Erstellen Sie Ihr eigenes Photovoltaik-5V-System - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

Dies verwendet einen Abwärtswandler als 5V-Ausgang zum Laden der Batterie (Li Po/Li-Ion). Und Aufwärtswandler für 3,7-V-Batterie zu 5-V-USB-Ausgang für Geräte, die 5 V benötigen. Ähnlich dem Originalsystem, das die Blei-Säure-Batterie als Energiespeicherladung entweder durch PWM- oder MPPT-Controller verwendet. Und Versorgung für 12V Geräte. Dieser verwendet nur einen Buck-Konverter, um 12 V (Solarpanel-Nennspannung) in stabile 5 V umzuwandeln, um einen Li-Po/Li-Ion-Akku nach Tageslicht aufzuladen. Wechseln Sie zum Boost-Konverter, um die Spannung des Akkus 4,2 (3,7 Nennspannung für Li-Po und Li-Ion) wieder auf 5 V für Geräte mit einer Leistung von 5 V umzuwandeln. (Sie können die 5 V im Abwärtswandler tagsüber immer noch verwenden, während der Li-Po/Li-Ion-Akku geladen wird.  Es ist möglicherweise nicht so effizient wie das Originalsystem (12 V). Ich habe dies nur getan, weil mein Solarpanel Strom hat ist nur 15 W und nicht genug Budget, um ein MPPT- oder PWM-Ladegerät für 12 V zu kaufen und nicht genug, um Anwendungen mit mehr als 50 W zu versorgen. Also mache ich eine alternative Option, die 5 V-Version.

(Erinnerung, das System hat keine Controller.)

Dieses System ist nur für Solarmodule mit weniger als 30 W und nur 12 V geeignet. (9V Sonnenkollektoren würden noch funktionieren).

Meine SystemspezifikationenInput Solar Panel =12V (18V)

Verbrauchte Leistung = 15 W

Ladezeit = hängt von der Leistung Ihres Solarpanels und der Kapazität des Akkus ab.

USB-Ausgang 1 (Abwärtswandler) = 5V

USB-Ausgang 2 (Boost-Wandler) = 5V

Batterietyp = hängt von Ihrer Wahl ab (Li-Po/Li-Ion) 3,7 und Kapazität - Meins war Li-Po mit einer Kapazität von 3500mAh.

Einer zum Punkt:

Während des Projekts laufen Experimente zur Verbesserung und Berechnung seiner Effizienz und ob es sich gelohnt hat. Stellen Sie mir Fragen zum Projekt.

Schritt 1: Bereiten Sie die Materialien vor

• Purfboard (mittlere Größe)
• Drähte
• Führt Alligator-Krokodil-Doppelend-Test-Roach-Clip-Überbrückungsdraht (optional zum Testen)
• 2x USB-Anschlüsse
• Bleilot.

Solarpanel -(empfohlen 20Watt höher, 12V)

• 1x TP4056 Lade- und Schutzschaltung für Li-Po und Li-Ion.
• 1x Li-Po/Li-Ion Akku (abhängig vom gewählten Akku und der Kapazität)

Buck-Converter (einen, den ich benutze)

• (1x) LM2576T (5V-Version, 3A)
• (1x) 100uH Induktivität
• (1x) 100uF und (1x) 1000uF Elektrolytkondensatoren
• (1x) Schottky-Diode
• (1x 1K Widerstand und kleine LED) -optional

Zusammen mit Messwerkzeugen

Digital/Analog-Multimeter (Spannung und Strom werden hier benötigt, um die Effizienz zu berechnen)

Schritt 2: Folgen Sie dem Schaltplan

Löten Sie alle Komponenten in einem PCB-Prfboard.

Es wäre besser, die Data Plus- und Minus-Pins an den USB-Anschlüssen für Android-Telefone kurzzuschließen.

Achten Sie darauf, den Boost-Wandler auszuschalten, um das TP4056 beim Laden der Batterie nicht zu überlasten.

Wenn die Leistung Ihres Solarmoduls niedriger ist als die empfohlene Leistung, die 20 Watt höher ist, sollten Sie nur eine Batterie anschließen. wegen der begrenzten Leistung Ihres Solarpanels. Beispiel: 15 Watt sind 0,83 A, was bedeutet, dass dies Ihr maximaler Strom ist.

Schritt 3: Schalten Sie die Schaltung ein und messen Sie sie

Wenn die Schaltung ordnungsgemäß funktioniert, testen Sie sie mit Dummy-Lasten wie einem 5W-Widerstand im Ausgang und messen Sie die Spannung und den Strom. wie dieses Bild.

Auf Probleme stoßen

- Photovoltaikanlage -

Wenn die Eingangsspannung (Photovoltaik) im Abwärtswandler plötzlich unter die Nennspannung von PV und die Ausgangsspannung fällt. dann sollte das Problem auf dieser Liste stehen.

*die Last im Ausgang ist bereits angeschlossen und zieht mehr Leistung aus der PV.

*Weniger Sonnenlicht draußen aufgrund von Bewölkung usw.

Wenn Ihr Problem nicht auf dieser Liste steht, hinterlassen Sie einen Kommentar und ich werde es beantworten.

Schritt 4: Fertig

Wir sind fertig.

Mit dieser Formel können Sie die Effizienz des Buck-Converters und des Boost-Converters berechnen.

Ausgangsspannung x Ausgangsstrom

------------------------------------------------------- x 100 % = Effizienz

Eingangsspannung x Eingangsstrom

Dinge zu erinnern !! - Schalten Sie immer die Verbindung zwischen Akku und Boost-Converter ab, um den Ladevorgang des TP4056 tagsüber nicht zu überlasten. Benutze es nur für heute Abend.

- Stellen Sie sicher, dass die Batterien geladen werden, wenn Sie Strom und Spannung messen, um die Effizienz zu erhalten.

Vorteile und Nachteile

+ 5V betrieben. Für Lade- und Stromversorgungsanwendungen, die 5 V benötigen - Nicht für Anwendungen, die 12 V / 9 V benötigen. (Kann eingestellt werden, wenn Ihr Aufwärtswandler einstellbar ist)

+ Wirkungsgrad ist gut genug. (Meine sind 70% im Abwärtswandler und 68% im Aufwärtswandler) (Etwas höher, wenn Sie ein bereits erstelltes Modul verwenden.)

- Der Wirkungsgrad kann sinken, wenn die Eingangsspannung des Abwärtswandlers abfällt. Aufgrund der Ausgangsleistung.

+ Preiswertes System

- System ohne Controller (zur Überwachung der Batterie und des Solarladestatus und -schutzes)

+ Einfach zu machen, wenn Sie das bereits eingebaute Boost- und Buck-Modul kaufen.

Eines ist hervorzuheben

Die begrenzte Stromabgabe des Abwärtswandlers hängt von der Leistung Ihres Solarmoduls (Watt) ab. Die Leistung meines Solarpanels beträgt 15 Watt, was bedeutet, dass ich beim Anschließen an das Ladegerät auf den Strom von 0,75 A begrenzt bin. Aus diesem Grund empfehle ich ein Solarpanel, das mindestens höher als 20W ist.

Bei Fragen zum Projekt gerne kommentieren.

Wenn Sie Ihr eigenes Photovoltaik-5V-System bauen. bitte teilen.

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Zur Erinnerung: Haben Sie immer Kenntnisse über Elektronik und denken Sie zuerst an die Sicherheit, bevor, während und nach dem Projekt. Sicherheit zuerst.