Солнечные элементы и батареи

Солнечные элементы будут обеспечивать некоторый ток при освещении. Это может быть применено для зарядки аккумулятора. Не имеет значения, подключено ли что-то еще к батарее одновременно с потреблением тока, вы все равно сможете эффективно использовать мощность солнечных батарей. На самом деле более эффективно питать конечную нагрузку напрямую, чем сначала накапливать энергию в батарее, а затем использовать батарею для питания нагрузки. Смысл батареи в том, чтобы иметь возможность использовать энергию, когда это необходимо, а не только тогда, когда солнечные батареи могут ее обеспечить.

Например, допустим, солнечные элементы могут производить 1 А при ярком солнечном свете, и этот 1 А можно использовать для зарядки аккумулятора. Теперь предположим, что включена нагрузка, потребляющая 400 мА. 1А от солнечной батареи будет разделен так, чтобы 400 мА приводило в действие нагрузку, а 600 мА оставалось для зарядки аккумулятора. Это прекрасно. Если бы нагрузка была больше, чем ток солнечной батареи, это все еще работало бы. Допустим, нагрузка берет 1,5А. 1А из этого будет поступать прямо от солнечной батареи и 500 мА от батареи.

Другими словами, нет ничего плохого в том, что ток солнечного элемента снимает часть нагрузки на аккумулятор, в отличие от зарядки аккумулятора, а затем в том, что аккумулятор подает ток нагрузки. Как я уже говорил, это на самом деле более эффективно, поскольку есть некоторые потери при хранении и извлечении энергии из батареи.

Знать, когда батарея заряжена и что с этим делать — отдельная тема. Некоторые типы аккумуляторов довольно требовательны к способу зарядки. Для них вам понадобится активная схема для контроля напряжения батареи и, возможно, температуры, чтобы решить, каким током ее заряжать или какое напряжение поддерживать.

Свинцово-кислотные аккумуляторы довольно щадящие в этой области и не имеют проблем с непрерывной зарядкой, даже когда они полностью заряжены. Самое простое решение состоит в том, чтобы расположить солнечные элементы и подобрать такие размеры, чтобы они могли генерировать максимальное плавающее напряжение только при максимальном токе, который батарея может потреблять при полной зарядке. Затем вы можете просто подключить солнечные батареи к батарее и покончить с этим. Это будет заряжать батарею гораздо медленнее, чем она способна, когда она разряжена, но это простая установка, которая гарантирует, что она не повредится.

Если размер или стоимость солнечной панели важны, вам нужно более эффективно использовать энергию от нее. В этом случае я бы использовал импульсный источник питания, управляемый микроконтроллером, который учитывает, какой ток могут выдавать солнечные элементы, напряжение батареи и, возможно, температуру батареи, чтобы решить, каким током, если таковой имеется, заряжать его. Это усложняется. Вы должны внимательно прочитать техническое описание батареи и соответствующим образом реализовать режим зарядки.

Ток солнечного элемента идет на любую подключенную нагрузку, батарея — это такая же нагрузка, как и любая другая. Поэтому, если и ваша нагрузка, и батарея подключены к солнечной батарее, нет никакого способа гарантировать, что батарея будет обслуживаться в первую очередь.
Кстати, это, вероятно, не очень хорошая установка. Для зарядки аккумулятора вам понадобится постоянный ток (зависит от технологии), но ваша нагрузка, скорее всего, требует постоянного напряжения.

Эта задача намного сложнее, чем можно было бы подумать, если вы хотите правильно ее реализовать. Напряжение батареи и напряжение солнечной батареи не совпадают, поэтому вы не можете подключить их напрямую.

Солнечный элемент имеет точку оптимальной эффективности - если вы потребляете меньше или больше тока - общая мощность будет ниже (потому что A * V будет ниже). Вы не можете поддерживать работу на этом этапе без микроконтроллера или специализированной ИС. Ваша задача будет заключаться в том, чтобы получить именно этот ток от солнечной батареи и преобразовать его с помощью преобразователя постоянного тока в режиме ограничения тока и напряжения, а также подключить его напрямую к батарее.

Затем вы можете просто подключить свою нагрузку к батарее - и она будет работать автоматически - если солнечная батарея будет производить больше энергии, чем может потреблять батарея - она ​​будет потребляться вашим устройством. Если батарея заряжена (DCDC на пределе напряжения) - ваша нагрузка будет работать от солнечной батареи.

Таким образом, самая сложная часть - это DCDC с ограничением A&V и поддержание оптимального тока для солнечной батареи.

Вам нужен блок контроллера заряда для зарядки батарей, который позволит зарядить батарею до определенного предела и отключит зарядку, когда батарея заряжена, а также начнет зарядку батареи, как только напряжение батареи упадет ниже определенный пороговый предел.

Вы не можете просто напрямую подключить панели к аккумулятору. Батарея слетит с панели, так как ночью панель будет нагрузкой для батареи, так как напряжение на панели будет значительно ниже, чем на батарее. (Возможная разница, которую вы видите, приятель!)