Схема зарядки аккумулятора от солнечной батареи. Зарядное устройство на солнечных батареях: типы, принцип работы и схемы подключения — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Как работают зарядные устройства на солнечных батареях. Какие бывают типы солнечных зарядок. Как выбрать подходящее зарядное устройство на солнечных элементах. Какие схемы подключения солнечных зарядок существуют. Как собрать солнечное зарядное устройство своими руками.

Содержание

Принцип работы зарядного устройства на солнечных батареях

Зарядное устройство на солнечных батареях преобразует энергию солнечного света в электрический ток для зарядки различных электронных устройств. Основные компоненты такого зарядного устройства:

Солнечная панель — преобразует солнечную энергию в электрическую
Контроллер заряда — регулирует процесс зарядки аккумулятора
Аккумулятор — накапливает и хранит полученную энергию
Преобразователь напряжения — приводит напряжение к нужному уровню для зарядки устройств
USB-разъемы — для подключения заряжаемых устройств

Принцип работы солнечного зарядного устройства:

Солнечные элементы панели преобразуют свет в электричество

Контроллер регулирует поступление тока в аккумулятор
Энергия накапливается в аккумуляторе
При подключении устройства преобразователь выдает нужное напряжение
Через USB-порт энергия поступает в заряжаемый гаджет

Основные виды солнечных зарядных устройств

Существует несколько основных типов зарядных устройств на солнечных батареях:

1. Портативные солнечные зарядки

Это компактные устройства с небольшой солнечной панелью и встроенным аккумулятором. Идеально подходят для зарядки смартфонов, планшетов и других мобильных устройств в походных условиях.

2. Солнечные зарядные станции

Более мощные системы с большой солнечной панелью и емким аккумулятором. Способны заряжать ноутбуки и другие энергоемкие устройства. Используются для автономного электроснабжения.

3. Гибкие солнечные панели

Тонкие и легкие панели, которые можно свернуть или сложить. Удобны для использования в походах и путешествиях. Часто комплектуются внешним аккумулятором.

4. Солнечные рюкзаки и сумки

Рюкзаки и сумки со встроенными солнечными панелями и USB-портами для зарядки. Позволяют заряжать устройства прямо на ходу.

Как выбрать солнечное зарядное устройство

При выборе зарядного устройства на солнечных батареях следует учитывать несколько ключевых параметров:

Мощность солнечной панели — чем выше, тем быстрее зарядка
Емкость встроенного аккумулятора — влияет на время автономной работы
Количество и тип USB-портов — для зарядки разных устройств
Поддержка быстрой зарядки (Quick Charge)
Защита от влаги и пыли — для использования на природе
Вес и габариты — важно для портативных моделей

Оптимальный выбор зависит от конкретных потребностей пользователя. Для зарядки смартфона достаточно компактной модели на 5-10 Вт, а для питания ноутбука потребуется более мощное устройство на 20-50 Вт.

Схемы подключения солнечных зарядных устройств

Существует несколько базовых схем подключения компонентов в солнечном зарядном устройстве:

1. Прямое подключение

Самая простая схема — солнечная панель напрямую соединяется с заряжаемым устройством через USB-разъем. Недостаток — нестабильный ток заряда.

2. С контроллером заряда

Между панелью и USB-портом устанавливается контроллер заряда. Он стабилизирует напряжение и защищает от перезаряда.

3. С аккумулятором

Добавляется аккумулятор для накопления энергии. Позволяет заряжать устройства даже без солнца.

4. С преобразователем напряжения

Преобразователь приводит напряжение к стандарту USB. Это наиболее универсальная схема.

Выбор оптимальной схемы зависит от назначения устройства и требуемой функциональности.

Сборка солнечного зарядного устройства своими руками

Для самостоятельной сборки простого солнечного зарядного устройства понадобится:

Солнечная панель мощностью 5-10 Вт
Контроллер заряда на 5В
Li-ion аккумулятор 18650

Повышающий преобразователь с USB-выходом
Диод Шоттки
Провода, корпус

Порядок сборки:

Подключить солнечную панель через диод к контроллеру заряда
Соединить контроллер с аккумулятором
Подключить преобразователь к аккумулятору
Вывести USB-разъем преобразователя на корпус
Поместить компоненты в корпус

Такое самодельное устройство позволит заряжать смартфоны и другие гаджеты от солнечной энергии.

Преимущества и недостатки солнечных зарядных устройств

Зарядные устройства на солнечных батареях имеют ряд достоинств и ограничений:

Преимущества:

Автономность работы
Экологичность
Бесплатная энергия солнца
Компактность и портативность
Возможность зарядки в походных условиях

Недостатки:

Зависимость от солнечного света
Низкая скорость зарядки
Высокая стоимость качественных моделей
Ограниченный срок службы аккумуляторов

Несмотря на некоторые ограничения, солнечные зарядные устройства становятся все более популярными благодаря своей экологичности и автономности.

Применение солнечных зарядных устройств

Зарядные устройства на солнечных батареях находят широкое применение в различных сферах:

Туризм и походы — для зарядки мобильных устройств
Дачи и загородные дома — как источник автономного питания
Автомобильные путешествия — для подзарядки в дороге
Развивающиеся страны — в регионах без электросетей
Чрезвычайные ситуации — как аварийный источник энергии

С развитием технологий солнечные зарядные устройства становятся все более эффективными и доступными, расширяя сферы своего применения.

Схема зарядки аккумулятора от солнечной батареи

Как показывает практика, автономное энергообеспечение частного дома или небольшого производственного предприятия при помощи мини-станций на солнечных батареях — прибыльное вложение инвестиций. По статистике, солнечные панели мощностью 20—30 кВт окупаются уже через 5—7 лет активной эксплуатации. Кроме этого, коммутационное устройство надежно защищает стационарные аккумуляторные батареи от перезаряда и переразряда. Установка автоматического регулятора позволит сэкономить на сервисном обслуживании гелиосистем в будущем.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схема зарядки аккумулятора от солнечной батареи

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

Для чего нужен контроллер заряда, виды контроллеров, подключение

Принцип работы и виды контроллеров заряда для солнечных батарей

Регуляторы заряда аккумуляторов от солнечных батарей

Зарядное устройство от солнечных батарей

Солнечная зарядка для телефона. Проще не бывает.

Как создать дешевый и эффективный контроллер заряда аккумулятора от солнечной батареи

Солнечная зарядка для телефона. Проще не бывает.

Изготовление контроллера для солнечной панели

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: [Natalex] Что будет если подключить солнечную батарею к аккумулятору без диода Шоттки?

<div id="yandex_rtb_2" class="yandex-adaptive classYandexRTB"></div> <script type="text/javascript">if(rtbW>=960){var rtbBlockID="R-A-744188-3";} else{var rtbBlockID="R-A-744188-5";} window.yaContextCb.push(()=>{Ya.Context.AdvManager.render({renderTo:"yandex_rtb_2",blockId:rtbBlockID,pageNumber:2,onError:(data)=>{var g=document.createElement("ins");g.className="adsbygoogle";g.style.display="inline";if(rtbW>=960){g.style.width="580px";g.style.height="400px";g.setAttribute("data-ad-slot","9935184599");}else{g.style.width="300px";g.style.height="600px";g.setAttribute("data-ad-slot","9935184599");} g.setAttribute("data-ad-client","ca-pub-1812626643144578");g.setAttribute("data-alternate-ad-url",stroke2);document.getElementById("yandex_rtb_2").appendChild(g);(adsbygoogle=window.adsbygoogle||[]).push({});}})});window.addEventListener("load",()=>{var ins=document.getElementById("yandex_rtb_2");if(ins.clientHeight =="0"){ins.innerHTML=stroke3;}},true);</script>

Для чего нужен контроллер заряда, виды контроллеров, подключение

Без интеллектуальной системы распределения энергоресурсов, генерируемый ток будет поступать на клеммы АКБ постоянно, что неизбежно приведет к повышению напряжения.

Для каждой аккумуляторной батареи предусмотрены собственные показатели предельного значения — этот параметр зависит от типа конструкции АКБ и температуры окружающей среды. Когда напряжение превысит рекомендуемый уровень, возникнет перезаряд, что приведет к резкому повышению температуры электролита. Аккумулятор начнет закипать и интенсивно выбрасывать в воздух пары дистиллированной воды. Если ничего не предпринимать, то ресурс АКБ сократится вдвое.

На практике известны случаи, когда аккумулирующие емкости спустя время полностью пересыхали. Чтобы этого избежать, производители модульных фотопанелей предлагают два альтернативных варианта:. После попадания лучей солнца на фотоэлементы генерируемый постоянный ток будет проходить через коммутационное устройство.

Когда напряжение станет больше 10 В, электрический ток будет перенаправлен на диод Шоттки, а затем только попадет в аккумуляторную батарею. Сам процесс подзарядки длится до того момента, пока напряжение снова не поднимется до предельного уровня. Для чего это нужно? Во-первых, производители часто завышают реальные параметры работы фотоэлементов на солнечных панелях.

Во-вторых, излучение солнца нестабильно — при аномальной активности показатели солнечной энергии запросто могут превысить допустимый расчетный предел. Монтируется устройство непосредственно между аккумуляторной батареей и активной гелиосистемой. При использовании бытовых приборов стиральная машина, телевизор и др. Дополнительно потребуется установка предохранителя для надежной защиты оборудования от перегрузок и коротких замыканий.

Самый примитивный и ненадежный способ распределения энергоресурсов. Обычно это происходит при 14,4V. Из-за этого происходит постоянный недобор энергоресурсов, что негативно сказывается на сроке службы аккумулятора. Что это дает на практике? МРРТ-технология обеспечивает зарядку аккумуляторов даже при облачной погоде и недостаточной интенсивности солнечного излучения.

Целесообразнее применять такие контроллеры в гелиосистемах мощностью Вт и выше. Это оптимальный вариант, если в качестве электростанции для частного дома используется комбинированная схема электроснабжения, которая состоит из гелиоустановки и ветрогенератора. Некоторые владельцы гелиосистем придерживаются смешанного способа подключения, когда аккумуляторы соединены друг с другом параллельно, а к блоку-регулятору подключаются в последовательном порядке.

Количество АКБ для подключения к системе не ограничено. Солнечные батареи.

Принцип работы и виды контроллеров заряда для солнечных батарей

Данное зарядное устройство использует 12 В солнечную батарею и регулируемый стабилизатор напряжения LM В солнечной батареи содержатся солнечные панели, каждая из которых выдает напряжение 1. В итоге, с солнечных панелей получается 12 В постоянного тока для зарядки аккумуляторов. Немного о работе зарядного устройства. Ток от солнечных элементов, через диод D1 поступает на стабилизатор напряжения LM Вывод ADJ регулирование позволяет регулировать выходной ток и напряжение. Для зарядки необходимо напряжение 9 В, которое получается, путем подстройки переменного резистора VR.

Схема контроллера для солнечных батарей, контроллер заряда своими руками Одним из Контроллер в системе солнечного заряда аккумуляторов.

Регуляторы заряда аккумуляторов от солнечных батарей

Сделать самодельное зарядное устройство не слишком сложно — необходимые компоненты не очень дорогие и их легко достать. Солнечные зарядные USB устройства идеально подходят для зарядки небольших устройств, например, телефона. Слабым местом всех самодельных солнечных зарядок являются аккумуляторы. Большинство зарядных устройств на солнечных батареях собираются на базе стандартных никель-металл-гидридных аккумуляторов — дешёвых, доступных и безопасных в эксплуатации. Но к сожалению у NiMH аккумуляторов слишком низкие напряжение и ёмкость, чтобы их можно было серьёзно рассматривать в качестве зарядных устройств для современных гаджетов , энергопотребление которых с каждым годом только растёт. Из этой инструкции вы узнаете, как своими руками сделать солнечную USB зарядку с литиевым аккумулятором. Во-первых, по сравнению с коммерческими зарядными устройствами это самодельное зарядное устройство обойдётся вам очень дёшево. Во-вторых, собрать его очень просто. И самое главное — эта литиевая USB зарядка безопасна при эксплуатации. В этом руководстве рассказывается как сделать зарядное устройство для телефона на солнечной энергии.

Зарядное устройство от солнечных батарей

Контроллеры заряда имеют несколько немаловажных особенностей. Наиболее важными являются функции защиты, которые служат для повышения степени надежности работы данного устройства. Необходимо отметить наиболее распространенные в подобных конструкциях разновидности защит:. Дополнительно устройство оснащается разнообразными электронными предохранителями и специальными информационными дисплеями.

Поскольку солнечные батареи являются полупроводником, обратный ток солнечных батарей в тёмное время суток ничтожно мал.

Солнечная зарядка для телефона. Проще не бывает.

Низковольтную разводку сети от аккумулятора желательно сделать через блок предохранителей. Схема автономного питания от солнечных батарей без контроллера заряда. Поскольку солнечные батареи являются полупроводником, обратный ток солнечных батарей в тёмное время суток ничтожно мал. Тем не менее, установка низковольтного диода в цепь между солнечной батареей и аккумулятором, весьма желательна, в целях безопасности короткого замыкания. Для самой солнечной батареи короткое замыкание абсолютно безопасно. Включение в цепь диода осуществляется возможно ближе к аккумуляторной батарее, чтобы обезопасить весь отрезок проводки от солнечной батареи до аккумулятора.

Как создать дешевый и эффективный контроллер заряда аккумулятора от солнечной батареи

Солнечные батареи могут обеспечить электроэнергией в условиях, когда нет возможности подключения с сети электропитания. В этой статье мы рассмотрим, как правильно подключить солнечную панель для питания бытовых электроприборов. В чём же их отличие? Панели отличаются между собой по технологии производства так называемых солнечных элементов, из которых, и состоит солнечная панель. У поликристаллической панели активная поверхность синего цвета, а у монокристаллической панели черного, с характерными углами. Поликристалл однозначно лучше, так как он работает эффективнее при пасмурной погоде и слабом солнечном свете.

Солнечные батареи для дома своими руками, зарядное устройство на солнечных батареях, как сделать солнечную батарею, схема солнечной батареи. Также есть выходы для зарядки свинцовых аккумуляторов. Я использовал.

Солнечная зарядка для телефона. Проще не бывает.

Схема зарядки аккумулятора от солнечной батареи

Изготовление контроллера для солнечной панели

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Как подключить солнечную батарею к аккумулятору

Всем привет! С Вами снова, Виталий Соловей! Сегодня я расскажу Вам как сделать зарядное устройство для телефона, питающееся от солнечной энергии. Или просто солнечную зарядку для мобилки. Признаюсь сразу, статья не моя я нашёл её на одном из забугорных порталов самоделкиных.

Схема солнечного зарядного устройства, которое может быть изготовлено своими руками даже неспециалистом, базируется на микросхеме IC LM

Если й век можно назвать столетием электричества, то й уже сейчас становится периодом получения энергии из альтернативных источников. Наиболее перспективным ресурсом для этой цели является Солнце, однако простого подключения панелей к источникам питания в современных СЭС недостаточно. В любой подобной схеме требуются накопители энергии — а, значит, и контроллер заряда аккумулятора солнечной батареи. Задача этого электронного устройства — контролировать процесс зарядки накопителей в светлое время суток и их разрядки при отсутствии света, не допускать сбоев и скачков напряжения в системе. Работа всей системы с включенным в нее контроллером заряда солнечной батареи происходит по следующей схеме:.

Одним из важнейших компонентов домашней солнечной электростанции является контроллер заряда аккумуляторов. Существует множество схем контроллеров для солнечных батарей — от самых простых, выполненных порою кустарным способом, до очень сложных, с применением микропроцессоров. Причем контроллеры заряда для солнечных батарей, сделанные своими руками, частенько работают лучше аналогичных промышленных устройств такого же типа. Если аккумулятор подсоединить напрямую к клеммам солнечных батарей, то заряд его будет происходить непрерывно.

Схема зарядное устройство на солнечных батареях

Во многих случаях необходимо, чтобы электроприборы и оборудование работали и при отсутствии солнечного света. Для этого следует накопить в аккумуляторах солнечную энергию, вырабатываемую в течение дня, для последующего использования. Наиболее приемлемыми для этих целей являются свинцово-кислотные аккумуляторные батареи. Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи фактически состоят из нескольких отдельных элементов, соединенных последовательно. Каждый элемент, развивающий напряжение до 2 В, содержит две свинцовые пластины, помещенные в слабый раствор серной кислоты. При протекании электрического тока через элемент происходит обратимая электрохимическая реакция, и в элементе запасается электрическая энергия, которую при необходимости можно впоследствии использовать.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

3.12. Портативный светильник с солнечной батареей PSL-80

Устройство для зарядки на солнечных батареях

Зарядное устройство на солнечных батареях

Как сделать самодельную зарядку на солнечных батареях

Зарядное устройство на солнечных батареях: виды и способы использования

Регуляторы заряда аккумуляторов от солнечных батарей

Портативная зарядка на солнечных батареях в кармане

Зарядное устройство от солнечной батареи своими руками

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Разбираем садовый светильник и делаем преобразователь на 5 вольт (схема)

3.12. Портативный светильник с солнечной батареей PSL-80

Все больше ценителей активного отдыха предпочитают проводить отпуск и уик-энды поближе к первозданной природе. Но современному человеку сложно отказаться от благ цивилизации — кто из нас не берет в путешествие мобильный телефон, ноутбук или камеру? Но если в вашем багаже окажется зарядное устройство на солнечных батареях, проблема с питанием девайсов будет решена. Осталось только разобраться, как правильно выбрать прибор.

Представленная нами статья окажет действенную помощь в прояснении всех вопросов. Эти зарядные устройства способны преобразовывать солнечную энергию в постоянный электрический ток. Они могут работать с различными моделями навигаторов, плееров, ноутбуков, телефонов, камер и других портативных приборов. Но время зарядки напрямую зависит от мощности самого устройства и вида разряженного девайса, поэтому, чтобы подобрать действительно практичный и универсальный прибор, стоит разобраться с его характеристиками.

Некоторые модели оснащены еще и буферным аккумулятором из нескольких литиевых элементов, который позволяет прибору не только преобразовывать, а и накапливать энергию, чтобы отдавать заряд даже в темное время суток. Портативные зарядки на солнечных батареях — автономные системы, которые могут перерабатывать энергию как от лучей, так и от электросети, ламп дневного света или компьютера. Когда к этому источнику с помощью шнура присоединяется мобильный телефон или другой прибор, накопленная энергия постепенно перетекает в разряженное устройство.

Что касается внешнего вида — здесь уже производители постарались не только разнообразить цветовую гамму и форму устройств, а и сделать девайс максимально удобным для применения в различных ситуациях.

Рассмотрим самые популярные варианты. Моноблок — компактное устройство из панели и накопителя, заключенных в твердом корпусе из металла или пластика. Гибкая панель — тонкая складывающаяся или разворачиваемая панель с фотоэлементами. Она занимает мало места в багаже, да и весит намного меньше своего твердого конкурента, заключенного в корпус. Кроме того, большинство панелей работает только от прямых лучей солнца, не накапливая энергию впрок — у них отсутствует встроенный аккумулятор.

Впрочем, всегда можно доукомплектовать свою зарядку внешним накопителем требуемой мощности. А вот для пешего путешествия лучше присмотреть другой вариант. Встроенная зарядка — устройство состоит из солнечных батарей , которые крепятся к внешней стороне сумок или туристических рюкзаков. Они позволяют подзаряжать приборы прямо во время пути или накапливать заряд во встроенном аккумуляторе.

А еще такой аксессуар можно использовать по прямому назначению — для переноса любых предметов или той же электроники, что очень удобно для тех, кто увлекается пешим туризмом или работает под открытым небом.

Приятный бонус — большинство моделей комплектуются креплениями на рюкзак или автомобильное стекло. Но вне зависимости от дизайна, все солнечные зарядки работают по одинаковому принципу, поэтому рассмотрим важные технические нюансы, которые помогут при покупке прибора. Для начала стоит определиться с количеством и видами приборов, которые вы планируете заряжать от солнечной зарядки.

От этих параметров зависит мощность устройства и тип выходного порта. Характеристики различных девайсов можно уточнить, заглянув в инструкцию по их эксплуатации, а в некоторых приборах рабочее напряжение указано и на ЗУ, которое входит в комплект, поэтому сориентироваться будет несложно. В крайнем случае, нужный переходник всегда можно докупить.

От характеристики зарядного тока зависит время, которое понадобится устройству для подпитки различных девайсов. Этот показатель измеряется в амперах и указан на портах прибора. Также важно знать и напряжение на выходе, ведь заряжаемые приборы могут по мощности превосходить возможности солнечной зарядки. Так, для большинства телефонов и простых планшетов потребуется выход в 5 вольт, для цифровых камер и игровых гаджетов — 9, а для ноутбуков и автомобильных холодильников — Но все же главная характеристика зарядного устройства — мощность солнечной панели.

От этого показателя напрямую зависит время зарядки батареи. А здесь все упирается в характеристики светоулавливающих панелей. К примеру, у элементов с мощностью 5 W стандартный бюджетный вариант будет ток ma часов, а у 10 W — ma. То есть, чтобы зарядить телефон от солнечной зарядки в 5 W, понадобится часа, а вот панель мощностью 10 W справится и за полтора.

Кроме того, устройства с панелями, мощность которых не превышает 2 W, используются только для накопления заряда встроенного аккумулятора. А чтобы напрямую заряжать приборы от солнечных лучей, нужны панели с мощностью 3 W и больше. Это может быть актуально не только для любителей отдыха на природе, а и для автомобилистов — при замене колеса или ремонте на ночной дороге яркий свет станет незаменимым помощником. Но, разумеется, любые дополнения значительно увеличивают конечную стоимость продукта.

А так ли они нужны — решать вам. Устройства с встроенным аккумулятором перед первой эксплуатацией нужно полностью зарядить, причем не на солнце, а от электросети. Затем подключите к ЗУ какой-либо прибор, чтобы он принял энергию и разрядил накопитель.

После этого панель можно подставлять под лучи и компенсировать потерянный заряд. Для моделей, работающих напрямую от солнца, это правило не работает — их можно сразу устанавливать на освещенные участки и подключать приборы. И последний совет — даже если зарядка стала хуже работать или совсем вышла из строя, не разбирайте ее самостоятельно, чтобы не повредить элементы системы и сам корпус. Разобранное устройство автоматически снимается с гарантии, поэтому лучше обратиться в авторизированный сервисный центр или к поставщику.

