Могу ли я безопасно подзарядить аккумулятор гаражного привода на 24 В с помощью пары солнечных панелей на 12 В?

но могут ли 36 В от пары панелей повредить схему привода?

Так вот в чем дело. Свинцово-кислотные батареи электрически выглядят как источник/потребитель напряжения с небольшим последовательным сопротивлением, при этом уровень напряжения зависит от состояния заряда. 2 В на элемент (в батарее 12 В последовательно соединено 6 элементов) является номинальным, и, если я правильно помню, их напряжение разомкнутой цепи составляет что-то вроде 1,9 В в пустом состоянии, 2,1 В в полном. Это охватывает 90% их поведения.

Учитывая это, характеристики солнечной панели «1 Вт при 18 В» не смогут «выиграть» у батареи, и напряжение солнечной панели будет снижено до напряжения батареи, обеспечивая, вероятно, 0,055 А (= 1 Вт / 18В) при любом напряжении батареи.

Однако, когда батарея полностью заряжена, ее последовательное сопротивление резко возрастает, а напряжение растет, пока не будет достаточно напряжения, чтобы начать электролиз жидкости, и вы получите образование H2 и O2 на клеммах и потерю электролита. Свинцово-кислотный аккумулятор, в зависимости от типа + производителя, имеет определенную скорость рекомбинации H2 + O2 => электролита, с которым он может справиться; если вы проводите электролиз при более высоком токе, это приводит к постоянной потере электролита (+ следовательно, потеря емкости)

Таким образом, существует безопасный ток, который может непрерывно подаваться на свинцово-кислотную батарею, где ее собственный саморазряд из-за электролиза уравновешивает зарядный ток. Это зависит от производителя + конструкции. Меня не беспокоит скорость зарядки C/10 или C/20 (где C = ток, необходимый для разрядки батареи за 1 час). Аккумуляторы гаражных ворот, вероятно, имеют емкость> 1 Ач, поэтому вы должны быть в безопасности с зарядным током 55 мА.

ОДНАКО - я бы, вероятно, поставил (стабилитрон и резистор последовательно) параллельно с каждой батареей, стабилитрон около 14 В и резистор, возможно, 10 Ом или около того, чтобы он не позволял клеммам батареи слишком сильно заряжаться.

Кроме того: если вы можете, подключите каждую солнечную панель к каждой батарее (и оставьте диоды), а не пару панелей, соединенных последовательно с батареями, т.е. попробуйте соединить центральные ответвления. Таким образом, вы будете заряжать каждую батарею отдельно. В противном случае срок службы батареи может испортиться, если напряжение батареи расходится — одна батарея с более высоким напряжением будет иметь тенденцию к перезарядке, а другая — к чрезмерной разрядке и неполному заряду.

Резюме:

• При эксплуатации в Оксфорде, Англия, зарядное устройство обеспечит полезный выигрыш во времени между перезарядками в течение 6+ месяцев в году.

• Зарядные устройства можно безопасно использовать как есть (два последовательно подключены непосредственно к аккумулятору 24 В). Подключение по одному к каждой батарее целесообразно, но скорость заряда настолько мала, что выигрыш в балансе батарей от этого вряд ли будет полезен.

• Хорошо подойдет диод 1N400x (для панелей мощностью менее 10 Вт).

• Если вы используете две панели последовательно, вам нужен только один диод — вы можете обойти диод на второй панели, если хотите.

• Батареи не должны подвергаться глубокой разрядке, даже если они рассчитаны на глубокую разрядку, если вам нужен максимальный срок службы батареи. Существующий предохранитель на 23,3 В, вероятно, предназначен для удовлетворения этой потребности.

______________

Размер батареи в Ач неизвестен — предположим, что это «кирпич» 2 x 7 Ач — может быть больше.
Размер фотоэлектрической панели = номинальная мощность 2 x 1 Вт.

Скорректируйте приведенные ниже результаты соответствующим образом, если емкость каждой батареи больше или меньше 7 Ач.

Stop Press: Этот сайт предлагает

• "Перезаряжаемый сменный аккумулятор WA 24, 10 Ач для Promatic - Akku в комплекте с держателем"

всего за 213 евро!
Предполагая, что исходная емкость также составляет 10 Ач , приведенные ниже цифры необходимо увеличить примерно в 1,5 раза с точки зрения емкости. Скорость зарядки от фотоэлектрических панелей мощностью 1 Вт еще менее опасна. В свое время я рассмотрю возможность пересмотра этого ответа в свете этих «знаний».

Совершенно замечательный сайт Gaisma, который предоставляет много полезной информации об инсоляции (уровень солнечного света, количество осадков, скорость ветра и многое другое) с тысяч сайтов по всему миру, сообщает, что среднее количество солнечных часов в день месяц за месяцем в Оксфорде, Англия, с января по декабрь составляет:

Инсоляция, кВтч/м²/сутки = "Солнечные часы"

• Месяц / среднее количество солнечных часов в день
  0,67 января
  1,23 февраля
  2,23
  апреля 3,39
  мая 4,39
  июня 4,64
  июля 4,66
  августа 3,99
  сентября 2,76
  октября 1,59
  ноября 0,82
  декабря 0,50

т.е. 4,66 в июле и 0,5 в декабре.

Это среднесуточный ватт-час, который вы получите на ватт фотоэлектрической панели В ЛУЧШЕМ СЛУЧАЕ.

