شحن بطارية بلوح شمسي. كل ما تحتاج لمعرفته حول شاحن الهاتف الشمسي

شاحن شمسي بسيط يعمل بنفسك.

ح موسم الصيف قادم ، حان وقت الإجازات والخروج للاستجمام في الهواء الطلق. لذلك ، بعد عدة رحلات إلى الطبيعة والمعاناة مع مولد البنزين ، وهو ثقيل ، وقرقرة كريمة ورائحة كريهة ، قررت الحصول على شاحن يعمل بالطاقة الشمسية. أحتاج إلى شحن جهاز الاتصال اللاسلكي ، والقارئ الإلكتروني ، والكمبيوتر المحمول ، ومصباح LED ، والكاميرا والهواتف المحمولة ، واستخدام مصباح LED ، وربما إعادة شحن بطارية الرصاص 12 فولت. على الإنترنت ، توجد أجهزة شحن لشحن المعدات المدرجة ، ولكنها في نفس الوقت باهظة الثمن ، ولديها لوحة شمسية ضعيفة. كالعادة ، "الضفدع" يسحق نحن المتقاعدين ونحن لا نبحث عن طرق سهلة.

ص أقدم لكم تصميمي ، الذي تم جمعه على أساس المنشورات من الإنترنت وتحسيناتي. الشاحن الخاص بي بقوة 20 وات ويتكون من لوحين 12 فولت - 10 وات 30 × 35 سم ، في الوضع غير المطوي ، تكون اللوحة الشمسية 35 × 60 سم. 4.3 أمبير / ساعة لتشغيل جهاز كمبيوتر محمول أو جهاز لوحي ، بالإضافة إلى منفذين USB 5 فولت - 4.3 أمبير في الساعة لكل منها بإجمالي 5 فولت - 8.6 أمبير في الساعة.

ص يتم تجميع اللوحة على شكل "دبلوماسي" ، والذي عند إغلاقه ، يمنع تمامًا تلف اللوحة نفسها. في الواقع ، تم تصنيع شاحنين مستقلين هنا مع بطاريات مدمجة 7.4 فولت 4.3 أمبير في الساعة. عند التوصيل على التوالي ، نحصل على الخرج 14.8 فولت. 4.3 أمبير / ساعة ، لاحتياجاتنا في الليل ، أو مجموعتي بطارية 7.4 فولت بإجمالي 8.6 أمبير / ساعة. هناك أيضًا مخرجات لشحن بطاريات الرصاص الحمضية. لقد استخدمت بطاريات الليثيوم من بطاريات الكمبيوتر المحمول القديمة. كقاعدة عامة ، يفشل قسم واحد من البطارية ولا يتم شحن البطارية. البنوك العاملة المختارة فقط. يمكنك استخدام أي بطاريات ، تسمح لك الدائرة بضبط الجهد المستقر عند خرج الجهاز. في حالتي ، لشحن بطاريات الليثيوم 8.4 فولت ، وأجهزة 14 فولت من الرصاص و USB وهواتف محمولة بجهد 5 فولت. بوجود هذه الفولتية واستخدام المقاوم الحالي ، يمكنك شحن جميع أنواع الأجهزة من 1.2 فولت إلى 12-14 فولت. يمكنك استخدام لوحة واحدة بقدرة 12 فولت - 10 وات ، وبعد ذلك سيكون الدبلوماسي نصف أنحف ويستغرق وقتًا أطول لشحن البطارية.

التصميم والمخطط

ح ثم نحتاج - هذان لوحان شمسيان 12 فولت - 10 واط ، في حالتي هذه ألواح صينية الصنع بقيمة 18 دولارًا ، قطعة واحدة ، إجمالي 18 × 2 = 36 دولارًا (كلفني ذلك 435 غريفنا وقت الشراء ، إلى جانب الشحن من كييف). يمكنك استخدام طرز أخرى في إطارات الألمنيوم.

تي تحتاج أيضًا إلى مفصل لتوصيل الألواح بـ "دبلوماسي" ، كما يمكنك استخدام مفصلتين مناسبتين من الخزانات.

USB المقابس الموجودة في حالتي هي مآخذ إضافية للوحة الخلفية لوحدة النظام ، يمكنك استخدام مآخذ USB مقطوعة عن كبل تمديد USB ، فقط يجب تثبيتها في اللوحة باستخدام الغراء أو المشابك.

لكن البطاريات ، مصباحان LED فائق السطوع (يمكن أن يكونا من مصباح يدوي) - يستخدمان للإشارة إلى الشحن وفي الليل لإضاءة الخيمة في حالة عدم استخدام مصباح LED قوي. مفاتيح وأشياء صغيرة أخرى ، كل شيء يمكن رؤيته في الصور المرفقة.

ص حيث لا نسمح بتفريغ البطارية تمامًايستخدم التصميم وحدة تحكم في تفريغ البطارية تقوم بإيقاف تشغيل البطارية المدمجة عندما ينخفض ​​الجهد على بطاريات الليثيوم إلى 6.1 فولت (يمكنك بسهولة ضبط أي جهد لبطارياتك) ، وتنطفئ البطارية أيضًا عندما يكون الإخراج قصيرًا- دائر.

ح يوضح الشكل مخططًا كاملاً لوحدة شاحن واحدة. لدي كتلة خاصة بي وبطارياتي الخاصة لكل لوحة ، يمكنك ببساطة موازنة الألواح واستخدام كتلة واحدة ، يوضح الخط المنقط في الرسم التخطيطي كيفية توصيل اللوحة الشمسية الثانية بشكل صحيح بمجموعة تثبيت واحدة.

سيركويت دسكريبتيون

SZ1- الألواح الشمسية ، الثنائيات VD1و VD2حماية الألواح الشمسية عند الشحن من محول التيار الكهربائي ومن القطبية العكسية عند الإدخال. VD2- يحمي المثبت القابل للتعديل DD1ضد الفشل في حالة عدم وجود الجهد عند دخل المثبت. مثبتات DD1 ، DD2تسمح لك بالحصول على جهد ثابت للشحن. المقاومات R1 ، R2اضبط الجهد المطلوب لشحن البطاريات. المقاوم R4يعمل على الحد من التيار عند تفريغ البطارية ، ولدي حوالي 1-1.25 أمبير مع قيمته الاسمية 1 أوم. المقاوم R5ضبط التيار من خلال الإشارة والإضاءة الخلفية LED VD4. يعمل LED للإشارة إلى اتصال البطارية المدمجة والإشارة إلى وجود جهد الشحن. على المقاومات R6-R9فواصل مجمعة تحدد المستويات المطلوبة لـ USB. مفتاح التشغيل SA1يسمح لك بتحديد وضع الاستخدام ، في وضع 14 فولت يمكننا شحن سلك خارجي أو بطارية أخرى أثناء جهات الاتصال SA1 / 2افصل البطارية المضمنة في اللوحة. في وضع 8.4 فولت ، يتم توصيل البطارية المدمجة ، ويتم تزويدها بجهد من اللوحة الشمسية للشحن ، ويمكن أيضًا استخدامها في الليل لشحن أي أجهزة وتشغيل مصباح LED (لدي مصباح USB LED لجهاز الكمبيوتر). في وضع الاقتصاد ، للإضاءة ليلاً في الخيمة ، يكون توهج مؤشرات LED فائقة السطوع كافياً ، في حين أن إجمالي الاستهلاك الحالي من البطارية المدمجة سيكون 10 مللي أمبير (5 مللي أمبير LED ومثبت 5 مللي أمبير KREN5V) GN1يعمل على توصيل محول التيار المتردد وإعادة شحن البطارية المدمجة من الشبكة ؛ يجب أن يوفر المحول جهدًا ثابتًا من 20 إلى 16 فولت عند الإخراج عند تيار تحميل يبلغ 1.5-2 أمبير.

يعمل مع الجهاز الشمسي

تشغيل الجهاز عندما تكون البطارية المدمجة فارغة تمامًا(وحدة حماية البطارية مفصولة عن البطارية) ستحدث فقط في وضع SA1 8.4V ، بينما تقوم مجموعة جهات اتصال SA1 / 2 بإلغاء قفل البطارية ، ولكن سيتم توصيلها للشحن تلقائيًا عند تطبيق جهد الشحن من محول التيار الكهربائي أو الطاقة الشمسية اللوحة مفتوحة في ضوء الشمس ، ويضيء مؤشر LED يشير إلى وجود جهد الشحن.

تمكين التشغيل ببطارية مشحونة، في حالة عدم وجود إضاءة كافية ، يتم إجراؤها في وضع SA1 8.4V عن طريق الضغط لفترة وجيزة على الزر KH1 ، بينما يشير مؤشر LED المضاء إلى توصيل البطارية. في نهاية شحن الهواتف والأجهزة الأخرى ، عن طريق نقل SA1 إلى وضع 14V ، نقوم بإيقاف تشغيل البطارية المدمجة ، وسيتم إيقاف تشغيل LED.

في وضع SA1-14V وإضاءة الألواح الشمسية بضوء الشمس أو توصيل محول التيار المترددسيكون للموصل الناتج للبطارية الخارجية جهد ثابت يبلغ 14 فولت ، والذي يمكن استخدامه أيضًا لشحن محطة الراديو المحمولة. في هذه الحالة ، سيكون جهد موصل USB 5 فولت لشحن أجهزة USB ، بغض النظر عن البطارية المدمجة.

في وضع SA1-8.4V وإضاءة الألواح الشمسية بضوء الشمس أو توصيل محول التيار المترددسيكون جهد البطارية على موصل الخرج وفي عملية شحن البطارية المدمجة سيرتفع إلى 8.4 فولت. في هذه الحالة ، سيكون جهد موصل USB 5 فولت. لإضاءة الخيمة ، أستخدم مصابيح LED بخمسة فولت مصممة للاتصال بـ USB ، وأقوم بتوصيلها بمخرج USB ، نظرًا لاستقرار الجهد البالغ 5 فولت ، ويضيء المصباح بثبات حتى يتم تفريغ البطارية القابلة لإعادة الشحن المدمجة تمامًا .

يحمي البطارية باهظة الثمن المضمنة من الفشل أثناء حدوث ماس كهربائي ومن التفريغ الكامل ، كما يسمح لك بفصل بطارية مشحونة بالكامل من الدائرة في وضع التخزين الاحتياطي. من خلال استبدال الصمام الثنائي zener diode VD1 واختيار المقاوم R3 ، يمكن ضبطه على أي جهد إغلاق ، على سبيل المثال ، بالنسبة لبطارية الرصاص 12 فولت ، يجب ألا يكون الحد الأدنى للجهد أقل من 9-10 فولت. يتيح لك الضغط لفترة قصيرة على زر KH1 توصيل البطارية المدمجة في وضع 8.4 فولت ، وأيضًا في وضع 8.4 فولت ، يتم توصيل البطارية تلقائيًا عند تطبيق الجهد على مقبس GN1 أو فتح اللوحة الشمسية على الشمس.