Хотя современные зарядки уже перестали быть приборами премиум-класса и вполне доступны по цене рядовому потребителю, если хочется сэкономить, всегда есть возможность изготовить такой девайс самому.

Что касается самой панели, здесь нужно сделать небольшой расчет количества элементов, исходя из мощностей прибора, который планируется заряжать. Если же увеличить ток вдвое до 4А, время на подзарядку сократится до 7 часов.

В зависимости от параметров тока для будущей зарядки 2 или 4А выбираются и кристаллические элементы. Обычно, 1 деталь вырабатывает около 0,5В, то есть чтобы получить хотя бы 5В понадобится элементов. Затем их нужно последовательно спаять между собой. Завершающий этап — заключить самодельную зарядку в любой подходящий каркас подойдет даже банка из-под конфет и оснастить USB-разъемом.

Затем к разъему нужно припаять блокирующий диод, а также провода от солнечной панели к преобразователю и держателю согласно нижеприведенной схеме. Осталось проверить работу устройства на солнце с любым разряженным девайсом. Если все в порядке, можно использовать соответствующие переходники и заряжать различные приборы. С правилами подбора солнечных батарей для обустройства частного дома или дачи ознакомит следующая статья , посвященная этому интересному вопросу.

Чтобы получить визуальное представление о солнечных зарядных устройствах и принципах их работы, предлагаем посмотреть нашу подборку видеоматериалов:. Практические советы и подсказки, как выбрать зарядку для различных устройств. Заглянуть внутрь и изучить схему моноблока можно вместе с автором этого видеоролика:.

Спасибо техническому прогрессу и светлым головам изобретателей, которые сделали доступной энергию солнца для рядовых пользователей. Благодаря таким зарядным устройствам можно не беспокоиться о том, что на отдыхе в нужный момент вы останетесь без связи с цивилизацией. Ну, а если с подбором девайса возникли сложности, всегда можно обратиться за консультацией к профессионалам, разбирающимся в электрике.

Расскажите о том, как использовали солнечную зарядку в походных условиях, на пикнике или в дороге. Пишите, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке. Задавайте вопросы, делитесь впечатлениями и полезными сведениями по теме, публикуйте фотоснимки. Летом часто хожу в походы на неделю-две.

Прикупил еще весной зарядку в виде моноблока для подзарядки фотоаппарата и телефона. На переходах крепил в верху рюкзака, набирала хоть и медленнее, чем на привале, но зато все время. Запасной пауэрбанк я все равно беру на случай дождя, но общий вес укладки сократился, плюс могу пользоваться теперь телефоном больше, например, читаю вечером. Почитал я статью, и до сих пор беспокоит вопрос: а чем же так не угодили современные power-банки? Они и места меньше занимают, и отдача энергии у них достаточно быстрая и не требует специальных условий например, прямых солнечных лучей.

К тому же они широко распространены, в любом магазине электроники их можно найти, а вот ЗУ на солнечной батарее я встречаю редко, только в специализированных центрах. Понятно, что это полезно для экологии и не требует подпитки из розетки. Но ждать солнечную погоду, особенно в широтах Северо-запада СПб, Мурманск , да ещё и осенью-зимой… Ну вот совсем не вариант.

А вот для поездки за границу, да ещё и для турпохода, я бы такую эко-зарядку прикупил! Могу ответить, чем не угодили: небольшим запасом заряда. Пауэрбэнка, даже с большим объемом, на все устройства, если окажетесь вдали от цивилизации на пару недель, и на смартфон не хватит.

Устройство, способное черпать энергию от солнца, более продуктивно. Хотя бы потому, что когда за спиной рюкзак за 30 кг. Ну не знаю. Конечно, солнечные батареи — это будущее, тут сомнений у меня нет. Но на данный момент они еще излишне дороги при сомнительной эффективности.

Семен, вопрос массовости не только ценой решается, но и потребностью в таких устройствах. Действительно, чтобы разок телефон подзарядить, достаточно и пауэрбанка — он и проще. А вот если вы, например, идете на сплав, или в горы на неделю, то здесь пауэрбанков не напасешься, а солнечные батареи как раз решают вопрос.

Но вы правы, в такие экстремальные приключения народ не отправляется массово. Проверил специалист: Амир Гумаров. Содержание статьи: Что такое зарядка на солнечных батареях? Конструктивные особенности прибора Принцип работы устройства Виды солнечных зарядок Как выбрать подходящий вариант?

Основные параметры и приятные дополнения Общие рекомендации по эксплуатации ЗУ Как сделать зарядное устройство своими руками? Выводы и полезное видео по теме. Всего пару лет назад солнечные зарядные устройства были достаточно дорогими приборами, а сегодня — это массовый продукт с доступной ценой. Если купить устройство с возможностью подключения к электросети, можно значительно сэкономить время на накопление заряда при пасмурной погоде. Моноблоки удобны для повседневной жизни — много места они не занимают и могут заряжаться не только от солнца, а и во время работы на ноутбуке или компьютере.

Во время движения гибкую панель можно компактно сложить и поместить в багажник или прикрепить на крышу автомобиля, а на привале — просто расстелить под солнечными лучами. Если на устройстве предусмотрено несколько USB портов, можно одновременно подключать и заряжать различные приборы, главное, чтобы позволяла мощность батареи.

Устройство для зарядки на солнечных батареях

Приветствую всех радиолюбителей! На связи AndReas и сегодня я вам поведаю о полезном устройстве для всех ваших мобильных, переносных, портативных и прочих гаджетов, которыми вы каждодневно… нет, ежеминутно пользуетесь. А речь пойдёт о зарядном устройстве на солнечных батареях или по-другому, Power Bank , которое вполне реально и недорого можно собрать своими руками. Не надо говорить, что подобные устройства сейчас очень востребованы и популярны. Для тех, у кого не лежит душа к конструированию этого портативного Power Bank или кто просто не хочет возиться, в конце статьи есть возможность заказать уже готовый девайс заводского изготовления в стильном корпусе.

Солнечная батарея — устройство для преобразования энергии солнца в на выходе ниже допустимого и схема зарядки прекращает работу, считая, что.

Зарядное устройство на солнечных батареях

Солнечные технологии — преобразования энергии света в электричество, стали очень популярны в наши дни, и их число растет день ото дня. Солнечные батареи и зарядные устройства на солнечных батареях используют не только вокруг нас, в мобильных приборах, но и на космических станциях, где нет электроэнергии. Отметим, что солнечные батареи все еще считаются перспективной технологией получения электроэнергии, поэтому в новостях довольно часто мелькают сюжеты о создании принципиально новых систем. Если вы хотите оставаться в курсе последних событий, то мы рекомендуем посетить новостной портал news-hit. Здесь также рассказывают о важных мировых происшествиях. Схема, показанная здесь — это очень эффективное и простое автоматическое зарядное устройство, которое может быть использовано для зарядки 12 вольтовых свинцово-кислотных аккумуляторов от солнечных батарей. Их можно взять любые готовые стандартные. Схема собрана с использованием микросхемы LMT — интегрального регулятора-стабилизатора напряжения.

Как сделать самодельную зарядку на солнечных батареях

Сегодня в тренде технологии, которые позволяют экономить электроэнергию и являются экологически чистыми. Очень многие люди предпочитают использовать солнечные батареи для самых разнообразных целей. Такому устройству всегда найдется применение в домашнем обиходе. Например, для той же зарядки мобильного телефона. Такое зарядное устройство на солнечных батареях своими руками может сделать каждый человек, и наша статья поможет вам в этом.

Сейчас уже трудно представить свою жизнь без мобильного телефона.

Зарядное устройство на солнечных батареях: виды и способы использования

Регуляторы заряда аккумуляторов от солнечных батарей

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение. Конструирование зарядного устройства. Основная часть……………………………………………………………… 5. Солнечная батарея и получение солнечной энергии…………………5. Компоненты зарядного устройства на основе солнечных батарей. Практическая часть……………………………………………………….. Изготовление корпуса для зарядного устройства……………………9.

Электрическая схема локального светильника на солнечной батарее и одном а также ограничение тока в устройстве зарядки от солнечной батареи.

Портативная зарядка на солнечных батареях в кармане

Нам пришло немало вопросов о том, как можно сделать солнечную зарядку для телефона своими руками. Это популярный вопрос среди пользователей, поскольку многие в летнее время уезжают на дачу или просто на отдых на природу, где нет бытовой электрической сети. Поэтому остро становится проблема зарядки телефона.

Зарядное устройство от солнечной батареи своими руками

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: ✅Солнечная электростанция своими руками 💡Подробная инструкция сборки, альтернативная энергетика

Удобство и преимущества гелиозарядок уже давно оценены по достоинству миллионами пользователей. Причем особенно большим спросом пользуются модели для мобильных телефонов. Это вполне естественно, ведь ноутбук, планшет или фотокамеру носят с собой далеко не все люди, а вот мобильный телефон есть у каждого. И этот телефон нуждается в постоянном пополнении аккумулятора.

При отсутствии доступных источников электропитания решить проблему поможет солнечное зарядное устройство для мобильных гаджетов. Возможность использовать абсолютно бесплатный и неиссякаемый источник энергии привлекательна сама по себе, а когда в этом имеется насущная необходимость, интерес к подобным устройствам возрастает многократно. Рассмотрим зарядное устройство с солнечной батареей внимательнее. С этой целью разработаны специализированные устройства, преобразующие солнечную энергию в электроток, питающий аккумуляторы телефона или иного подобного устройства.

Регуляторы заряда аккумуляторов от солнечных батарей

Аккумуляторные батареи

Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи фактически состоят из нескольких отдельных элементов, соединенных последовательно. Каждый элемент, развивающий напряжение до 2 В, содержит две свинцовые пластины, помещенные в слабый раствор серной кислоты. При протекании электрического тока через элемент происходит обратимая электрохимическая реакция, и в элементе запасается электрическая энергия, которую при необходимости можно впоследствии использовать.

Несмотря на кажущуюся простоту, в действительности процесс зарядки аккумуляторной батареи достаточно сложен. Батарея свинцово-кислотных аккумуляторов является чувствительным электрическим устройством, требующим бережного отношения, особенно при зарядке. В подтверждение этого проследим за различными стадиями типичного зарядного цикла.

Заряд аккумуляторной батареи начинается при приложении напряжения к пластинам элемента, в результате чего через него начинает протекать электрический ток. Он приводит к возникновений электрохимической реакции, изменяющей химический состав пластин и электролита аккумуляторного элемента. Скорость этой реакции зависит от величины зарядного тока. Чем больше ток, тем быстрее протекает реакция. В конечном счете именно заряд, связанный с этим током, запасается в элементе для последующего использования.

Аккумуляторная батарея накапливает все больший заряд, и в конце концов наступает насыщение. По существу химическая реакция стабилизируется или уравновешивается, и дальнейшее накопление заряда прекращается. Равновесие наступает, когда большинство сульфатных ионов, которые были поглощены из раствора серной кислоты свинцовыми пластинами во время цикла разряда батареи, возвращается из пластин в раствор.

При этом пластины снова приобретают металлические свойства и начинают вести себя, как электроды, помещенные в водный раствор (прекрасную среду для электролиза). Зарядный ток начинает разлагать воду в электролите на элементарные составляющие (водород и кислород).

Этот процесс можно заметить, даже не зная о его существовании, наблюдая так называемое «кипение» батареи. Термин этот ошибочно используют из-за внешнего сходства пробулькивания пузырьков газа при электролизе с кипением.

Правильнее этот эффект называть газовыделением. Газовыделение начинается, когда в батарее запасено около 70—80 % полного заряда. Если бы батарея заряжалась с прежней скоростью, газовыделение привело бы к повреждению аккумуляторных элементов.

Однако скорость электролиза, вызывающего газовыделение, пропорциональна току, протекающему через элемент. Чем меньше ток, тем медленнее разлагается вода и слабее выделение газа. Можно существенно уменьшить разрушительные последствия выделения газа, снизив зарядный ток при появлении признаков газовыделения. Хотя оно полностью прекращается только в отсутствие тока, величину зарядного тока можно снизить до такого уровня, чтобы не ухудшить качество батареи при накоплении заряда. На последнем этапе заряда аккумуляторную батарею заряжают током, величина которого обычно составляет небольшую часть начального зарядового тока. Этим током медленно заряжают батарею и тем самым предотвращают интенсивное выделение газа.

После полного заряда аккумуляторной батареи ее можно отключить от источника питания. Из-за наличия примесей в электролите и изменения химического состава пластин в аккумуляторных элементах возникают внутренние токи, уменьшающие со временем накопленный заряд. В конечном итоге аккумуляторная батарея саморазрядится.

Очевидно, что ток, необходимый для заряда аккумуляторной батареи, зависит от степени заряженности аккумуляторных элементов. Отсюда вытекает необходимость создания регулятора заряда, оценивающего состояние разряженности батареи и в зависимости от него управляющего зарядным током. Известны три способа заряда свинцово-кислотных аккумуляторов. При заряде от солнечных элементов наиболее пригоден способ с двухступенчатым зарядным циклом (рис. 1).

Прежде всего предположим, что аккумуляторная батарея полностью разряжена. Начнем пропускать ток через элементы. Поскольку зарядный цикл аккумуляторной батареи должен соответствовать периоду генерации солнечными элементами полезной электрической мощности, желательно, чтобы заряд батареи происходил за возможно кратчайшее время.

Оптимальным режимом заряда будет такой, при котором выделение газа начнется примерно через 4 ч после начала заряда батареи. Это время соответствует наибольшей интенсивности солнечного излучения в светлое время суток, обычно в интервале 10—14 ч. Независимо от сезонных изменений и погодных условий именно в это время суток можно достичь максимальной отдачи от солнечных элементов.

Этому времени заряда численно соответствует зарядный ток величиной 20 А на каждые 100 А-ч емкости батареи, если, конечно, солнечные элементы позволяют получать такой ток. Например, батарея емкостью 75 А-ч должна заряжаться током 15 А. После 4-часового заряда при фиксированной скорости до начала газовыделения в батарее будет запасено 80 % полного заряда. На следующем этапе необходимо снизить зарядный ток до более низкого уровня.

Рис. 1

Величина этого тока обычно составляет 2—5 % емкости батареи. Для взятой в качестве примера батареи емкостью 75 А-ч зарядный ток на конечном этапе заряда может составлять 1,5—3,75 А. В зависимости от выбранного тока потребуется еще 4—10 ч для окончательного заряда аккумуляторной батареи.

При такой скорости для полного заряда батареи требуется более 1 сут. Однако в совершенных энергетических устройствах аккумуляторные батареи обычно находятся в полностью заряженном состоянии большую часть времени эксплуатации, а их полная разрядка встречается крайне редко.

После окончательного заряда аккумуляторной батареи рекомендуется дополнительно подать на нее ток резервного (компенсационного) подзаряда. Величина этого тока обычно составляет 1—2 % полной емкости аккумуляторной батареи. Этот дополнительный третий этап заряда батареи усложняет конструкцию регулятора заряда.

Выйти из положения можно, объединив второй и третий этапы заряда, используя в качестве конечного тока или резервного подза-рядного тока один и тот же ток, значение которого составляет 2 % от емкости батареи. В результате упрощается конструкция регулятора и повышается его надежность.

Для нормальной работы регулятора заряда, удовлетворяющего перечисленным выше требованиям к зарядному току, необходимо иметь сведения о степени зараженности аккумуляторной батареи в любой момент времени.

К счастью, сама батарея дает ключ к решению этой проблемы: имеется надежно установленное соотношение между количеством запасенного в батарее заряда и напряжением на ней. Как видно из рис. 2, это отношение почти всегда линейно.

Рис. 2

Интересующая нас область заряда лежит в пределах 70—80 % от полного заряда батареи. Именно при достижении такой степени заряженности начинается газовыделение и необходимо изменить зарядный ток. Для 12-вольтовой батареи в этой точке напряжение составляет 12,6 В. Полностью заряженная батарея развивает напряжение 13,2 В.

Определяя напряжение на батарее, можно регулировать зарядный ток. Если напряжение ниже 12,6 В, то аккумуляторные элементы содержат менее 80 % заряда и регулятор выдает полный зарядный ток. Когда же напряжение на батарее поднимается выше 12,6 В, необходимо снизить зарядный ток до уровня подпитывающего тока.

Принципиальная схема мощного регулятора зарядного тока

За напряжением на батарее следит специальное устройство (компаратор), которое представляет собой не что иное, как обычный усилитель с очень большим коэффициентом усиления. Действительно, компаратор, включенный в схему, представленную на рис. 3, можно использовать как операционный усилитель.

Компаратор сравнивает два напряжения—измеряемое и опорное, подаваемое на его входы. На инвертирующий вход компаратора (—) подается опорное напряжение со стабилитрона D2. Этим напряжением задается уровень срабатывания устройства.

Рис. 3

Напряжение батареи делится резисторами R1, и R2 так, чтобы оно приблизительно равнялось напряжению стабилизации диода D2. Напряжение, поделенное резисторами, подается на неинвертирующий вход (+) компаратора с движка потенциометра точной настройки порога переключения.

Если напряжение аккумуляторной батареи уменьшится настолько, что сигнал на неинвертирующем входе опустится ниже предела, определяемого диодом D2, на выходе компаратора установится отрицательное напряжение. Если же напряжение батареи поднимается выше опорного, на выходе компаратора установится положительное напряжение. Переключение знака напряжения на выходе компаратора и будет обеспечивать необходимое регулирование зарядного тока.

Зарядный ток регулируется с помощью электромагнитного реле. Реле управляется через транзистор Q1 выходным напряжением компаратора. Отрицательное напряжение на выходе компаратора означает, что батарея разряжена и требуется полный зарядный ток (транзистор Q1 закрыт). Следовательно, коллекторный ток равен нулю и реле выключено.

Нормально замкнутые контакты реле шунтируют токоограничительный резистор Rs. Когда реле выключено, резистор исключен из цепи и полный ток от солнечных элементов поступает на аккумуляторную батарею.

С увеличением степени заряженности возрастает напряжение на аккумуляторной батарее. Выделение газа начинается, когда напряжение достигнет 12,6 В. Компаратор, настроенный на этот уровень, переключается (на выходе компаратора — плюс). Транзистор открывается, и коллекторный ток включает реле. Контакты реле, шунтировавшие резистор Rs, размыкаются.

Рис. 4

Теперь зарядный ток от солнечных элементов должен преодолеть сопротивление ограничивающего резистора. Номинал этого резистора выбирается таким, чтобы величина зарядного тока составила 2 % от емкости батареи. В таблице на рис. 4 представлены значения Rs в зависимости от емкости аккумуляторной батареи.

Вблизи напряжения переключения компаратора имеется некоторая неопределенность. Пусть, например, напряжение на батарее поднялось до 12,6 В, превысив порог срабатывания. В обычных условиях при этом изменится выходное напряжение компаратора, сработает реле и уменьшится зарядный ток. Однако выходное напряжение аккумуляторной батареи зависит? не только от степени заряженности, но и от других факторов, и поэтому не так уж и редко наблюдается небольшое снижение напряжения после выключения большого зарядного тока. Вполне вероятно, например, снижение напряжения на несколько сотых долей вольта (до 12,55 В). Как в этом случае будет работать схема?

Очевидно, что компаратор переключится обратно и восстановится режим большого зарядного тока. Поскольку напряжение на аккумуляторной батарее очень близко к 12,6 В, то резкий рост тока несомненно вызовет скачок напряжения до уровня, превышающего 12,6 В. В результате реле снова выключится.

В этих условиях будет происходить переключение компаратора туда и обратно вблизи напряжения срабатывания. Для исключения этого нежелательного эффекта, называемого «рысканием», в усилитель вводится небольшая положительная обратная связь с помощью резистора R4, создающая гистерезисную зону нечувствительности.

При наличии гистерезиса для срабатывания компаратора требуется большее изменение напряжения, чем раньше. Как и прежде, компаратор переключится при 12,6 В, но для его возвращения в исходное состояние напряжение на аккумуляторной батарее должно снизиться до 12,5 В. Тем самым колебательный эффект исключается.

Последовательное включение диода D1 в зарядную цепь предохраняет аккумуляторную батарею от разряда через солнечные элементы в темное время суток (ночью). Этот диод предотвращает также потребление энергии регулятором заряда от аккумуляторной батареи. Регулятор полностью питается от солнечных элементов. В регулятор заряда введено индикаторное устройство, предназначенное для отображения режима работы регулятора в любой момент времени. Хотя индикатор не является необходимой частью устройства (регулятор будет работать и без него), тем не менее его наличие повышает удобство работы с регулятором.

Индикаторное устройство (рис. 3) состоит из двух компараторов и двух светоизлучающих диодов (СД). Инвертирующий вход одного компаратора и неинвертирующий — другого соединены со стабилитроном, вырабатывающим опорное напряжение. Остальные входы компараторов соединены с выходом компаратора, управляющего зарядным током.

Верхний компаратор срабатывает и включает светодиод СД1, когда регулятор работает в режиме большого зарядного тока. Если регулятор переключается в режим подпитывающего тока, верхний компаратор выключается, а нижний срабатывает и включает светодиод СД2.

Регулятор заряда монтируется на печатной плате (рис. 5), размещение компонентов схемы на которой показано на рис. 6. Особое внимание следует обратить на размещение полупроводниковых элементов (во избежание ошибочного подключения выводов). Законченная схема размещается в любом (желательно водонепроницаемом)’ рорпусе. Для этих целей вполне подойдет небольшая пластмассовая коробочка.

Если корпус непрозрачен, для индикации режимов работы следует просверлить в его крышке отверстие для светодиодов. Необходимо также сделать отверстие сбоку корпуса для вывода соединительных проводников,

Рис. 5

Рис. 6

Описанный регулятор может управлять зарядным током около 5 А. Его величина ограничивается свойствами контактор используемого электромагнитного реле.