Аккумулятор 12 В номинально дает около 12 ватт-часов на ампер-час емкости. Таким образом, «кирпич» 7AH будет давать 84 Ватт-часа.

В ХОРОШИЙ июльский день панель мощностью 1 Вт даст вам выходную мощность 4,66 Втч или более 24 часов, что в среднем составляет 0,2 Вт. Таким образом, чтобы полностью зарядить аккумулятор емкостью 84 Втч с такой скоростью (при условии эффективности 100 %), потребуется 84/0,2 = 420 часов. т.е. средний уровень заряда в середине лета в Оксфорде на английском языке с хорошо ориентированной панелью составляет C/420. Даже при зарядке на полную мощность в дневное время показатель составляет 1 Вт/84 Втч = C/84.

C/100 будет очень скромным зарядом для свинцово-кислотной батареи, поэтому, учитывая допущения, что 1 панель мощностью 1 Вт на батарею емкостью 7 Ач (2 батареи, 2 панели), ее можно было бы оставить на месте без проблем.

Хорошая новость заключается в том, что вы говорите, что в настоящее время батарея работает «около 2 месяцев без подзарядки». 60 дней х 24 часа = 1440 часов. Так что среднеескорость разряда батареи будет превышена производительностью панели в июле. Фактически, для того, чтобы средний уровень упал до, скажем, C/1200 (с учетом некоторой неэффективности), средний дневной уровень инсоляции должен был бы упасть до 4,66 x 420/1200 ~= 1,6 кВтч/день (или 1,6 солнечных часов/день). Данный показатель превышен за 9 месяцев с марта по октябрь включительно. Как и прежде, предполагается, что панель в хорошем состоянии мощностью 1 Вт и аккумуляторы 12 В емкостью 7 Ач. Фактическая эффективная скорость зарядки будет ниже, потому что панель рассчитана на 1 Вт или что-то еще при оптимальной мощности. Мерфи говорит, что Vmp панели и напряжение батареи обычно отличаются. Есть также потери КПД преобразования, но свинцово-кислотный имеет довольно хороший выход по току (ток на выходе/ток на входе) - вероятно, 80% - 90%. При низких скоростях зарядки (таких как этот) энергоэффективность также неплохая. (При более высоких скоростях заряда напряжение на клеммах возрастает из-за падения напряжения на внутреннем сопротивлении). Предположим, вы получаете эффективность преобразования 80% для вычисления.

Все вышеперечисленное должно быть использовано для определения того, как будет работать какая-либо другая батарея Ah и другая панель мощности в любой конкретный месяц.

NB: даже если ваша батарея находится в глубоком цикле, заряжайте ее до того, как он будет глубоко циклирован. Срок службы улучшится. Солнечное зарядное устройство также поможет в этом.

Совет по использованию стабилитрона в качестве защиты от перенапряжения хорош, но при желании вы можете легко построить гораздо более резкое отсечное устройство. Шунтовой стабилизатор TL431, 4 резистора и P-канальный полевой МОП-транзистор или PNP-транзистор образуют фиксирующий стабилизатор с расчетным напряжением, рассеиванием настолько, насколько позволяет транзистор, и очень резким «коленом» напряжения. Подробнее об этом при желании.

Мне было бы очень интересно узнать:

Ах рейтинг каждой батареи?
На мощность панели.
Тип панели (аморфный или кристаллический кремний или...?)

Энергия на открытие?
Рабочий ток
двигателя Мощность двигателя?

Только предположения - см. предположения ниже.

Предполагать:

• 24 В х 10 Ач.

• Доступно 80% емкости благодаря защите от глубокого разряда.

• 3 раза (открытие + закрытие) в день. Это позволяет 2 раза во все дни и несколько раз в выходные и т.д.

• Время открытия или закрытия 30 секунд.

• 60 дней между перезарядками

10 Ач х 80% = 8 Ач.

Время работы на одном заряде = 1/2 минуты x 2 операции x 3 в день x 60 дней = 180 минут.
Скажем 200 минут.

Потребляемый ток = 8 Ач x 60 минут/час / 200 минут = 2,4 А

2,4 А x 24 В ~= 100 Вт или ~~= двигатель мощностью 1/8 л.с.

Энергия на открытие ~~~= 2,4 А x 24 В x 30 секунд =~ 1800 ватт-секунд = 1800 Дж
= 0,5 ватт-час.

Санитарная проверка:

Емкость аккумулятора = 8 Ач x 24 В =~ 200 Втч
Итак, действия = 200 / 0,5 = 400
~= 6/день
= 3 x (открыть + закрыть)
, поэтому проверка работоспособности в порядке :-)

__________________

Информация Gaisma для Оксфорда:

__________________________________________

Информация о пользователе:

Ответ удаленного пользователя предоставил некоторую информацию о «реальном мире» использования того же или аналогичного продукта. Они сказали:

• Я использовал 2 солнечных панели по 5 Вт с регулятором на 5 Вт для питания собственных гаражных ворот Hormann. Солнечные батареи установлены на плоской крыше гаража. В течение летних месяцев мой аккумулятор был полностью заряжен. До установки мне приходилось подзаряжать каждые 2 месяца как ОП.

• Общая стоимость около 40 фунтов стерлингов с использованием панелей/регулятора, закупленных на eBay, плексигласа для монтажа и т. д. Стоит сделать это самостоятельно.