Tworzenie własnego systemu fotowoltaicznego 5V: 4 kroki (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:26

Wykorzystuje konwerter buck jako wyjście 5 V do ładowania akumulatora (Li Po/Li-ion). I konwerter Boost dla akumulatora 3,7 V na wyjście USB 5 V dla urządzeń potrzebnych 5 V. Podobnie jak w oryginalnym systemie, który wykorzystuje akumulator kwasowo-ołowiowy jako ładunek magazynujący energię przez kontroler PWM lub MPPT. I zasilanie dla urządzeń 12 V. Ten używa tylko konwertera Buck do konwersji 12 V (napięcie znamionowe panelu słonecznego) na stabilne 5 V, aby naładować akumulator Li-Po/Li-ion, po świetle dziennym. Przełącz na konwerter Boost, aby przekonwertować napięcie akumulatora 4,2 (napięcie nominalne 3,7 dla Li-Po i Li-ion) na ponownie 5V dla urządzeń o mocy 5V. (Nadal można używać 5 V w konwerterze Buck w ciągu dnia, gdy ładuje się akumulator Li-Po/Li-ion.  Może nie być tak wydajny jak oryginalny system (12 V). Zrobiłem to tylko dlatego, że mój panel słoneczny jest zasilany to tylko 15 W i nie wystarcza na zakup ładowarki MPPT lub PWM na 12 V. i nie wystarcza do zasilania aplikacji, które potrzebują więcej niż 50 W. Więc robię alternatywną opcję, wersję 5 V.

(Przypominamy, że system nie ma żadnych kontrolerów.)

Ten system jest przeznaczony do paneli słonecznych o mocy poniżej 30 W i tylko 12 V. (9V panele słoneczne nadal będą działać).

Dane techniczne mojego systemuWejściowy panel słoneczny =12V (18V)

Pobór mocy = 15 W

Czas ładowania = zależy od mocy panelu słonecznego i pojemności akumulatora.

Wyjście USB 1 (konwerter Buck) = 5V

Wyjście USB 2 (konwerter Boost) = 5 V

Typ baterii= zależy od Twoich wyborów (Li-Po/Li-ion) 3,7 i pojemności - Mój był Li-Po o pojemności 3500mAh.

Jeden do punktu:

Podczas projektu trwają eksperymenty mające na celu poprawę i obliczenie jego wydajności i tego, czy było warto. Zadaj mi pytania do projektu.

Krok 1: Przygotuj materiały

• Purfboard (średni rozmiar)
• Przewody
• Prowadzi przewód połączeniowy z podwójnym zaciskiem krokodyla krokodyla krokodyla (opcjonalnie do testowania)
• 2x porty USB
• Lut ołowiowy.

Panel słoneczny - (zalecamy 20W wyższy, 12V)

• 1x obwód ładowania i ochrony TP4056 dla Li-Po i Li-ion.
• 1x akumulator Li-Po/Li-ion (w zależności od wybranej baterii i pojemności)

Buck-Converter (jeden, którego używam)

• (1x) LM2576T (wersja 5V, 3A)
• (1x) Induktor 100uH
• (1x) 100uF i (1x) 1000uF Kondensatory elektrolityczne
• (1x) Dioda Schottky'ego
• (1x rezystor 1K i mała dioda LED) -opcjonalnie

Wraz z narzędziami pomiarowymi

Multimetr cyfrowy/analogowy (napięcie i prąd potrzebne tutaj do obliczenia jego wydajności)

Krok 2: Postępuj zgodnie ze schematem obwodu

Przylutuj wszystkie elementy w purfboard PCB.

Lepiej byłoby skrócić piny Data plus i minus na portach USB dla telefonów z Androidem.

pamiętaj, aby wyłączyć konwerter Boost, aby nie przeciążyć TP4056 podczas ładowania akumulatora.

Jeśli moc twojego panelu słonecznego jest niższa niż zalecana moc, czyli 20 watów powyżej, powinieneś podłączyć tylko jedną baterię. ze względu na ograniczoną moc w mocy panelu słonecznego. Przykład: 15 watów to 0,83 A, co oznacza, że jest to twój maksymalny prąd.

Krok 3: Zasil i zmierz obwód

Jeśli obwód działa prawidłowo, przetestuj go, używając na wyjściu obciążeń takich jak rezystor 5 W i zmierz napięcie i prąd. lubie to zdjecie.

Napotkane problemy

- system fotowoltaiczny -

Jeśli napięcie wejściowe (fotowoltaiczne) w konwerterze buck nagle spadnie poniżej nominalnego napięcia PV i napięcia wyjściowego. to problem powinien znajdować się na tej liście.

*obciążenie na wyjściu jest już podłączone i pobiera więcej energii z PV.

*Mniej światła słonecznego na zewnątrz z powodu zachmurzenia itp.

jeśli twojego problemu nie ma na tej liście, zostaw komentarz, a ja na niego odpowiem.

Krok 4: Zakończono

Skończyliśmy.

Za pomocą tego wzoru można obliczyć wydajność konwertera Buck i konwertera Boost.

Napięcie wyjściowe x prąd wyjściowy

------------------------------------------- x 100% = Wydajność

Napięcie wejściowe x prąd wejściowy

Rzeczy do przypomnienia!! - Zawsze wyłączaj połączenie między akumulatorem a konwerterem doładowania, aby nie przeciążać procesu ładowania TP4056 w ciągu dnia. używaj go tylko na dzisiejszy wieczór.

- upewnij się, że są ładowane akumulatory podczas pomiaru prądu i napięcia, aby uzyskać jego wydajność.

Zalety i wady

Zasilany +5V. Do ładowania i zasilania aplikacji, które wymagają 5 V-nie do zastosowań, które wymagają 12 V/9 V. (Można regulować, jeśli konwerter doładowania jest regulowany)

+ Wskaźnik wydajności jest wystarczająco dobry. (Moje to 70% w konwerterze buck i 68% w konwerterze Boost) (Nieco wyższy, jeśli używasz już zbudowanego modułu.)

- Sprawność może spaść, jeśli napięcie wejściowe konwertera buck spadnie. Ze względu na moc pobieraną na wyjściu.

+ Niedrogi system

- System bez Kontrolera (do monitorowania stanu baterii i ładowania baterii słonecznych oraz zabezpieczeń)

+ Łatwe do wykonania, jeśli kupujesz już zbudowany moduł boost i buck.

Jedna rzecz, na którą należy zwrócić uwagę

Ograniczona moc wyjściowa konwertera buck zależy od mocy panelu słonecznego (watów). Moc mojego panelu słonecznego to 15 W, co oznacza, że podczas podłączania do ładowarki jestem ograniczony do prądu 0,75A. Dlatego polecam panel słoneczny o mocy co najmniej 20W.

Zapraszam do komentowania, jeśli masz pytania dotyczące projektu.

Jeśli stworzysz własny system fotowoltaiczny 5V. proszę Podziel się.

Możesz śledzić mnie na dowolnych mediach społecznościowych. Dzięki czemu można

Śledź mnie na Facebooku i Twitterze

Facebook:

Twitter:

Subskrybuj mój kanał na Youtube:

Wesprzyj mnie na Patreon:

Przypomnienie: Zawsze miej wiedzę o elektronice i myśl o bezpieczeństwie przed, w trakcie i po wykonaniu projektu. Bezpieczeństwo przede wszystkim.