Контакты реле рассчитаны на ток до ЗА, и вполне естественным является вопрос, почему рекомендовано использовать их до 5 А. Этому можно дать следующее объяснение. Когда контакты размыкают цепь, между ними обычно возникает небольшая электрическая дуга. Дуга приводит к явлениям, аналогичным электросварке, и на поверхности контактов появляются выемки. Чем больше протекающий ток, тем сильнее воздействие электрической дуги.

Для предотвращения подобного процесса в схеме описываемого регулятора контакты реле зашунтированы небольшим сопротивлением. Поэтому значительная часть энергии поглощается резистором, а не рассеивается в электрической дуге. Таким образом контакты, не разрушаясь, могут регулировать токи, превышающие номинальный.

Рис, 7

Если требуется увеличить регулируемый ток, в схеме необходимо использовать более мощное реле, включаемое контактами слаботочного реле, как это показано на рис. 7.

Для установки второго реле в рисунок печатной платы необходимо внести соответствующие изменения.

Начните со снятия перемычек, идущих к контактам реле. Тем самым контакты отключаются от токоограничивающего резистора. Теперь используйте эти контакты для управления более мощным реле. Необходимо также заменить диод D1 и токоограничительный резистор Rs на диод и резистор, выдерживающие большие токи. Разумнее разместить оба этих элемента вне платы рядом с реле, поскольку они рассеивают больше тепла, чем прежние элементы схемы. Аккумуляторную батарею и солнечные элементы соедините непосредственно с мощным реле с помощью толстых проводников, а с помощью тонких проводников подайте питание на схему регулятора с положительного вывода солнечных элементов.

Возможен такой случай, когда электрической энергии небольшой солнечной батареи не хватит даже для питания реле. Тогда реле можно просто заменить транзистором. С этой целью можно убрать реле RL1 и управляющий им транзистор Q1 и подключить к резистору Rs p-n-p транзистор, а его базу — к резистору R5.

На рис. 8 приведена электрическая схема после полной модификации.

Рис. 8

Когда напряжение на выходе компаратора положительно, транзистор включен и полный зарядный ток течет к батарее. Когда регулятор переключается в режим подпитывающего заряда, напряжение на выходе компаратора становится отрицательным, транзистор запирается и зарядный ток теперь течет только через резистор Rs в обход транзистора.

Преимущество данной схемы перед релейной в том, что ее работа не ограничивается напряжением 12 В. Устройство может регулировать зарядку батарей, рассчитанных на напряжения 3—30 В. Конечно, необходимо изменить номиналы резисторов R1 и R2 и тип диода D2, чтобы сблизить значения напряжения, падающего на потенциометре ѴR1 и опорного на стабилитроне. Ток ограничивается значением около 250 мА,

Рис. 9

Радиатором, позволяющим отвести избыточное тепло от используемого транзистора, служит сама печатная плата. Теплоотводящая площадка формируется с обратной стороны платы и не требует никакой изоляции. Для подключения регулятора необходимо сделать только четыре соединения. Два — к положительному и отрицательному выводам солнечной батареи и два соответственно к положительному и отрицательному зажимам аккумуляторной батареи. После установки регулятора в зарядное устройство необходимо откалибровать схему и, в частности, отрегулировать ее чувствительность к изменению напряжения так, чтобы ток переключался в нужный момент Для этого сначала пусть батарея слегка разрядится. Затем движок потенциометра VR1 поворачивается по часовой стрелке до упора 1). При этом контакты реле замкнутся.

Напряжение на батарее по мере подзаряда контролируется о помощью вольтметра. Когда оно достигнет 12,6 В, движок потенциометра VR1 вращается в обратную сторону до тех пор, пока не выключится реле. Это будет соответствовать «подпитывающему» заряду. К сожалению, зарядное напряжение батареи зависит и от ее температуры. Чем холоднее батарея, тем большее напряжение требуется для заряда. Тем самым изменяется пороговое напряжение, при котором должен срабатывать регулятор. График на рис. 9 показывает зависимость напряжения срабатывания от температуры.

Ошибкой в установке напряжения срабатывания можно в принципе пренебречь. Если температура батареи во время заряда будет относительно стабильной и положительной, что можно обеспечить тем или иным способом, например хорошо укрыв ее, то небольшие температурные изменения практически не повлияют на работу регулятора.

Список деталей

Мощный регулятор

Резисторы

R1, R2 — 33 кОм

R3 — 510 Ом

R4 — 1 МОм

R5, R8 — 1 кОм

R6, R7 — 470 Ом

R — см. рис. 4

Полупроводники

D1 — 1N5400

D2 — 1NГ4735

IС1 — LM339

СД1, СД2 — индикаторы

Q1 — 2N2222

Остальные детали

RL1 — реле Radio Shack 275-247)

VR1 — 50 кОм, потенциометр

Маломощный регулятор

Резисторы

R1, R2—33 кОм

R3—510 Ом

R4—1 мОм

R5, R8—1 кОм

R6, R7—480 Ом

R — 100 Ом

Полупроводники

D1 — Ш4001

D2 — 1N4735

IC1 — LM339

СД1, СД2 — индикаторы

Q1 — ECG 187

Остальные детали

VR1 — 50 кОм, потенциометр

Литература: Байерс Т. 20 конструкций с солнечными элементами: Пер. с англ.— М.: Мир, 1988 год.

Солнечные батареи для яхты | ЭлектроФорс

Стоимость электрической энергии на катере или яхте очень высока. Особенно, если во время стоянки владелец заряжает аккумуляторы двигателем, на котором не установлен ни внешний регулятор напряжения ни DC-DС зарядное устройство. В этом случае любое оборудование, вырабатывающее электричество дешевле, чем ДВС становится экономически выгодным и быстро окупается.

Содержание статьи

Типы солнечных панелей

Солнечные батареи преобразуют в электричество бесплатный свет солнца, а с учетом того, что цена полупроводников, из которых они сделаны, с каждым годом снижается на яхте или катере панели окупаются в течении нескольких месяцев — года. Их экономически выгодно устанавливать на лодку как можно больше. Однако результат разочарует, если не правильно подобрать мощность батарей или смонтировать их не в тех местах.На катерах и яхтах используется три типа солнечных панелей:

В монокристаллических панелях каждая ячейка вырезана из одного кристалла кремния. Хотя некоторые полугибкие модели также используют монокристаллические ячейки, как правило панели этого типа жесткие и не переносят изгибов. Коэффициент преобразования света в электрическую энергию у них достигает 22%, но чаще всего составляет 16 — 18%.

У большинства монокристаллических панелей сплошная жесткая задняя стенка. Недавно появились двухсторонние модели, позволяющие собирать свет обоими сторонами. Это удобно, когда под панелью расположена отражающая поверхность, например, белая верхняя часть кабины.


Эффективность ячеек, %	22,2-22,4
Мощность в рабочей точке (Pmpp), Wp	310
Напряжение холостого хода (Uoc), B	23,1
Напряжение в рабочей точке (Umpp), B	18,8
Ток в рабочей точке (Impp), А	16,46
Ток короткого замыкания, (Isc), A	17.54
Тип	Монокристаллические. Гибкие. Материал поверхности ETFE или PET

В поликристаллических солнечных батареях каждая ячейка состоит из нескольких небольших кристаллов. Такие панели менее эффективны, чем монокристаллические, особенно при низких уровнях освещенности, но зато легче и дешевле.

Во время производства аморфных пластин, испаренный кремний осаждается на подложке. Аморфные панели самые дешевые и очень гибкие, однако их эффективность наименьшая.

Каждая кремниевая ячейка, независимо от размера, при попадании на нее прямого солнечного света создает напряжение около 0,6 вольт. Напряжение всей батареи можно приблизительно определить умножив 0,6 на количество ячеек. Например, напряжение солнечной панели, состоящей из 30 ячеек — 18,0 вольт.

Выходной ток ячейки зависит от ее типа, качества и площади занимаемой поверхности. Поэтому чтобы получить одинаковую выходную мощность с помощью аморфных и монокристаллических панелей, аморфными придется занять в два раза большую площадь. Кроме того, мощность аморфных батарей примерно на 10% меньше номинальной в течение одного – двух лет после производства. В дальнейшем она стабилизируется.

Характеристики солнечных батарей

В спецификации на солнечную батарею производитель указывает следующие характеристики:

Voc — напряжение разомкнутой цепи. Это напряжение отсоединенной от аккумулятора солнечной батареи
Isc — ток короткого замыкания. Максимальный ток, который выдает панель, если замкнуть между собой ее клеммы. Выходное напряжение батареи в этом случае равно нулю
Imp — максимальный ток нагрузки
Vmp — напряжение при максимальной мощности
Pmax — максимальная мощность солнечной батареи. Это произведение двух предыдущих параметров. Иногда приводят только максимальную мощность и соответствующее напряжение на нагрузке. В этом случае ток нагрузки можно найти, разделив мощность на напряжение.

Ни одна из приведенных характеристик не описывает реальную производительность солнечной батареи – выходной ток при напряжении зарядки аккумулятора

Напряжение панели при максимальной мощности зависит от количества ячеек и их температуры. Оно всегда выше, чем рекомендуемое напряжение зарядки, но при подключении к аккумулятору снижается. Из-за этого даже при стандартных условиях тестирования выходная мощность при напряжении зарядки аккумулятора всегда меньше номинальной на 20-25%.

Солнечные батареи испытывают в стандартных условиях. С точки зрения владельца катера или яхты наиболее важные из них — это предположение о том, что лучи солнца падают на батарею под углом 90 градусов, а ее температура составляет 25 ° C. Результаты испытаний изображают в виде вольтамперной характеристики. Иногда производители приводят данные для нескольких разных температур. Максимальная мощность солнечной батареи соответствует изгибу вольтамперной характеристики при 25 ° C.

Два способа подключения солнечных панелей к электрической системе катера или яхты. Слева — распределительная коробка обеспечивает безопасное и надежное электрическое соединение и гарантированно выдерживает атмосферные воздействия. Устанавливается с тыльной стороны панели. Если предполагается поверхностный монтаж, распределительную коробку можно установлена на передней стороне панели. Справа — два кабеля с силиконовой изоляцией и пластиковый кабельный ввод, расположены сзади панели. Электрическая полярность четко указана цветом изоляции.

Альтернатива распределительной коробке.

Точно узнать насколько падает мощность, можно если измерить ток, отдаваемый солнечной батареей во время зарядки аккумулятора. Например, 50-ваттная панель с номинальным напряжением 17 вольт обеспечивает ток 2,94 ампера (Вт / вольт = ампер). По вольтамперной характеристике при температуре 25-градусов находим, что при напряжении 13,0 вольт выходной ток солнечной батареи составляет 3,0 А (Напряжение 13 вольт подходит для зарядки разряженного аккумулятора и аккумулятора с подключенной нагрузкой). Хотя выходной ток изменился незначительно по сравнению со значением при номинальном напряжении, выходная мощность снизилась до 13,0 вольт × 3,0 ампер = 39 Вт. Это на 22% меньше номинальной мощности.

Существуют и другие потери, которые необходимо учесть перед установкой солнечных батарей на яхту или катер. На суше панели монтируют на опорах, расположенных под углом к горизонту. В этом случае на поверхность попадает максимальное количество лучей солнца. Но если таким образом установить панели на катере или яхте, после каждого поворота они будут терять солнце. Чтобы избежать этого панели на лодках почти всегда устанавливают в фиксированном месте горизонтально. Однако даже в тропиках солнечный полдень (время, когда солнце находится прямо над головой) продолжается всего несколько часов в день. В остальное время лучи солнца падают на панель при меньших углах и количество передаваемой ими энергии заметно уменьшается.

Мощность солнечных панелей

Связь между температурой и мощностью для трех солнечных панелей. Кривые представляют максимальную выходную мощность при ярком солнечном свете, а не реалистичный выход в нормальных условиях эксплуатации.

При температуре поверхности 50 ° C выход панели с 36 ячейками уменьшается на 15 вольт, а на 30-элементной панели на 11 вольт. Это слишком мало для эффективной зарядки аккумулятора в жарком климате.

Реальная мощность панели снижается еще больше, если облако заслоняет солнце или на поверхность батареи падает тень от такелажа, парусов или мачты. Даже частичное затенение одной ячейки в цепи соединенных последовательно значительно уменьшает выходной ток.

Резкие тени влияют на выходную мощность сильнее, чем тени с нечеткими краями. Если на ячейках не установлены шунтирующие диоды, то резкая тень на одной ячейке уменьшит выходной ток всей панели пропорционально затененной площади (например, 50% затенения только одной ячейки снизят выход всей панели на 50%). Ячейка, оказавшаяся в тени, потребляет ток от соседних и перегревается.

Шунтирующие диоды уменьшают проблемы от затенения. Они изолируют попавшую в тень ячейку и останавливают развитие «горячих точек». Однако каждая изъятая из общей цепи ячейка уменьшает напряжение всей панели. Поскольку из-за нагрева выходное напряжение панели снижается, то может возникнуть ситуация, когда оно окажется ниже уровня пригодного для зарядки аккумулятора. В этом случае выгода от шунтирующих диодов исчезает.

Резких теней, падающих на поверхность солнечной батареи на яхте или катере необходимо избегать

Даже в солнечном климате, энергия, реально генерируемая панелью в течении дня, редко превышает уровень 4-5 часов работы при максимальной мощности. Часто это значение еще меньше. Расчеты лучше основывать на предположение, что дневная выработка электричества соответствует 3-4 часам работы батареи на номинальной мощности.

Такой способ сопоставления реальной энергии, вырабатываемой солнечной батареей с максимальной называется пиковыми солнечными часами — Peak Solar Hours (PSH). Существуют веб-сайты, которые рассчитывают PSH для разных частей света и для разных периодов года. Однако почти все они предполагают, что солнечные панели установлены под углом к горизонту и на них не падает тень. В этом случае PSH получается значительно завышенным. Поскольку реалистичная оценка PSH – 3, то число, получаемое от онлайн-калькулятора, необходимо уменьшить минимум на 30%.

6-ваттная солнечная панель, работающая 3 часа в день, в 12-вольтовой электрической системе произведет 18 Втч = 1,5 ампер-часа электрической энергии в день. 30-ваттная — 90 ватт-час или 7,5 ампер-часов в день (количество ампер-часов в день при напряжении 12,0 вольт = номинальная мощность / 4). Если ежедневное потребление электрической энергии известно, например, 60 ампер-часов при напряжении 12 вольт, то мощность солнечной панели определяют умножив ампер-часы на 4 (60 Ач × 4 = 240 Вт)

Напряжение солнечной батареи

Выходное напряжение и сила тока солнечной батареи относительно «солнечного полдня». Напряжение падает при повышении температуры в солнечный полдень и в начале дня. Солнечная батарея работает на номинальной мощности в течении небольшого промежутка времени. Выходную мощность панели можно увеличить, если регулировать ее положение в течении дня

Чтобы заряжать аккумулятор, напряжение солнечной батареи, как и любого другого зарядного устройства, должно быть выше напряжения аккумулятора. Причем разность должна существовать даже в том случае, когда напряжение аккумулятора вырастает до 14,0 вольт.

12-вольтовая солнечная панель, состоящая из 30 — 44 ячеек, при разомкнутой цепи обеспечивает номинальное напряжение от 18,0 до 26,0 вольт. На первый взгляд этого достаточно для зарядки аккумулятора. На самом деле это не всегда так.

В «солнечный полдень» черный кремний в солнечной батарее нагревается. Если температура панели превысит 25 ° C, то ее выходное напряжение уменьшится по сравнению с номинальным — 1,0 вольт на каждые 12 ° — 15 ° C роста температуры. При температуре поверхности 50 ° C выходное напряжение панели с 30 ячейками упадет до 13,3 вольт. У панели с 33 ячейками до 14,8 вольт, а у панели с 36 ячейками — до 16,3 вольт.

Гибкие солнечные панели установлены на крыше катера. Модули изготовлены под заказ, поэтому точно вписались в место, выбранное заказчиком

Скорость заряда аккумуляторов, подключенных к солнечной батарее с 30 ячейками будет постоянно снижаться, поскольку напряжение на аккумуляторах будет расти, и такая панель не зарядит полностью аккумулятор.

Солнечные батареи, уложенные горизонтально, нагреваются сильнее — между их задней стороной и основанием на котором они установлены нет воздушного зазора. Чтобы компенсировать повышенное падение напряжения, в них увеличивают количество ячеек. В некоторых моделях до 42 штук.

Во время установки в цепь панели иногда добавляют блокирующий диод в дополнение к шунтирующим диодам, описанным ранее. На блокирующем диоде дополнительно падает около 0,6 вольт. Из-за этого 30-элементная панель с блокирующим диодом, особенно в жарком климате, плохо заряжает аккумуляторы. Эффективность панели с 33 ячейками также снижается по мере роста напряжения аккумуляторной батареи.

В южном климате для зарядки аккумуляторов в панели должно быть, как минимум 30 ячеек. 33-элементная солнечная батарея будет давать достаточное напряжение для зарядки, но запас на потери (падение напряжения на диодах, в кабелях, соединениях и плохой солнечный свет) у нее будет небольшой. Панель с 36 ячейками справится с зарядкой аккумуляторов практически в любой ситуации. В умеренном климате панель с 33 ячейками выдает подходящее для зарядки аккумуляторов напряжение всегда, кроме самых жарких дней.

Для эффективной зарядки аккумулятора в жарком климате минимальное напряжение панели (при стандартных условиях испытания), после вычитания падения напряжения на диодах должно составлять 16,0 — 17,0 В. В умеренном климате — 15,0 до 16,0 вольт.

Регуляторы напряжения солнечных батарей

По мере заряда аккумулятора саморегулируемая солнечная панель, состоящая из 30 ячеек уменьшает выходной ток. Если учесть нагрев панели в жарком климате, падение напряжения в блокирующем диоде и на других участках цепи, саморегулирующаяся солнечная панель будет плохо заряжать аккумуляторы независимо от ее номинальной мощности. Для эффективной зарядки требуется больше ячеек.

Pricing table with an Table ID of «classic-blue_11» is not defined.

Но панель, которая поддерживает напряжение, подходящее для зарядки аккумуляторов, медленно перезарядит их, в то время, пока катер или яхта не используются. Критическая точка возникает, если номинальная мощность панели при напряжении 14,0 вольт превышает 0,5% от емкости аккумуляторной батареи (например, панель с выходным током 1 А, подключена к аккумулятору емкостью 200 Ач).

Если мощность панели выше, необходимо установить регулятор напряжения или отключать панель, когда лодка остается на стоянке. Из-за чрезвычайной чувствительности литий-ионных аккумуляторов к перезарядке любая солнечная панель, используемая с любой литий-ионной батареей, всегда должна иметь регулятор напряжения.

Дешевый регулятор состоит из простой цепи, измеряющей напряжение, и реле. Когда напряжение достигает заданного значения, реле срабатывает и отключает солнечную батарею от аккумуляторов. Другие регуляторы переключают выход солнечных панелей на резистор (шунтирующий регулятор) или на нагрузку, например, водонагреватель (регулятор переадресации).

Более сложные регуляторы напряжения солнечных батарей имеют многоступенчатые программы зарядки аккумуляторов и отслеживают максимальную мощность(MPPT). Некоторые модели отключают аккумулятор, как только в цепи появляется отрицательный ток и заменяют таким образом блокирующий диод. Для выравнивания жидко-кислотных или AGM аккумуляторов предусматривается режим кондиционирования. Один из способов его активации — отключение регулятора и зарядка аккумуляторной батареи при полном напряжении солнечной панели.

Солнечные контроллеры MPPT

Регулятор с отслеживанием точки максимальной мощности – это расширенная версия шунтирующего регулятора с широтно-импульсной модуляцией. MPPT контроллер – это DC-DС конвертер. Он состоит из инвертора, преобразующего постоянное напряжение солнечной панели в высокочастотное переменное. Трансформатора, изменяющего это напряжение и выпрямителя, преобразующего переменное напряжение трансформатора обратно в постоянное.

Зачем нужно такое сложное устройство? Выходное напряжение солнечной панели определяется типом заряжаемого аккумулятора. Однако солнечная батарея работает с максимальной мощностью, когда ее напряжение существенно выше, чем допустимое напряжение зарядки аккумуляторов. Снижение оптимального выходного напряжения до безопасного для аккумулятора уровня уменьшает реальную мощность солнечной батареи на 25% по сравнению с номинальной. Контроллер MPPT делает выходное напряжение солнечной панели независимым от напряжения аккумулятора.

В сложных MPPT регуляторах микроконтроллер контролирует напряжение аккумулятора, уровень его заряда и выходной ток солнечной панели. На основании этих данных регулятор устанавливает выходное напряжение панели, так, чтобы ее мощность была максимальной при этом конкретном наборе условий. Для достижения желаемого результата используется цепь управления в преобразователе постоянного тока.

Установка солнечных батарей

Существует четыре типа морских солнечных батарей, изготавливаемых специально для катеров и яхт:

жесткие стеклянные панели с алюминиевым каркасом
полугибкие панели
гибкие ультратонкие солнечные панели;
очень гибкие, сворачиваемые аморфные панели

Полугибкие солнечные панели проще установить, они не требуют сложных приспособлений для монтажа и гораздо легче жестких.

Если панели изготавливаются под заказ, то их можно сделать практически любого размера и разместить там, где это удобнее всего

У жестких монокристаллических и поликристаллических панелей самая низкая стоимость 1 ватта вырабатываемой мощности, и максимальная мощность для данной площади. Однако установка этих панелей обходится дороже всего, так как приходится использовать жесткое крепление, защищающее панели от повреждения. Жесткие панели работают с максимальной мощностью когда они установлены на кронштейнах за кормой. Однако в этом случае солнечные батареи становятся уязвимыми для волн и могут быть повреждены при швартовке. Еще одно хорошее место -верхняя часть рулевой рубки.

Полугибкие поликристаллические панели устанавливают на верхнюю часть кабины и другие изогнутые поверхностях. Аморфные силиконовые панели располагают на любой поверхности, а при необходимости сворачивают и убирают для хранения. Во всех случаях потери на нагрев будут меньше, если под солнечной панелью организован воздушный зазор.