إجراء الإعداد

كتلة المثبتات
لإعداد كتلة التثبيت ، فقط في حالة ، قم بإيقاف تشغيل الألواح الشمسية ، وقم بتطبيق الجهد على مقبس GN1 من مصدر الطاقة. نقوم بتبديل المفتاح SA1 إلى وضع 14V وباستخدام المقاوم R2 ، قمنا بتعيين الجهد على دبوس واحد من الموصل لبطارية خارجية بقوة 14 فولت ، ثم مع إيقاف تشغيل البطارية المدمجة SA1 ، ننتقل إلى الموضع 8.4 V باستخدام المقاوم R1 ، قمنا بتعيين جهد 8.4 فولت عند دبوس واحد من الموصل للبطارية الخارجية (إذا استخدمنا بطارية مدمجة أخرى ، فقم بتعيين جهد مختلف). تأكد من بدء الإعداد مع وضع 14 فولت!ثم نقوم بتوصيل بطارية مدمجة فارغة الشحن وباختيار المقاوم R4 (مصنوع من قطعة لولبية نيتشروم من موقد كهربائي) ، نضبط أقصى تيار شحن على 1-1.25A. يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه عند إخراج الشحن ، لن يتجاوز تيار الشحن من لوحة شمسية واحدة 500 مللي أمبير عندما تكون لوحتان 1A على التوازي ، عند الشحن من محول الشبكة سيصل إلى 1-1.25A.

بدلاً من البطارية ، نقوم بتوصيل مصدر طاقة قابل للتعديل بإدخال الكتلة ، وضبط الجهد على 12-14 فولت ، وربط مصباح LED بالإخراج من خلال المقاوم 1 كيلو. اضغط لفترة وجيزة على الزر KN1 ، يجب أن يضيء المصباح ، ثم يقلل تدريجيًا الجهد من مصدر الطاقة حتى يخرج LED ويقيس الجهد عند إدخال وحدة التحكم في البطارية ، وهذا الجهد سوف يتوافق مع جهد إيقاف تشغيل البطارية. باختيار المقاوم R3 لحزمة البطارية ، قمنا بتعيين جهد تشغيل الحماية على 6.1 فولت. من خلال زيادة جهد مصدر الطاقة بالتناوب والضغط على الزر KN1 ، نبدأ تشغيل البطارية وبتقليل الجهد ، نقوم بإجراء قياسات عدة مرات ، مع التأكد من صحة إعدادات الحماية. أيضًا ، يجب أن يؤدي إغلاق النقطتين A و B فيما بينهما إلى فصل فوري للبطارية ، بغض النظر عن الجهد الكهربائي عند إدخال البطارية. من خلال استبدال الصمام الثنائي زينر بجهد أعلى أو أقل واختيار المقاوم R3 ، يمكنك إعادة بناء الحماية لأي جهد.

تصاعد
يتم تثبيت الكتل على لوحين منفصلين من الألياف الزجاجية ، وتقع الأجزاء على جانب الأسلاك المطبوعة. يتم إجراء مسارات التثبيت عن طريق القطع بقاطع من شفرة منشار تحت مسطرة معدنية. تسمح لك أبعاد الألواح باستخدام أي أجزاء. يظهر رسم لوحة وحدة التحكم بالبطارية في الشكلين رقم 1 ورقم 2 ، رسم لوحة التثبيت في الشكلين رقم 4 ورقم 5.

الشكل 1-3:

الشكل 4-5:

مثبتات المرحليةمثبتة مباشرة على إطار الألمنيوم للوحة الشمسية من خلال الفواصل العازلة المأخوذة من مصدر طاقة الكمبيوتر الفاشل. يتم لصق الألواح والبطاريات بشريط لاصق على الوجهين ولصق بالإضافة إلى ذلك على طول المحيط باستخدام لاصق السيليكون المذاب بالحرارة. يتم لصق مؤشر LED أيضًا بغراء السيليكون الساخن. يتم لحام ترانزستور التأثير الميداني لحزمة البطارية مباشرة بورق اللوح باستخدام مكواة لحام بقدرة 60 وات.

تفاصيل

مثبت DD1يمكن استبداله بأي مثبت قابل للتعديل لجهد 3-5 أمبير حتى 35 فولت على سبيل المثال LM 317 ، LM117 ،
مثبت USBيتم استبدال 5 فولت DD2 بأي تيار بخمسة فولت 2-3A على سبيل المثال KR142EN5A أو LM 7805 ،

الثنائيات FR156قابلة للاستبدال بأي ثنائيات سيليكون مصممة لتيار لا يقل عن 1.5A ، على سبيل المثال ، FR302 ، FR207 ، CT2A05 ، إلخ.
الترانزستور KT361Eيمكن تغيير كتلة البطارية إلى كتلة مماثلة بأي حرف أو إلى KT3107.
يمكن استبدال حزمة البطارية بأي مجال بقناة من النوع N (N-Channel Enhancement Mode MOSFET) ملحومة من اللوحة الأم القديمة ، كقاعدة عامة ، لا تقل قوة وتيار الترانزستورات في اللوحة الأم في مثل هذه الحالات عن 10A

تصميم مزلاج"الدبلوماسي" مصنوع من قطعة من أوراق الربيع من شفرة منشارا للخشب أو أي شيء آخر. الثقوب مثقبة بالثقب ، لأنه ليس من السهل حفرها دون إطلاق المعدن.

موصلات لمحول تيار متردد وبطارية خارجيةيمكن أن تكون موجودة ، ولكن يفضل أن تكون مع جهات اتصال معزولة عن العلبة ، نظرًا لأن لديّ شاحنين منفصلين ويمكنني استخدام وصلات العبور لتوصيل اللوحات في سلسلة من خلال هذه الموصلات والحصول على جهد إجمالي يبلغ 28 فولت لشحن أجهزة 24 فولت. إذا كان السلك المشترك وإحدى جهات الاتصال متصلين بهيكل اللوحة ، فسيكون من المستحيل توصيل لوحين على التوالي. لعزل السلك المشترك عن علبة اللوحة ، يتم عزل شريحة DD2 من خلال حشية ، إذا كنت لا تخطط لتوصيل البطاريات المدمجة في سلسلة أو استخدام وحدة موازنة واحدة لوحتين شمسيتين ، فلا يمكن أن تكون رقاقة DD2 معزول.

الجانب العكسي للوحاتمغلق بأغطية من الخشب الرقائقي ، يمكن أيضًا استخدام البلاستيك ، ويعتمد مظهر "الدبلوماسي" إلى حد كبير على جودة الأغطية. الأغطية مشدودة بمسامير غاطسة M3 مثبتة في الخشب الرقائقي بحيث لا يخدش رأس المسمار المنضدة. يتم قطع الخيط M3 في أجسام الألواح لتثبيت الأغطية

للحمليتم استخدام حزام كتف kapron مع خطافات مبكرة من حقيبة الطالب ، ويتم تثبيت حلقات الخطاف على جسم الشاحن.

ربما هذا كل شيء. أعتقد أن هناك معلومات كافية للتكرار أو المعالجة الإبداعية لظروفي الخاصة.

73! باحترام للجميع UR3ID [بريد إلكتروني محمي]
ميليوشين سيرجي أناتوليفيتش

لطالما اهتمت مسألة شحن البطاريات من الألواح الشمسية مباشرة بدون وحدات تحكم ، وتؤكد اختباراتي ذلك حتى الآن. بناءً على الأرقام التي تم الحصول عليها من وحدة التحكم MPPT الخاصة بي ، بناءً على خبرتي ومعلومات من الشبكة ، أدركت أن هذا ممكن. في الإصدار القياسي ، عندما يكون هناك 36 خلية شمسية لكل بطارية 12 فولت ، يكون الشحن المباشر غير فعال ، بل وخطير. وإذا لم تتحكم في جهد الشحن ، فيمكنك إعادة شحن البطارية حتى يغلي المحلول الكهربائي وتسخن البطارية نفسها. حسنًا ، أو لن يحدث شيء للبطارية ، هذا إذا كان لديك لوحة شمسية ضعيفة بتيار 1 أمبير ، وبطارية سيارة 60 أمبير.

الحد الأقصى لنقطة الطاقة للوحة الشمسية متعددة الكريستالات على 36 خلية في الشتاء وفقًا لوحدة التحكم الخاصة بي هي 85٪ من جهد الدائرة المفتوحة. هذا يساوي 18.7 فولت ، ولكن في النطاق من 17.0 فولت إلى 19.5 فولت ، لا تتغير الطاقة بشكل حاسم ، وتظل مرتفعة قدر الإمكان. في الوقت نفسه ، تظل هذه الصورة حتى في الطقس الغائم. نعم ، في حالة عدم وجود الشمس ، تتحول نقطة MPPT إلى ما يقرب من 17-18 فولت ، ولكن حتى عند 19 فولت ، لا تزال طاقة الألواح الشمسية تقريبًا بحد أقصى.

في الصيف ، بسبب ارتفاع درجة حرارة الألواح الشمسية ، تكون نقطة MPPT أقل قليلاً ، ويتم الحفاظ على الذروة عند جهد 17.3 فولت ، وهو ما يمثل 79 ٪ من جهد الدائرة المفتوحة. لكن الحقيقة تكمن في الحرارة الشديدة ، عندما تقل درجة الحرارة عن 40 درجة في الظل ، يمكن أن يصل الإزاحة إلى 16 فولت.

إذا كانت بطاريتنا 18 فولت ، أي ليست ستة ، بل ثمانية علب ، فيمكن توصيل اللوحة الشمسية بها مباشرة. في الوقت نفسه ، حتى في الطقس الغائم ، لن يكون الشحن أسوأ من جهاز التحكم MPPT. وفي هذا التجسيد ، لا يمكن إعادة شحن البطارية ، لأنه مع زيادة الجهد من 19 فولت وما فوق ، سينخفض ​​تيار الشحن وينخفض ​​إلى صفر إلى 21 فولت. في هذه الحالة ، أتحدث عن بطاريات سيارات الكالسيوم.

لكن لا توجد مثل هذه البطاريات التي تتكون من ثماني علب ، ولا توجد أيضًا محولات 18 فولت. لكن بشكل عام ، إذا لم تكن الألواح الشمسية مكونة من 36 عنصرًا ، بل لـ 27 عنصرًا. ثم بدون أي وحدات تحكم MPPT ، سيكون هناك أقصى كفاءة شحن ، لأنه في هذه الحالة ستكون النقطة العالية للطاقة القصوى في النطاق من 12.0 إلى 13.7 فولت. وفي الشتاء سترتفع إلى 14.2 فولت أو أعلى. وفقط عندما يرتفع الجهد على البطارية أعلى ، سينخفض ​​تيار الشحن من تلقاء نفسه ، ويرجع ذلك إلى تحول نقطة MPPT ، ومزيد من التفصيل.

