Солнечные батареи и батареи

8

Я планировал пару солнечных батарей для зарядки аккумулятора!
Мой вопрос для этого:

Как я могу перезарядить батарею через солнечные элементы и в то же время позволить батарее выполнить некоторую работу (потому что, если я настрою несколько солнечных батарей на батарею, а затем оттуда, скажем, на лампу, то как я могу быть уверен, что все энергия солнечного элемента идет в батарею сначала и затем в лампу)?

И как я могу узнать, что батарея почти полностью заряжена (поэтому я знаю, когда менять батареи)?

Если я не совсем уверен в этом вопросе, скажите, пожалуйста, :)

Гарри
источник

Ответы:

6

Солнечные элементы будут обеспечивать некоторый ток при освещении. Это может применяться для зарядки аккумулятора. Не имеет значения, если к батарее подключено что-то еще, одновременно потребляющее ток, вы все равно сможете эффективно использовать энергию солнечных элементов. Фактически, более эффективно напрямую подключать конечную нагрузку, чем сначала накапливать энергию в батарее, а затем заряжать батарею. Смысл батареи заключается в том, чтобы иметь возможность использовать энергию, когда это необходимо, а не только тогда, когда солнечные элементы могут обеспечить ее.

Например, скажем, солнечные элементы могут производить 1А при полном солнечном свете, и этот 1А можно применять для зарядки аккумулятора. Теперь, допустим, включена нагрузка, которая потребляет 400 мА. 1 А от солнечного элемента будет разделено таким образом, чтобы нагрузка составляла 400 мА, оставляя 600 мА для зарядки батареи. Это прекрасно. Если бы нагрузка превышала ток солнечного элемента, это все равно работало бы. Допустим, нагрузка занимает 1,5А. 1А этого будет приходить прямо от солнечного элемента, и 500 мА от батареи.

Другими словами, нет ничего плохого в том, что ток солнечного элемента снимает некоторую нагрузку с батареи, в отличие от зарядки батареи, а затем, когда батарея подает ток нагрузки. Как я уже говорил ранее, это на самом деле более эффективно, так как происходит некоторая потеря в хранении и восстановлении энергии от батареи.

Знать, когда батарея полностью заряжена и что с этим делать, - отдельная тема. Некоторые типы батарей довольно суетливы относительно того, как они заряжаются. Для них вам понадобится активная цепь для контроля напряжения аккумулятора и, возможно, температуры, чтобы решить, каким током его заряжать или каким напряжением удерживать его.

В этой области свинцово-кислотные аккумуляторы довольно щадящие и не имеют проблем с непрерывной зарядкой даже при полной зарядке. Самое простое решение состоит в том, чтобы расположить и установить размеры солнечных элементов таким образом, чтобы они могли генерировать максимальное напряжение поплавка только при максимальном токе, который батарея может выдержать при заполнении. Тогда вы можете просто подключить солнечные элементы через аккумулятор и покончить с этим. Это будет заряжать аккумулятор гораздо медленнее, чем он способен при низком уровне, но это простая установка, гарантирующая, что он не повредит.

Если размер или стоимость солнечной панели важны, вам нужно использовать энергию от нее более эффективно. В этом случае я бы использовал импульсный источник питания, управляемый микроконтроллером, который учитывает, какой ток могут испускать солнечные элементы, напряжение батареи и, возможно, температуру батареи, чтобы решить, каким током, если он есть, заряжать его. Это становится сложным. Вы должны внимательно прочитать паспорт батареи и соответственно установить режим зарядки.

Олин Латроп
источник
Тогда вы можете просто подключить солнечные элементы через аккумулятор и покончить с этим. А как насчет диода, чтобы солнечная батарея не разряжала батарею в темноте?
Маженко
@Matt: Хороший вопрос. Обычно это был бы диод Шоттки, соединенный последовательно с цепочкой солнечных элементов.
Олин Латроп
Олин, когда я прочитал твой ответ, я заметил, что ты никогда не упоминал слово «Вольт», как получилось? это потому, что это не имеет значения, или потому что вы думаете, что я сам это выясню? ;)
Гарри
2

Ток солнечного элемента поступает на любую подключенную нагрузку, батарея - это такая же нагрузка, как и любая другая. Поэтому, если и ваша нагрузка, и батарея подключены к солнечному элементу, нет способа гарантировать, что батарея будет обслуживаться первой.
Кстати, это, вероятно, не очень хорошая установка. Для зарядки батареи вам понадобится постоянный ток (зависит от технологии), но вашей нагрузке, скорее всего, нужно постоянное напряжение.