Подключение солнечных батарей к аккумулятору

Учитывая, что солнечные батареи сильно чувствительны даже к небольшим падениям напряжения, при монтаже необходимо использовать кабель и терминалы морского качества. Контакты на панели уязвимы для коррозии и их необходимо полностью герметизировать. Над палубой не должно быть никаких дополнительных соединений – один кусок кабеля прокладывают до уплотнения в палубе. Если без соединений не обойтись их выполняют внутри лодки.

Схема подключения нескольких аккумуляторов для зарядки от солнечных батарей. Используется бистабильное реле Sterling Power. Обычное реле потребляет в замкнутом состоянии ток до 0,5 А и может свести на нет работу солнечных панелей. Бистабильное реле потребляет ток только во время включения — 0,5 мА.

Токонесущую способность кабеля получают умножив ток короткого замыкания панелей на 1,25. Затем по таблице подбирают сечение кабеля с учетом 3% падения напряжения.

Если панель подключают непосредственно к аккумулятору для поддерживающей зарядки, то как можно ближе к аккумулятору устанавливают предохранитель. Без него любая неисправность в проводке приведет к короткому замыканию аккумулятора и, возможно, пожару.

Если часть панели может попасть в тень, то вместо одной большой лучше использовать комплект из нескольких солнечных батарей меньшего размера, рассчитанных на тоже напряжение, но соединенных параллельно. В этом случае попавшая в тень панель уменьшит выход, но не повлияет на остальные в цепи. Затенение части большой панели снизит выходную мощность всей батареи.

Если на катере или яхте организована 24-вольтовая электрическая система, то соединять две 12-вольтовые солнечные батареи последовательно неправильно. Затенение любой области на любой панели повлияет на обе. Лучше соединить их параллельно, получить на выходе 12 вольт и использовать DC-DC конвертер для повышения напряжения до 24 вольт. В этом случае одна панель может полностью оказаться в тени, но это не окажет влияния на вторую.

Несколько аккумуляторов

Некоторые системы раздельной зарядки используют диодные изоляторы которые уменьшают напряжение на 0,6 вольт. Если солнечная батарея используется для зарядки нескольких аккумуляторов в системе с раздельной зарядкой, ее необходимо установить до разделительных диодов. Падение напряжения на диодах в этом случае необходимо учитывать при расчете выходной мощности панели.

Для обслуживания нескольких аккумуляторных групп на яхтах устанавливают зарядные устройства с двумя или тремя выходами. Некоторые модели солнечных регуляторов напряжения также имеют несколько выходов, позволяя заряжать две аккумуляторных батареи без дополнительных диодов или реле. Но такие устройства мало распространены и стоят дороже. Устройство развязки установленное между аккумуляторами, позволяет заряжать несколько аккумуляторных батарей одновременно без падения напряжения. Лучше использовать бистабильное реле, которое в замкнутом состоянии не потребляет ток и не снижает зарядную способность солнечных батарей.

Задайте вопрос,

и получите консультацию по лодочным электромоторам, аккумуляторам или зарядным устройствам для катера или яхты

Солнечная зарядка для литиевого аккумулятора / Хабр

«я его слепила из того, что было» (с) Танич М.

Мой добрый давнишний друг – турист-водник. Когда-то очень давно, еще в прошлом веке, как говорит мой сын, я подарил другу солнечную батарею для зарядки аккумуляторов видеокамеры.

Тогда я купил в Чипе и Дипе пяток солнечных элементов отечественного производства, соединил их последовательно, добавил диод КД213. Получилась батарея с напряжением около 9 вольт и током порядка 300 мА. Механически элементы батареи были соединены полосками синей изоленты, батарея складывалась гармошкой, мой друг сделал для нее самодельный чехол. С тех пор прошло лет 15, батарея эта много раз бывала в походах и с неизменным успехом заряжала разнообразные Ni-Cd аккумуляторы.

Сейчас модно использовать литиевые источники питания как для фото-видео приборов и для фонарей на светодиодах. Все классно, но литиевые элементы требуют осторожного обращения – их надо аккуратно заряжать до напряжения 4.2 вольта, разряжать до определенного напряжения, иначе можно необратимо повредить аккумулятор или устроить пожар.

В поход мой друг берет налобный фонарь на аккумуляторах 18650. Зарядного механизма в таком фонаре нет, поэтому он попросил меня придумать, как заряжать эти элементы в походных условиях. Попутно есть задача подзарядить телефоны-смартфоны и другие гаджеты.
Я изучил предложения на Ebay.com, нашел любопытный прибор – аккумулятор емкостью 10000 мач, в одном корпусе с солнечной батареей и электроникой, управляющей зарядом-разрядом аккумулятора и обеспечивающей на двух USB разъемах напряжение 5 вольт при токе до 2А. Цена в 1000 р показалась адекватной, прибор был заказан. Название прибора: Solar Panel Power Bank Charger Battery for Mobile Samsung Iphone5s HTC 10000mAh

Также я нашел зарядку для 18650, состоящую из отличного корпуса-держателя и встроенного в разъем USB контроллера зарядки. Это стоило примерно 80 р. Этот предмет называется New USB 18650 Battery Function Charger.

Первоначальная идея состояла в том, что солнечным днем Power bank заряжал внутреннюю батарею, а потом отдавал энергию в 18650 через зарядку.

Довольно быстро оба прибора приехали из Китая и я приступил к их изучению. Зарядка для 18650 никаких сюрпризов не преподнесла – отличный корпус, заряжает 18650 емкостью 2400 мАч от порта USB током около 300 мА.

А вот PowerBank оказался с браком. Я измерил его емкость методом полной разрядки постоянным током около 300 мА – оказалось 1200 мАч. При заявленных 10000 мАч – обман.

Однако корпус был сделан очень добротно! Металлические крышки, все подогнано, в руках ощущается единым целым. Решил разобрать и посмотреть что там внутри.

Внутри оказалась вполне качественная электроника — плата контроллера зарядки литиевого элемента, совмещенная с преобразователем-стабилизатором на 5 вольт 2 А. Установить все типы микросхем не удалось, но сложилось впечатление, что плата сделана для многоэлементной литиевой батареи с индивидуальным контролем заряда-разряда каждого элемента. Однако все это богатство осталось не использовано, литиевые элементы просто соединены параллельно. Кстати сказать – пайка этой батареи развалилась буквально от касания паяльником… Разглядел потом отдельно элементы – имхо откровенный брак…

Преобразователь на 5 вольт сделан на современной микросхеме, работающей на частоте 500 кгц.

Попутно измерил максимальный отдаваемый ток – получилось 1.6А. При заявленных 2А – вполне адекватно.

На фото показана разрядная цепь. Проволочный переменный резистор 33 ома, два параллельно соединенных резистора по 2 ома (1 ом суммарно) для контроля тока разряда.

Поскольку в PowerBank имеется стабилизатор 5 в — то потребляемый ток достаточно выставить в начале эксперимента один раз.
Также на плате имеется светодиодный индикатор уровня зарядки батареи, работающий и в режиме разрядки и в режиме зарядки. Как водится – ярко синего «вырви глаз» цвета.

В общем, все хорошо, кроме батареи.

Списался с продавцом, потребовал вернуть часть денег за бракованную батарею. Продавец попытался смутить меня якобы неверной методикой измерения емкости – мол я не учел потери, но после моего второго письма, где я разложил все по полочкам – вернул часть денег.

Раз уж я разобрал PowerBank – решил попробовать, как он будет работать с 18650 и старой солнечной батареей. Результаты натурного эксперимента оказались вполне обнадеживающими: контроллер совершенно нормально работал с 18650, а солнечная батарея 15-ти летней давности обеспечивала зарядный ток около 370 мА. Измерение производилось в Москве 10 марта. Полагаю, что летнее Солнце даст еще больший ток заряда.

Измерение тока заряда-разряда производилось путем установки резистора номиналом 0.1 ом последовательно в цепь аккумулятора. Резистор 0.1 ом в моем случае состоял из двух параллельно включенных 0.2 ома. Мультиметром измерялось падение напряжения на этом резисторе. Ток пересчитывался из милливольт в миллиамперы умножением на 10.

Измерил ток, отдаваемый родным солнечным элементом – он оказался существенно ниже, впрочем, вполне ожидаемо – площадь поверхности намного меньше.

Таким образом, оптимальная конструкция стала выглядеть как держатель для 18650, обрезанный корпус с платой и отдельно подсоединяемая солнечная батарея. На держателе 18650 имеется штыревой разъем, ответную часть я отрезал от USB разъема и припаял к солнечной батарее. Из держателя 18650 выходит 4 провода – два от собственно батареи и два от солнечного элемента. Изолента в этот раз использована черного цвета, синяя прослужила 20 лет и находится в отличном состоянии, посмотрим, как поведет себя черная.

Пара часов с дремелем, дрелью и слесарными ножницами дали мне вот такую конструкцию:

В полностью собранном виде:

Получилась система, которая умеет заряжать 18650 от источника 5 вольт (USB) и солнечной батареи, умеет отдавать стабильные 5 вольт для заряда разнообразных гаджетов, благо в комплект PowerBank входило несколько переходников. Выявился глюк – если устройство долго находится без батареи – оно не включается от кнопки. Оказалось, что глюк обходится, если один-два раза вынуть-вставить аккумулятор.

Теперь это устройство будет испытано в очередном походе по Восточным или Западным Саянам или еще по какому-нибудь экзотическому месту России.

Схема подключения солнечных батарей к контроллеру, сети и аккумулятору

Если Вы решили сделать уличное освещение на солнечных батареях либо просто хотите организовать независимое электроснабжение участка, первым делом нужно выбрать подходящую электростанцию и разобраться с ее подключением. Как первый, так и второй момент может вызвать множество вопросов, особенно у новичков в электрике. Чтобы читатели «Сам электрика» умели соединять панели между собой и подключать их к домашней сети далее мы рассмотрим наиболее эффективные схемы подключения солнечных батарей к контроллеру, аккумулятору и сети загородного дома!

Итак, первое, о чем Вы должны иметь представление – из чего состоит комплект солнечной электростанции. Основные элементы системы представлены следующими устройствами:

Солнечные батареи или как их еще называют солнечные элементы, панели или фотоэлектрические преобразователи. Они нужны для преобразования солнечного света в электроэнергию.
Контроллер солнечных панелей. Следит за зарядом и разрядом АКБ. Бывают разных видов – On/Off, PWM, MPPT. Контроллеры перечислены в порядке возростания сложности и эффективности алгоритмов заряда. MPPT – позволяют добиться большей эффективности за счет того, что находят оптимальные параметры напряжения и тока, для закачки максимально возможной мощности в аккумуляторы. Это происходит на основании анализа режима работы в текущий момент и ВАХ солнечной панели. Основная задача контроллера – следить за зарядом АКБ, чтобы не допустить перезаряда или чрезмерного их разряда. Простыми словами, когда аккумуляторная батарея полностью заряжена или разряжена АКБ отключаются от панели или нагрузки.
Аккумулятор, предназначен для накопления сгенерированной электроэнергии.
Инвертор – преобразовывает 12 Вольт в переменные 220, необходимые для работы домашних электроприборов, системы освещения и бытовой техники.

Обращаем Ваше внимание на то, что между всеми устройствами: контроллером, инвертором, нагрузкой и аккумулятором желательно поставить предохранители, которые защитят систему при возникновении короткого замыкания в сети!

В простейшем исполнении схема подключения солнечных батарей к контроллеру, аккумулятору, инвертору и нагрузке выглядит следующим образом:

Как Вы видите, особых сложностей в подключении нет, главное соблюдать полярность и подключать все штекеры в нужные разъемы контроллера. В таком варианте очень сложно что-то перепутать. А вот если Вы решили использовать электроэнергию от солнца одновременно со стационарной сетью, схема подключения солнечных батарей в электросеть дома должна выглядеть следующим образом:

Тут нужно пояснить: резервируемая нагрузка – это резервное освещение, котел и, к примеру, холодильник. Не резервируемая – бытовая техника, свет в доме и т.д. Чем больше емкость аккумулятора, тем дольше смогут проработать резервируемые электроприборы в автономном режиме!

Со схемой подключения солнечных батарей к сети переменного тока разобрались. Теперь нужно рассмотреть не менее важную часть вопроса – правильное соединение панелей между собой.

Модули на крыше загородного дома

Если у вас готовая солнечная панель, то вам нужно узнать её выходное напряжение и подключить к контроллеру, но они бывают на 12 и 24В и 12/24В. Если у вас солнечная панель рассчитана на работу с 12В аккумуляторами и контролерами нужно соединить их напрямую. Иногда нужно соединять батареи последовательно, чтобы получить нужное напряжение. Поэтому рассмотрим три основных способа соединения. Такие же рекомендации для сборки солнечной батареи своими руками из отдельных ячеек.

Параллельная. В этом случае нужно подключить одноименные клеммы друг с другом: плюс к плюсу, минус к минусу. В результате напряжение на выходе останется все тех же 12 Вольт, но возрастает ток отдаваемый.
Последовательная. Плюс первой панели нужно подключить к минусу второй. Оставшийся плюс второй батареи и минус первой нужно подсоединить к контроллеру. Итог – на выходе 24 вольта.
Смешанная (последовательно-параллельная). Данная схема подключения солнечных панелей подразумевает соединение между собой нескольких групп батарей. Внутри каждой группы устройства соединяются параллельно, а уже потом последовательно, как показано на картинке. Такой вариант подключения позволяет добиться нужного напряжения и выходного тока (мощности). Для подключения аккумуляторов рекомендации аналогичны: при последовательном соединении растёт напряжение, а при параллельном – ёмкость и отдаваемый ток.

Также рекомендуем просмотреть видео, на котором доходчиво объясняется вся последовательность подключения:

Обзор правильного подсоединения

Вот и все, что хотелось рассказать Вам о том, какие бывают схемы подключения солнечных батарей загородного дома к электрической сети переменного тока. Как Вы видите, разводка проводов не сложная, главное быть внимательным и определиться, какая нагрузка должна быть на выходе. Очень важный момент, на котором и хотелось бы завершить данную статью – ни в коем случае не подключайте инвертор напрямую к контроллеру. Такое соединение будет губительным для домашней электростанции!

Похожие материалы:

Схема подключения инфракрасного обогревателя к сети
Самое дешевое электрическое отопление дома
Как сделать уличное освещение на даче своими руками

9 Схемы простых зарядных устройств для солнечных батарей

Простые солнечные зарядные устройства — это небольшие устройства, которые позволяют быстро и дешево заряжать батареи с помощью солнечной энергии.

Простое солнечное зарядное устройство должно иметь 3 основных встроенных функции:

Оно должно быть недорогим.
Удобен для неспециалистов и прост в сборке.
Должен быть достаточно эффективным, чтобы удовлетворять основные потребности в зарядке аккумуляторов.

В посте подробно описаны девять лучших, но простых схем зарядных устройств для солнечных батарей, использующих микросхему LM338, транзисторы, полевой МОП-транзистор, понижающий преобразователь и т. д., которые может собрать и установить даже неспециалист для зарядки всех типов батарей и эксплуатации другого соответствующего оборудования

Содержание

Обзор

Солнечные панели не новы для нас, и сегодня они широко используются во всех секторах. Основное свойство этого устройства — преобразовывать солнечную энергию в электрическую — сделало его очень популярным, и теперь его активно рассматривают как будущее решение всех кризисов или нехватки электроэнергии.

Солнечная энергия может использоваться непосредственно для питания электрооборудования или просто храниться в соответствующем устройстве хранения для последующего использования.

Обычно существует только один эффективный способ хранения электроэнергии — использование перезаряжаемых батарей.

Аккумуляторы, вероятно, являются лучшим и наиболее эффективным способом сбора или хранения электроэнергии для дальнейшего использования.

Энергия солнечного элемента или панели солнечных батарей также может быть эффективно сохранена, чтобы ее можно было использовать в соответствии с собственными предпочтениями, обычно после захода солнца или в темное время суток, когда запасенная энергия становится очень необходимой для работы огни.

Хотя это может показаться довольно простым, зарядка батареи от солнечной панели никогда не бывает легкой по двум причинам:

Напряжение от солнечной панели может сильно варьироваться в зависимости от падающих солнечных лучей, и

Ток также меняется по тем же вышеперечисленным причинам.

Приведенные выше две причины могут сделать параметры зарядки типичной аккумуляторной батареи очень непредсказуемыми и опасными.

ОБНОВЛЕНИЕ:

Прежде чем углубляться в следующие концепции, вы, вероятно, можете попробовать это супер простое зарядное устройство для солнечных батарей, которое обеспечит безопасную и гарантированную зарядку небольшой батареи 12 В 7 Ач через небольшую солнечную панель:

Требуемые детали

Солнечная панель — 20 В, 1 AMP
IC 7812 — 1NO
1N4007 Диоды — 3NOS
2K2 1/4 Ватта Резистор — 1NO

, который выглядит круто. На самом деле микросхема и диоды уже могут лежать в вашем электронном ящике для мусора, поэтому их необходимо купить. Теперь давайте посмотрим, как их можно настроить для конечного результата.

Расчетное время, необходимое для зарядки аккумулятора от 11 В до 14 В, составляет около 8 часов.

Как мы знаем, IC 7812 выдает на выходе фиксированное напряжение 12 В, которое нельзя использовать для зарядки 12-вольтовой батареи. 3 диода, подключенных к его клеммам заземления (GND), введены специально для решения этой проблемы и для повышения выходного напряжения ИС примерно до 12 + 0,7 + 0,7 + 0,7 В = 14,1 В, что именно то, что требуется для зарядки 12 В. аккумулятор полностью.

Падение 0,7 В на каждом диоде повышает порог заземления ИС на заданный уровень, заставляя ИС регулировать выходное напряжение 14,1 В вместо 12 В. Резистор 2 кОм используется для активации или смещения диодов, чтобы он мог провести и обеспечить предполагаемое общее падение 2,1 В.

Делая это еще проще

Если вы ищете еще более простое зарядное устройство для солнечных батарей, то, вероятно, нет ничего проще, чем соединить солнечную панель соответствующего номинала напрямую с соответствующей батареей через блокировочный диод, как показано ниже:

Несмотря на то, что в приведенной выше конструкции нет регулятора, он все равно будет работать, поскольку выходной ток панели номинальный, и это значение будет ухудшаться только при изменении положения солнца.

Однако для батареи, которая не полностью разряжена, описанная выше простая настройка может причинить ей некоторый вред, поскольку батарея будет быстро заряжаться и будет продолжать заряжаться до небезопасного уровня и в течение более длительных периодов времени. время.

1) Использование LM338 в качестве солнечного контроллера

Но благодаря современным универсальным чипам, таким как LM 338 и LM 317, которые могут очень эффективно справляться с вышеуказанными ситуациями, процесс зарядки всех перезаряжаемых батарей через солнечную панель становится очень безопасным и желательным.

Ниже показана схема простого зарядного устройства солнечной батареи LM338 с использованием микросхемы LM338:

На принципиальной схеме показана простая установка с использованием микросхемы LM 338, настроенной для стандартного регулируемого источника питания.

Использование функции управления током

Особенность конструкции заключается в том, что она также включает функцию управления током.

Это означает, что если ток на входе имеет тенденцию к увеличению, что обычно происходит при пропорциональном увеличении интенсивности солнечных лучей, напряжение зарядного устройства падает пропорционально, снижая ток до указанного значения.

Как видно на схеме, коллектор/эмиттер транзистора BC547 подключается через ADJ и землю, он становится ответственным за инициирование действий по управлению током.

По мере увеличения входного тока батарея начинает потреблять больше тока, это создает напряжение на резисторе R3, которое преобразуется в соответствующее базовое возбуждение транзистора.

Транзистор проводит и корректирует напряжение через C LM338, так что скорость тока регулируется в соответствии с безопасными требованиями батареи.

Формула предельного тока:

R3 можно рассчитать по следующей формуле

R3 = 0,7/ Максимальное ограничение тока

Конструкция печатной платы для описанной выше простой схемы зарядного устройства солнечной батареи приведена ниже:

Счетчик и входной диод не включены в печатную плату.

2) Цепь зарядного устройства солнечной батареи за 1 доллар США

Вторая схема объясняет дешевую, но эффективную схему солнечного зарядного устройства менее чем за 1 доллар, которую может построить даже непрофессионал для использования эффективной зарядки солнечной батареи.

Вам понадобится только солнечная панель, селекторный переключатель и несколько диодов, чтобы получить достаточно эффективное солнечное зарядное устройство.

Что такое отслеживание максимальной точки мощности?

Для неспециалиста это было бы слишком сложно и изощренно, чтобы понять, и система, включающая экстремальную электронику.

В каком-то смысле это может быть правдой, и, безусловно, MPPT являются сложными устройствами высокого класса, которые предназначены для оптимизации зарядки батареи без изменения кривой V/I солнечной панели.

Проще говоря, MPPT отслеживает мгновенное максимальное доступное напряжение от солнечной панели и регулирует скорость зарядки батареи таким образом, чтобы напряжение панели оставалось неизменным или не нагружалось.

Проще говоря, солнечная панель будет работать наиболее эффективно, если ее максимальное мгновенное напряжение не будет слишком близко к напряжению подключенной аккумуляторной батареи, которая заряжается.

Например, если напряжение разомкнутой цепи вашей солнечной панели составляет 20 В, а заряжаемая батарея рассчитана на 12 В, и если вы соедините их напрямую, напряжение на панели упадет до напряжения батареи, что сделает вещи слишком неэффективно.

И наоборот, если бы вы могли сохранить напряжение панели неизменным, но при этом извлечь из него наилучший вариант зарядки, система заработала бы по принципу MPPT.

Таким образом, все дело в оптимальной зарядке аккумулятора без снижения напряжения на панели.

Существует один простой и бесплатный способ реализации вышеуказанных условий.

Выберите солнечную панель, напряжение холостого хода которой соответствует напряжению зарядки аккумулятора. То есть для батареи 12В можно выбрать панель на 15В, что даст максимальную оптимизацию по обоим параметрам.

Однако на практике вышеуказанные условия могут быть трудновыполнимы, поскольку солнечные панели никогда не обеспечивают постоянную мощность и имеют тенденцию генерировать ухудшающиеся уровни мощности в ответ на изменение положения солнечных лучей.