بشكل عام ، يتم الحصول على صورة مثيرة للاهتمام إذا كانت هناك بطاريات 12 فولت لـ 27 عنصرًا. في الصيف ، عندما تكون الحرارة في ذروتها ، تنخفض نقطة الطاقة القصوى كثيرًا. وإذا بدأ الجهد على البطارية في الارتفاع أعلى ، فإن التيار يبدأ في الانخفاض ، وبالفعل بجهد يزيد عن 13 فولت ، يكون انخفاض الطاقة ملحوظًا للغاية. اتضح أن نقطة الطاقة القصوى في الحرارة ستكون في حدود 12-13 فولت ، ومع زيادة الجهد على البطارية إلى 13.5 فولت ، سينخفض ​​التيار من الألواح الشمسية بشكل كبير. وعند 14 فولت ، سيكون التيار صغيراً بالفعل ، وبما أن نوعًا من الطاقة ، وإن كان صغيرًا ، يؤخذ دائمًا من البطاريات ، فلن يرتفع الجهد على البطارية. بالإضافة إلى أن البطارية نفسها ستحد من الجهد ، مما يقلل من كفاءة الشحن.

ولكن لكي يحدث هذا ، من الضروري أن تكون سعة البطارية والحد الأقصى للتيار من الألواح الشمسية 1:10 أو أكثر. وأعني بالبطاريات بطاريات الكالسيوم العادية للسيارات. أي أن بطارية 55Ah بسعة 55Ah مناسبة للوحة 12v 100w مع تيار شحن يبلغ 5.4A. وفي الصيف ، في هذه الحرارة بالذات ، من لوحة مكونة من 27 خلية عند 14.0-14.7 فولت على البطارية ، سيكون تيار الشحن حوالي 1-2 أمبير فقط ، ولن يتمكن هذا التيار من غليان البطارية ، والجهد لن تنمو أكثر. ومع مراعاة الاستهلاك الصغير من البطارية ، قد لا يرتفع الجهد حتى إلى 14 فولت. ولكن إذا لم تكن البطارية مشحونة ، فعندئذٍ في حدود 12-13 فولت ، سيكون شحنة البطارية القصوى من البطارية الشمسية ، أي الحد الأقصى لتيار الشحن ، وستنخفض من تلقاء نفسها مع زيادة جهد البطارية.

مع انخفاض درجة الحرارة ، سيتغير نمط شحن البطارية. ستتحرك نقطة MPPT لأعلى وعند درجة حرارة قريبة من الصفر سيتم شحن البطارية بالفعل حتى 14-14.5 فولت وبعد ذلك فقط سيبدأ انخفاض كبير في التيار من البطارية الشمسية المكونة من 27 خلية. في هذه الحالة ، حتى لو لم يتم استهلاك أي شيء من البطارية ، ستبدأ البطارية نفسها في الحد من نمو الجهد. وحتى لو ارتفع الجهد إلى 15 فولت ، فإن التيار من البطارية الشمسية سيظل ينخفض ​​ولن يتمكن هذا التيار من غلي البطارية والاستمرار في زيادة الجهد عليها.

في الصقيع الشتوي ، ستكون نقطة MPPT أعلى ، وهذه أيضًا ميزة كبيرة. زيادة الجهد على البطارية بعد التفريغ العميق ، عندما لا تكون هناك شمس لعدة أيام ، سيؤثر على الأخيرة بشكل جيد للغاية. في فصل الشتاء ، غالبًا ما يتم تفريغ البطاريات بعمق ، ولكنها لا تكون مشحونة بالكامل في كثير من الأحيان ، وهنا ستسهم زيادة الجهد إلى 15 فولت وحتى 16 فولت في إزالة الكبريت. حسنًا ، لن يؤدي خفض التيار من اللوحة الشمسية إلى غليان البطارية.

اتضح التوازن المثالي طوال العام ، عندما تحتاج البطارية إلى الشحن بالكامل خلال أشهر الشتاء. وفي الصيف ، على العكس من ذلك ، عندما يتم شحن البطارية يوميًا ، لا يلزم رفعها إلى 14.7 فولت وما فوق.

في وحدات التحكم الحديثة ، يحاولون القيام بشيء مشابه من خلال الشحن التدريجي والقدرة على تكوين وحدة التحكم. ولكن هنا ، عند الشحن مباشرة من لوحة مكونة من 27 خلية ، يحدث كل شيء من تلقاء نفسه. من الواضح أنه من الأفضل عدم القيام بذلك باستخدام بطاريات الهلام ، لكن بطاريات السيارات والبطاريات AGM ستحبه حقًا.

بشكل عام ، هناك ألواح شمسية في السوق بها 60 خلية ، وهي مصممة لشحن البطاريات بجهد 24 فولت. ولكن نظرًا لوجود 30 عنصرًا لكل بطارية ، فأنت بحاجة إلى وحدة تحكم PWM عادية. علاوة على ذلك ، في هذا الإصدار ، حتى وحدة التحكم MPPT لا يمكنها إعطاء أكثر من شحنة من خلال وحدة تحكم PWM بسيطة. القرار صحيح للغاية ، لكن هذا القرار لا يلغي الحاجة إلى مراقب. ولكن يتم أخذ الطاقة القصوى تقريبًا من اللوحة الشمسية ، وتتيح لك وحدة التحكم العمل مع أنواع مختلفة من البطاريات ، كما أن وحدة التحكم PWM أرخص بكثير من MPPT.

إذا كانت الألواح الشمسية تحتوي على 36 عنصرًا ، مثل العديد من العناصر ، بما في ذلك أنا ، فيمكنك إنشاء نظام بجهد 48 أو 96 فولت. إذا كان عند 48 فولت ، فهناك أربع بطاريات متسلسلة ، وتحتاج الألواح الشمسية إلى ثلاث قطع متسلسلة. في هذه الحالة ، يوجد فقط 27 خلية لكل بطارية. هذا ، كما قلت أعلاه ، اتضح أنه بدون أي وحدات تحكم ، يمكنك شحن البطاريات مباشرة ، ولا تتحكم بأي شكل من الأشكال في شحن البطارية على الإطلاق. هناك ، سيحدث كل شيء من تلقاء نفسه كما ينبغي ، وبأقصى قدر من الكفاءة.

بشكل عام ، في نظام 48 فولت ، هناك بعض الإيجابيات في شكل تيارات أقل بكثير مقارنة بأنظمة 12 أو 24 فولت. ولكن هناك مثل هذا النقص مثل عدم توازن الجهد في البطاريات المتصلة بالسلسلة ، على الرغم من أن 24 فولت هي أيضًا كارثة من هذا القبيل. بمرور الوقت ، يزداد هذا الخلل ، ونتيجة لذلك ، عند جهد اسمي شائع على ما يبدو يتراوح من 56 إلى 60 فولت ، يتم شحن البطاريات ، ولكن لا يتم شحنها. اتضح أن هناك 14-15 فولت بالفعل على ثلاث بطاريات وهي تغلي بنشاط ، وفي الرابعة يوجد 12 فولت فقط. وبعد ذلك ، عند تفريغها ، ينخفض ​​جهدها إلى 10 فولت أو أكثر. وسرعان ما ستدرك أن هناك شيئًا ما خطأ في البطاريات ، فهي لا تحمل شحنة والجهد ينخفض ​​بشدة تحت الحمل.

لتجنب ذلك ، تم اختراع أجهزة التوازن ، والآن يرتديها المزيد والمزيد من الناس. الموازنة تعادل الجهد على البطاريات. ولكن بشكل عام ، يمكن أن يحدث عدم توازن في الجهد في بنوك البطاريات نفسها. يحدث أحيانًا أن يموت أحد البنوك ، وبسبب ذلك يتعين عليك التخلص من البطارية. لماذا أقول هذا ، لكن حقيقة أنك إذا قمت بشحن البطاريات بجهد لا يزيد عن 13.8-14.5 فولت ، فلن تساعد حتى الموازين ، على الرغم من أن وجودها يعد إضافة ضخمة.

تحتاج أحيانًا إلى إحضار البطاريات إلى جهد يزيد عن 15 فولت. عند هذا الجهد ، تقل كفاءة الشحنة بشكل كبير وتبدأ عملية إطلاق الحرارة ، على الرغم من أنها بالكاد ملحوظة عند التيار المنخفض الأمثل ، وعملية حركة الإلكتروليت. لذا فإن تلك البنوك في البطارية التي وصلت إلى جهد 2.5 فولت تقريبًا لا يتم شحنها مطلقًا. وتلك البنوك التي لا يزال هناك 2.1-2.3 فولت ، تستمر في الشحن وتتوقف مستويات الجهد الكلي تدريجياً. كلما كانت البطارية تحت الجهد العالي ، كان ذلك أفضل.

في الوقت نفسه ، يجب أن تفهم أنك بحاجة إلى الشحن بتيار منخفض حتى لا تغلي البطارية ولا يغلي المنحل بالكهرباء ، على الرغم من أنك بحاجة إلى إضافة الماء على أي حال.

لا يعرف العديد من المتحكمين كيفية القيام بذلك. في الأساس ، يتم توصيل خوارزميات الشحن الجاهزة في وحدات التحكم ، وهم الذين يفسدون البطارية. على الرغم من أنها مصنوعة بطريقة تسمح لك بتوصيل البطاريات ذات السعات المختلفة والألواح الشمسية ، وفي نفس الوقت لا تغلي البطاريات نفسها عن طريق إعادة الشحن. انها مثل مضمونة. من الواضح ، على سبيل المثال ، أنه إذا كانت الألواح الشمسية الخاصة بك قادرة على إنتاج تيارات ، على سبيل المثال ، حتى 50 أمبير ، ولديك بطارية هناك مقابل 200 أمبير فقط ، فعندئذٍ إذا قمت بضبط جهد الشحن على 15 فولت ، فسوف تغلي هذه البطارية عندما مشحون ، ونتيجة لذلك ، لن يعيش طويلاً. نظرًا لعدم وجود حد حالي ، فإن التوصية هنا قياسية بالفعل ، بالنسبة لبطاريات الجل التي لا تزيد عن 13.8-14 فولت ، ولا يزيد الإلكتروليت السائل عن 14.2-14.4 فولت. ولكن على العكس من ذلك ، إذا كانت البطارية كبيرة وتيار الشحن ضعيفًا ، فعندئذٍ حتى إذا ارتفع الجهد إلى 15 فولت ، فلن تغلي البطارية.

علاوة على ذلك ، في الحالة الأولى ، ستدوم البطارية ، عند شحنها حتى 14 فولت ، أقل ، لأنه بعد التفريغ العميق ، لا يكفي جهد 14 فولت لاستعادة كثافة المنحل بالكهرباء. لذلك ، كما لو كانت التوصية بعدم تفريغ البطاريات بعمق.

كمثال ، أجهزة الشحن الأوتوماتيكية لبطاريات السيارات. يمكن تشغيلها لعدة أيام ، بينما البطاريات لا تغلي ، على الرغم من أن جهد الشحن هناك بالضبط 16.2 فولت ، وهذا ليس عرضيًا. يتسبب شاحن الجهد العالي في إذابة بلورات كبريتات الرصاص ، مما يؤدي إلى إطلاق حامض الكبريتيك وزيادة كثافة الإلكتروليت. تيار الشحن الضعيف لا يسمح للبطارية بالغليان.

