Opladning af litium - ionbatteri med solcelle: 7 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

Dette er et projekt om opladning af litiumionbatteri med halsbåndscelle.

* nogle korrektioner foretager jeg for at forbedre opladningen om vinteren.

** solcelle skal være 6 V, og strøm (eller strøm) kan være variabel, f.eks. 500 mAh eller 1 Ah.

*** diode for at beskytte TP4056 mod omvendt strøm bør have lav faldspænding ("drop out"). Jeg bruger dårligt, hvilket tager 0, 5-0, 6 V, hvilket er meget. Du kan bruge Schottky -diode, som kun tager 0, 1 - 0, 2 V.

Trin 1: Materiale (links er tilknyttet)

1 x solcelle 6V

Link: 6V 1 W

Link: (flere celler med forskellige watt)

Link: (mere til valg)

1 x Li - Ion opladerkort TP4056 (vælg kort med 4 udgange - 2 til batteri, 2 til tilslutningsenhed)

Link: (5 stykker, ca 0,20 $ / stk)

Link: (1 stk., 0,29 $ / stk.)

1 x Schottky -diode (bedre, 0, 1 - 0, 2 spændingsfald) eller 1N4148 (værre, 0, 5 - 0, 6 spændingsfald)

Link: (sæt dioder) (opdateret)

Link: (1N4148)

1 x Lithium - Ion batteri (18650), jeg køber 1 dårlig, du kan vælge bedre med kapacitet omkring 2000 mAh - 3000 mAh, Link: Lithium -ion batteri

1 x Lithium - Ion batteriholder

Link: batteriholder

1 x kabler, jeg bruger internetkabler med 6 ledninger indeni eller awg 22 wire kit

Links:

kvalitet: sæt AWG 22 kabler

ethernetkabel: ethernetkabel (skal afbrydes 6 ledninger)

1 x loddeværktøj (station, tin, kolofonium osv.)

Trin 2: Højre solcelle

* solcelle skal være maksimalt 6V, fordi TP4056 har maksimal input 6V. Det er bedre end 5V.

* strøm fra solceller (eller strøm) kan være variabel, fordi TP4056 "spiser" så meget som den har brug for. Så du kan vælge 500 mAh solcelle eller 1 Ah solcelle.

Til Li - Ion batteri vælger jeg solcelle med 5V og 160 mA. For at vælge solcelle skal du vælge:

1. spænding på solcelle 1,5 x batterispænding, så 3,7V til 4,2 V Li-Ion svarer til 5,55 V til 6,3 V solcelle.

2. strøm af solceller skal have 1/10th af batteriet dækket med 1 time (for Ni Mh batterier). Jeg bruger samme regel for Li - Ion batteri. Det kaldes C - satsregel. Så hvis jeg har 500 mAh batteri, skal jeg vælge 50 mA halsbåndscelle. Gode Li-Ion batterier har 2000 mAh, så strømmen skal være omkring 200 mAh eller 1,2 W.

Jeg bruger et dårligt Li - Ion batteri med et mål på omkring 600 mAh. Til det skulle jeg vælge solcelle med 60 mA peak eller 0,360 W (POWER = CURRENT X VOLTAGE).

Trin 3: Lithium - ionbatterier 18650

Jeg finder en god hjemmeside med test lithium - ion batterier. For det meste er der maksimum 3400 mAh.

Her er:

Her er en teori om opladning af dem:

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

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

Trin 4: Kredsløb

Kredsløbet er enkelt, men jeg beskriver det her.

Tilslut solcellens positive terminal til anod af diode. Tilslut den negative pol på dioden til IN+ (input positiv) på TP4056. Jeg bruger diode på grund af omvendt strøm.

Tilslut også negativ terminal af solcelle til IN- (input negativ) på TP4056. Tilslut til sidst batteri, batteriets positive terminal til BAT + på TP4056, lignende negative terminal.

Trin 5: LED -dioder på TP -kort

Om bord er der 2 dioder, som også forbruger noget strøm. Jeg fjerner dem med kniv. Tjek billede.

Trin 6: Beregning af effektivitet

Test din opladning, du kan slutte dit multimeter til solcelle eller batteri.

Prøve:

overskyet, med lidt solskin 10 mA (udgangsstrøm fra TP4056), 24 mA (fra solcelle)

overskyet, ikke direkte mod solen 0,87 mA (TP4056), 5,1 mA (solcelle)

solrig, direkte sol 26 mA (TP4056), 89 mA (solcelle)

Ifølge webstedet pveducation.org kan du beregne direkte solstråling i kW. Fyld bare dit hjem lattitude og longitud. Og husk tiden, for stråling i løbet af dagen varierer. Jeg fik omkring 1 kW/m2.

Så, solceller giver mig 89 mA og 5V, så det giver 445 mW eller 0,445 W. Solcellens overflade er omkring 70 cm2 (dybest set kun små linjer producerer energi, så omkring 30 cm2).

Solcelleudgang = 0,089A x 5 V = 0,445 W

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

For at beregne, hvor meget solstråling der falder på 30 cm2 ifølge pv uddannelseswebsted, skal vi konvertere overflade til m2, det er 0. 00 30 m2. Indfaldsstråling er 1000 x 0,003 = 3 W.

Hændelsesstråling = 3W

Solcellens effektivitet = 0,445 W / 3 W = 0,1483 = 14,8 %.

Effektivitet af TP4056 = 0,104 W / 0,445 W = 23,37 %

Systemets samlede effektivitet = 0,104 W / 3W = 0,034666 = 3,46 %.

Så total effektivitet er ikke meget, men hjælper. Kan du huske C-rate? Til dette projekt er den større solcelle nødvendig. Jeg tester i september, hvilket er gennemsnitligt mellem vinter og sommer. Jeg bruger batteri til min esp logger, som skal overleve om vinteren, sommeren er god. Jeg vil fremover teste andre solceller og vise mine resultater.

Trin 7: Ekstra: Thingspeak -graf

Jeg tester batterispænding med min esp logger. Jeg har en graf over tingespids. Resultaterne er i ADC -værdier, ikke i spænding. Værdier 720 svarer til batteri med 4,07 V. Jeg bruger dårligt 600 mA litium -ion batteri.