Gör ditt eget fotovoltaiska 5V -system: 4 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:35

Detta använder en buck-omvandlare som en 5V-utgång för att ladda batteriet (Li Po/Li-ion). Och Boost -omvandlare för 3,7V batteri till 5V USB -utgång för enheter som behövs 5 V. Liknar det ursprungliga systemet som använder blybatteri som energilagringsavgift av antingen PWM- eller MPPT -styrenhet. Och leverans för 12V -enheter. Denna använder bara en Buck-omvandlare för att konvertera 12V (solpanels nominella spänning) till stabil 5V för att ladda ett Li-Po/Li-ion-batteri, efter dagsljus. Byt till Boost-omvandlare för att konvertera batteriets spänning 4,2 (3,7 nominell spänning för Li-Po och Li-ion) till igen 5V för enheter som driver 5V. (Du kan fortfarande använda 5V i Buck-omvandlaren under dagtid medan Li-Po/Li-ion-batteriet laddas.  Det kanske inte är lika effektivt som det ursprungliga systemet (12V). Jag gjorde det bara på grund av min solpanel är bara 15W och inte tillräckligt med budget för att köpa MPPT- eller PWM -laddare för 12V. och inte tillräckligt för att driva applikationer som behöver högre än 50W. Så jag gör ett alternativ, 5V -versionen.

(Påminnelse, systemet har inga kontroller.)

Detta system är för solpaneler som är lägre än 30W och endast 12V. (9V solpaneler skulle fortfarande fungera).

Mina systemspecifikationer Input solpanel = 12V (18V)

Strömförbrukning = 15 W.

Laddningstid = beror på din solpanels effekt och batteriets kapacitet.

USB -utgång 1 (Buck -omvandlare) = 5V

USB -utgång 2 (Boost -omvandlare) = 5V

Batterityp = beror på dina val (Li-Po/Li-ion) 3,7 och kapacitet-Min var Li-Po med en kapacitet på 3500mAh.

En att peka på:

Medan projektet pågår för experiment för att förbättra och beräkna dess effektivitet och om det var värt det. Ställ mig frågor om projektet.

Steg 1: Förbered materialen

• Purfboard (medelstorlek)
• Trådar
• Leads Alligator Crocodile Double-ended Test Roach Clip Jumper Wire (valfritt för testning)
• 2x USB -portar
• Blylödning.

Solpanel -(rekommenderar 20Watt högre, 12V)

• 1x TP4056 laddnings- och skyddskrets för Li-Po och Li-ion.
• 1x Li-Po/Li-ion batteri (beror på vilket batteri du väljer och kapaciteten)

Buck-Converter (en jag använder)

• (1x) LM2576T (5V version, 3A)
• (1x) 100uH induktor
• (1x) 100uF och (1x) 1000uF Elektrolytkondensatorer
• (1x) Schottky -diod
• (1x 1K -motstånd och liten LED) -alternativ

Tillsammans med mätverktyg

Digital/analog multimeter (spänning och ström behövs här för att beräkna dess effektivitet)

Steg 2: Följ kretsschemat

Löd alla komponenter i en PCB -skiva.

Det skulle vara bättre att korta Data plus och minus Pins på USB -portarna för Android -telefoner.

var noga med att stänga av Boost -omvandlaren för att inte överbelasta TP4056 medan du laddar batteriet.

Om din solpanels effekt är lägre än den rekommenderade effekten, som är 20 Watt över, bör du bara ansluta ett batteri. på grund av den begränsade effekten i din solpanels effekt. Exempel: 15Watt är 0,83A, vilket betyder att det är din maxström.

Steg 3: Ström och mät kretsen

Om kretsen fungerar som den ska, testa den med dummy -belastningar som 5W -motstånd i utgången och mät spänningen och strömmen. gillar den här bilden.

Möter problem

- solcellsanläggning -

Om ingångsspänningen (fotovoltaisk) i buck-omvandlaren plötsligt sjunker lägre än den nominella spänningen för PV och utspänningen. då bör problemet finnas på den här listan.

*belastningen i utgången är redan ansluten och drar mer ström från PV.

*Mindre solljus ute på grund av molnighet etc.

om ditt problem inte finns på den här listan, lämna en kommentar så svarar jag.

Steg 4: Avslutad

Var gjort.

Du kan beräkna effektiviteten för Buck-omvandlaren och Boost-omvandlaren med denna formel.

Utgångsspänning x utgångsström

------------------------------------------- x 100% = Effektivitet

Ingångsspänning x Ingångsström

Saker att påminna om !! - Stäng alltid av anslutningen mellan batteriet och boost-omvandlaren för att inte överbelasta TP4056-laddningsprocessen under dagtid. använd den bara för ikväll.

- Se till att det laddas batterier när du mäter ström och spänning för att få dess effektivitet.

Fördelar och nackdelar

+ 5V drivs. För laddning och strömförsörjning av applikationer som behöver 5V- Inte för applikationer som behöver 12V/9V. (Kan justeras om din boost-omvandlare är justerbar)

+ Effektivitet är tillräckligt bra. (Min är 70% i buck -omvandlare och 68% i Boost -omvandlare) (Lite högre om du använder en modul som redan är byggd.)

- Effektiviteten kan sjunka om ingången till buck -omvandlarens spänning sjunker. På grund av den utgående dragkraften.

+ Billigt system

- System utan styrenhet (för att övervaka batteriet och solens laddningsstatus och skydd)

+ Lätt att göra om du köper den redan byggda boost- och buck -modulen.

En sak att påpeka

Buck-omvandlarens begränsade strömeffekt beror på din solpanels effekt (watt). Min solpanels effekt är 15 watt, vilket betyder att jag är begränsad till strömmen 0,75A när jag ansluter till laddaren. Det är därför jag rekommenderar en solpanel som är minst högre än 20W.

Kommentera gärna om du har frågor om projektet.

Om du gör ditt eget fotovoltaiska 5V -system. Vänligen dela.

Du kan följa mig på alla sociala medier. Så att du kan

Följ mig på Facebook och Twitter

Facebook:

Twitter:

Prenumerera på min Youtube -kanal:

Stöd mig på Patreon:

Påminnelse: Ha alltid kunskap om elektronik och tänk på säkerhet först innan, under och efter att du har gjort projektet. Säkerheten först.