Вот почему всегда рекомендуется солнечная панель с гораздо более высоким номиналом, чтобы даже в худших дневных условиях она поддерживала заряд батареи.

Сказав, что ни в коем случае не обязательно покупать дорогие системы MPPT, вы можете получить аналогичные результаты, потратив на это несколько долларов. Следующее обсуждение прояснит процедуры.

Как работает схема

Как обсуждалось выше, чтобы избежать ненужной нагрузки на панель, нам необходимо иметь условия, идеально соответствующие напряжению фотоэлектрического модуля с напряжением батареи.

Это можно сделать с помощью нескольких диодов, дешевого вольтметра или имеющегося у вас мультиметра и поворотного переключателя. Конечно, при цене около 1 доллара вы не можете ожидать, что он будет автоматическим, вам, возможно, придется работать с переключателем несколько раз в день.

Мы знаем, что прямое падение напряжения на выпрямительном диоде составляет около 0,6 В, поэтому, последовательно включив несколько диодов, можно изолировать панель от перетаскивания на напряжение подключенной батареи.

Ссылаясь на схему схемы, приведенную ниже, можно собрать крутое маленькое зарядное устройство MPPT, используя показанные дешевые компоненты.

Предположим на диаграмме, что напряжение разомкнутой цепи панели составляет 20 В, а батарея рассчитана на 12 В.

Их прямое подключение приведет к снижению напряжения панели до уровня заряда батареи, что сделает ситуацию неуместной.

Добавив 9 диодов последовательно, мы эффективно изолируем панель от нагрузки и перетаскивания на напряжение батареи и при этом извлекаем из нее максимальный зарядный ток.

Общее прямое падение на объединенных диодах будет около 5 В, плюс напряжение зарядки аккумулятора 14,4 В дает около 20 В, что означает, что после последовательного подключения всех диодов во время пикового солнечного света напряжение на панели упадет незначительно до примерно 19 В. V, обеспечивающий эффективную зарядку аккумулятора.

Теперь предположим, что солнце начинает опускаться, в результате чего напряжение на панели падает ниже номинального напряжения, это можно контролировать с помощью подключенного вольтметра, и несколько диодов пропускают, пока батарея не восстановится с получением оптимального питания.

Показанный символ стрелки, связанный с положительным напряжением на панели, может быть заменен поворотным переключателем для рекомендуемого выбора последовательных диодов.

При реализации описанной выше ситуации можно эффективно смоделировать четкие условия зарядки MPPT без использования дорогостоящих устройств. Вы можете сделать это для всех типов панелей и батарей, просто включив большее количество диодов последовательно.

3) Солнечное зарядное устройство и схема драйвера для белого SMD-светодиода высокой мощности 10 Вт/20 Вт/30 Вт/50 Вт

3-я идея учит нас, как построить простой солнечный светодиод со схемой зарядного устройства для освещения мощных светодиодов (SMD) в порядка 10 ватт до 50 ватт. Светодиоды SMD полностью защищены от перегрева и перегрузки по току с помощью недорогого каскада ограничения тока LM 338. Идею предложил г-н Сарфраз Ахмад.

Технические характеристики

В основном я сертифицированный инженер-механик из Германии 35 лет назад, много лет работал за границей и много лет назад уехал домой из-за личных проблем.
Извините, что беспокою вас, но я знаю о ваших способностях и опыте в области электроники и искренности, чтобы помочь и направить начинания, как я. Где-то я видел эту схему для 12 В постоянного тока.
Я подключил к SMD, 12 В, 10 Вт, конденсатор 1000 мкФ, 16 В и мостовой выпрямитель, на котором вы можете увидеть номер детали. Когда я включаю свет, выпрямитель начинает нагреваться, а также оба SMD. . Я боюсь, что если эти лампочки останутся включенными в течение длительного времени, это может повредить SMD и выпрямитель. Я не знаю, в чем проблема. Вы можете мне помочь.
У меня есть свет на крыльце машины, который включается на диске и выключается на рассвете. К сожалению, из-за отключения нагрузки, когда нет электричества, этот свет остается выключенным до тех пор, пока электричество не вернется.
Я хочу установить как минимум два SMD (12 вольт) с LDR, чтобы, как только свет погаснет, загорелись SMD. Я хочу добавить два таких же светильника в другом месте на крыльце автомобиля, чтобы все они были освещены. Я думаю, что если я подключу все эти четыре SMD-светильника к 12-вольтовому источнику питания, который получит питание от цепи ИБП.
Конечно, это создаст дополнительную нагрузку на батарею ИБП, которая едва заряжается полностью из-за частых сбросов нагрузки. Другое лучшее решение — установить 12-вольтовую солнечную панель и прикрепить к ней все эти четыре SMD-светильника. Он будет заряжать аккумулятор и включать/выключать свет.
Эта солнечная панель должна поддерживать свет всю ночь и выключаться на рассвете. Пожалуйста, помогите мне и дайте подробную информацию об этой схеме/проекте.
Вы можете не торопиться, чтобы выяснить, как это сделать. Я пишу вам, поскольку, к сожалению, ни один продавец электроники или солнечных батарей на нашем местном рынке не желает мне помочь. Ни один из них не имеет технической квалификации и они просто хотят продать свои запчасти.
Sarfraz Ahmad
Rawalpindi, Пакистан

Конструкция

0003

Солнечная панель
Пара цепей регулятора LM338 с управлением по току
Реле переключения
Аккумулятор
и 40-ваттный светодиодный SMD-модуль

Вышеупомянутые каскады 3 900 объяснены следующим образом: 900 следующим образом:

Две ступени LM 338 сконфигурированы в стандартных режимах регулятора тока с использованием соответствующих токоизмерительных сопротивлений для обеспечения регулируемого по току выхода для соответствующей подключенной нагрузки.

Нагрузкой для левого LM338 является батарея, которая заряжается от этой ступени LM338 и источника питания солнечной панели. Резистор Rx рассчитывается таким образом, чтобы батарея получала заданную величину тока и не перегружалась и не перезаряжалась.

Правая сторона LM 338 оснащена светодиодным модулем, и здесь Ry также следит за тем, чтобы модуль снабжался правильной заданной величиной тока, чтобы защитить устройства от перегрева.

Характеристики напряжения солнечной панели могут быть где-то между 18В и 24В.

Реле введено в цепь и подключено к светодиодному модулю таким образом, что оно включается только ночью или когда темнота ниже порога для выработки солнечной панелью необходимой мощности.

Пока есть солнечное напряжение, реле остается под напряжением, изолируя светодиодный модуль от батареи и обеспечивая отключение светодиодного модуля мощностью 40 Вт в дневное время и во время зарядки батареи.

После наступления темноты, когда солнечное напряжение становится достаточно низким, реле больше не может удерживать свое положение Н/О и переключается на переключение Н/З, подключая батарею к светодиодному модулю и освещая массив через доступные полностью заряженный аккумулятор.

Светодиодный модуль прикреплен к радиатору, который должен быть достаточно большим для достижения оптимального результата от модуля и обеспечения более длительного срока службы и яркости устройства.

Расчет номиналов резисторов

Указанные ограничительные резисторы можно рассчитать по приведенным формулам:

Rx = 1,25/ток зарядки аккумулятора

Ry = 1,25/номинальный ток светодиода.

Предполагая, что аккумулятор представляет собой свинцово-кислотный аккумулятор емкостью 40 Ач, предпочтительный зарядный ток должен составлять 4 ампера.

, следовательно, Rx = 1,25/4 = 0,31 Ом

мощность = 1,25 x 4 = 5 Вт

Ток светодиода можно найти, разделив его общую мощность на номинальное напряжение, то есть 40/12 = 3,3 ампер

, следовательно, Ry = 1,25/3 = 0,4 Ом

мощность = 1,25 x 3 = 3,75 Вт или 4 Вт.

Ограничительные резисторы не используются для 10-ваттных светодиодов, поскольку входное напряжение от батареи соответствует указанному пределу 12 В светодиодного модуля и, следовательно, не может превышать безопасные пределы.

Приведенное выше объяснение показывает, как можно просто использовать микросхему LM338 для создания полезной схемы солнечного светодиодного освещения с автоматическим зарядным устройством.

4) Автоматическая цепь солнечного освещения с помощью реле

В нашу 4-ю автоматическую схему солнечного освещения мы включили одно реле в качестве переключателя для зарядки аккумулятора в дневное время или пока солнечная панель вырабатывает электричество, а также для освещения подключенного светодиода, когда панель неактивна.

Модернизация до релейного переключения

В одной из моих предыдущих статей, в которой объяснялась простая схема освещения сада на солнечных батареях, мы использовали один транзистор для операции переключения.

Одним из недостатков более ранней схемы является то, что она не обеспечивает регулируемую зарядку батареи, хотя это может быть и не обязательно, так как батарея никогда не заряжается на полную мощность, этот аспект может потребовать улучшения.

Другим сопутствующим недостатком более ранней схемы является ее низкая мощность, что не позволяет использовать мощные батареи и светодиоды.

Следующая схема эффективно решает две вышеуказанные проблемы с помощью реле и транзисторного каскада эмиттерного повторителя.

Принципиальная схема

Принцип работы

При оптимальном солнечном свете реле получает достаточное питание от панели и остается включенным с активированными замыкающими контактами.

Это позволяет аккумулятору получать зарядное напряжение через регулятор напряжения транзисторного эмиттерного повторителя.

Конструкция эмиттерного повторителя выполнена с использованием TIP122, резистора и стабилитрона. Резистор обеспечивает необходимое смещение для проводимости транзистора, в то время как напряжение стабилитрона ограничивает напряжение эмиттера чуть ниже значения напряжения стабилитрона.

Таким образом, значение стабилитрона выбирается соответствующим образом, чтобы соответствовать зарядному напряжению подключенной батареи.

Для батареи 6 В напряжение стабилитрона может быть выбрано равным 7,5 В, для батареи 12 В напряжение стабилитрона может быть около 15 В и так далее.

Эмиттерный повторитель также гарантирует, что батарея никогда не будет перезаряжена выше выделенного предела зарядки.

Вечером, когда обнаруживается значительное снижение уровня солнечного света, реле блокируется от необходимого минимального удерживающего напряжения, что приводит к переключению его контакта с нормально разомкнутого на нормально замкнутый.

Вышеупомянутое переключение реле мгновенно переводит аккумулятор из режима зарядки в режим светодиода, зажигая светодиод через напряжение аккумулятора. 9

Реле = 6 В/200 мА

Rx = 10 Ом/2 Вт 1/2 Вт

5) Схема контроллера солнечного зарядного устройства на транзисторах

Пятая идея, представленная ниже, описывает простую схему солнечного зарядного устройства с автоматическим отключением, использующую только транзисторы. Идею предложил г-н Мубарак Идрис.

Цели и требования схемы

Пожалуйста, сэр, не могли бы вы сделать мне литий-ионный аккумулятор 12 В, 28,8 Ач, автоматический контроллер заряда, использующий солнечную панель в качестве источника питания, который составляет 17 В при 4,5 А при максимальном солнечном свете.
Контроллер заряда должен иметь защиту от перезарядки и отключение при низком заряде батареи, а схема должна быть простой для новичка без микросхемы или микроконтроллера.
Схема должна использовать реле или биполярные транзисторы в качестве переключателя и стабилитрон для опорного напряжения, спасибо, сэр, надеюсь получить от вас весточку в ближайшее время!

Конструкция печатной платы (со стороны компонентов)

Ссылаясь на приведенную выше простую схему солнечного зарядного устройства с использованием транзисторов, автоматическое отключение при полном уровне заряда и более низком уровне заряда осуществляется с помощью пары биполярных транзисторов, сконфигурированных как компараторы.

Вспомните более раннюю схему индикатора низкого заряда батареи с использованием транзисторов, где уровень заряда батареи указывался с помощью всего двух транзисторов и нескольких других пассивных компонентов.

Здесь мы используем идентичную конструкцию для определения уровня заряда батареи и принудительного переключения батареи на солнечную панель и подключенную нагрузку.

Предположим, что изначально у нас есть частично разряженная батарея, из-за которой первый BC547 слева перестает проводить ток (это устанавливается путем настройки базовой предустановки на этот пороговый предел) и позволяет следующему BC547 проводить ток.

Когда этот BC547 проводит, он включает TIP127, что, в свою очередь, позволяет напряжению солнечной панели достичь батареи и начать ее зарядку.

Описанная выше ситуация, наоборот, удерживает TIP122 в выключенном состоянии, так что нагрузка не может работать.

По мере того, как батарея начинает заряжаться, напряжение на шинах питания также начинает расти до точки, в которой левая сторона BC547 становится только проводящей, в результате чего правая сторона BC547 перестает проводить дальше.

Как только это происходит, TIP127 блокируется от сигналов отрицательной базы и постепенно перестает проводить ток, так что батарея постепенно отключается от напряжения солнечной панели.

Тем не менее, описанная выше ситуация позволяет TIP122 медленно получать триггер смещения базы, и он начинает проводить…., что гарантирует, что теперь нагрузка может получить необходимое питание для своей работы.

Описанная выше схема солнечного зарядного устройства с использованием транзисторов и автоматическим отключением может использоваться для любых небольших приложений солнечного контроллера, таких как безопасная зарядка аккумуляторов мобильных телефонов или других форм литий-ионных аккумуляторов.

Для получение регулируемого зарядного устройства

На следующем рисунке показано, как преобразовать или модернизировать приведенную выше принципиальную схему в регулируемое зарядное устройство, чтобы батарея питалась с фиксированным и стабилизированным выходом независимо от возрастающего напряжения. от солнечной панели.

Вышеуказанные конструкции могут быть дополнительно упрощены, как показано в следующей схеме контроллера перезаряда, переразряда солнечной батареи:

Нижний NPN-транзистор — BC547 (на схеме не показан)

Здесь решает стабилитрон ZX полностью заряженный аккумулятор отключается и может быть рассчитан по следующей формуле:

ZX = значение полного заряда аккумулятора + 0,6

Например, если уровень полного заряда аккумулятора составляет 14,2 В, то ZX может быть 14 + 0,6 = 14,6 В стабилитрон, который можно построить, добавив несколько стабилитронов последовательно, а также несколько диодов 1N4148, если это необходимо.

Стабилитрон ZY определяет точку отсечки батареи при чрезмерном разряде и может быть просто равен значению желаемого низкого заряда батареи.

Например, если минимальный уровень заряда батареи составляет 11 В, то ZY можно выбрать как стабилитрон на 11 В.

6) Схема карманного светодиодного освещения на солнечных батареях

Шестая схема здесь объясняет простую и недорогую схему карманного светодиодного освещения на солнечных батареях, которая может использоваться нуждающимися и неимущими слоями общества для дешевого освещения своих домов в ночное время.

Идею предложил г-н Р.К. Rao

Задачи и требования к схеме

Я хочу сделать карманный светодиодный светильник SOLAR, используя прозрачную пластиковую коробку 9 см x 5 см x 3 см [доступна на рынке по цене 3 рупий/-] с использованием светодиода мощностью 1 Вт/20 мА. Светодиоды питаются от перезаряжаемой герметичной свинцово-кислотной батареи 4 В 1 А [SUNCA / VICTARI], а также с возможностью зарядки с помощью зарядного устройства для сотового телефона [при наличии сетевого тока].
Батарея должна быть заменена, если она разряжена после использования в течение 2/3 лет/предписанного срока службы сельским/племенным пользователем.
Предназначен для использования племенными/сельскими детьми для освещения книги; на рынке есть лучшие светодиодные фонари примерно за 500 рупий [d.light], за 200 рупий [Thrive].
Эти фонари хороши тем, что имеют мини-солнечную панель и яркий светодиод со сроком службы лет десять, если не больше, но с перезаряжаемой батареей без возможности ее замены в случае разрядки через два-три года использования. это пустая трата ресурсов и неэтично.
Я рассматриваю проект, в котором батарея может быть заменена и доступна на месте по низкой цене. Цена света не должна превышать 100/150 рупий.
Он будет продаваться на некоммерческой основе через НПО в районах проживания племен и, в конечном счете, поставлять комплекты племенной/сельской молодежи для изготовления их в деревне.
Я вместе с коллегой изготовил несколько светильников с мощными батареями 7V EW и 2x20mA светодиодами pirahna и протестировал их — они проработали более 30 часов непрерывного освещения, достаточного для освещения книги с полуметрового расстояния; и еще один с солнечной батареей 4 В и светодиодом мощностью 1 Вт 350 А, дающим достаточно света для приготовления пищи в хижине.
Можете ли вы предложить схему с одной перезаряжаемой батареей AA/AAA, мини-панелью солнечных батарей, чтобы поместиться на крышке коробки 9×5 см, усилителем постоянного тока и светодиодами 20 мА. Если вы хотите, чтобы я пришел к вам для обсуждения, я могу.
Вы можете увидеть светильники, которые мы сделали, на фотографиях Google по адресу https://goo.gl/photos/QyYU1v5Kaag8T1WWA Спасибо,

Дизайн

компактный, работает с одной ячейкой 1,5 ААА, использует преобразователь постоянного тока и оснащен саморегулирующейся схемой солнечного зарядного устройства.

Принципиальная схема, показанная ниже, вероятно, удовлетворяет всем вышеперечисленным характеристикам, но остается в допустимых пределах.

Принципиальная схема

Схема представляет собой базовую схему похитителя джоулей, использующую одиночный элемент фонарика, биполярный транзистор и катушку индуктивности для питания любого стандартного светодиода на 3,3 В.

В конструкции показан светодиод мощностью 1 Вт, хотя можно использовать и меньший по размеру яркий светодиод на 30 мА.

Схема солнечного светодиода способна выжимать последнюю каплю «джоуля» или заряда из элемента, отсюда и название «похититель джоулей», что также означает, что светодиод будет гореть до тех пор, пока внутри элемента практически ничего не останется. Однако ячейка здесь перезаряжаемого типа, и ее не рекомендуется разряжать ниже 1 В.

Зарядное устройство на 1,5 В в конструкции построено с использованием другого маломощного биполярного транзистора, сконфигурированного в конфигурации эмиттерного повторителя, что позволяет ему создавать выходное напряжение эмиттера, точно равное потенциалу на его базе, установленному пресетом 1K. Это должно быть точно установлено таким образом, чтобы эмиттер производил не более 1,8 В при входном постоянном напряжении выше 3 В.

Источником постоянного тока является солнечная панель, которая может генерировать избыточное напряжение 3 В при оптимальном солнечном свете и позволять зарядному устройству заряжать аккумулятор с максимальным выходным напряжением 1,8 В.

Как только этот уровень достигнут, эмиттерный повторитель просто запрещает любую дальнейшую зарядку элемента, тем самым предотвращая любую возможность перезарядки.

Катушка индуктивности для схемы карманного солнечного светодиода состоит из небольшого ферритового кольцевого трансформатора с витками 20:20, который можно соответствующим образом изменить и оптимизировать для обеспечения наиболее благоприятного напряжения для подключенного светодиода, которое может работать даже до тех пор, пока напряжение не упадет ниже 1,2 В.

7) Простое солнечное зарядное устройство для уличных фонарей

Седьмое солнечное зарядное устройство, обсуждаемое здесь, лучше всего подходит, поскольку солнечная светодиодная система уличного освещения специально разработана для начинающих любителей, которые могут построить ее, просто обратившись к представленной здесь графической схеме.

Благодаря своей простой и относительно дешевой конструкции система может быть использована для освещения улиц в деревнях или в других подобных удаленных районах, однако это никоим образом не ограничивает ее использование и в городах.

Основные характеристики этой системы:

1) Зарядка с контролем напряжения

2) Работа светодиодов с управлением по току

3) Реле не используются, все твердотельные конструкции

4) Отключение нагрузки при низком критическом напряжении

5) Индикаторы низкого и критического напряжения

6) Отключение полного заряда не включено для простоты и потому, что зарядка ограничена контролируемым уровнем, который никогда не позволит аккумулятору перезарядиться.

7) Использование популярных микросхем, таких как LM338, и транзисторов, таких как BC547, обеспечивает беспроблемную закупку

8) Ступень датчика «день-ночь», обеспечивающая автоматическое выключение в сумерках и включение на рассвете.

Вся схема предлагаемой простой системы светодиодного уличного освещения показана ниже:

Принципиальная схема

Схемный каскад, состоящий из T1, T2 и P1, сконфигурирован в простой датчик низкого заряда батареи, индикаторная схема

Точно идентичная Этап также можно увидеть чуть ниже, используя T3, T4 и связанные с ними части, которые образуют еще один каскад детектора низкого напряжения.

Стадия T1, T2 определяет напряжение батареи, когда оно падает до 13 В, зажигая прикрепленный светодиод на коллекторе T2, в то время как ступень T3, T4 определяет напряжение батареи, когда оно падает ниже 11 В, и указывает на ситуацию, зажигая Светодиод связан с коллектором T4.

P1 используется для настройки ступени T1/T2 таким образом, чтобы светодиод T2 загорался только при напряжении 12 В, аналогично P2 настраивается таким образом, чтобы светодиод T4 начинал загораться при напряжении ниже 11 В.

IC1 LM338 сконфигурирован как простой источник питания с регулируемым напряжением для регулировки напряжения солнечной панели до точного значения 14 В, это делается путем соответствующей настройки предустановки P3.

Этот выход микросхемы IC1 используется для зарядки аккумулятора уличного фонаря в дневное время и при ярком солнечном свете.

IC2 — еще одна микросхема LM338, подключенная в режиме контроллера тока, ее входной контакт соединен с плюсом батареи, а выход — со светодиодным модулем.

IC2 ограничивает уровень тока от батареи и подает необходимое количество тока на светодиодный модуль, чтобы он мог безопасно работать в ночное время в резервном режиме.

T5 — это силовой транзистор, который действует как переключатель и срабатывает при критическом разряде батареи всякий раз, когда напряжение батареи достигает критического уровня.

Всякий раз, когда это происходит, база Т5 мгновенно заземляется Т4, мгновенно отключая его. При выключенном T5 светодиодный модуль может светиться и, следовательно, также отключается.

Это условие предотвращает и защищает батарею от чрезмерной разрядки и повреждения. В таких ситуациях аккумулятору может потребоваться внешняя зарядка от сети с использованием источника питания 24 В, подаваемого через линии питания солнечной панели, через катод D1 и землю.

