Laddning av litium - jonbatteri med solceller: 7 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:44

Detta är ett projekt om laddning av litiumjonbatteri med halscell.

* En del korrigeringar gör jag för att förbättra laddningen under vintern.

** solceller ska vara 6 V och ström (eller effekt) kan vara variabel, som 500 mAh eller 1 Ah.

*** diod för att skydda TP4056 från omvänd ström bör ha låg droppspänning ("falla ut"). Jag använder dåligt, vilket tar 0, 5-0, 6 V, vilket är mycket. Du kan använda Schottky -diod, som bara tar 0, 1 - 0, 2 V.

Steg 1: Material (länkar är kopplade)

1 x solcell 6V

Länk: 6V 1 W

Länk: (fler celler med olika watt)

Länk: (mer för att välja)

1 x Li - Ion laddarkort TP4056 (välj kort med 4 utgångar - 2 för batteri, 2 för anslutningsenhet)

Länk: (5 stycken, ca 0,20 $ / styck)

Länk: (1 st, 0,29 $ / styck)

1 x Schottky -diod (bättre, 0, 1 - 0, 2 spänningsfall) eller 1N4148 (sämre, 0, 5 - 0, 6 spänningsfall)

Länk: (uppsättning dioder) (uppdaterad)

Länk: (1N4148)

1 x litium - jonbatteri (18650), jag köper 1 fattigt, du kan välja bättre med kapacitet runt 2000 mAh - 3000 mAh, Länk: Litiumjonbatteri

1 x litiumjonbatterihållare

Länk: batterihållare

1 x kablar, jag använder internetkablar med 6 trådar inuti eller awg 22 tråd kit

Länkar:

kvalitet: uppsättning AWG 22 -kablar

ethernet -kabel: ethernet -kabel (måste klippa av 6 ledningar)

1 x lödverktyg (station, tenn, kolofonium etc.)

Steg 2: Höger solcell

* solceller ska vara maximalt 6V, eftersom TP4056 har maximal ingång 6V. Det är bättre än 5V.

* Ström från solceller (eller kraft) kan vara variabel, eftersom TP4056 "äter" så mycket som den behöver. Så du kan välja 500 mAh solcell eller 1 Ah solcell.

För litiumjonbatteri väljer jag solceller med 5V och 160 mA. För att välja solceller måste du välja:

1. solcells spänning 1,5 x batterispänning, så 3,7V till 4,2 V Li-Ion motsvarar 5,55 V till 6,3 V solceller.

2. Solcellens ström bör ha 1/10: e kapacitetsbatteriet dykat med 1 timme (för Ni Mh -batterier). Jag använder samma regel för litiumjonbatteri. Det kallas C - rate rule. Så om jag har 500 mAh batteri, borde jag välja 50 mA halsband. Bra Li-Ion-batterier har 2000 mAh, så strömmen bör vara runt 200 mAh eller 1,2 W.

Jag använder dåligt Li -Ion -batteri med uppmätt cirka 600 mAh. För det skulle jag välja solceller med 60 mA topp, eller 0,360 W (POWER = CURRENT X VOLTAGE).

Steg 3: Litium - jonbatterier 18650

Jag hittar en bra webbplats med tester litiumjonbatterier. Mestadels finns det max 3400 mAh.

Här är:

Här är lite teori om att ladda dem:

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

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

Steg 4: Krets

Kretsen är enkel, men jag beskriver det här.

Anslut solcellens positiva terminal till diodens anod. Anslut minuspolen för diod till IN+ (ingångspositiv) på TP4056. Jag använder diod på grund av omvänd ström.

Anslut också solcells negativa terminal till IN- (ingångsnegativ) på TP4056. Slutligen anslut batteriet, pluspolen på batteriet till BAT + på TP4056, liknande negativa terminal.

Steg 5: LED -dioder på TP -kortet

Ombord finns 2 dioder, som också förbrukar lite ström. Jag tar bort dem med kniv. Kontrollera bilden.

Steg 6: Beräkning av effektivitet

Testa din laddning, du kan ansluta din multimeter till solceller eller batteri.

Testa:

grumligt, med lite soligt 10 mA (utström från TP4056), 24 mA (från solceller)

grumligt, inte direkt mot solen 0,87 mA (TP4056), 5,1 mA (solceller)

sol, direkt sol 26 mA (TP4056), 89 mA (solcell)

Enligt webbplatsen pveducation.org kan du beräkna direkt solstrålning i kW. Fyll bara ditt hem lattitude och longtitude. Och kom ihåg tiden, eftersom strålning under dagen varierar. Jag fick runt 1 kW/m2.

Så, solceller ger mig 89 mA och 5V, så det ger 445 mW, eller 0,445 W. Ytan på solceller är cirka 70 cm2 (i princip bara små linjer ger energi, så cirka 30 cm2).

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

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

För att beräkna hur mycket solstrålning som faller på 30 cm2 enligt pv utbildning webbplats, måste vi omvandla ytan till m2, det är 0. 00 30 m2. Incident strålning är 1000 x 0,003 = 3 W.

Incident strålning = 3W

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

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

Total effektivitet för systemet = 0,104 W / 3W = 0,034666 = 3,46 %.

Så total effektivitet är inte mycket, men hjälper. Kommer du ihåg C-rate? För detta projekt är den större solcellen nödvändig. Jag testar i september, vilket är genomsnittligt mellan vinter och sommar. Jag använder batteri till min esp logger, som måste överleva under vintern, sommaren är bra. Jag kommer att testa andra solceller i framtiden och visa mina resultat.

Steg 7: Extra: Thingspeak -graf

Jag testar batterispänningen med min esp logger. Jag fick en graf över saker. Resultaten är i ADC -värden, inte i spänning. Värden 720 motsvarar batteri med 4,07 V. Jag använder dåligt 600 mA litiumjonbatteri.