حسنًا ، هذا هو المكان الذي انتهيت فيه ، أعتقد أن معنى كل هذا واضح ، على الرغم من أنني أعتقد أن أولئك الذين ليسوا في الموضوع من غير المرجح أن يتقنوه. لكن ما زلت آمل أن يكون مفيدًا وممتعًا لشخص ما. النقطة المهمة هي أن البطارية بها 27 خلية ، بينما يجب أن تكون سعة البطارية عشرة أضعاف الحد الأقصى للتيار من البطارية الشمسية أو أكثر. وبعد ذلك ، عند الشحن مباشرة ، سيتم تهيئة الظروف المثالية لشحن بطاريات السيارات ، وشحن بطاريات أخرى باستخدام سائل إلكتروليت من حيث المبدأ.

لماذا هذا ضروري ، تسأل ، حسنًا ، أولاً ، يتم توفير هذا في وحدة التحكم في الشحن MPPT ، بالإضافة إلى ميزة كبيرة في الموثوقية ، حيث يمكن أن تنكسر وحدة التحكم. في الوقت نفسه ، لن يكون استخراج الطاقة من الألواح الشمسية أسوأ من MPPT. وكذلك سيتم شحن البطاريات بشكل صحيح.

تعتمد دائرة التحكم في شحن البطارية الشمسية على شريحة ، وهي عنصر أساسي في الجهاز بأكمله. الشريحة هي الجزء الرئيسي لوحدة التحكم ، ووحدة التحكم نفسها هي العنصر الأساسي في النظام الشمسي. يراقب هذا الجهاز تشغيل الجهاز بأكمله ، كما يدير شحن البطارية من الألواح الشمسية.

عند الحد الأقصى لشحن البطارية ، ستنظم وحدة التحكم الإمداد الحالي لها ، مما يقللها إلى المقدار المطلوب للتعويض عن التفريغ الذاتي للجهاز. إذا كانت البطارية فارغة تمامًا ، فسيقوم جهاز التحكم بإيقاف تشغيل أي حمل وارد على الجهاز.

يمكن تقليل الحاجة لهذا الجهاز إلى النقاط التالية:

1. شحن البطارية متعدد المراحل ؛
2. ضبط تشغيل / إيقاف تشغيل البطارية عند شحن / تفريغ الجهاز ؛
3. توصيل البطارية بأقصى شحن ؛
4. توصيل الشحن من الخلايا الضوئية في الوضع التلقائي.

تعتبر وحدة التحكم في شحن البطارية للأجهزة الشمسية مهمة لأن أداء جميع وظائفها في حالة جيدة يزيد بشكل كبير من عمر البطارية المدمجة.

كيف يعمل جهاز التحكم في شحن البطارية

في حالة عدم وجود ضوء الشمس على الخلايا الضوئية للهيكل ، يكون في وضع السكون. بعد ظهور الأشعة على العناصر ، تظل وحدة التحكم في وضع السكون. يتم تشغيله فقط إذا وصلت الطاقة المتراكمة من الشمس إلى جهد كهربائي مكافئ 10 فولت.

بمجرد أن يصل الجهد إلى هذا المؤشر ، سيتم تشغيل الجهاز وسيبدأ ، من خلال الصمام الثنائي Schottky ، في توفير التيار للبطارية. ستستمر عملية شحن البطارية في هذا الوضع حتى يصل الجهد الذي تستقبله وحدة التحكم إلى 14 فولت. إذا حدث ذلك ، فستحدث بعض التغييرات في دائرة التحكم لبطارية شمسية 35 وات أو أي بطارية أخرى. سيفتح مكبر الصوت الوصول إلى ترانزستور MOSFET ، وسيتم إغلاق الاثنين الآخرين الأضعف.

وبالتالي ، ستتوقف البطارية عن الشحن. بمجرد انخفاض الجهد ، ستعود الدائرة إلى موضعها الأولي وسيستمر الشحن. الوقت المخصص لهذه العملية لوحدة التحكم حوالي 3 ثوانٍ.

أنواع

يعتبر هذا النوع من الأجهزة أبسط وأرخص. مهمتها الوحيدة والرئيسية هي إيقاف تشغيل الشحن عن البطارية عند الوصول إلى الحد الأقصى من الجهد لمنع ارتفاع درجة الحرارة.

ومع ذلك ، فإن هذا النوع له عيب معين ، وهو إيقاف التشغيل مبكرًا جدًا. بعد الوصول إلى الحد الأقصى للتيار ، من الضروري الحفاظ على عملية الشحن لبضع ساعات أخرى ، وستقوم وحدة التحكم هذه بإيقاف تشغيلها على الفور.

نتيجة لذلك ، سيكون شحن البطارية حوالي 70٪ من الحد الأقصى. هذا يؤثر سلبا على البطارية.

PWM

هذا النوع هو تشغيل / إيقاف متقدم. التحديث هو أنه يحتوي على نظام تعديل عرض النبضة (PWM). سمحت هذه الوظيفة لوحدة التحكم ، عند الوصول إلى الحد الأقصى من الجهد ، بعدم إيقاف تشغيل التيار ، ولكن لتقليل قوتها.

وبسبب هذا ، أصبح من الممكن شحن الجهاز بالكامل تقريبًا.

يعتبر هذا النوع الأكثر تقدمًا في الوقت الحاضر. يعتمد جوهر عمله على حقيقة أنه قادر على تحديد القيمة الدقيقة للجهد الأقصى لبطارية معينة. يراقب باستمرار التيار والجهد في النظام. نظرًا للاكتساب المستمر لهذه المعلمات ، فإن المعالج قادر على الحفاظ على القيم المثلى للتيار والجهد ، مما يتيح لك إنشاء أقصى طاقة.

إذا قارنا وحدة التحكم MPPT و PWN ، فإن كفاءة الأولى تكون أعلى بحوالي 20-35٪.

خيارات التحديد

هناك معياران فقط للاختيار:

1. النقطة الأولى والمهمة للغاية هي جهد الدخل. يجب أن يكون الحد الأقصى لهذا المؤشر أعلى بنحو 20٪ من جهد الدائرة المفتوحة للبطارية الشمسية.
2. المعيار الثاني هو التصنيف الحالي. إذا تم تحديد نوع PWN ، فيجب أن يكون التيار المقدر أعلى من تيار الدائرة القصيرة للبطارية بحوالي 10٪. إذا تم اختيار MPRT ، فإن السمة الرئيسية لها هي القوة. يجب أن تكون هذه المعلمة أكبر من جهد النظام بأكمله مضروبًا في التيار المقدر للنظام. للحسابات ، يتم أخذ الجهد عند تفريغ البطاريات.

كيف تصنعها بنفسك

إذا لم يكن من الممكن شراء منتج جاهز ، فيمكنك إنشاؤه بنفسك. ولكن إذا فهمت كيفية عمل جهاز التحكم في شحن البطارية الشمسية ، فسيكون أمرًا بسيطًا للغاية ، فسيكون إنشائه أكثر صعوبة. عند الإنشاء ، يجب أن يكون مفهوما أن مثل هذا الجهاز سيكون أسوأ من الجهاز التناظري المنتج في المصنع.

هذه هي أبسط دائرة للتحكم في الطاقة الشمسية وستكون أسهل في الإنشاء. المثال أعلاه مناسب لإنشاء وحدة تحكم لشحن بطارية الرصاص الحمضية بجهد 12 فولت والتوصيل ببطارية شمسية منخفضة الطاقة.

إذا قمت بتغيير التصنيفات الخاصة ببعض العناصر الأساسية ، فيمكنك تطبيق هذا المخطط على أنظمة أكثر قوة باستخدام البطاريات. يتمثل جوهر تشغيل وحدة التحكم محلية الصنع في أنه عند جهد أقل من 11 فولت ، سيتم إيقاف الحمل ، وعند 12.5 فولت سيتم تطبيقه على البطارية.

تجدر الإشارة إلى أنه في دائرة بسيطة ، يتم استخدام ترانزستور ذو تأثير ميداني ، بدلاً من الصمام الثنائي الواقي. ومع ذلك ، إذا كان لديك بعض المعرفة في الدوائر الكهربائية ، فيمكنك إنشاء وحدة تحكم أكثر تقدمًا.

يعتبر هذا المخطط متقدمًا ، نظرًا لأن إنشائه أكثر صعوبة. لكن جهاز التحكم بمثل هذا الجهاز قادر تمامًا على التشغيل المستقر ليس فقط من خلال الاتصال بالبطارية الشمسية ، ولكن أيضًا بمولد الرياح.

فيديو

كيفية توصيل وحدة التحكم بشكل صحيح ، سوف تتعلم من الفيديو الخاص بنا.

يعمل الشاحن من خلال لوحة شمسية بجهد خرج 18 ... 24 فولت بقوة 5 ... 10 وات ، تيار شحن البطارية 200 ... 300 مللي أمبير.

تستخدم الدائرة منظم LM317 لضبط جهد الخرج على حوالي 16 فولت. يتحكم المقاوم المتغير VR1 في جهد الخرج. يتم التحكم في تيار الخرج عن طريق تغيير المقاومة R1.

يعتمد تيار الشحن على المقاومة R1 و R3 ويتراوح من 250 إلى 300 مللي أمبير. مؤشر LED أخضر ، يشير إلى حالة شحن البطارية. عندما تصل البطارية إلى شحنة كاملة تبلغ 13 فولت ، فإن VT1 (يعتمد جهد القطع على الصمام الثنائي زينر D3) يوقف عملية الشحن. عندما ينخفض ​​جهد البطارية إلى أقل من 12 فولت ، يبدأ الشحن مرة أخرى.

جلسة

قم بتوصيل اللوحة الشمسية بالشاحن وقياس الجهد عند خرج اللوحة الشمسية. تأكد من أنها أعلى من 18 فولت. قم بتوصيل البطارية وضبط جهد الشحن باستخدام VR1 (أثناء تشغيل مؤشر LED). استخدم خافض حرارة لـ LM317 لتبديد الحرارة.

ملاحظة: يمكن تعديل نفس الدائرة لشحن أنواع مختلفة من البطاريات. مطلوب تغيير D3 و D4. حدد الجهد D4 لجهد الخرج المطلوب و D3 للحد من مستوى جهد الشحن. على سبيل المثال ، بالنسبة لبطارية 6 فولت ، يجب أن تكون D3 6.1 فولت و D4 6.8 فولت. بالنسبة للبطاريات المتنقلة ، يجب أن تكون D3 4.7 فولت و D4 5.1 فولت. تبقى جميع المكونات الأخرى كما هي.

المصدر - http://www.electroschematics.com/5635/solar-inverter-battery-charger/

• مقالات مماثلة

تسجيل الدخول مع:

مقالات عشوائية

• 04.10.2014

  لا غنى عن المحولات في مجال الإلكترونيات. ولكن إذا كانت هناك حاجة لتيار صغير في الحمل ، فيمكن استخدام مزودات الطاقة غير المحولة. تعتبر مصادر الطاقة هذه مضغوطة ومتعددة الاستخدامات ، والدائرة المقترحة لها تكلفة منخفضة ، وقادرة على توفير أي جهد كهربائي تقريبًا من 3 إلى 24 فولت. أرز. 1 رسم تخطيطي لمصدر طاقة تيار مستمر أحادي القطب ...

