Chargement de la batterie lithium-ion avec cellule solaire : 7 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:07

Il s'agit d'un projet sur la charge d'une batterie lithium-ion avec une cellule solaire.

* quelques corrections que j'apporte pour améliorer la charge pendant l'hiver.

** La cellule solaire doit être de 6 V et le courant (ou la puissance) peut être variable, comme 500 mAh ou 1Ah.

*** la diode pour protéger le TP4056 du courant inverse doit avoir une faible tension de chute ("chute"). J'utilise des mauvais, qui prennent 0, 5-0, 6 V, ce qui est beaucoup. Vous pouvez utiliser la diode Schottky, qui ne prend que 0, 1 - 0, 2 V.

Étape 1: Matériel (les liens sont affiliés)

1 x cellule solaire 6V

Lien: 6 V 1 W

Lien: (plus de cellules avec des watts différents)

Lien: (plus pour choisir)

1 x carte chargeur Li - Ion TP4056 (choisissez une carte avec 4 sorties - 2 pour la batterie, 2 pour le dispositif de connexion)

Lien: (5 pièces, environ 0,20 $/pièce)

Lien: (1 pièce, 0,29 $/pièce)

1 x diode Schottky (meilleure, 0, 1 - 0, 2 chute de tension) ou 1N4148 (pire, 0, 5 - 0, 6 chute de tension)

Lien:(jeu de diodes) (mis à jour)

Lien:(1N4148)

1 x batterie Lithium - Ion (18650), j'en achète 1 pauvre, vous pouvez choisir mieux avec une capacité d'environ 2000 mAh - 3000 mAh, Lien: batterie lithium-ion

1 x support de batterie lithium-ion

Lien: support de batterie

1 x câbles, j'utilise des câbles internet avec 6 fils à l'intérieur ou un kit de 22 fils awg

Liens:

qualité: jeu de câbles AWG 22

câble ethernet: câble ethernet (besoin de couper 6 fils)

1 x outils de soudure (station, étain, colophane, etc.)

Étape 2: la bonne cellule solaire

* la cellule solaire doit être au maximum de 6V, car le TP4056 a une entrée maximale de 6V. C'est mieux que 5V.

* le courant de la cellule solaire (ou de l'alimentation) peut être variable, car le TP4056 « mange » autant qu'il en a besoin. Vous pouvez donc choisir une cellule solaire de 500 mAh ou une cellule solaire de 1 Ah.

Pour la batterie Li-Ion, je choisis une cellule solaire avec 5V et 160 mA. Pour choisir la cellule solaire, vous devez choisir:

1. tension de la cellule solaire 1,5 x tension de la batterie, donc 3,7 V à 4,2 V de Li-Ion équivaut à 5,55 V à 6,3 V de cellule solaire.

2. le courant de la cellule solaire doit avoir 1/10ème de la capacité de la batterie en 1 heure (pour les batteries Ni Mh). J'utilise la même règle pour la batterie Li-Ion. C'est ce qu'on appelle la règle du taux C. Donc, si j'ai une batterie de 500 mAh, je devrais choisir une cellule solaire de 50 mA. Les bonnes batteries Li-Ion ont 2000 mAh, donc le courant devrait être d'environ 200 mAh ou 1,2 W.

J'utilise une mauvaise batterie Li-Ion avec une mesure d'environ 600 mAh. Pour cela, je devrais choisir une cellule solaire avec 60 mA crête, soit 0,360 W (PUISSANCE = COURANT X TENSION).

Étape 3: Batteries lithium-ion 18650

Je trouve un bon site avec des tests de batteries lithium-ion. La plupart du temps, il y a 3400 mAh maximum.

Voici:

Voici une théorie pour les charger:

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

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

Étape 4: Circuit

Le circuit est simple, mais je le décris ici.

Connectez la borne positive de la cellule solaire à l'anode de la diode. Connectez la borne négative de la diode à IN+ (entrée positive) du TP4056. J'utilise une diode à cause du courant inverse.

Connectez également la borne négative de la cellule solaire à IN- (entrée négative) du TP4056. Enfin, connectez la batterie, borne positive de la batterie à BAT + de TP4056, borne négative similaire.

Étape 5: Diodes LED sur la carte TP

A bord, il y a 2 diodes, qui consomment également de l'énergie. Je les enlève au couteau. Vérifiez l'image.

Étape 6: Calcul de l'efficacité

Testez votre charge, vous pouvez connecter votre multimètre à une cellule solaire ou à une batterie.

Test:

nuageux, avec un peu de soleil 10 mA (courant de sortie du TP4056), 24 mA (de la cellule solaire)

nuageux, pas directement au soleil 0,87 mA (TP4056), 5,1 mA (cellule solaire)

ensoleillé, soleil direct 26 mA (TP4056), 89 mA (cellule solaire)

Selon le site pveducation.org, vous pouvez calculer le rayonnement solaire direct en kW. Remplissez simplement votre latitude et votre longitude à la maison. Et n'oubliez pas le temps, car le rayonnement pendant la journée varie. J'ai obtenu environ 1 kW/m2.

Donc, la cellule solaire me donne 89 mA et 5V, donc ça donne 445 mW, soit 0,445 W. La surface de la cellule solaire est d'environ 70 cm2 (en gros, seules les petites lignes produisent de l'énergie, donc environ 30 cm2).

Sortie cellule solaire = 0,089A x 5 V = 0,445 W

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

Pour calculer combien de rayonnement solaire tombe sur 30 cm2 selon le site Web d'éducation pv, il faut convertir la surface en m2, c'est 0, 00 30 m2. Le rayonnement incident est de 1000 x 0,003 = 3 W.

Rayonnement incident = 3W

Rendement de la cellule solaire = 0,445 W / 3 W = 0,1483 = 14,8 %.

Rendement du TP4056 = 0,104 W / 0,445 W = 23,37 %

Efficacité totale du système = 0,104 W / 3 W = 0,034666 = 3,46 %.

Donc, l'efficacité totale n'est pas beaucoup, mais aide. Vous vous souvenez du taux C ? Pour ce projet, la plus grande cellule solaire est nécessaire. Je teste en septembre, ce qui est moyen entre l'hiver et l'été. J'utilise une batterie pour mon enregistreur esp, qui doit survivre en hiver, l'été est bon. Je testerai d'autres cellules solaires, à l'avenir, et montrerai mes résultats.

Étape 7: Supplément: Graphique Thingspeak

Je teste la tension de la batterie avec mon enregistreur esp. J'ai un graphique sur le langage des choses. Les résultats sont en valeurs ADC, pas en tension. Les valeurs 720 sont équivalentes à une batterie avec 4,07 V. J'utilise une mauvaise batterie Lithium-Ion 600 mA.