Pengisian Baterai Lithium - Ion Dengan Sel Surya: 7 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Ini adalah proyek tentang pengisian baterai Lithium - Ion dengan sel surya.

* beberapa koreksi yang saya buat untuk meningkatkan pengisian daya selama musim dingin.

** sel surya harus 6 V dan arus (atau daya) dapat bervariasi, seperti 500 mAh atau 1Ah.

*** dioda untuk melindungi TP4056 dari arus balik harus memiliki tegangan jatuh rendah ("putus"). Saya menggunakan buruk, yang mengambil 0, 5-0, 6 V, yang banyak. Anda dapat menggunakan dioda Schottky, yang hanya membutuhkan 0, 1 - 0, 2 V.

Langkah 1: Materi (tautan Berafiliasi)

1 x Sel surya 6V

Tautan: 6V 1 W

Tautan: (lebih banyak sel dengan watt berbeda)

Tautan: (lebih banyak untuk memilih)

1 x Li - Ion charger board TP4056 (pilih board dengan 4 output - 2 untuk baterai, 2 untuk menghubungkan perangkat)

Tautan: (5 buah, cca 0.20 $ / buah)

Tautan: (1 buah, $ 0,29 / buah)

1 x dioda Schottky (lebih baik, 0, 1 - 0, 2 penurunan tegangan) atau 1N4148 (lebih buruk, 0, 5 - 0, 6 penurunan tegangan)

Tautan: (set dioda) (diperbarui)

Tautan:(1N4148)

1 x Baterai Lithium - Ion (18650), saya beli 1 buruk, Anda dapat memilih yang lebih baik dengan kapasitas sekitar 2000 mAh - 3000 mAh, Tautan: Baterai lithium-ion

1 x Lithium - dudukan baterai Ion

Tautan: tempat baterai

1 x kabel, saya menggunakan kabel internet dengan 6 kabel di dalam atau awg 22 wire kit

Tautan:

kualitas: set kabel AWG 22

kabel ethernet: kabel ethernet (perlu memotong 6 kabel)

1 x alat solder (stasiun, timah, damar dll.)

Langkah 2: Sel Surya Kanan

* solar cell harus maksimal 6V, karena TP4056 memiliki input maksimal 6V. Lebih baik dari 5V.

* Arus dari solar cell (atau power) bisa berubah-ubah, karena TP4056 "makan" sebanyak yang dibutuhkan. Jadi Anda bisa memilih sel surya 500 mAh atau sel surya 1 Ah.

Untuk baterai Li - Ion saya memilih solar cell dengan 5V dan 160 mA. Untuk memilih sel surya, Anda harus memilih:

1. tegangan sel surya 1,5 x tegangan baterai, jadi Li-Ion 3,7V hingga 4,2 V setara dengan 5,55 V hingga 6,3 V sel surya.

2. Arus sel surya harus memiliki kapasitas baterai 1/10 yang diturunkan 1 jam (untuk baterai Ni Mh). Saya menggunakan aturan yang sama untuk baterai Li - Ion. Hal ini disebut C - aturan tingkat. Jadi jika saya memiliki baterai 500 mAh, saya harus memilih sel surya 50 mA. Baterai Li-Ion yang baik memiliki 2000 mAh, jadi arusnya harus sekitar 200 mAh atau 1,2 W.

Saya menggunakan baterai Li - Ion yang buruk dengan ukuran sekitar 600 mAh. Untuk itu, saya harus memilih sel surya dengan puncak 60 mA, atau 0,360 W (DAYA = ARUS X TEGANGAN).

Langkah 3: Baterai Lithium - Ion 18650

Saya menemukan situs web yang bagus dengan tes baterai lithium - ion. Sebagian besar ada 3400 mAh maksimum.

Ini dia:

Berikut adalah beberapa teori pengisian mereka:

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

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

Langkah 4: Sirkuit

Rangkaiannya sederhana, tapi saya uraikan di sini.

Hubungkan terminal positif sel surya ke anoda dioda. Hubungkan terminal negatif dioda ke IN+ (input positif) dari TP4056. Saya menggunakan dioda karena arus balik.

Hubungkan juga terminal negatif solar cell ke IN- (input negatif) dari TP4056. Terakhir hubungkan baterai, terminal positif baterai ke BAT + dari TP4056, terminal negatif serupa.

Langkah 5: Dioda LED pada Papan TP

Di kapal, ada 2 dioda, yang juga mengkonsumsi daya. Saya menghapusnya dengan pisau. Periksa gambar.

Langkah 6: Perhitungan Efisiensi

Uji Anda pengisian, Anda dapat menghubungkan multimeter Anda ke sel surya, atau baterai.

Tes:

berawan, dengan sedikit cerah 10 mA (arus keluaran dari TP4056), 24 mA (dari sel surya)

berawan, tidak langsung ke matahari 0.87 mA (TP4056), 5.1 mA (solar cell)

cerah, matahari langsung 26 mA (TP4056), 89 mA (sel surya)

Menurut situs pveducation.org, Anda dapat menghitung radiasi matahari langsung dalam kW. Cukup isi garis lintang dan garis bujur rumah Anda. Dan ingat waktu, karena radiasi di siang hari berbeda-beda. Saya mendapat sekitar 1 kW/m2.

Jadi, sel surya memberi saya 89 mA, dan 5V, sehingga menghasilkan 445 mW, atau 0,445 W. Permukaan sel surya sekitar 70 cm2 (pada dasarnya hanya garis-garis kecil yang menghasilkan energi, jadi sekitar 30 cm2).

Output sel surya = 0,089A x 5 V = 0,445 W

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

Untuk menghitung berapa banyak radiasi matahari yang jatuh pada 30 cm2 menurut situs pendidikan pv, kita harus mengubah permukaan menjadi m2, yaitu 0, 00 30 m2. Radiasi insiden adalah 1000 x 0,003 = 3 W.

Radiasi insiden = 3W

Efisiensi sel surya = 0,445 W / 3 W = 0,1483 = 14,8%.

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

Efisiensi total sistem = 0,104 W / 3W = 0,034666 = 3,46 %.

Jadi efisiensi total tidak banyak, tetapi membantu. Apakah Anda ingat C-rate? Untuk proyek ini, sel surya yang lebih besar diperlukan. Saya menguji pada september, yang rata-rata antara musim dingin dan musim panas. Saya menggunakan baterai untuk esp logger saya, yang harus bertahan selama musim dingin, musim panas baik. Saya akan menguji sel surya lain, di masa depan, dan menunjukkan hasil saya.

Langkah 7: Ekstra: Grafik Thingspeak

Saya menguji tegangan baterai dengan esp logger saya. Saya mendapat grafik di thingspeak. Hasil dalam nilai ADC, bukan tegangan. Nilai 720 setara dengan baterai dengan 4,07 V. Saya menggunakan baterai Lithium - Ion 600 mA yang buruk.