• 06.07.2015

  LM4906 هو مضخم صوتي من شركة National Semiconductor. تم تصميم رقاقة LM4906 للاستخدام في الأجهزة المحمولة. تبلغ قدرة خرج مكبر الصوت 1 وات بجهد إمداد 5 فولت و 390 مللي وات بجهد إمداد 3 فولت. تتميز الدائرة المصغرة بجهد إمداد منخفض ، يمكن أن يكون من 2.6 فولت إلى 5.5 فولت واستهلاك تيار منخفض (في وضع توفير الطاقة) ...

كيفية استخدام الألواح الشمسية بشكل صحيح

بادئ ذي بدء ، عليك أن تفهم أن الطاقة المستلمة من البطارية الشمسية لا تزال نوعًا من المنتجات شبه النهائية ، وفي كثير من الحالات غير مناسبة لتشغيل العديد من الأجهزة. فقط أكثرهم "غير متقلبة" يمكنهم "هضمه" ، خاصة البطاريات ، وحتى ذلك الحين ، ليس من جميع الأنواع.

تكمن جودة الطاقة الرديئة ، أولاً ، في عدم استقرار تيار الإخراج والجهد ، وثانيًا ، في كمية صغيرة من هذه الطاقة ، أقل بوضوح من تلك الأرقام الموجودة في وصف البطاريات الشمسية.

• يجب أن تكون البطارية الشمسية في الشمس قدر الإمكان وأن تعمل وتعمل وتعمل ... تعطي كل ما في وسعها.
• يجب أن يكون هناك جهاز يجمع كل الطاقة التي تنتجها البطارية الشمسية. في أغلب الأحيان ، تكون هذه إما بطارية أو محرك أقراص أكثر تعقيدًا.

يتيح لك استخدام هذين المبدأين البسيطين تقليل متطلبات الطاقة للبطارية الشمسية عدة مرات ، وفي نفس الوقت ضمان الشحن المضمون لأجهزتك ، حتى في حالة عدم وجود شمس.

يظهر مظهرها وخصائصها أدناه.

• جهد الإخراج (التشغيل / بدون تحميل) - حوالي 6 فولت / 8 فولت
• تيار الإخراج (التشغيل / ماس كهربائى) - حوالي 1A / حتى 1.3A
• أبعاد مطوية - 200x195x9 ملم
• الأبعاد في الحالة المفتوحة - 595 × 195 × 6 مم
• الوزن 400 جرام

• جهد الإخراج (التشغيل / عدم التحميل) - حوالي 12.5 فولت / 16 فولت
• تيار الإخراج (التشغيل / ماس كهربائى) - حوالي 0.66A / حتى 0.85A
• أبعاد مطوية - 210x350x8 مم
• الأبعاد في الحالة المفتوحة - 420x350x6 مم
• الوزن 460 جرام

مادة الخلايا الضوئية عبارة عن سيليكون غير متبلور. يحتوي كلاهما على صمام ثنائي متسلسل مدمج لمنع تفريغ البطاريات القابلة لإعادة الشحن.

تبدأ هذه البطاريات ، بعد انتهاء الشحن ، عند مرور التيار من خلالها ، في تحلل الإلكتروليت وتجف تدريجيًا ، لذلك هناك حاجة إلى مزيد من التحكم الصارم في حالتها. وهذا يعني ، على الأقل بشكل دوري ، تحتاج إلى الركض مع جهاز اختبار والتحقق من مستوى الشحن.

ما الذي يمكن توصيله من الإلكترونيات بهذه الألواح الشمسية؟ لضمان وشحن بأمان - لا شيء تقريبا. في كل مرة تحتاج إلى التحقق من هذا الاحتمال باستخدام طريقة "Poke". يتم شحن بعض أجهزة الاتصال اللاسلكي من مصدر 12 فولت.

الخطوة الثانية. نقوم بتحسين البطارية الشمسية.

كانت المثبتات الأولى خطية ، لأن. إنهم ببساطة يقطعون الجهد الزائد ، ولا يسمحون له بالمرور إلى المستهلك. ثم أدرك المطورون بسرعة أنه من الخطيئة نقل كمية صغيرة من الطاقة من بطارية شمسية إلى حرارة ، وبدأوا في صنع مثبتات من النوع النبضي. يعمل هذا المثبت ببساطة على تحويل الجهد والتيار من مستوى إلى آخر بأقل قدر من الخسائر (تبلغ الكفاءة حوالي 80 ... 90٪) ، أي يمكن أن تأخذ 12 فولت 0.5 أمبير من المصدر وتعطي 6 فولت ، ولكن بالفعل 1 أ للمستهلك (من الناحية المثالية ، دون مراعاة الكفاءة).

الذي - التي. يسمح لك استخدام المثبت باستخدامه لشحن أجهزة المساعد الرقمي الشخصي أو الهواتف المحمولة أو المشغلات أو غيرها من الأجهزة "المتقلبة" لتشغيل بطارية شمسية بقوة 6 وات و 8 وات.

يمتص هذا المحرك تقريبًا كل التيار الذي يمكن أن تنتجه البطارية الشمسية.

عند إنشاء الرسم البياني ، حاولت ملاحظة مقياس التيارات الحقيقية وعلاقاتها بشكل أو بآخر. لذلك ، على سبيل المثال ، تكون بعض أجهزة المساعد الرقمي الشخصي سيئة الشحن بالفعل عند تيارات أقل من 1.2 أمبير ، خاصةً عند تفريغ البطارية. هنا ، على سبيل المثال ، يتم استخدام حتى تيار أقل - 0.5 أ. يبدأ محرك الأقراص ، على سبيل المثال ، "Vampirchik-Lithium" ، في شحن بطارياته بتيار 10 مللي أمبير ، ولكن على الرسم البياني يشار إليه بهامش 50 أماه.

وهكذا ، يتضح أنه على الرغم من حقيقة أنه أثناء تراكم الطاقة في بطارية وسيطة والتحولات الإضافية ، من ربع إلى نصف الطاقة المستلمة من البطارية الشمسية ، فإننا لا نزال نفوز ، ومرات عديدة ، مقارنة بالشحن المباشر للأجهزة من بطارية شمسية.

وأخيرًا ، سأعطيك فقط مجموعتين من الأدوات لتوفير القوة أثناء التنزه ، والتي تبدو لي الأكثر عقلانية.

1. البطارية الشمسية 8 واط ؛
2. بطارية تخزين؛
3. تبديل مثبت الجهد.

يتم توصيل البطارية الشمسية مباشرة بالبطارية ، مما يجعل من الممكن التخلص من الخسائر في تشغيل دائرة الشحن. فقط الخسائر "في الكيمياء" تبقى ، حوالي 15٪.

يمكن اعتبار العيب الثاني ، نسبيًا جدًا ، لمثل هذه المجموعة هو الرغبة في استخدام بطارية شمسية خصيصًا لـ 12V. لكن هذه البطاريات تبلغ ضعف حجمها عند طيها مثل بطاريات 6 واط.

1. البطارية الشمسية 6 واط أو 8 واط ؛
2. جهاز التخزين.

يتم توصيل أي من هذه البطاريات ببساطة مباشرة بالمحرك ، ويقوم بالفعل بمراقبة الشحن. يحتاج المستخدم فقط إلى الاتصال بمخرجاته لتشغيل أجهزته.

• البساطة والاكتناز ، حد أدنى من الأسلاك.
• لا تحتاج البطاريات إلى التحكم.

الموجودات.

تسمح لك البطارية العازلة (المركم) بتقليل متطلبات الطاقة للبطارية الشمسية عدة مرات. كما يوفر سهولة إضافية في الاستخدام.

2 تعليقات:

المقال مثير للاهتمام ، ويمكننا الاتفاق مع المؤلف في كثير من النواحي. لكن استخدام بطارية حمضية 6-12 فولت (بسعة 4.5-7 أمبير) لا يقل عن 1-2.5 كجم من الوزن الزائد ، وللرحلة المستقلة (عندما يكون كل 50-100 جرامًا مهمًا) ، في رأيي ، ليس كذلك مقبول جدا.

ويمكنك استخدام بطارية سيارة بسعة 45 أمبير في هذه الدائرة.

كيفية استخدام البطارية الشمسية ، الطاقة الشمسية

كل شيء عن الطاقة الشمسية - الأخبار والمقابلات والتكنولوجيا والأعمال التجارية وتحليل الاتجاهات والآفاق

الألواح الشمسية

يمكن أن توفر الألواح الشمسية تيارًا لشحن البطاريات في حدود 35-50 مللي أمبير ، ليس أكثر. وسيكون في ضوء الشمس الجيد. لذلك ، بمساعدة الألواح الشمسية المستخدمة على نطاق واسع ، من الممكن شحن البطاريات منخفضة الطاقة بسعة لا تزيد عن 0.45 أمبير / ساعة. ألاحظ أن البطاريات المستخدمة على نطاق واسع من النوع TsNK-0.45 تتمتع بهذه السعة.

ما الذي يمكن فعله لزيادة التيار المتولد عن البطارية الشمسية؟ إن أبسط طريقة لزيادة تيار الألواح الشمسية هي عن طريق توصيلها بالتوازي. بالطبع ، من الضروري تضمين الألواح الشمسية التي لها نفس عدد الخلايا ، وبالتالي توفير نفس الجهد الكهرومغناطيسي للصور.

العيب الرئيسي للخلايا الشمسية هو تكلفتها العالية نسبيًا. ولكن يتم تعويض هذا العيب من خلال التشغيل الفعال للبطاريات المشحونة بالطاقة الشمسية.

إذا كانت البطارية الشمسية توفر تيارًا أقل من تيار الشحن المقدر ، وأقل من 0.08 من سعة البطارية ، فلا يمكننا في هذه الحالة التحدث عن الشحن ، ولكن فقط عن إعادة شحن البطاريات. هذا يعني أنه خلال فترة النهار ، يجب توصيل البطارية الشمسية بالبطارية باستمرار ، وكل ذلك أثناء إعادة شحنها باستمرار. في الوقت نفسه ، من الضروري التحكم في أنه أثناء تشغيل البطارية ، لن يكون الجهد الكهربائي لخلية بطارية واحدة أقل من 1.2-1.15 فولت. عند جهد أقل من 1.15 فولت ، يجب إخراج البطارية من العمل وتشغيلها. خلاف ذلك ، في وقت قصير ، سينخفض ​​الجهد على خلايا البطارية إلى 1.1 فولت ، ولم يعد من الممكن استخدام مثل هذه البطارية المفرغة في رحلة استكشافية بدون شحن جاد. يشير هذا إلى أنه في رحلة استكشافية ، من الضروري التحكم في الجهد على البطارية تحت الحمل.