stevenvh
источник
Если это «вероятно, не является хорошей настройкой», можете ли вы сказать мне хорошую настройку?
Гарри
@ Гарри - не все так просто. Как я уже говорил, для зарядки батареи вам понадобится источник постоянного тока, но вы не можете контролировать зарядку, если одновременно подключена нагрузка. Зарядка и выполнение работы просто не идут вместе.
Стивенвх
Не обязательно верно: батарея фиксирует напряжение, смещая солнечную панель, которая будет давать ток. Я использую решение, подобное этому, и оно отлично работает, если батарея имеет правильное напряжение для смещения панели на MPP (также низкое напряжение работает нормально)
clabacchio
2

Эта задача намного сложнее, чем можно подумать, если вы хотите правильно ее реализовать. Напряжение аккумулятора и напряжение солнечного элемента не совпадают, поэтому вы не можете подключить их напрямую.

У солнечного элемента есть точка оптимальной эффективности - если вы потребляете меньше или больше тока - общая мощность будет ниже (потому что A * V будет ниже). Вы не можете поддерживать работу на этом этапе без микроконтроллера или специализированной ИС. Ваша задача будет получить именно этот ток от солнечного элемента и преобразовать его с помощью преобразователя DCDC в режиме ограничения тока и напряжения, а также подключить его напрямую к батарее.

Затем вы можете просто подключить нагрузку к батарее - и она будет работать автоматически - если солнечная батарея производит больше энергии, чем батарея может потреблять - она ​​будет потребляться вашим устройством. Если батарея заряжена (DCDC находится на пределе напряжения) - ваша нагрузка будет работать от солнечного элемента.

Таким образом, самая сложная часть - это ограниченный A & V DCDC и поддерживающий оптимальный ток для солнечного элемента.

BarsMonster
источник
Итак, давайте посмотрим, получил ли я это прямо. Допустим, у меня есть батарея 6 В с XA, чтобы ПРАВИЛЬНО перезарядить эту батарею, я должен использовать преобразователь, который преобразует любое значение V солнечного элемента в 6 В, так что это МАТЧ, иначе он выиграл ». Это будет сделано правильно и повредит батарею в некотором роде. Это правильно?
Гарри
Вам нужно все это, чтобы сделать все это эффективно. Если у вас есть 6В солнечный элемент и 4,2В литий-ионный аккумулятор, и вы можете просто выбросить 30% КПД, вы можете упростить ситуацию. Просто используйте линейный регулятор для понижения напряжения с 6 до 4,3, затем диод Шоттки, который снизит его до 4,15, затем резистор (~ 1-5 Ом), чтобы ограничить максимальный ток, и затем вы можете подключить его к вашей батарее.
BarsMonster
Неверно: зачем снижать напряжение на панели до 4 В? Если батарея LiIion (которая с большей вероятностью составит 3,7, чем 4,2 В) будет смещать панель при этом напряжении плюс падение Шоттки, это будет совершенно нормально, и вы, возможно, не будете в MPP, но вы все равно получите более высокий ток, и вы будете около 90% от MP
Clabacchio
Батарея LiIon имеет напряжение в диапазоне 3,5-4,2 в зависимости от ее заряда. Солнечный элемент может иметь произвольное выходное напряжение, в зависимости от того, сколько элементов подключено последовательно. Маловероятно, что у вас будет солнечный элемент с напряжением MPP около 3,7-4,2 В.
BarsMonster
0

Вам нужен блок контроллера заряда для зарядки батарей, который позволит батарее заряжаться до определенного предела и отключит зарядку, когда батарея заряжается, а также начнет зарядку батареи, когда напряжение батареи снизится ниже определенный пороговый предел.

Вы не можете просто подключить панели к аккумулятору. Аккумулятор сдувает панель, так как ночью панель будет действовать как нагрузка на аккумулятор, так как напряжение на панели будет значительно ниже по сравнению с аккумулятором. (Потенциальная разница вы видите, приятель!)

Dharav
источник
На самом деле, используйте интегральные микросхемы для сбора энергии, которые созданы специально для применения в солнечной зарядке
Prasan Dutt