Ток от этого источника может быть установлен на уровне около 20% Ач батареи, и батарея может заряжаться до тех пор, пока оба светодиода не перестанут светиться.

Транзистор T6 вместе с его базовыми резисторами расположен для обнаружения питания от солнечной панели и обеспечения того, чтобы светодиодный модуль оставался отключенным до тех пор, пока от панели поступает разумное количество питания, или, другими словами, T6 удерживает светодиод модуль отключается до тех пор, пока не станет достаточно темно для светодиодного модуля, а затем включается. Противоположное происходит на рассвете, когда светодиодный модуль автоматически выключается. R12, R13 должны быть тщательно отрегулированы или выбраны для определения желаемых порогов для циклов включения/выключения светодиодного модуля

Как построить

Чтобы успешно завершить эту простую систему уличного освещения, описанные этапы должны быть построены отдельно и проверены по отдельности, прежде чем объединять их вместе.

Сначала соберите каскады T1, T2 вместе с резисторами R1, R2, R3, R4, P1 и светодиодом.

Затем, используя переменный источник питания, подайте точное значение 13 В на эти каскады T1, T2 и отрегулируйте P1 так, чтобы светодиод только загорался, немного увеличьте питание, скажем, до 13,5 В, и светодиод должен погаснуть. Этот тест подтвердит правильную работу этой ступени индикатора низкого напряжения.

Таким же образом сделайте каскад T3/T4 и установите P2 таким же образом, чтобы светодиод светился при напряжении 11 В, которое становится критической настройкой уровня для каскада.

После этого вы можете перейти к каскаду IC1 и отрегулировать напряжение на его «корпусе» и земле до 14 В, правильно отрегулировав P3. Это следует снова сделать, подав питание 20 В или 24 В на его входной контакт и линию заземления.

Ступень IC2 может быть построена, как показано, и не потребует никаких процедур настройки, кроме выбора R11, который может быть выполнен с использованием формулы, указанной в статье 9 этого универсального ограничителя тока. 0003

Список деталей

R1, R2, R3 R4, R5, R6, R7 R8, R9, R12 = 10k, 1/4 Вт
P1, P2, P3 = 10K ПРЕДУСТАНОВКИ
R10 = 244 Ом Watt
R13 = 22K
D1, D3 = 6A4 Diode
D2, D4 = 1N4007
T1, T2, T3, T4 = BC547
T5 = TIP142
R11 = SEE TEXT
IC1, IC2 = IM3338 = LM3338. IC TO3 package
Светодиодный модуль = изготовлен путем последовательного и параллельного соединения 24 светодиодов мощностью 1 Вт
Аккумулятор = 12 В SMF, 40 Ач
Панель солнечных батарей = 20/24 В, 7 А

Изготовление светодиодного модуля мощностью 24 Вт

Светодиодный модуль мощностью 24 Вт для описанной выше простой системы уличного освещения на солнечных батареях можно собрать, просто соединив 24 светодиода мощностью 1 Вт, как показано на рисунке. следующее изображение:

8) Схема понижающего преобразователя солнечной панели с защитой от перегрузки

8-я концепция солнечной панели, обсуждаемая ниже, говорит о простой схеме понижающего преобразователя солнечной панели, которую можно использовать для получения любого желаемого низкого напряжения от 40 до 60 В на входе. Схема обеспечивает очень эффективное преобразование напряжения. Идея была запрошена г-ном Дипаком.

Технические характеристики

Я ищу понижающий преобразователь постоянного тока со следующими характеристиками.
1. Входное напряжение = от 40 до 60 В пост. тока
2. Выходное напряжение = регулируемое 12, 18 и 24 В пост. отлично)
3. Максимальный выходной ток = 5-10 А
4. Защита на выходе = перегрузка по току, короткие замыкания и т. д.
5. Небольшой светодиодный индикатор работы агрегата будет преимуществом.
Благодарю вас за помощь в разработке схемы.
С наилучшими пожеланиями,
Deepak

Конструкция

Предлагаемая схема понижающего преобразователя 60 В в 12 В, 24 В показана на рисунке ниже. конфигурацию можно разделить на этапы, т.е. каскад нестабильного мультивибратора и каскад понижающего преобразователя, управляемый полевым МОП-транзистором.

BJT T1, T2 вместе со своими соответствующими частями образуют стандартную схему AMV, подключенную для генерации частоты примерно от 20 до 50 кГц.

МОП-транзистор Q1 вместе с L1 и D1 образуют стандартную топологию понижающего преобразователя для реализации требуемого понижающего напряжения на C4.

AMV управляется входным напряжением 40 В, и генерируемая частота подается на затвор подключенного MOSFET, который мгновенно начинает колебаться при доступном токе от входной сети L1, D1.

Вышеупомянутое действие создает необходимое компенсированное напряжение на C4,

D2 следит за тем, чтобы это напряжение никогда не превышало номинальное значение, которое может быть зафиксировано на уровне 30 В.

Максимальное предельное компенсированное напряжение 30 В далее подается на регулятор напряжения LM396, который можно настроить для получения конечного желаемого напряжения на выходе с максимальной скоростью 10 ампер.

Выход можно использовать для зарядки нужного аккумулятора.

Принципиальная схема

Перечень деталей для вышеупомянутого понижающего преобразователя на входе 60 В, на выходе 12 В, на выходе 24 В для панелей.

R1 —- R5 = 10K
R6 = 240 Ом
R7 = 10K POT
C1, C2 = 2NF
C3 = 100UF/100V
C4 = 100UF/50V
Q1 = 100 В, 100 В, 100 В, 100 В, 100 В, 100 В, 100 В, 100 В, 100 В, 100 В, 100. 20AMP P-channel MOSFET
T1,T2 = BC546
D1 = ЛЮБОЙ 10AMP FAST RECOVERY DIODE
D2 = 30V ZENER 1 WATT
D3 = 1N4007

9) Домашняя солнечная электроэнергия для автономной жизни

Девятая уникальная конструкция, описываемая здесь, иллюстрирует простую расчетную конфигурацию, которая может быть использована для реализации электроснабжения с помощью солнечных батарей любого желаемого размера для удаленных домов или для создания автономной системы электроснабжения от солнечных панелей.

Технические характеристики

Я уверен, что у вас должна быть готова схема такого рода. Просматривая ваш блог, я заблудился и не смог выбрать тот, который лучше всего соответствует моим требованиям.
Я просто пытаюсь изложить здесь свое требование и убедиться, что правильно его понял.
(Для меня это экспериментальный проект в этой области. Вы можете считать меня нулевым знанием электрики.)
Моя основная цель – максимально использовать солнечную энергию и счет до минимума. ( 🙁 Я живу в Thane. Итак, вы можете себе представить счета за электроэнергию. ) Таким образом, вы можете считать, что я полностью делаю систему освещения на солнечных батареях для своего дома.
1. Когда достаточно солнечного света, мне не нужен искусственный свет.2. Всякий раз, когда интенсивность солнечного света падает ниже допустимых норм, я хочу, чтобы мой свет включался автоматически.
Я хотел бы выключать их на время сна.3. Моя текущая система освещения (которую я хочу осветить) состоит из двух обычных ламп яркого света (36W/880 8000K) и четырех 8W CFL.
Хотелось бы воспроизвести всю установку со светодиодным освещением на солнечной энергии.
Как я уже сказал, я большой ноль в области электричества. Поэтому, пожалуйста, помогите мне с ожидаемой стоимостью установки.

Дизайн

36 ватт x 2 плюс 8 ватт дают в сумме около 80 ватт, что является общим требуемым уровнем потребления здесь.

Теперь, когда светильники предназначены для работы при уровне напряжения сети, который в Индии составляет 220 В, становится необходимым инвертор для преобразования напряжения солнечной панели в требуемые характеристики для освещения.

Кроме того, поскольку инвертору для работы требуется батарея, которую можно принять за батарею на 12 В, все параметры, необходимые для настройки, можно рассчитать следующим образом:

Общее предполагаемое потребление = 80 Вт.

Указанная выше мощность может потребляться с 6 утра до 6 вечера, что является максимальным периодом, который можно оценить, и составляет примерно 12 часов.

Умножение 80 на 12 дает = 960 ватт-час.

Это означает, что солнечная панель должна будет производить столько ватт-часов в течение желаемого периода в 12 часов в течение всего дня.

Однако, поскольку мы не ожидаем оптимального солнечного света в течение года, мы можем предположить, что средняя продолжительность оптимального дневного света составляет около 8 часов.

Деление 960 на 8 дает = 120 Вт, что означает, что требуемая солнечная панель должна иметь номинальную мощность не менее 120 Вт.

Если напряжение панели выбрано равным примерно 18 В, характеристики тока будут 120/18 = 6,66 ампер или просто 7 ампер.

Теперь давайте рассчитаем размер батареи, которая может быть использована для инвертора и которая может потребоваться для зарядки с помощью вышеуказанной солнечной панели.

Опять же, поскольку общий ватт-час за весь день составляет около 960 Вт, разделив это на напряжение батареи (которое предполагается равным 12 В), мы получим 960/12 = 80, это около 80 или просто 100 Ач. , поэтому необходимая батарея должна быть рассчитана на 12 В, 100 Ач для обеспечения оптимальной производительности в течение дня (период 12 часов).

Нам также понадобится контроллер заряда солнечной батареи для зарядки аккумулятора, а поскольку аккумулятор будет заряжаться в течение примерно 8 часов, скорость зарядки должна составлять около 8% от номинальной Ач, что составляет 80 x 8% = 6,4 ампер, поэтому контроллер заряда должен быть рассчитан на комфортную работу не менее 7 ампер для требуемой безопасной зарядки аккумулятора.

На этом завершаются все расчеты солнечной панели, батареи и инвертора, которые могут быть успешно реализованы для любой подобной установки, предназначенной для автономного проживания в сельской местности или другом отдаленном районе.

Для других спецификаций V, I цифры могут быть изменены в объясненном выше расчете для достижения соответствующих результатов.

В случае, если батарея кажется ненужной, солнечная панель также может быть непосредственно использована для управления инвертором.

На следующей схеме можно увидеть простую схему регулятора напряжения солнечной панели, данный переключатель можно использовать для выбора варианта зарядки аккумулятора или прямого управления инвертором через панель.

В приведенном выше случае регулятор должен выдавать ток от 7 до 10 ампер, поэтому в каскаде зарядного устройства необходимо использовать LM396 или LM196.

Вышеупомянутый регулятор солнечной панели может быть сконфигурирован со следующей простой инверторной схемой, которой будет вполне достаточно для питания требуемых ламп через подключенную солнечную панель или аккумулятор.

Перечень деталей для приведенной выше инверторной схемы: R1, R2 = 100 Ом, 10 Вт

R3, R4 = 15 Ом, 10 Вт

T1, T2 = TIP35 на радиаторах

В последней строке запроса предлагается светодиодная версия предназначен для замены и модернизации существующих люминесцентных ламп КЛЛ. То же самое можно реализовать, просто исключив батарею и инвертор и интегрировав светодиоды с выходом солнечного регулятора, как показано ниже:

Минус адаптера необходимо соединить и сделать общим с минусом солнечной панели

Заключительные мысли

Итак, друзья, это 9 основных конструкций зарядных устройств для солнечных батарей, которые были отобраны вручную с этого веб-сайта.

В блоге вы найдете еще много таких усовершенствованных конструкций на основе солнечной энергии для дальнейшего чтения. И да, если у вас есть какие-либо дополнительные идеи, вы обязательно можете представить их мне, я обязательно представлю их здесь для удовольствия наших зрителей.

Отзыв одного из активных читателей

Привет, Swagatam,

Я наткнулся на ваш сайт и нашел вашу работу очень вдохновляющей. В настоящее время я работаю над программой «Наука, технологии, инженерия и математика» (STEM) для учащихся 4-5 классов в Австралии. Проект направлен на повышение интереса детей к науке и тому, как она связана с реальными приложениями.

Программа также привносит эмпатию в процесс инженерного проектирования, когда молодые учащиеся знакомятся с реальным проектом (контекстом) и взаимодействуют со своими одноклассниками для решения мирской проблемы. В течение следующих трех лет мы сосредоточимся на том, чтобы познакомить детей с наукой об электричестве и реальным применением электротехники. Введение в то, как инженеры решают проблемы реального мира на благо общества.

В настоящее время я работаю над онлайн-контентом для программы, которая будет ориентирована на младших школьников (4-6 классы), изучающих основы электричества, в частности, возобновляемых источников энергии, в данном случае солнечной. В рамках программы самостоятельного обучения дети узнают и исследуют электричество и энергию, поскольку они знакомятся с реальным проектом, то есть обеспечивают освещением детей, укрытых в лагерях беженцев по всему миру. По завершении пятинедельной программы дети объединяются в команды для сборки солнечных фонарей, которые затем отправляются детям из неблагополучных семей по всему миру.

В качестве некоммерческого образовательного фонда мы просим вашей помощи в составлении простой принципиальной схемы, которая может быть использована для создания солнечной лампы мощностью 1 Вт в качестве практического занятия в классе. Мы также закупили у производителя 800 комплектов солнечного света, которые дети будут собирать, однако нам нужен кто-то, кто упростит принципиальную схему этих комплектов света, которые будут использоваться для простых уроков по электричеству, цепям и расчету мощности, вольт, ток и преобразование солнечной энергии в электрическую энергию.

Я с нетерпением жду вашего ответа и продолжаю вашу вдохновляющую работу.

Решение запроса

Я ценю ваш интерес и ваши искренние усилия по просвещению нового поколения в отношении солнечной энергии.
Я приложил наиболее простую, но эффективную схему драйвера светодиода, которую можно использовать для безопасного освещения 1-ваттного светодиода от солнечной панели с минимальным количеством деталей.
Обязательно установите на светодиод радиатор, иначе он может быстро сгореть из-за перегрева.
Цепь управляется напряжением и током для обеспечения оптимальной безопасности светодиода.
Дайте мне знать, если у вас возникнут дополнительные сомнения.

Запрос от одного из заядлых читателей этого блога:

Привет, спасибо за все, что ты делаешь, чтобы помочь людям! Мой сын хотел бы провести научный эксперимент, в котором он мог бы показать электромобиль, работающий от солнечной батареи только днем, а аккумулятор заряжающий и работающий от аккумулятора только ночью. Для этого мы планировали подключить небольшую солнечную панель к аккумулятору и двигателю параллельно (см. прилагаемый рисунок).

Будет ли это работать?
Можете ли вы порекомендовать размер солнечной панели, аккумулятора и двигателя?
Чтобы не перезарядить батарею, следует ли добавить резистор? Какой размер вы бы порекомендовали?
Следует ли добавить диод? Какой размер вы бы порекомендовали?

Мой ответ:

да, это будет работать.
Используйте солнечную панель от 6 до 8 В, 1 ампер.
Выключатель последовательно с аккумулятором не требуется. Остальные два переключателя в порядке. Этот переключатель можно заменить на 4-омную 2-ваттную или просто лампочку фонарика на 6 В.
Эта лампочка загорается во время зарядки и медленно гаснет, когда аккумулятор полностью заряжается.
Вы можете добавить диод последовательно с положительным проводом солнечной панели. Это может быть диод 1N5402
Аккумулятор может быть любым Li-ion аккумулятором 3,7В 1200мАч.
Двигатель может быть любым двигателем постоянного тока 3,7 В.

Дополнительные вопросы:

Еще пара вопросов, я не могу найти солнечную панель с такими характеристиками, как вы думаете, вы могли бы отправить мне один в Интернете, чтобы я мог найти что-то подобное? Отличная идея с лампочкой для фонарика, я полагаю, это должна быть лампа накаливания? Как вы думаете, это защитит аккумулятор должным образом или потребуется дополнительный резистор?

Мой ответ:

Для солнечной панели вы можете найти солнечную панель 6 В мощностью 5 Вт. Да, лампа фонарика должна быть накаливания, чтобы нить накала можно было использовать для управления током. Лампочки должно быть достаточно для контроля тока, дополнительный резистор не потребуется. Подробную схему можно найти на прилагаемой схеме.

Схема зарядного устройства солнечной батареи с использованием регулятора напряжения LM317

В предыдущем посте мы видели принципиальную схему Схема зарядного устройства 9 В с использованием LM311 и SCR . В этом посте давайте рассмотрим схему для зарядки свинцово-кислотного аккумулятора с помощью солнечной панели.

[adsense1]

Солнечная концепция не нова для нас. Поскольку невозобновляемые источники энергии уменьшаются, использование солнечной энергии увеличивается. Эта солнечная энергия используется не только на Земле, но и на космических станциях, где нет электричества.

Вот простая схема для зарядки свинцово-кислотного аккумулятора 12 В, 1,3 Ач от солнечной батареи. Это солнечное зарядное устройство имеет регулировку тока и напряжения, а также имеет средства отключения при перенапряжении. Эта схема также может использоваться для зарядки любой батареи при постоянном напряжении, поскольку выходное напряжение регулируется.

Описание

Характеристики цепи зарядки

Мощность солнечной панели — 5 Вт/17 В
Выходное напряжение — переменное (5–14 В).
Максимальный выходной ток — 0,29 Ампер.
Выходное напряжение- 2- 2,75В.
Регулировка напряжения: +/- 100 мВ

Принцип работы зарядного устройства для солнечной батареи:

Зарядное устройство для солнечной батареи работает по принципу, согласно которому цепь управления зарядом обеспечивает постоянное напряжение. Зарядный ток проходит на стабилизатор напряжения LM317 через диод D1. Выходное напряжение и ток регулируются регулировкой регулировочного штифта регулятора напряжения LM317. Аккумулятор заряжается тем же током.

[adsense2]

Электрическая схема зарядного устройства солнечной батареи: Электрическая схема зарядного устройства солнечной батареи

C Компоненты ircuit

9007 9007 Панель солнечных батарей

Регулятор напряжения LM317

Батарея постоянного тока

Диод – 1n4007

Конденсатор – 0,1 мкФ

Диод Шоттки – 3А, 50В

Резисторы – 220, 680 Ом

Горшок – 2K

Соединительные провода

LM317 Технический паспорт

Знаете ли вы о концепции – как работает схема автоматического зарядного устройства?

Схема зарядного устройства солнечной батареи

Схема должна иметь регулируемый регулятор напряжения, поэтому выбран регулируемый регулятор напряжения LM317. Здесь LM317 может выдавать напряжение от 1,25 до 37 вольт максимум и максимальный ток 1,5 Ампер.

Регулируемый регулятор напряжения имеет типичное падение напряжения 2-2,5 В. Поэтому солнечная панель выбирается таким образом, чтобы напряжение на ней было больше, чем на нагрузке. Здесь я выбираю солнечную панель 17v/5w.

Используемый здесь свинцово-кислотный аккумулятор имеет характеристики 12 В/1,3 А·ч. Для зарядки этой батареи требуется следующее.

Диод Шоттки используется для защиты LM317 и панели от обратного напряжения, генерируемого аккумулятором, когда он не заряжается. Здесь можно использовать любой диод на 3 А.

Для зарядки аккумулятора 12 В

Выходное напряжение

Установите выходное напряжение на 14,5 В (это напряжение указано на аккумуляторе для циклического использования.)

Зарядный ток

Зарядный ток = мощность солнечной панели/напряжение солнечной панели = 5/17 = 0,29 А.
Здесь LM317 может обеспечить ток до 1,5 А. Поэтому рекомендуется использовать панели высокой мощности, если для вашего приложения требуется больший ток. (Но здесь для моей батареи требуется начальный ток менее 0,39 А. Этот начальный ток также указан на аккумуляторе. ).
Если для батареи требуется начальный ток более 1,5 А, не рекомендуется использовать LM317.

Время зарядки

Время зарядки = 1,3 Ач/0,29 А = 4,44 часа.

Рассеиваемая мощность

Здесь солнечная панель имеет 5 Вт
Мощность батареи = 14,5*0,29 = 4 Вт
Таким образом, на регулятор поступает 1 ватт мощности.

Перед зарядкой аккумуляторной батареи необходимо учитывать все вышеперечисленные параметры.

Для приложения 6 В

Установите выходное напряжение на 7,5–8 вольт, как указано на аккумуляторе.

рассчитайте зарядный ток и рассеиваемую мощность, как показано выше.

Рассеиваемая мощность

В этом проекте мощность ограничена из-за теплового сопротивления регулятора напряжения LM317 и радиатора. Чтобы поддерживать температуру ниже 125 градусов Цельсия, мощность должна быть ограничена до 10 Вт. Регулятор напряжения LM317 имеет внутреннюю схему ограничения температуры, поэтому, если он становится слишком горячим, он автоматически отключается.

При зарядке аккумулятора радиатор нагревается. При завершении зарядки при максимальном напряжении радиатор нагревается. Это тепло из-за избыточной мощности, которая не требуется в процессе зарядки аккумулятора.

Ограничение тока:

Поскольку солнечная панель обеспечивает постоянный ток, она действует как ограничитель тока. Поэтому схема не нуждается в каком-либо ограничении тока.

Защита солнечного зарядного устройства:

В этой схеме конденсатор C1 защищает от статического разряда. Диод D1 защищает от переполюсовки. И регулятор напряжения IC обеспечивает регулировку напряжения и тока.

Характеристики солнечного зарядного устройства:

Мощность солнечной панели: 20 Вт (12 В) или 10 Вт (6 В)
Диапазон выходного напряжения: от 5 до 14 В
Максимальная рассеиваемая мощность: 10 Вт (включая рассеиваемую мощность диода Шоттки)
Типичное значение падения: от 2 до 2,75 В (зависит от тока нагрузки)
Максимальный ток: 1,5 А (внутренне ограничен 2,2 А)
Регулировка напряжения: +/- 100 мВ

Как управлять этой схемой зарядного устройства солнечной батареи?

Проведите соединения в соответствии со схемой.
Поместите солнечную панель на солнечный свет.
Теперь установите выходное напряжение, регулируя потенциометр RV1
Проверьте напряжение аккумулятора с помощью цифрового мультиметра.

Цепь зарядного устройства солнечной батареи Преимущества:

Регулируемое выходное напряжение
простая и недорогая.
используются общедоступные компоненты.
Нулевой разряд батареи при отсутствии солнечного света на солнечной панели.