لذلك ، يمكن استخدام بطارية شمسية لشحن البطاريات ، والتي لها أقصى تيار متولد يساوي تقريبًا تيار الشحن للبطاريات. في هذه الحالة ، ستقوم البطارية الشمسية بشحن البطاريات تلقائيًا بتيار الشحن المطلوب عند الإضاءة. يجب توصيل البطارية بالبطاريات من خلال الصمام الثنائي. هذا ضروري لأنه تحت ضوء الشمس المعاكس ، قد ينخفض ​​الجهد على البطارية الشمسية أقل من الجهد على البطاريات القابلة لإعادة الشحن. في هذه الحالة ، سيتم تفريغ البطاريات بدلاً من شحنها من خلال المقاومة الداخلية للبطارية الشمسية. مكثف عازلة مطلوب إذا كان سيتم استخدام البطاريات للتشغيل أثناء الشحن / إعادة الشحن.

تحويلة لمؤشر التسجيل هذا هي أيضا سهلة الصنع. نقوم بلف 1 متر من الأسلاك من النوع PEL-0.1 على المقاوم من النوع MLT-0.5. نقوم بتوصيل التحويلة بالتوازي مع مقياس ميكرومتر وقياس أقصى تيار يمكن قياسه. لنفترض أنها تحولت إلى 100 مللي أمبير. ولشحن البطاريات ، يتم استخدام بطارية شمسية بحد أقصى 40 ملي أمبير. لذلك ، من الملائم أن يكون الحد الأقصى لمقياس 50 ملي أمبير. للحصول على مثل هذا الحد الأقصى لتيار الانحراف لمقياس ميكرومتر ، يجب مضاعفة مقاومة التحويل. للقيام بذلك ، من الضروري زيادة طول سلك التحويل إلى مترين. وبالمثل ، من الممكن إجراء تعديل عملي للتحويل لتيارات الانحراف الأخرى بالملليمتر.

إذا تم استخدام البطارية الشمسية فقط لإعادة شحن البطاريات ، فيجب إنتاجها حسب الحاجة - حيث يتم تفريغ البطاريات. في ظل الظروف المعاكسة ، يمكن أن تستمر إعادة الشحن ليوم كامل من الضوء. في الليل ، لا يلزم فصل الألواح الشمسية عن البطاريات ، حيث سيتم إيقاف تشغيلها تلقائيًا بواسطة الصمام الثنائي.

شحن البطاريات باستخدام الألواح الشمسية

موقع عن الطاقة الشمسية والبطاريات الشمسية والقضايا ذات الصلة بالبيئة والطاقة. يتم الجمع بين مبادئ تشغيل أنواع مختلفة من الخلايا الشمسية والمولدات ، وأمثلة على الحياة الواقعية والأجهزة المصممة. يحتوي الموقع على معرض صور للأجهزة التي تعمل بالطاقة الشمسية ، بالإضافة إلى قائمة بالمتاجر حيث يمكنك شراء الألواح الشمسية.

شحن البطاريات الشمسية

تمت تغطية موضوع بناء الألواح الشمسية محلية الصنع وشحن البطاريات من الألواح الشمسية أكثر من مرة في أدبيات الهواة. يعتمد هذا الجهاز البسيط على المادة.

مخطط الجهاز

بطارية شمسية بحجم عمل 4x4 سم تشحن البطارية من خلال صمام ثنائي VD1 من النوع D311. يمنع البطارية من التفريغ عندما تكون إضاءة اللوحة الشمسية منخفضة وينخفض ​​الجهد الكهربي عليها إلى ما دون جهد البطارية. يجب أن يكون الصمام الثنائي VD1 من الجرمانيوم مع أقل انخفاض جهد ممكن في الاتجاه الأمامي. في ضوء الشمس الساطع ، تنتج هذه البطارية EMF يبلغ حوالي 3 فولت ، وهو عدد كبير لبطارية Ni-Mh واحدة. لتقليل الجهد على البطارية ، يتم توصيل VD2 LED بالتوازي معها. يجب اختيار مؤشر LED بحيث يفتح بجهد 1.6 - 1.8 فولت. توضع البطارية في كتلة بلاستيكية لخلايا كلفانية AA.

تجميع نموذج الذاكرة الحالي

يتم تجميع الجهاز عن طريق التثبيت السطحي على لوح بلاستيكي بحجم مناسب ، مقطوع من صندوق DVD قديم.

يتم تثبيت البطارية الشمسية في الموقع باستخدام حشية مصنوعة من بلاستيك التغليف الشفاف. يتم قطع نافذة في الحشية المقابلة لسطح عمل البطارية الشمسية. العيب الواضح لهذا التصميم هو المساحة الصغيرة للبطارية الشمسية ، ونتيجة لذلك ، تيار الشحن المنخفض للبطارية ، لا يزيد عن بضعة مللي أمبير. لذلك ، يمكننا التحدث أكثر عن إعادة شحن البطارية ، وليس عن الشحن الكامل.

في الواقع ، يمكن استخدامه لشحن البطاريات بسعة 300-600 مللي أمبير. بالنسبة للبطاريات الحديثة بسعة 2000-2500 مللي أمبير ، يتحول وقت الشحن من طويل إلى غير مقبول. يتمثل أحد التطبيقات المتخصصة الحقيقية لمثل هذا الجهاز في الحفاظ على بطارية نادرًا ما تستخدم في حالة شحن حيث لا يمكن الوصول إلى التيار الكهربائي ، على سبيل المثال ، في منزل ريفي.

إعادة شحن البطاريات من البطارية الشمسية

شحن بطارية من بطارية شمسية تمت تغطية موضوع بناء الألواح الشمسية محلية الصنع وشحن البطاريات من الألواح الشمسية أكثر من مرة في أدبيات الهواة.

شحن البطاريات بألواح شمسية

غالبًا ما تُستخدم بطاريات النيكل والكادميوم (NCA) لضمان التشغيل من البعثات الراديوية. ولكن على مدار الوقت على الهواء ، يحتاج NCA إلى إعادة الشحن. في ظروف العمل الاستكشافي ، فإن أحد أفضل الخيارات لإعادة شحن البطاريات هو استخدام الألواح الشمسية. ستكون طاقة الشمس قادرة على ضمان عمل شحن البطاريات. دعونا نلقي نظرة على مبادئ استخدام الألواح الشمسية لشحن البطاريات.

نوع البطارية الشمسية

الأكثر شيوعًا في بلدان رابطة الدول المستقلة هي البطاريات الشمسية مثل BSK-1 و BSK-2 و Elektronika MCH / 1. يتم إنتاج هذه البطاريات أو إنتاجها سابقًا بواسطة العديد من المصانع الإلكترونية الراديوية. في بعض الأحيان ، توجد أيضًا بطاريات شمسية مستوردة ، صينية وكورية بشكل أساسي ، للبيع ، مع معلمات قابلة للمقارنة مع بطاريات أنواع BSK-1 و BSK-2 و Electronics MCH / 1.

يمكن لهذه الألواح الشمسية توفير تيار شحن للبطارية في حدود 35-50 مللي أمبير ، ليس أكثر. وسيكون في ضوء الشمس الجيد. لذلك ، بمساعدة الألواح الشمسية المستخدمة على نطاق واسع ، من الممكن شحن البطاريات منخفضة الطاقة بسعة لا تزيد عن 0.45 أمبير / ساعة. ألاحظ أن البطاريات المستخدمة على نطاق واسع من النوع TsNK-0.45 تتمتع بهذه السعة.

يجب أيضًا أن يؤخذ في الاعتبار أنه في منتصف الصيف ، في يوليو ، لا تدوم عادة فترة الضوء التي تنبعث منها البطارية فعليًا الطاقة أكثر من 7-9 ساعات. الوقت الأكثر فعالية لعمل البطارية الشمسية هو من الساعة 10 صباحًا حتى الساعة 5 مساءً. بعد هذا الوقت ، ينخفض ​​تيار الألواح الشمسية. ينخفض ​​التيار الناتج عن البطارية الشمسية في طقس غائم. تساعد بعض اتجاهات الألواح الشمسية بالنسبة إلى موضع الشمس على زيادة التيار الذي تولده ، ولكن ... حاول تدوير البطاريات بنفسك بحثًا عن أفضل إضاءة لها ، وانظر أن هذه ليست مهمة سهلة.

ما الذي يمكن فعله لزيادة التيار المتولد عن البطارية الشمسية؟ إن أبسط طريقة لزيادة تيار الألواح الشمسية هي عن طريق توصيلها بالتوازي. بالطبع ، من الضروري تضمين الألواح الشمسية التي لها نفس عدد الخلايا ، وبالتالي توفير نفس الجهد الكهرومغناطيسي للصور. لكن لا يزال الاتصال المتوازي للألواح الشمسية ، كما هو موضح في الشكل. 1 غير مرغوب فيه. سيتم الحصول على أفضل النتائج من خلال توصيل الخلايا الشمسية بالتوازي ، كما هو موضح في الشكل. 2.

الصورة 1تفعيل غير مرغوب فيه للألواح الشمسية

الشكل 2اتصال متوازي للخلايا الشمسية

دعونا نرى سبب الاتصال المتوازي للألواح الشمسية ، كما هو موضح في الشكل. واحد.

نظرًا لاختلاف إضاءة الألواح الشمسية ، فإن الفولتية الناتجة عنها ستختلف قليلاً عن بعضها البعض. نتيجة لذلك ، ستعمل لوحة شمسية واحدة فقط بشكل فعال. عندما يتم تشغيل الخلايا الشمسية وفقًا للمخطط الموضح في الشكل. في الشكل 2 ، يتم توزيع الفولتية الناتجة عنها بشكل متساوٍ في جميع أنحاء المجموعة الشمسية. نتيجة لذلك ، لن يؤدي التظليل الجزئي لبعض العناصر إلى إلحاق ضرر كبير بتشغيل البطارية الشمسية. ومع ذلك ، سيتطلب الاتصال المتوازي فك البطاريات النهائية ، ثم إعادة توصيل عناصرها ببعضها البعض. العمل شاق نوعًا ما ، جديلة الأسلاك بين البطاريات ... ولكن إذا كانت هناك حاجة إلى تيار كبير ، فلا يزال يتعين القيام بهذا العمل.

لزيادة جهد البطارية الشمسية ، يمكنك تشغيل أي عدد تريده من الخلايا الشمسية بالتسلسل. سيكون جهد مثل هذه البطارية الشمسية مساويًا لمجموع الفولتية على جميع الخلايا الشمسية المكونة لها. سيقتصر التيار الذي توفره هذه البطارية على تيار أسوأ خلية.

العيب الرئيسي للخلايا الشمسية ، في رأيي ، هو فقط تكلفتها العالية نسبيًا. ولكن يتم تعويض هذا العيب من خلال التشغيل الفعال للبطاريات المشحونة بالطاقة الشمسية.

شحن / إعادة شحن البطاريات

لذلك ، مع وجود عدد كافٍ من الخلايا الشمسية ، من الممكن إنشاء بطارية شمسية بأي جهد أو تيار تقريبًا ، وقادرة على شحن أي نوع من البطاريات. الأمر كله يتعلق بتكلفة مثل هذه البطارية الشمسية. بالطبع لا يجب أن ننسى أن البطارية الشمسية القوية ستشغل مساحة كبيرة لتركيبها. وتجدر الإشارة أيضًا إلى أنه في حالة حدوث إضاءة شمسية كاملة للبطارية لفترة محدودة من اليوم ، فمن المستحسن استخدام بطارية شمسية توفر تيار شحن سريعًا ، تكون قيمته في حدود 0.15-0.3 من سعة البطارية.

