Carga de la batería de iones de litio con celda solar: 7 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

Este es un proyecto sobre la carga de una batería de iones de litio con celda sollar.

* Realizo algunas correcciones para mejorar la carga durante el invierno.

** La celda solar debe ser de 6 V y la corriente (o potencia) puede ser variable, como 500 mAh o 1Ah.

*** El diodo para proteger TP4056 de la corriente inversa debe tener una caída de voltaje baja ("caída"). Yo uso malos, que toman 0, 5-0, 6 V, que es mucho. Puede usar el diodo Schottky, que toma solo 0, 1 - 0, 2 V.

Paso 1: Material (los enlaces son afiliados)

1 x celda solar 6V

Enlace: 6V 1 W

Enlace: (más celdas con diferentes vatios)

Enlace: (más para elegir)

1 x placa de carga de iones de litio TP4056 (elija placa con 4 salidas - 2 para batería, 2 para dispositivo de conexión)

Enlace: (5 piezas, cca 0,20 $ / pieza)

Enlace: (1 pieza, 0,29 $ / pieza)

1 x diodo Schottky (mejor, 0, 1 - 0, 2 caída de voltaje) o 1N4148 (peor, 0, 5 - 0, 6 caída de voltaje)

Enlace: (conjunto de diodos) (actualizado)

Enlace: (1N4148)

1 x batería de iones de litio (18650), compro 1 pobre, puedes elegir mejor con capacidad alrededor de 2000 mAh - 3000 mAh, Enlace: batería de iones de litio

1 x soporte de batería de iones de litio

Enlace: soporte de batería

1 x cables, uso cables de internet con 6 cables en el interior o kit de cables awg 22

Enlaces:

calidad: juego de cables AWG 22

cable ethernet: cable ethernet (es necesario cortar 6 cables)

1 x herramientas de soldadura (estación, estaño, colofonia, etc.)

Paso 2: celda solar derecha

* La celda solar debe tener un máximo de 6 V, porque TP4056 tiene una entrada máxima de 6 V. Es mejor que 5V.

* La corriente de la celda solar (o energía) puede ser variable, porque TP4056 "come" tanto como necesita. Por lo tanto, puede elegir una celda solar de 500 mAh o una celda solar de 1 Ah.

Para la batería de iones de litio, elijo una celda solar con 5V y 160 mA. Para elegir la celda solar, debe elegir:

1. Voltaje de la celda solar 1.5 x voltaje de la batería, por lo que 3.7V a 4.2 V de Li-Ion es equivalente a 5.55 V a 6.3 V de celda solar.

2. La corriente de la celda solar debe tener una décima parte de la capacidad de la batería descargada en 1 hora (para baterías de Ni Mh). Utilizo la misma regla para la batería de iones de litio. Se llama regla de tasa C. Entonces, si tengo una batería de 500 mAh, debería elegir una celda sollar de 50 mA. Las buenas baterías de iones de litio tienen 2000 mAh, por lo que la corriente debería rondar los 200 mAh o 1,2 W.

Utilizo una batería de iones de litio defectuosa que mide alrededor de 600 mAh. Para eso, debería elegir una celda solar con un pico de 60 mA, o 0.360 W (POTENCIA = CORRIENTE X VOLTAJE).

Paso 3: Baterías de iones de litio 18650

Encuentro un buen sitio web con pruebas de baterías de iones de litio. En su mayoría hay 3400 mAh como máximo.

Aquí está:

Aquí hay una teoría sobre cómo cobrarlos:

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

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

Paso 4: circuito

El circuito es simple, pero lo describo aquí.

Conecte el terminal positivo de la celda solar al ánodo del diodo. Conecte el terminal negativo del diodo a IN + (entrada positiva) de TP4056. Utilizo diodo debido a la corriente inversa.

También conecte el terminal negativo de la celda solar a IN- (entrada negativa) de TP4056. Finalmente conecte la batería, terminal positivo de la batería a BAT + de TP4056, terminal negativo similar.

Paso 5: diodos LED en la placa TP

A bordo, hay 2 diodos, que también consumen algo de energía. Los quito con un cuchillo. Ver imagen.

Paso 6: cálculo de la eficiencia

Pruebe su carga, puede conectar su multímetro a una celda solar o batería.

Prueba:

nublado, con un poco de sol 10 mA (corriente de salida de TP4056), 24 mA (de celda solar)

nublado, no directo al sol 0,87 mA (TP4056), 5,1 mA (celda solar)

soleado, sol directo 26 mA (TP4056), 89 mA (celda solar)

Según el sitio web pveducation.org, puede calcular la radiación solar directa en kW. Simplemente llene la latitud y la longitud de su hogar. Y recuerde el tiempo, porque la radiación durante el día varía. Obtuve alrededor de 1 kW / m2.

Entonces, la celda solar me da 89 mA y 5V, por lo que da 445 mW, o 0.445 W. La superficie de la celda solar es de alrededor de 70 cm2 (básicamente, solo las líneas pequeñas producen energía, por lo que alrededor de 30 cm2).

Salida de celda solar = 0.089A x 5 V = 0.445 W

Salida TP4056 = 0.026 A x 4 V = 0.104 W

Para calcular la cantidad de radiación solar que cae en 30 cm2 según el sitio web de educación fotovoltaica, debemos convertir la superficie a m2, es 0. 00 30 m2. La radiación incidente es 1000 x 0,003 = 3 W.

Radiación incidente = 3W

Eficiencia de la célula solar = 0,445 W / 3 W = 0,1483 = 14,8%.

Eficiencia de TP4056 = 0.104 W / 0.445 W = 23.37%

Eficiencia total del sistema = 0.104 W / 3W = 0.034666 = 3.46%.

Entonces, la eficiencia total no es mucho, pero ayuda. ¿Te acuerdas de C-rate? Para este proyecto, se necesita la celda solar más grande. Pruebo en septiembre, que es la media entre invierno y verano. Utilizo batería para mi registrador esp, que debe sobrevivir durante el invierno, el verano es bueno. Probaré otras células solares en el futuro y mostraré mis resultados.

Paso 7: Extra: Gráfico de Thingspeak

Pruebo el voltaje de la batería con mi registrador esp. Tengo un gráfico en el lenguaje de las cosas. Los resultados están en valores ADC, no en voltaje. El valor 720 es equivalente a una batería con 4.07 V. Utilizo una batería de iones de litio de 600 mA defectuosa.