لأن TP4056 "يأكل" بقدر ما يحتاج. لذلك يمكنك اختيار خلية شمسية 500 مللي أمبير أو خلية شمسية 1 آه.

بالنسبة لبطارية Li - Ion ، اخترت خلية شمسية بجهد 5 فولت و 160 مللي أمبير. لاختيار الخلايا الشمسية ، يجب أن تختار:

1. جهد الخلية الشمسية 1.5 × جهد البطارية ، لذا فإن 3.7 فولت إلى 4.2 فولت من Li-Ion يعادل 5.55 فولت إلى 6.3 فولت من الخلية الشمسية.

2. يجب أن يحتوي تيار الخلايا الشمسية على 1/10 من سعة البطارية مغموسة بساعة واحدة (لبطاريات Ni Mh). أستخدم نفس القاعدة لبطارية Li-Ion. يطلق عليه C - معدل القاعدة. لذلك إذا كان لدي بطارية 500 مللي أمبير ، يجب أن أختار خلية سولار بسعة 50 مللي أمبير. تحتوي بطاريات Li- Ion الجيدة على 2000 مللي أمبير ، لذا يجب أن يكون التيار حوالي 200 مللي أمبير أو 1.2 وات.

أستخدم بطارية Li - Ion سيئة بقياس 600 مللي أمبير في الساعة. لذلك ، يجب أن أختار خلية شمسية ذات ذروة 60 مللي أمبير ، أو 0.360 واط (POWER = CURRENT X VOLTAGE).

الخطوة الثالثة: بطاريات ليثيوم أيون 18650

أجد موقعًا جيدًا به اختبارات بطاريات الليثيوم - أيون. في الغالب هناك 3400 مللي أمبير كحد أقصى.

هنا:

فيما يلي بعض النظريات لشحنهم:

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

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

الخطوة 4: الدائرة

الدائرة بسيطة ، لكني أصفها هنا.

قم بتوصيل الطرف الموجب للخلية الشمسية بأنود الصمام الثنائي. قم بتوصيل الطرف السالب للديود بـ IN + (إدخال إيجابي) لـ TP4056. أنا استخدم الصمام الثنائي بسبب التيار العكسي.

قم أيضًا بتوصيل الطرف السالب للخلية الشمسية بـ IN- (إدخال سلبي) لـ TP4056. أخيرًا ، قم بتوصيل البطارية ، الطرف الموجب للبطارية بـ BAT + من TP4056 ، الطرف السالب المماثل.

الخطوة 5: ثنائيات LED على لوحة TP

على متن الطائرة ، يوجد 2 صمامات ثنائية ، والتي تستهلك أيضًا بعض الطاقة. أزيلهم بسكين. تحقق من الصورة.

الخطوة 6: حساب الكفاءة

اختبر الشحن ، يمكنك توصيل جهاز القياس المتعدد بالخلية الشمسية أو البطارية.

اختبار:

غائم ، مع قليل من أشعة الشمس 10 مللي أمبير (تيار الإخراج من TP4056) ، 24 مللي أمبير (من الخلايا الشمسية)

غائم ، غير مباشر للشمس 0.87 مللي أمبير (TP4056) ، 5.1 مللي أمبير (خلية شمسية)

مشمس ، شمس مباشرة 26 مللي أمبير (TP4056) ، 89 مللي أمبير (خلية شمسية)

وفقًا لموقع pveducation.org ، يمكنك حساب الإشعاع الشمسي المباشر بالكيلوواط. فقط املأ منزلك وخط الطول. وتذكر الوقت ، لأن الإشعاع خلال النهار يختلف. حصلت على حوالي 1 كيلو واط / م 2.

إذن ، تعطيني الخلية الشمسية 89 مللي أمبير ، و 5 فولت ، لذا فهي تعطي 445 ميجاوات ، أو 0.445 وات. سطح الخلية الشمسية حوالي 70 سم 2 (أساسًا الخطوط الصغيرة فقط هي التي تنتج الطاقة ، أي حوالي 30 سم 2).

ناتج الخلايا الشمسية = 0.089 أمبير × 5 فولت = 0.445 واط

خرج TP4056 = 0.026 أمبير × 4 فولت = 0.104 وات

لحساب مقدار الإشعاع الشمسي الذي يسقط على 30 سم 2 وفقًا لموقع التعليم الكهروضوئي ، يجب علينا تحويل السطح إلى متر مربع ، وهو 0. 00 30 متر مربع. الإشعاع الحادث هو 1000 × 0.003 = 3 وات.

إشعاع الحادث = 3 واط

كفاءة الخلايا الشمسية = 0.445 واط / 3 واط = 0.1483 = 14.8٪.

كفاءة TP4056 = 0.104 واط / 0.445 واط = 23.37٪

الكفاءة الكلية للنظام = 0.104 واط / 3 واط = 0.034666 = 3.46٪.

لذا فإن الكفاءة الكلية ليست كثيرة ، ولكنها تساعد. هل تتذكر C-rate؟ لهذا المشروع ، من الضروري وجود خلية شمسية أكبر. أختبر في سبتمبر ، وهو متوسط بين الشتاء والصيف. أنا أستخدم البطارية لجهاز تسجيل الدخول الخاص بي ، والذي يجب أن يبقى على قيد الحياة خلال فصل الشتاء ، الصيف جيد. سأختبر خلايا شمسية أخرى في المستقبل ، وأعرض نتائجي.

الخطوة 7: إضافي: الرسم البياني للأشياء

أقوم باختبار جهد البطارية باستخدام جهاز تسجيل البيانات الخاص بي. لدي رسم بياني حول الكلام. النتائج في قيم ADC ، وليس في الجهد. قيم 720 تعادل بطارية 4.07 فولت. أستخدم بطارية ليثيوم أيون سيئة بسعة 600 مللي أمبير.