عادة ، في الرحلات الإذاعية ، يكون العمل الفعال ممكنًا في المساء والليل. في هذا الوقت ، يتحسن الإرسال على العديد من النطاقات ، وهناك العديد من المحطات المحلية. يتيح لك استخدام البطارية الشمسية تفريغ البطاريات في المساء والليل أثناء العمل في الهواء ، وإعادة شحنها خلال النهار.

إذا كانت البطارية الشمسية توفر تيارًا أقل من تيار الشحن المقدر ، وأقل من 0.08 من سعة البطارية ، فلا يمكننا في هذه الحالة التحدث عن الشحن ، ولكن فقط عن إعادة شحن البطاريات. هذا يعني أنه خلال فترة النهار ، يجب توصيل البطارية الشمسية بالبطارية باستمرار ، وكل ذلك أثناء إعادة شحنها باستمرار. في الوقت نفسه ، من الضروري التحكم في أنه أثناء تشغيل البطارية ، لن يكون الجهد الكهربائي لخلية بطارية واحدة أقل من 1.2-1.15 فولت. عند جهد أقل من 1.15 فولت ، يجب إخراج البطارية من العمل وتشغيلها. خلاف ذلك ، في وقت قصير ، سينخفض ​​الجهد على خلايا البطارية إلى 1.1 فولت ، ولم يعد من الممكن استخدام مثل هذه البطارية المفرغة في رحلة استكشافية بدون شحن جاد. يشير هذا إلى أنه في رحلة استكشافية ، من الضروري التحكم في الجهد على البطارية تحت الحمل. خصائص التفريغ والشحن لبطارية واحدة موضحة في الشكل. 3.

الشكل 3خصائص التفريغ والشحن لبطارية النيكل / الكادميوم

لفهم عملية شحن البطارية ببطارية شمسية بشكل أكبر ، ضع في اعتبارك خصائص خلية البطارية الشمسية. يظهر في الشكل اعتماد التيار لعنصر واحد من بطارية شمسية من نوع BSK-2 على الجهد عليه. 4. تم التقاط هذا الرسم البياني تحت الإضاءة المثلى للخلايا الشمسية. هذا الرسم البياني نموذجي للخلايا الشمسية الأخرى أيضًا. بالطبع ، ستعتمد قيمة الحد الأقصى للتيار على قوة الخلية الشمسية. لأخذ هذا الرسم البياني ، يتم توصيل المقاوم المتغير بالخلية الشمسية المضيئة. قم بتغيير مقاومة المقاوم المتغير ، وقياس التيار المتدفق إلى المقاوم والجهد عبر الخلية الشمسية. تظهر الدائرة لأخذ خاصية الفولت / الأمبير للخلية الشمسية في الشكل. 5.

الشكل 4خاصية فولت / أمبير للخلية الشمسية

الشكل 5مخطط لأخذ خصائص فولت / أمبير لخلية شمسية

عندما تعمل الخلية الشمسية بدون تحميل ، سيكون جهد التيار الكهرومغناطيسي للصور عليها حوالي 0.6 فولت.عند توصيل الحمل ، وبعد ذلك عندما تنخفض مقاومتها ، سيبدأ التيار في الحمل في الزيادة. سيبدأ الجهد على الحمل في الانخفاض. يعتبر الجهد الذي يبلغ حوالي 0.45 فولت عند الحمل هو وضع التشغيل الأمثل للخلية الشمسية. عند محاولة زيادة السحب الحالي ، ينخفض ​​الجهد على الخلية الشمسية ، ويظل التيار الذي تولده دون تغيير تقريبًا. يشير هذا إلى أن البطارية الشمسية هي مصدر مثالي تقريبًا للتيار ، وهو بالضبط ما هو مطلوب لشحن البطاريات!

بالنسبة لدائرة قياس تيار الخلية الشمسية (انظر الشكل 5) ، تم رسم مخطط لتبديد الطاقة مقابل مقاومة حمل الخلايا الشمسية. يظهر الرسم البياني في الشكل. 6. تم التقاط هذا الرسم البياني تحت الإضاءة المثلى للخلايا الشمسية. لإنشاء رسم بياني ، تم قياس مقاومة الحمل للخلية الشمسية عند الفولتية المختلفة عليها. بعد ذلك ، بناءً على قيمة مقاومة الحمل ، والتيار المتدفق خلال الحمل ، تم رسم رسم بياني للطاقة المشتتة في الحمل. من هذا الرسم البياني ، يمكن ملاحظة أن الطاقة القصوى التي يتم توصيلها للحمل بواسطة الخلية الشمسية ستكون بجهد تحميل يبلغ 0.45 فولت. جهد الحمل الأمثل (0.45 فولت) يختلف عن جهد EMF الضوئي (0.6 فولت) بمقدار 0.75 مرة.

الشكل 6رسم بياني لاعتماد تبديد الطاقة في مقاومة الحمل على الجهد عبرها

لذلك ، يمكن استخدام بطارية شمسية لشحن البطاريات ، والتي لها أقصى تيار متولد يساوي تقريبًا تيار الشحن للبطاريات. في هذه الحالة ، ستقوم البطارية الشمسية بشحن البطاريات تلقائيًا بتيار الشحن المطلوب عند الإضاءة. يجب توصيل البطارية بالبطاريات من خلال صمام ثنائي كما هو مبين في الشكل. 7. يعد هذا ضروريًا لأنه في ظل ضوء الشمس المعاكس ، قد ينخفض ​​الجهد على البطارية الشمسية أقل من الجهد على البطاريات القابلة لإعادة الشحن. في هذه الحالة ، سيتم تفريغ البطاريات بدلاً من شحنها من خلال المقاومة الداخلية للبطارية الشمسية. يعد مكثف المخزن المؤقت C1 ضروريًا إذا تم استخدام البطاريات للعمل أثناء الشحن / إعادة الشحن.

الشكل 7توصيل البطارية الشمسية بالبطاريات

ملليمتر متصل في سلسلة بالبطارية الشمسية. إدراج المليمتر أمر مرغوب فيه للغاية. يوضح مقدار التيار الذي تستهلكه البطارية من البطارية الشمسية. وهذا يجعل من الممكن الحكم على ما إذا كانت البطارية قيد الشحن أو التدريب الحالي ، وبشكل عام ، ما إذا كانت البطارية الشمسية تعمل حاليًا أم لا. من الملائم استخدام مؤشر التسجيل من مسجل شريط قديم كمليمتر.

تحويلة لمؤشر التسجيل هذا هي أيضا سهلة الصنع. نقوم بلف 1 متر من الأسلاك من النوع PEL-0.1 على المقاوم من النوع MLT-0.5. نقوم بتوصيل التحويلة بالتوازي مع مقياس ميكرومتر وقياس أقصى تيار يمكن قياسه. لنفترض أنها تحولت إلى 100 مللي أمبير. ولشحن البطاريات ، يتم استخدام بطارية شمسية بحد أقصى 40 ملي أمبير. لذلك ، من الملائم أن يكون الحد الأقصى لمقياس 50 ملي أمبير. للحصول على مثل هذا الحد الأقصى لتيار الانحراف لمقياس ميكرومتر ، يجب مضاعفة مقاومة التحويل. للقيام بذلك ، من الضروري زيادة طول سلك التحويل إلى مترين. وبالمثل ، من الممكن إجراء تعديل عملي للتحويل لتيارات الانحراف الأخرى بالملليمتر.

في الظروف الميدانية ، يمكن اعتبار عملية شحن البطارية مكتملة إذا كان الجهد على خلاياها تحت الحمل لا يقل عن 1.25 فولت / لكل خلية ، وكان EMF 1.36 فولت / لكل خلية على الأقل. إذا تم استخدام البطارية الشمسية فقط لإعادة شحن البطاريات ، فيجب إنتاجها حسب الحاجة - حيث يتم تفريغ البطاريات. في ظل الظروف المعاكسة ، يمكن أن تستمر إعادة الشحن ليوم كامل من الضوء. في الليل ، لا يلزم فصل الألواح الشمسية عن البطاريات ، حيث سيتم إيقاف تشغيلها تلقائيًا باستخدام الصمام الثنائي VD1 (انظر الشكل 7).

حساب معلمات البطارية الشمسية

دعنا نعطي مثالاً لحساب البطارية الشمسية اللازمة لشحن البطاريات. كما هو موضح في الرسوم البيانية في الشكل. 3 ، أثناء شحن البطارية ، سيكون الجهد الكهربائي عليها في حدود 1.4 فولت. يمكن توفير هذا الجهد بواسطة 10 بطاريات من النيكل والكادميوم متصلة في سلسلة. لشحن بطارية مكونة من 10 بطاريات من النيكل والكادميوم متصلة على التوالي ، من الضروري توفير جهد 14 فولت عليها (10 * 1.4 = 14). بأقصى كفاءة للبطارية الشمسية ، عندما يكون الجهد على خلية شمسية واحدة 0.45 فولت ، يمكن توفير جهد 14 فولت بواسطة بطارية شمسية تتكون من 31 خلية (14 / 0.45 = 31).

نأخذ في الاعتبار انخفاض الجهد عبر الصمام الثنائي ، والذي يساوي 0.7 فولت. لذلك ، يجب أن تحتوي البطارية الشمسية على خليتين إضافيتين. سيكون العدد الإجمالي للخلايا الشمسية في البطارية في هذه الحالة 33 (31 + 2 = 33). سيكون جهد صورة EMF لبطارية شمسية تحتوي على 33 خلية 19.8 فولت. لذلك نأتي إلى الشيء المهم. اتضح أنه لشحن بطارية 12 فولت ، فأنت بحاجة إلى بطارية شمسية بجهد EMF للصور يبلغ حوالي 20 فولت! يمكن تجميع هذه البطارية بشكل مستقل باستخدام الخلايا الشمسية الفردية أو العديد من الألواح الشمسية الجاهزة.

في جواز السفر للألواح الشمسية ، يشار فقط إلى الجهد الكهرومغناطيسي للصورة. معروض للبيع الألواح الشمسية لجهد EMF للصور 12 و 9 فولت. لذلك ، مع مقاومة الحمل المثلى (انظر الشكل 6) ، سيكون الجهد على هذه البطاريات 6.75 فولت لبطارية شمسية 9 فولت و 9 فولت لبطارية شمسية 12 فولت.

يمكن استخدام لوحتين شمسيتين متصلتين بالسلسلة بجهد EMF للصور يبلغ 9 و 12 فولت بنجاح لشحن بطارية 12 فولت. عند تجاوز الجهد الإجمالي ، والذي سيكون 21 فولت بالنسبة لبطاريتين ، فإن الجهد المحسوب البالغ 20 فولت لكل فولت ليس مخيفًا. سيتم تعويض هذا الفائض من خلال بعض الانخفاض في جهد الخرج للبطارية الشمسية ، والذي سيحدث بسبب الإضاءة غير المتساوية للعناصر التي تتكون منها البطارية الشمسية. بالطبع يجب ألا ننسى أن تيار الألواح الشمسية يجب ألا يتجاوز تيار شحن البطاريات.