Схема зарядного устройства для солнечных батарей Применение:

Эта схема используется для зарядки свинцово-кислотных или никель-кадмиевых аккумуляторов с использованием солнечной энергии. (Вы можете получить представление о Как работает схема зарядного устройства свинцово-кислотного аккумулятора , прочитав предыдущие сообщения.)

Ограничения этой цепи:

В этом проекте ток ограничен 1,5 А.
В схеме требуется высокое падение напряжения.

Солнечные батареи являются одним из электроинструментов, обеспечивающих эффективную работу устройства. Поскольку количество невозобновляемых источников энергии сокращается, необходимо увеличить использование солнечной энергии. Солнечные батареи играют решающую роль в том, чтобы это произошло в кратчайшие сроки.

Но дело в том, что когда вы получаете солнечные батареи, вам нужно иметь электронное устройство, поддерживающее солнечные батареи. Мое лучшее предложение — приобрести комплекты солнечных светильников , которые можно прикрепить к приусадебным участкам, дорожкам и стенам.

Они предлагаются по очень доступным ценам и делают внешний вид более красивым и романтичным, особенно в ночное время. Вы можете провести некоторое время со своими любимыми в присутствии яркого белого света.

Разработка зарядного устройства для солнечных батарей

по Джим Дрю

Рынок портативных электронных устройств на солнечных батареях продолжает расти, поскольку потребители ищут способы снизить потребление энергии и проводить больше времени на открытом воздухе. Поскольку солнечная энергия непостоянна и ненадежна, почти все устройства на солнечных батареях оснащены перезаряжаемыми батареями. Цель состоит в том, чтобы извлечь как можно больше солнечной энергии для быстрой зарядки аккумуляторов и поддержания заряда.

Солнечные элементы по своей природе неэффективны, но у них есть точка максимальной выходной мощности, поэтому работа в этой точке кажется очевидной целью проектирования. Проблема в том, что ВАХ максимальной выходной мощности меняется при освещенности. Выходной ток монокристаллического солнечного элемента пропорционален интенсивности света, а его напряжение при максимальной выходной мощности относительно постоянно (см. рис. 1). Максимальная выходная мощность для данной интенсивности света возникает в изгибе каждой кривой, где ячейка переходит от устройства постоянного напряжения к устройству постоянного тока. Конструкция зарядного устройства, которая эффективно извлекает энергию из солнечной панели, должна быть способна управлять выходным напряжением панели до точки максимальной мощности, когда уровень освещенности не может удовлетворить требования полной мощности зарядного устройства.

Рис. 1. Солнечный элемент вырабатывает ток пропорционально количеству падающего на него солнечного света, в то время как напряжение холостого хода элемента остается относительно постоянным. Максимальная выходная мощность возникает в изгибе каждой кривой, где ячейка переходит от устройства постоянного напряжения к устройству постоянного тока, как показано на кривых мощности.

LT3652 — это мультихимическое зарядное устройство на 2 А, предназначенное для применения в солнечной энергетике. В LT3652 используется контур регулирования входного напряжения, который снижает зарядный ток, если входное напряжение падает ниже запрограммированного уровня, установленного простым делителем напряжения. При питании от солнечной панели контур регулирования входного напряжения используется для поддержания выходной мощности панели на уровне, близком к пиковому.

Контур регулирования входного напряжения LT3652 действует в определенном диапазоне входного напряжения. Когда В _IN , измеряемый через резисторный делитель на выводе V _{IN_REG}, падает ниже определенной уставки, ток заряда уменьшается. Зарядный ток регулируется с помощью управляющего напряжения на токоизмерительном резисторе, включенном последовательно с катушкой индуктивности цепи зарядки понижающего регулятора. Уменьшение освещенности (и/или повышенный ток заряда) может привести к падению входного напряжения (напряжения панели), что оттолкнет панель от точки максимальной выходной мощности. В LT3652, когда входное напряжение падает ниже определенного заданного значения, определяемого резистивным делителем, подключенным между V _IN и V _{IN_REG}, текущее управляющее напряжение уменьшается, тем самым уменьшая зарядный ток. Это действие вызывает увеличение напряжения солнечной панели вдоль ее характеристической кривой VI до тех пор, пока не будет найдена новая рабочая точка пиковой мощности.

Если солнечная панель освещена достаточно, чтобы обеспечить большую мощность, чем требуется цепи зарядки LT3652, напряжение от солнечной панели увеличивается за пределы диапазона регулирования контура регулирования напряжения, зарядный ток устанавливается на максимальное значение и новый рабочая точка находится полностью на основе максимального зарядного тока для точки аккумулятора в цикле зарядки.

Если электронное устройство работает непосредственно от солнечной энергии, а входное напряжение выше минимального уровня диапазона регулирования контура регулирования входного напряжения, доступная избыточная мощность используется для зарядки аккумулятора с более низкой скоростью зарядки. Мощность солнечной панели регулируется до точки максимальной рабочей мощности для уровня интенсивности.

Рис. 2. Напряжение управления током зарядного устройства (V _SENSE – V _BAT) в зависимости от пропорционального входного напряжения, измеренное с помощью делителя напряжения на контакте V _{IN_REG}. V _IN (напряжение солнечной панели) влияет только на зарядный ток, когда V _{IN_REG} находится в диапазоне от 2,67 В до 2,74 В. В этом диапазоне зарядное устройство будет уменьшать зарядный ток, если необходимо, чтобы панель работала на пиковой выходной мощности.

На рис. 2 показана типичная кривая управляющей характеристики V _{IN_REG}. Так как напряжение на V _{IN_REG} превышает 2,67 В, напряжение V _SENSE – V _BAT на токоизмерительном резисторе увеличивается до тех пор, пока не достигнет максимума 100 мВ, когда V _{IN_REG} превышает 2,74 В. По мере дальнейшего увеличения V _{IN_REG} значение V _SENSE – V _BAT остается равным 100 мВ. Выражение для диапазона регулирования входного напряжения:

После того, как R _SENSE выбран для максимального зарядного тока, а R _IN1 и R _IN2 определены для выбора диапазона регулирования тока входного напряжения, уравнение 6 может быть построено в зависимости от кривых мощности солнечных панелей для определения работы зарядного устройства. точка для различных напряжений батареи. Далее следует пример.

Первый шаг — определить минимальные требования к солнечной панели. К важным параметрам относятся напряжение холостого хода, В _OC , пиковое напряжение мощности, V _P(MAX) , и пиковая мощность тока, I _P(MAX) . Ток короткого замыкания I _SC солнечной панели выпадает из расчетов, основанных на трех других параметрах.

Рисунок 4. Работа схемы зарядного устройства солнечной батареи на рисунке 3. Кривые мощности для различных уровней освещенности показаны для шагов от 100 Вт/м ² до 1000 Вт/м ² с шагом 100 Вт/м ². Также показан диапазон управления V _IN (V _REG). Контур управления V _IN извлекает максимально возможную мощность из солнечной панели, направляя V _IN на верхнюю часть кривой энергоемкости панели, когда V _IN находится в V 9Диапазон 1060 РЕГ .

Затем определяется цепь делителя напряжения обратной связи на выходе R _FB1 и R _FB2. Сеть делителя напряжения должна иметь сопротивление, эквивалентное Тевенину 250 кОм, чтобы компенсировать погрешность входного тока смещения. Опорное напряжение на выводе V _FB составляет 3,3 В.

Последним шагом в выборе номиналов резисторов является определение сети делителя напряжения V _SHDN, состоящей из R _SHDN1 и R _SHDN2 . В _ШДН порог нарастания составляет 1,2 В ± 50 мВ с гистерезисом 120 мВ. Схема делителя напряжения должна быть настроена таким образом, чтобы, когда напряжение на выводе V _IN равно V _REG(MIN) , V _SHDN было максимально возможным.

LT3652 автоматически переходит в режим предварительной подготовки батареи, если обнаруженное напряжение батареи очень низкое. В этом режиме ток заряда снижается до 15 % от запрограммированного максимума, установленного токоизмерительным резистором R9.1060 ЧУВСТВО . Как только напряжение батареи достигает 70% от полностью заряженного плавающего напряжения (V _FB = 2,3 В), LT3652 автоматически увеличивает максимальный зарядный ток до полного запрограммированного значения. Пороговый уровень напряжения батареи между режимом предварительной обработки и максимальным током заряда определяется следующим образом:

Использование и эффективность 0,85, график P _IN в диапазоне V _IN, который контролируется по току. Это регулируемый V _IN или V _REG, линия электропередач. Пересечение линии электропередачи V _REG с кривой мощности солнечной панели является рабочей точкой. По мере зарядки аккумулятора наклон линии питания VREG увеличивается, указывая на увеличение входной мощности, необходимой для поддержки возрастающей выходной мощности. Пересечение линии электропередачи V _REG продолжает следовать кривым мощности солнечной панели до тех пор, пока зарядное устройство не выйдет из режима постоянного тока.

На рис. 4 показана выходная мощность солнечной панели при уровнях интенсивности света от 100 Вт/м ² до 1000 Вт/м ² с шагом 100 Вт/м ². При максимальной интенсивности света (верхняя кривая на рис. 4) и напряжении батареи чуть выше уровня предварительного кондиционирования (V _BAT(MIN) при 2 А) солнечная панель производит больше энергии, чем требуется зарядному устройству. Напряжение солнечной панели поднимается выше управляющего напряжения V _REG и перемещается по линии постоянной мощности, пока не пересекает кривую световой мощности для этого уровня интенсивности (точка A на рис. 4). Когда батарея заряжается, входная мощность увеличивается, и рабочая точка солнечной панели перемещается вверх по кривой световой мощности до тех пор, пока батарея не достигнет полного заряда (точка B). LT3652 переходит из режима постоянного тока в режим постоянного напряжения, и зарядный ток уменьшается. Рабочая точка солнечной панели перемещается вниз по кривой мощности света к напряжению холостого хода (точка C), когда батарея достигает своего конечного плавающего напряжения.

Во время зарядки аккумулятора, если интенсивность света уменьшается, рабочая точка перемещается по линии постоянного напряжения для аккумулятора до тех пор, пока не достигнет новой кривой интенсивности питания. Если уровень интенсивности света продолжает уменьшаться, рабочая точка перемещается вдоль этой линии постоянного питания до тех пор, пока не достигнет линии питания V _REG. В этот момент зарядный ток уменьшается до тех пор, пока рабочая точка не окажется на пересечении кривой силы света и напряжения V 9 .1060 REG силовая линия (точка D для зарядки постоянным током при В _BAT(FLOAT) с подсветкой 800Вт/м ²). По мере того, как аккумулятор продолжает заряжаться при этом уровне интенсивности света, рабочая точка перемещается по новой кривой интенсивности света до тех пор, пока аккумулятор не достигнет полного заряда.

По мере приближения темноты рабочая точка перемещается вниз по линии питания V _REG до тех пор, пока зарядный ток не прекратится (точка E) и выходное напряжение солнечной панели не упадет ниже порога падения SHDN, после чего LT3652 выключится.

Остальные элементы конструкции, выбор выходной катушки индуктивности, улавливающего выпрямителя и конденсатора таймера, описаны в процедуре проектирования в техническом описании LT3652 вместе с соображениями по компоновке печатной платы.

Максимальное напряжение питания для монокристаллического солнечного элемента имеет температурный коэффициент –0,37 %/K, а максимальный уровень мощности – –0,47 %/K. Это можно компенсировать, если R _IN1 будет комбинацией последовательного резистора и последовательного термистора NTC. Соотношение двух элементов, составляющих R _IN1 и значение R _IN2 необходимо отрегулировать для достижения правильной отрицательной температуры V _IN при сохранении диапазона регулирования V _IN .

Контур регулирования входного напряжения LT3652 имеет возможность находить максимальную рабочую точку характеристики мощности солнечной панели, таким образом, используя полную мощность солнечной панели. Контур регулирования плавающего напряжения и регулируемый зарядный ток позволяют использовать LT3652 с аккумуляторами многих типов, что делает его универсальным зарядным устройством. Дополнительные функции, такие как широкий диапазон входного напряжения, цикл автоматической перезарядки для поддержания полностью заряженной батареи, режим предварительной подготовки батареи, датчик температуры NTC, выбираемое C/10 или завершение зарядки по времени, контакты FAULT и состояния зарядки заполняют полный набор функций LT3652. LT3652 доступен в 12-выводном пластиковом корпусе DFN размером 3 мм × 3 мм с открытой контактной площадкой.

Джим Дрю присоединился к Analog Devices Inc. в качестве старшего инженера по приложениям в центре дизайна компании в Бостоне, штат Массачусетс, в 2007 году. Он отвечал за поддержку приложений для специализированных силовых ИС. Областью его интересов являются приложения кондиционирования энергии для солнечной энергии, сбора энергии, зарядных устройств суперконденсаторов и активной балансировки аккумуляторов. Джим работал инженером-консультантом в EMC, Hewlett Packard, Compaq и Digital Equipment Corporation, отвечая за разработку систем электропитания. Он также был адъюнкт-профессором электротехники в Массачусетском университете Лоуэлла, где он сейчас преподает после выхода на пенсию в 2017 году. Джим получил степень BSEE и MSEE в Техническом институте Лоуэлла, ныне Массачусетском университете Лоуэлла.

Эдмонд Беккерель был первым, кто открыл фотогальванический эффект, при котором электрический ток и напряжение генерируются материалом, подвергающимся воздействию света. Это открытие привело к изобретению первой солнечной батареи в 1893 году Чарльзом Фриттсом.

Сегодня мы значительно улучшили солнечные панели, которые можно использовать в самых разных областях и генерировать энергию. Сегодня солнечные панели используются для питания целого ряда устройств, от небольших калькуляторов до домов и даже космических кораблей. 9

Как работает солнечная панель материал, образующий полупроводниковый переход в точке контакта. Проводящие пластины прикреплены к каждой стороне слоев N и P, которые затем подключены к выводам питания. На схеме ниже показано, как они устроены:

Изображение из Tssenthi, Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 Международная лицензия.
Прочтите нашу статью о транзисторах, где подробно объясняется, как работает полупроводниковый переход.
Свободные электроны в материале N-типа связываются с электронными дырками в материале P-типа на стыке, образуя слой заряда. В этот момент ток не течет.
Когда фотоны солнечной энергии попадают на соединение, связь разрывается, и электроны и электронные дырки возвращаются в свои слои к клеммам. Если клеммы подключены к цепи, по ней будет течь электрический ток.
Как собрать зарядное устройство на солнечной батарее
В этом проекте мы создадим зарядное устройство на солнечной энергии, которое может обеспечить дистанционное питание любого устройства с питанием от USB-кабеля 5 В, например, мобильного телефона или проекта Arduino. Вот схема проекта:
Подключение схемы
Мы будем использовать две литиевые батареи 3,7 В 2600 мАч для хранения энергии, вырабатываемой солнечной панелью. Мы будем использовать модуль зарядки аккумулятора TP4056, чтобы получать питание от солнечной панели и безопасно заряжать аккумулятор. Зарядное устройство TP4056 принимает входное напряжение от 4,5 В до 6 В и регулирует выходной заряд батареи. Остается только выбрать солнечную панель, способную выдавать 6В.
Решил купить солнечную панель 6В 4,5Вт. Выходной ток для этого составляет 4,5 Вт / 6 В = 750 мА. Если мы предположим эффективность 85%, это даст нам 640 мА. Поскольку две батареи, подключенные параллельно, имеют общую емкость 5200 мАч, нам потребуется заряжать их как минимум на 5200 мАч / 640 мА = 8,1 часа.
Аккумуляторы работают при напряжении 3,7 В, поэтому нам потребуется повысить напряжение до 5 В, чтобы обеспечить зарядку через USB. Для этого мы можем использовать модуль повышающего преобразователя 3,7 В в 5 В. Однако имейте в виду, что этот модуль может потреблять 2 А тока, но максимальный ток зарядного устройства TP4056 составляет всего 1 А. Если вы заряжаете устройства, которые могут потреблять 2А, вы рискуете сжечь зарядное устройство TP4056.
Вот законченная схема:
Красный и черный провода подключены к солнечной панели. В правом верхнем углу также есть красный ползунковый переключатель для выключения модуля, когда он не используется.
Домашние и промышленные солнечные установки
Зарядное устройство на солнечных батареях — это хорошо, но что, если мы хотим использовать солнечную энергию в более крупных проектах, например, для энергоснабжения дома?
При последовательном соединении солнечных панелей напряжение каждой панели в сумме дает более высокое напряжение:
Если солнечные панели соединены параллельно, напряжение остается прежним, но ток от каждой панели добавляется к большему току:
Таким образом, становится ясно, что при разумном использовании последовательных и параллельных комбинаций можно получить системное напряжение. и ток, который вам нужен.
Как и в приведенном выше проекте зарядного устройства на солнечной батарее, вы также должны учитывать максимальные значения напряжения и тока для контроллера заряда и аккумуляторов.
Расчет размера панели солнечных батарей
Предположим, мы хотим установить солнечные батареи в маленьком дачном домике.
Сначала нам нужно рассчитать примерное ежедневное потребление кВтч. Для этого найдите номинальную мощность всех приборов в бунгало. Затем оцените, сколько часов каждый прибор будет использоваться в среднем в день. Теперь рассчитайте ватт-часы (Втч) для каждого прибора, используя следующую формулу:
Ватт-часы = ватты * использованные часы
Например, ватт-часы холодильника мощностью 500 Вт, который работает 12 часов в день, равен 500 Вт * 12 часов. = 6000 Втч.
Учитывая потери и неэффективность в 30%, мы должны умножить ватт-часы на 1,3, чтобы получить 6000Втч * 1,3 = 7800 Втч.
Теперь найдите «среднее количество солнечных часов в день» для вашего местоположения, которое можно найти с помощью поиска в Интернете. Теперь мы можем рассчитать размер солнечной панели (в ваттах), которая потребуется для обеспечения рассчитанных выше ватт-часов.
Для этого разделите ежедневные ватт-часы на количество среднесуточных солнечных часов. Например, при пяти солнечных часах в день в приведенном выше примере размер солнечной панели должен быть:
7800 Втч / 5 часов = 1560 Вт
Итак, нам нужна солнечная панель мощностью 1560 Вт (или больше), чтобы обеспечить требуемую мощность. Однако это можно разделить на несколько панелей. Например, если мы купим солнечные панели мощностью 100 Вт, нам потребуется как минимум 16 панелей.
Надеюсь, эта статья помогла вам научиться устанавливать и использовать солнечные панели в своих проектах! Не забудьте оставить комментарий ниже, если у вас есть вопросы о чем-либо.