لن تتمكن لوحتان شمسيتان 9 فولت متصلتان في سلسلة من شحن البطارية بالكامل. سيقومون بإعادة شحنها فقط ، حتى مستوى لا يزيد عن 20٪ من الشحن المطلوب (انظر الشكل 3). ومع ذلك ، فإن البطارية الشمسية المتصلة ببطارية 12 فولت مع صورة EMF تبلغ 18 فولت ستساعد على "تفريغ" وضع التشغيل لهذه البطارية. سيكون قادرًا على تخفيف أحمال الذروة الحالية وإعادة شحن البطاريات قدر الإمكان.

تشغيل الألواح الشمسية

عند استخدام الألواح الشمسية ، من الضروري السعي لضمان وضعها في أكثر الأماكن إضاءة وإضاءة بشكل متساوٍ. يجب اتخاذ تدابير لمنع الضرر الميكانيكي للبطاريات ، فضلا عن التعرض المباشر للرطوبة والغبار. أثناء النقل ، تجنب اهتزاز الألواح الشمسية.

من الضروري مراعاة نظام درجة حرارة الألواح الشمسية المشار إليها في جواز سفرهم. عادة ما تكون -40 درجة +50 درجة مئوية. في الصيف ، في الطقس الحار ، من الضروري وضع الألواح الشمسية على سطح قليل التعرض للحرارة ، على سبيل المثال ، على قطعة من المادة البيضاء ، أو على الألومنيوم اللامع رقائق. في هذه الحالة ، يتم تسخينها قليلاً وتضمن التشغيل المرضي للبطارية الشمسية الموجودة فوقها.

وتجدر الإشارة إلى أن بطاريات النيكل والكادميوم لا تعمل بشكل جيد في درجات الحرارة العالية والمنخفضة. يؤدي خفض درجة حرارة البطارية إلى أقل من 0 درجة مئوية إلى انخفاض كبير في طاقتها.

نتائج اختبار الألواح الشمسية

أظهرت الاختبارات العملية للألواح الشمسية مع بطاريات التخزين الكفاءة الكبيرة لمثل هذا العمل المشترك.

في الممارسة العملية ، لقد استخدمت عدة مجموعات من الألواح الشمسية. قدمت مجموعة واحدة جهد EMF للصور يبلغ 18 فولت. كانت مكونة من لوحين شمسيين بجهد 9 فولت. تمكنت لاحقًا من شراء بطارية شمسية 12 فولت. ونتيجة لذلك ، أصبح من الممكن استخدام مجموعة من الألواح الشمسية بجهد 21 فولت. توفر هذه الألواح الشمسية تيار حمل في حدود 40 ملي أمبير.

في البداية ، أجريت التجارب جنبًا إلى جنب مع بطارية شمسية بجهد EMF للصور يبلغ 18 فولت. تم توصيل البطارية الشمسية بشكل دائم بالبطاريات وفقًا للمخطط الموضح في الشكل. 7. تضمن البطارية الشمسية بجهد 18 فولت إعادة شحن البطارية بنجاح باستخدام عناصر TsNK-0.45 و 1.5-NKGN. للأسف فقط إعادة الشحن. البطاريات ، التي تم تفريغها بشكل مكثف أثناء العمل الليلي ، لا يمكن شحنها بمثل هذه البطارية الشمسية. ونتيجة لذلك ، عملت البطاريات في الليلة التالية لفترة قصيرة.

ومع ذلك ، مع تيارات الحمل الصغيرة لهذه البطاريات ، كانت هذه البطارية الشمسية مفيدة للغاية. خلال فترة الضوء ، وفرت إعادة الشحن المستمر للبطاريات ، واحتفظت بها تحت تيار التدريب ، مما كان له تأثير إيجابي على تشغيل البطاريات. نتيجة لذلك ، عملت البطاريات والبطارية الشمسية لفترة أطول بكثير من بدونها.

لكن كانت الصورة مختلفة تمامًا عند استخدام بطارية شمسية بجهد 21 فولت ، وهي مكونة من بطارية بجهد 9 و 12 فولت. أتاحت هذه البطارية الشمسية شحن البطاريات خلال ساعات النهار. علاوة على ذلك ، كانت هذه الشحنة كافية تمامًا للعمل المسائي المكثف لجهاز الإرسال والاستقبال بقدرة 1 واط. بالطبع ، يجب اعتبار هذه البطارية الشمسية مثالية فقط لشحن البطاريات من النوع TsNK-0.45 ، والتي لها تيار شحن يبلغ 45 مللي أمبير. لا يمكن شحن البطاريات من النوع 1.5 NKGN بتيار شحن يبلغ 150 مللي أمبير بالكامل بواسطة هذه البطارية. ولكن في الوقت نفسه ، ستضيف لهم بشكل كبير السعة التي يقضونها خلال وقت العمل المظلم!

يمكن توصيل بطارية 21 فولت ببطاريات 1.5 NKGN التي تعمل خلال النهار. من غير المرغوب توصيله ببطاريات من النوع TsNK-0.45 تعمل مع معدات الراديو. في هذه الحالة ، سيعمل هذا النوع من البطاريات في وضع صعب بالنسبة لهم ، مما قد يتسبب في فشلهم السريع. لتجنب ذلك في رحلة استكشافية ، يُنصح باستخدام بطاريتين ، إحداهما للعمل والأخرى للشحن في هذا الوقت.

انتباه: الشحن الزائد ممكن!

من الضروري لفت انتباه هواة الراديو أنه في بعض الحالات يمكن للبطارية الشمسية إعادة شحن البطارية. وسيؤدي ذلك إلى عكس قطبية خلايا البطارية وفشلها. يمكننا أن نقول على الفور أنه عند استخدام بطارية شمسية 18 فولت ، لا يمكنك الخوف من الشحن الزائد للبطارية بمقدار 12 فولت. كما ناقشنا بالفعل ، يمكن للبطارية الشمسية 18 فولت أن توفر فقط إعادة شحن البطارية عند مستوى 20٪ من قوتها الاسمية. بعد ذلك ، ستوفر اللوحة الشمسية تيار تدريب لهذه البطاريات فقط.

ستكون حالة مختلفة تمامًا عند استخدام بطارية شمسية بجهد 21 فولت. هذه البطارية قادرة على توفير تيار الشحن حتى بعد شحن البطاريات بالكامل. وتجدر الإشارة على الفور إلى أنه عند استخدام بطارية شمسية توفر تيار شحن يبلغ 40 مللي أمبير ، يمكن فقط إتلاف البطاريات من النوع TsNK-0.45. يصعب إفساد البطاريات من النوع 1.5-NKGN ، والتي تتطلب تيار شحن يبلغ 150 مللي أمبير بواسطة مثل هذه البطارية الشمسية ، أثناء الرحلة الاستكشافية. لكن ، ما زلت بحاجة إلى توخي الحذر عند شحنها.

لكي لا تتلف البطارية ، من الضروري الاحتفاظ بسجل لوقت تشغيلها. بعد ذلك ، أعد شحن الحاوية المعطاة. سأعطي مثالا على مثل هذا الحساب. لنأخذ أبسط حالة. البطارية ، المكونة من خلايا TsNK-0.45 (وبالتالي ، لديها تيار شحن 40 مللي أمبير) ، تغذي جهاز الاستقبال بتيار استهلاك يبلغ 40 مللي أمبير. لنفترض أن جهاز الاستقبال هذا عمل لمدة 4 ساعات في المساء. لذلك فإن سعة البطارية المفقودة هي 160 مللي أمبير / ساعة (40 * 4 = 160). لاستعادة السعة المفقودة للبطارية ، يجب أن تتلقى شحنة تزيد بنسبة 150٪ عن الشحن المفقود. لذلك ، من أجل استعادة الشحن ، يجب أن تكون هذه البطارية تحت تيار شحن يبلغ 40 مللي أمبير لمدة 6 ساعات خلال اليوم (160/40 = 4 ؛ 4 * 1.5 = 6).

وإذا تم استخدام البطارية لتشغيل جهاز الإرسال والاستقبال ، فمن هو الإرسال؟ حسنًا ، من الضروري مراعاة الوقت الذي يعمل خلاله على الإرسال. لنفترض أن جهاز الإرسال والاستقبال يستهلك 50 مللي أمبير للاستقبال و 150 مللي أمبير للإرسال. عمل جهاز الإرسال والاستقبال لمدة 3 ساعات ، منها نصف ساعة للإرسال. لذلك ، سلمت البطارية 50 مللي أمبير لمدة 2.5 ساعة و 150 مللي أمبير لمدة 0.5 ساعة. احسب السعة المفقودة:

• أثناء تلقي 125 مللي أمبير / ساعة (50 * 2.5 = 125) ؛
• أثناء النقل 75 مللي أمبير / ساعة (150 * 0.5 = 75) ؛
• السعة الإجمالية المفقودة هي 200 مللي أمبير / ساعة (125 + 75 = 200).

لاستعادة السعة المفقودة للبطارية ، يجب أن تتلقى شحنة تزيد بنسبة 150٪ عن الشحن المفقود. لذلك ، من أجل استعادة الشحن ، يجب أن تكون هذه البطارية تحت تيار شحن يبلغ 40 مللي أمبير لمدة 7.5 ساعة خلال اليوم (200/40 = 5 ؛ 5 * 1.5 = 7.5).

القضاء على تأثير الذاكرة

لسوء الحظ ، فإن بطاريات النيكل والكادميوم لها ما يسمى بتأثير الذاكرة. كيف يظهر؟ إذا لم يتم تفريغ شحن البطارية بالكامل عدة مرات ، لنقل بنسبة 30٪ من سعتها ، ثم أعيد شحنها مرة أخرى ، ستتذكر البطارية دورة التفريغ. بعد ذلك ، ستوفر البطارية 30٪ فقط من شحنتها ، حتى عندما يتم شحنها بالكامل. عادة ، في الرحلات اللاسلكية ، لا يتوفر للبطاريات وقت للإصابة بهذا المرض. تتعرض البطارية لدورات تفريغ / شحن مختلفة كل يوم ، ودورات التفريغ عميقة جدًا. ومع ذلك ، بعد انتهاء الرحلة الاستكشافية ، التي تم فيها استخدام إعادة شحن البطاريات ، من أجل القضاء على تأثير الذاكرة ، يجب إعطاء البطارية دورتين كاملتين على الأقل من التفريغ / الشحن.

استخدام ناجح للبطارية الشمسية في رحلات الراديو!

شحن البطاريات بألواح شمسية

شحن البطاريات بألواح شمسية شحن البطاريات بألواح شمسية Grigorov Igor Nikolaevich، PO Box 68، 308015، Belgorod RUSSIA قم بتشغيل جافا سكريبت لترى ...