Простые схемы солнечного зарядного устройства Ni-MH аккумуляторов AA 1,2 В
Это простая схема зарядного устройства от солнечной батареи 1,2 В типа АА. Представьте, если вы хотите зарядить только одну или две никель-металлогидридные батареи AA 1,2 В, и их нужно заряжать на улице без домашнего электричества. Что мы могли сделать?
Если у вас есть простые компоненты. Можно ли использовать эти компоненты? создать схему по этой задаче.
Самая простая и дешевая версия
Схема солнечного зарядного устройства Ni-MH аккумуляторов 1,2 В AA
Как работает простое зарядное устройство для Ni-MH аккумуляторов
Тестирование и измерение схемы
Похожие сообщения
Самый простой и дешевый вариант
Этот проект самый простой и дешевый, потому что мы используем несколько компонентов: солнечный элемент 3В 160мА и диод.
Затем я измеряю напряжение солнечной батареи около 3,3 В, как показано ниже. Этого достаточно для зарядки батарейки типа АА.
А, у меня аккумуляторная батарея типа АА, типа «никель-металлогидридная» на 1,2В 700мАч. В дальнейшем он будет называться Ni-MH аккумулятором AA.
Кроме того, нам нужен диод. Для предотвращения обратного напряжения от батареи к солнечному элементу, когда нет солнечного света.
Мы используем диод 1N4007, потому что это высокое максимальное напряжение 1000 В 1 А более чем достаточно в этом случае. Но это стоит больше, чем модель с более низким напряжением.
Как показано на рисунке ниже, мы соединили их как простую последовательную цепь.
Мы будем заряжать аккумулятор примерно 8-10 часов или примерно с 8:00 до 17:00. После этого он будет иметь полную мощность и может быть измерен при его напряжении примерно 1,3 В, как показано ниже.
Но у этой схемы есть свой минус, который заключается в том, что она не может установить постоянный зарядный ток. Для продления срока службы батареи. Мы должны заряжать постоянным током и иметь значение 0,1 от максимальной емкости аккумулятора или называемое 0,1C.
Практический пример:
Аккумулятор Ni-MH типа AA 1,2 В, 700 мАч, его следует заряжать током 700 мА x 0,1 = 70 мА в течение примерно 10–16 часов. Таким образом, аккумулятор не перегревается во время зарядки, поэтому служит дольше. Его можно заряжать до 1000 раз. Это действительно того стоит.
Теперь давайте посмотрим на вторую схему, которая решает эту проблему.
Схема солнечного зарядного устройства никель-металлгидридных аккумуляторов AA 1,2 В
Это простая схема зарядного устройства солнечных батарей. Подходит для зарядки одного или двух никель-кадмиевых аккумуляторов 1,2 В типа AA или Ni-MH аккумуляторов типа AA.
В настоящее время этот тип аккумуляторов имеет повышенную емкость, но цена осталась прежней. По стоимости нам следует выбрать правильный аккумулятор, я выбрал размер от 1900 мАч до 2400 мАч. Конечно, зарядный ток также должен быть увеличен примерно до 200 мА на постоянном уровне.
С этой схемой все в порядке. Посмотрим.
Как работает простое зарядное устройство Ni-MH для солнечной батареи
Вот схема для преобразования напряжения от общего источника питания или солнечной батареи. Эта схема приводит к тому, что напряжение на аккумуляторе составляет около 3 В.
Важные условия
Солнечная батарея обычно неравномерно подает напряжение в зависимости от солнечного света. Эта схема поддерживает постоянный уровень тока, 250 мА , как указано выше. Но напряжение солнечного элемента должно быть больше, чем около 5В или 6В, при 500мА тока .
Вот солнечная батарея на 10 ватт или на 12В 0,5А.
Посмотрите на схему, мы используем два транзистора для управления постоянным током батареи.
Во-первых, резисторы R1 и R2 подключены как цепь делителя напряжения, так как ток смещения для NPN-транзистора-Q1 работает.
Затем загорается светодиод LED1, и его напряжение стабилизируется на уровне примерно 1,9 В во всем диапазоне входных напряжений. В то же время это вызывает постоянное напряжение на резисторах R1 и B-E PNP-транзистора Q2, которое получает ток смещения.
Таким образом, Q2 поддерживает постоянный ток на батареях AA Ni-MH.
Схема такого типа называется Регулятор постоянного тока . Раньше я использовал транзистор NPN. Но в этом случае мы попробуем использовать PNP-транзистор, который тоже хорошо работает.
Какой R4 определяет зарядный ток. Мы можем легко найти R4 = 1,2 В ÷ I _R4 .
Примечание: I _R4 — зарядный ток. Например, в данном случае я установил его равным 250 мА или 0,25 А.
Таким образом, R4 = 1,2 В ÷ 0,25 А = 4,8 Ом или 4,7 Ом при мощности в ваттах = 1,2 В x 0,25 А = 0,3 Вт или 0,5 Вт
Мы можем использовать Vin как 5 В, так и 6 В, которые нам нужно поменять:
R1: 22Ом на 5В и R1: 27Ом на 6В.
R3: 270 Ом для 5 В и R3: 330 Ом для 6 В.
Детали, которые вам понадобятся
Q1: BC549, 45 В, 100 мА NPN-транзистор, количество: 1
Q2: BD140, 80 В, 1,5 А, PNP-транзистор, количество: 1
LED1: зеленый светодиод 3 мм.
R1: 27 Ом (6 В), 0,25 Вт Допустимое отклонение резисторов: 5 %
R2: 3,3 кОм, 0,25 Вт Допуск резисторов: 5 %
R3: 330 Ом (6 В), 0,25 Вт Допуск резисторов: 5 %
R4: 4,7 Ом, 0,5 Вт или 1 Вт Допуск резисторов: 5 %
Солнечная батарея 10 Вт, 12В 0,5А нормально нагружают.
Печатная плата, держатель батареи, провода, радиатор и др.
Проверка и измерение схемы
Эта схема очень проста. Поэтому мы можем собрать его на перфорированной универсальной плате. Моя дочь припаяла выводы компонентов прямо к нижней части медной пластины печатной платы. Это проще, не нужно переворачивать печатную плату, чтобы поставить контакты компонента.
Затем попробуйте зарядить 1,2-вольтовые никель-металлогидридные аккумуляторы емкостью 2400 мАч и измерьте напряжение и ток в различных точках.
Посмотрите на электрическую схему ниже. Он показывает уровень напряжения и тока в различных точках.
Напряжение солнечной батареи должно быть больше 5,5 В.
Ток батареи составляет 250 мА в постоянном режиме.
Напряжение аккумуляторной батареи во время зарядки составляет 2,9 В, но не превышает 3,2 В.
Измерьте напряжение на светодиоде 1, равное фиксированному напряжению 1,9 В.
В _R4 всегда 1,2 В.
В _{BE Q2 составляет 0,7 В}
Важным моментом является то, что вы должны установить радиатор для Q2, потому что он немного нагревается во время работы.
Что еще? Не только это. См.:
Простая схема зарядного устройства для никель-кадмиевых аккумуляторов по частям
Универсальное зарядное устройство для никель-кадмиевых и никель-металлогидридных аккумуляторов с использованием LM317T
Схемы наружного солнечного освещения
Зарядное устройство для солнечных батарей с защитой от перезаряда
Похожие сообщения
ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ
Я всегда стараюсь делать электронику Обучение легким .
Схемы простых зарядных устройств для солнечных батарей
О солнечных панелях и их особенностях хорошо известно. Простые способности этих удивительных устройств заключаются в преобразовании солнечной энергии или солнечного света в электричество.
Солнечная панель состоит из отдельных частей отдельных фотогальванических элементов. Каждая из этих ячеек способна производить небольшую электрическую мощность, обычно от 1,5 до 3 вольт.
Большинство этих ячеек над панелью соединены кабелями последовательно, чтобы общее полезное напряжение, создаваемое всем блоком, достигало рабочих 12 или 24 вольт.
Ток, создаваемый устройством, мгновенно пропорционален уровню солнечного света, падающего на поверхность панели.
Энергия, вырабатываемая солнечной панелью, обычно используется для зарядки свинцово-кислотной батареи. Свинцово-кислотная батарея, когда она полностью заряжена, используется с инвертором для получения необходимого сетевого напряжения переменного тока для питания дома.
Желательно, чтобы солнечные лучи падали на поверхность панели, чтобы она функционировала оптимально. Несмотря на это, поскольку солнце никогда не стоит на месте, панель должна постоянно контролировать или выполнять путь солнца, чтобы производить электричество с эффективной скоростью.
Если вы планируете создать автоматическую систему солнечных батарей с двумя трекерами, вы можете представить один из моих предыдущих материалов. Без солнечного трекера солнечная панель может выполнять преобразования только с эффективностью около 30%.
Возвращаясь к нашим фактическим разговорам о солнечных панелях, это устройство можно считать сердцем системы в том, что касается преобразования солнечной энергии в электричество, несмотря на это, вырабатываемое электричество требует ряда измерений, которые должны быть достигнуты, прежде чем его можно будет использовать. эффективно использовалась в более ранней системе связи сетки.
Напряжение, получаемое от солнечной панели, редко бывает стабильным и существенно различается в зависимости от положения солнца и интенсивности солнечных лучей и, конечно же, от степени падения на солнечную панель.
Если подать это напряжение на аккумулятор для зарядки, это может привести к повреждению и ненужному нагреву аккумулятора и подключенной электроники; следовательно, может быть вредным для всей системы.
Чтобы иметь возможность контролировать напряжение от солнечной панели, обычно используется схема регулятора напряжения, связанная с выходом солнечной панели и входом батареи. Эта схема гарантирует, что напряжение от солнечной панели ни в коем случае не превысит безопасное значение, необходимое аккумулятору для зарядки.
Как правило, чтобы получить наиболее эффективные результаты от солнечной панели, минимальное выходное напряжение панели должно быть больше, чем необходимое напряжение зарядки аккумулятора, то есть даже в неблагоприятных условиях, когда солнечные лучи не являются резкими или максимальными, солнечная панель все еще должен быть в состоянии давать напряжение больше, чем, скажем, 12 вольт, что может быть напряжением батареи при зарядке.
Солнечная энергия Доступные регуляторы напряжения могут быть слишком дорогими и не такими надежными; с другой стороны, изготовление регулятора в домашних условиях с использованием обычных электронных компонентов может быть не только увлекательным, но и безопасным.
Говоря о предлагаемом регуляторе напряжения солнечной панели, схеме зарядного устройства, мы замечаем конструкцию, в которой используются очень обычные элементы, и в то же время удовлетворяет требованиям, которые так же существенны для наших спецификаций.
Одиночный IC LM 338 становится сердцем всей конфигурации и становится разумным для применения предпочтительных регулировок напряжения в одиночку.
Продемонстрированная схема регулятора и зарядного устройства солнечной панели оформлена в соответствии со стандартным режимом конфигурации IC 338.
Вход предоставляется в продемонстрированные входные точки ИС и выход для батареи, полученный на выходе ИС. Потенциометр или предустановка используются для точной установки уровня напряжения, который можно рассматривать как безопасное значение для батареи.
Схема также обеспечивает функцию контроля тока, помогая убедиться, что батарея постоянно получает фиксированный фиксированный ток зарядки и никоим образом не перегружена.
Модуль можно подключить, как показано на схеме. Упомянутые соответствующие позиции в принципе мог бы телеграфировать даже неспециалист. За остальными функциями следит схема регулятора.
Переключатель S1 должен быть переключен в режим инвертора, как только аккумулятор полностью зарядится (как показано на индикаторе).
Зарядный ток можно выбрать, правильно подобрав сопротивление резисторов R3. Это возможно, решив формулу:
0,6/R3 = 1/10 Ач батареи
Предустановка VR1 настраивается для получения необходимого зарядного напряжения от регулятора.
Схема автоматического солнечного зарядного устройства с одним транзистором
В этом посте мы подробно обсудим схему автоматического солнечного зарядного устройства с использованием релейной схемы с одним транзистором.
Простое зарядное устройство с использованием аккумулятора и солнечной панели
Солнечная панель, безусловно, может применяться для непосредственной зарядки аккумулятора практически без каких-либо других элементов. Просто подключите панель к аккумулятору, и она сможет заряжаться, как только панель начнет освещаться ослепительным солнечным светом, предлагая панели напряжение как минимум на 30–50% больше, чем мощность батареи, которую вы можете заряжать.
Ниже приведено несколько замечательных сведений:
Напряжение от солнечной батареи не имеет значения, а напряжение батареи на самом деле не имеет значения. Вы можете подключить любую солнечную панель к любой батарее, гарантируя, что солнечная панель имеет напряжение как минимум на 30-50% выше, чем батарея, которую вы можете заряжать.

Выходное напряжение солнечной панели может подстраиваться только под напряжение батареи. Несмотря на то, что существует несоответствие напряжения, нет никакой «пропавшей» или выброшенной энергии.
Хорошая 18-вольтовая солнечная панель «врезается» в 12-вольтовую батарею, используя оптимальный ток, который она могла бы генерировать, когда сила солнечного света является максимальной.
Чтобы избежать чрезмерного количества несоответствий, настоятельно рекомендуется поддерживать напряжение панели в пределах 150% от напряжения батареи. (батарея 6В — 9v максимальная солнечная панель, батарея 12В — оптимальная панель 18В, батарея 24В — панель Spork 36В).
Однако ниже приведен ключевой фактор: во избежание перезарядки аккумулятора чрезвычайно важна мощность солнечной панели.
Когда мощность вашей 18-вольтовой панели составляет 10 Вт, ток составляет 10/18 = 0,55 ампер = 550 мА.
Во избежание перезарядки аккумуляторной батареи зарядный ток не должен превышать одной десятой ее емкости в ампер-часах.
В частности, группу элементов емкостью 2000 мА·ч нельзя заряжать током выше 200 мА в течение 14 часов. Это можно назвать его 14-часовой скоростью.
Тем не менее, этот рейтинг может быть ПОСТОЯННЫМ, поскольку солнечная панель обеспечивает выходную мощность примерно 8 часов каждый день, вы можете увеличить зарядный ток до 550 мА в течение восьми часов. Это может обеспечить мощность для полной зарядки элементов.
По этой причине 10-ваттная солнечная панель может быть напрямую подключена к группе (практически полностью разряженных) аккумуляторов емкостью 2000 мА·ч.
Для аккумулятора 12 В 1,2 А·ч зарядный ток будет составлять 100 мА в течение 12 часов или 330 мА в течение 4 часов, а для защиты от перезаряда потребуется схема регулятора.
Для любой батареи 12 В 4,5 А·ч зарядный ток будет составлять 375 мА в течение половины дня, и потребуется солнечная панель большего размера.
Роль блокирующего диода
Некоторые солнечные панели могут разряжать батарею (прикосновение), когда на нее не попадают солнечные лучи, и диод обычно входит в комплект для защиты от саморазряда.
Этот диод снижает напряжение на 0,6 В, когда панель работает, и может снизить идеальный ток (несколько), пока солнечная панель заряжает батарею. В случае диода Шоттки падение напряжения может составлять 0,35 В.
Некоторые солнечные панели содержат этот диод, известный как БАЙПАСНЫЙ ДИОД.
Как остановить перезарядку
Вы найдете несколько способов защиты от перезарядки аккумулятора.
1. Разряжайте батарею практически полностью каждую ночь и используйте солнечную панель, которая на следующий день в основном обеспечивает 120% емкости батареи в ампер-часах.
2. Вставьте РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ.
Вот самый простой и дешевый регулятор для зарядки 12-вольтовой батареи.
Солнечная панель должна иметь возможность генерировать минимум 16 В при БЕЗ НАГРУЗКИ. (25-28 кл.). На схеме просто показана солнечная панель с 24 ячейками — должно быть 28 ячеек.
Еще один фактор, о котором вам нужно подумать, это мощность солнечной панели. Это может зависеть от того, как быстро вы хотели бы заряжать аккумулятор и/или сколько энергии вы потребляете от аккумулятора каждый день, и/или от емкости аккумулятора в ампер-часах.
Например, батарея 12 В 1,2 А-ч состоит из 14 ватт-часов электроэнергии. 6-ваттная панель (от 16 до 18 В) может дать вам 18 ватт-часов (при ярком солнечном свете) за три часа. Аккумулятор, вероятно, будет полностью заряжен в течение 3 часов.
Самая дешевая схема зарядного устройства солнечной батареи
В заявке описывается недорогая, но полезная, менее чем за 1 доллар, недорогая, но полезная схема солнечного зарядного устройства, которая часто разрабатывается даже неспециалистом для использования экономичной зарядки солнечной батареи.
Что такое слежение за солнцем с максимальной эффективностью? Для неспециалиста это может быть что-то слишком сложное и продвинутое для понимания и система, связанная с необычной электроникой.
В некотором смысле это может быть правильно, и, безусловно, MPPT являются сложными устройствами высокого класса, которые могут быть предназначены для оптимизации зарядки батареи без изменения кривой V/I солнечной панели.
Проще говоря, MPPT отслеживает непосредственное оптимальное доступное напряжение от солнечной панели и регулирует скорость зарядки батареи таким образом, чтобы напряжение панели оставалось неизменным или далеким от нагрузки.
Проще говоря, солнечная панель будет работать наиболее эффективно, если ее максимальное ситуативное напряжение не будет снижено до напряжения соответствующей заряжаемой батареи.
Например, если напряжение разомкнутой цепи вашей солнечной панели составляет 20 В, а заряжаемая батарея рассчитана на 12 В, и если вы соедините их сразу, это может привести к снижению напряжения панели до напряжения батареи, что может создать вещи слишком неэффективны.
С другой стороны, если бы вы могли поддерживать напряжение панели неизменным, но при этом удалить из нее наиболее подходящий вариант зарядки, система могла бы работать с теорией MPPT.
Таким образом, речь идет именно об оптимальной зарядке аккумулятора без нарушения или снижения напряжения панели.
Существует одна простая и бесплатная процедура для применения вышеуказанных обстоятельств.
Выберите солнечную панель, напряжение разомкнутой цепи которой соответствует напряжению зарядки аккумулятора. Это означает, что для батареи 12 В вы можете найти панель на 15 В, зная, что она, вероятно, обеспечит оптимальную оптимизацию обоих рекомендаций.
Тем не менее, на практике вышеуказанные проблемы трудно решить просто потому, что солнечные панели никогда не генерируют непрерывную выходную мощность и, вероятно, вызывают ухудшение уровня мощности в ответ на изменение положения солнечных лучей.
Поэтому рекомендуется постоянно использовать солнечную панель с более высоким номиналом, чтобы гарантировать, что даже в худших дневных условиях она поддерживает заряд батареи.
Имея это в виду, вы никоим образом не обязаны выбирать дорогостоящие устройства MPpT, вы можете получить сопоставимые результаты, потратив на это несколько долларов. Следующая беседа могла бы прояснить методы.
Шаги по созданию простой дешевой схемы MPPT
Как упоминалось выше, чтобы избежать ненужной установки панели, мы должны вместо этого иметь обстоятельства, предпочтительно дополняющие напряжение PV с напряжением батареи.
Этого можно добиться, используя несколько диодов, дешевый вольтметр или мультиметр и поворотный переключатель. Конечно, при цене около 1 доллара вы не можете предположить, что это будет автоматически, вам, возможно, придется обращаться за советом к коммутатору несколько раз в день.
Мы понимаем, что снижение прямого напряжения выпрямительного диода составляет около 0,6 вольт, поэтому, добавляя много диодов последовательно, можно легко идентифицировать панель от перетаскивания до напряжения подключенной батареи.
Если говорить о схемах, перечисленных ниже, то можно собрать потрясающее маленькое зарядное устройство MPPT, используя продемонстрированные недорогие детали.
Предположим на схеме, что напряжение холостого хода панели должно быть 20В, а батарея рассчитана на 12В.
Если их соединить напрямую, напряжение на панели, несомненно, снизится до уровня заряда батареи, что сделает ситуацию неправильной.
Добавив последовательно 9 диодов, мы эффективно изолируем панель от получения нагруженного и подтянутого к напряжению батареи, но, без сомнения, снимем с нее максимальный зарядный ток.
Полное прямое падение напряжения на комбинированных диодах вполне может составлять около 5 В, плюс напряжение зарядки аккумулятора 14,4 В обеспечивает около 20 В, что означает, что после соединения со всеми диодами в сборе во время пикового солнечного света напряжение на панели, вероятно, немного упадет до около 19V обеспечивает эффективную зарядку аккумулятора.
Теперь представьте, что солнце начинает опускаться, что приводит к падению напряжения на панели ниже номинального напряжения, это можно проверить с помощью подключенного вольтметра и пропустить несколько диодов, пока батарея не будет заменена с получением максимальной мощности.
Представленный символ стрелки, связанный с положительным напряжением панели, может быть восстановлен с помощью поворотного переключателя для предлагаемого выбора последовательно включенных диодов.
С учетом описанных выше обстоятельств очевидные условия зарядки MPPT могут быть успешно смоделированы без использования дорогостоящих устройств. Этого можно добиться для любых типов панелей и батарей, просто включив большее количество диодов последовательно.
Описанная дешевая схема MPPT может быть каким-то образом сделана автоматической, вы можете обратиться к следующему сообщению, чтобы понять автоматизированный тип обсуждаемой выше схемы.
Солнечное зарядное устройство с обратноходовым преобразователем
В публикации оценивается схема солнечного зарядного устройства, включающая функцию контроля I/V для применения эффективных операций зарядки аккумулятора.
Солнечная панель, как мы понимаем, обычно используется для преобразования солнечных лучей в электричество, несмотря на это, когда неумеренная нагрузка связана с солнечной панелью, ее производительность может значительно снизиться, что сделает всю систему крайне неэффективной.
Обратноходовой преобразователь, связанный с нагрузкой и солнечной панелью, обеспечивает получение нагрузкой наилучшего количества энергии без искажения эффективности солнечной панели.
По сути, солнечная панель — это просто еще один источник питания, производительность которого почти всегда зависит от правильного использования его тока (ампер).
Согласно графику мониторинга вольт-амперных характеристик солнечной панели, мы видим, что до тех пор, пока напряжение не нарушено (понижено), панель работает в зоне максимальной мощности, где она способна обеспечить максимальную номинальную мощность. ток в нагрузку.
Обычно, если доступное оптимальное напряжение панели не замедляется нагрузкой, панель продолжает подавать оптимальный диапазон тока на подключенную нагрузку. Этот параметр становится исключительно важным для любой солнечной панели, и топология обратного хода особенно важна при использовании солнечной панели в качестве нагрузки.
С другой стороны, можно также подумать, что, учитывая, что напряжение является просто функцией тока, при условии, что сила тока от солнечной панели восстанавливается до идеальной точки, на напряжение не нужно влиять, поэтому сохраняя процедуры в пределах максимальной зоны. Именно это и было реализовано в упомянутом дизайне.
Предлагаемая схема обратноходового солнечного зарядного устройства с проверкой I/V была создана мной с учетом вышеуказанной критичности солнечной панели.
Давайте разберемся с информацией о схеме, обратившись к следующей диаграмме ниже:
Здесь секция IC 741 представляет собой текущую фазу администрирования, IC555 настроены как оптимизатор ШИМ, а фаза BC547 предназначена для создания возрастающей рампы.
Когда схема работает с солнечной панелью, генератор линейного изменения начинает генерировать линейное напряжение на контакте 5 IC2 (555).
IC2 вместе с IC1 таким же образом преобразует линейно изменяющееся напряжение в увеличивающиеся ШИМ на определенной высокой частоте.
Этот ШИМ используется на первичной обмотке ферритового трансформатора через N-канальный МОП-транзистор.
Выход ферритового трансформатора должным образом отфильтрован и встроен в нагрузку или батарею, которую следует заряжать.
По мере того, как рампа и соответствующий ШИМ увеличиваются, батарея начинает получать необходимый ток.
Этот ток (ампер), потребляемый батареей, используется на входах I/V-мониторинга фазы операционного усилителя IC741 посредством повышения напряжения на Rx.
Напряжение на Rx найдено и проверено по входам ОУ.
Пока он повышается, на контакте 2 появляется напряжение примерно на 0,6 В ниже, чем на контакте 3.
Это поддерживает высокий уровень выходного сигнала 6 операционного усилителя в течение первых функций линейного изменения, и только при условии, что линейное изменение тока не будет падать.
Когда потребление тока выходит за пределы оптимального диапазона, напряжение на Rx начинает уменьшаться, что может усиливаться на выводе 3 операционного усилителя.
Несмотря на это, контакт 2 в данный момент не может реагировать на вышеуказанное изменение из-за заряда, хранящегося внутри 33 мкФ, который фиксирует параллельный уровень «ток-колено» на контакте 2.
Прямо сейчас, когда ток падает еще больше, после повышения на 0,6 В потенциал на контакте 3 начинает получать меньше, чем на контакте 2 операционного усилителя.
Приведенное выше условие мгновенно переводит вывод 6 операционного усилителя в низкий логический уровень.
Низкая логика на выводе 6 теперь выполняет два исполнения одновременно.
Он заземляет базу транзистора BC547, заставляя линейно изменяющееся напряжение начинаться заново с нуля, так что весь процесс возобновляется до начала, предотвращая снижение солнечного напряжения.
Это также гарантирует, что крышка 33 мкФ освобождается для последующего цикла линейного изменения.
Таким образом, цикл поддерживает переключение и восстановление условий, гарантирующих, что техника не получит ток выше номинального значения. Поэтому удерживает напряжение солнечной панели на самом высоком установленном уровне разомкнутой цепи.
Друг с другом колено IV/V редко допускается искривляться в сторону зоны неэффективности панели.