Зарядка свинцово-кислотного аккумулятора с помощью повышающе-понижающего преобразователя

Из всего, что я видел до сих пор со свинцово-кислотными батареями, зарядное устройство CV может быть не идеальным, но пока вы не гидролизуете кислоту (очевидно, при 14,4 В), оно со временем будет заряжаться. Скорее всего, вы сначала достигнете ограничения тока на турбине до того, как ток уменьшится, поэтому я думаю, что изначально у вас есть своего рода источник постоянного тока. Единственная проблема заключается в том, что вы упомянули, что генератор обеспечивает ~ 100 мА, что мало для свинцово-кислотного аккумулятора ... Если скорость разряда ниже, я полагаю, он будет заряжаться. Имейте в виду, что некоторые батареи (например, аккумуляторы глубокого разряда) лучше подходят для такого типа применения.

Надеюсь, это поможет, но не стесняйтесь запрашивать разъяснения, если я что-то упустил.

Столетний опыт показал, что свинцово-кислотные аккумуляторы служат дольше всего, когда они проходят 3-этапный цикл зарядки. И для очень медленной зарядки, подобной этой, есть определенное плавающее напряжение, которое вы хотите достичь.

Я не знаю, хотите ли вы одновременно повышать и повышать, но это менее эффективно, чем только повышение или только повышение. Одним из убийц ветряных мельниц является болезненное падение напряжения на длинных участках проводов. Я видел ужасно неправильные проекты, в которых 93% энергии тратится впустую на нагревательный провод. Удвоение напряжения сокращает потери на 75%, поэтому я бы порекомендовал самое высокое напряжение, допустимое безопасностью и практичностью, возможно, повышение на головке ветряка и понижение на контроллере заряда.

Предложено несколько способов и схем зарядки. При классическом методе зарядки постоянным током батарея обычно заряжается током, рассчитанным на 10% от ее емкости. Например, для аккумулятора емкостью 55 Ач вам потребуется ток 5,5 А.

Существует два различных режима работы:

1. Буферизованный заряд

   В системах хранения зарядка обычно выполняется в буферном режиме — эта система пытается поддерживать напряжение 13,8 на аккумуляторе. Но батарея была бы заряжена на 80% и не использовала бы всю свою активную массу. Это привело бы к деградации с течением времени, в основном из-за сульфатации.

2. Циклическая зарядка

   Здесь вы заряжаете аккумулятор до 14,2В-14,4В (это зависит от температуры окружающей среды, есть таблицы), затем включаете его. Пока вы используете один аккумулятор, вы заряжаете другой.

Главное помнить. НИКОГДА не разряжайте его ниже 10,8 В. Лично я рекомендую даже не разряжать ниже 11,2В.

Что касается вашей задачи преобразования.. Для такого малого тока, который вы упомянули - 100 мА - самое большее, что вы можете сделать, - это сделать токовое повышающее устройство. Свинцово-кислотные аккумуляторы обычно «ненавидят» малые токи и «любят» импульсные способы зарядки — они способны кратковременно, без закипания, выдерживать безумные токи.

Вы можете попробовать следующую текущую схему повышения:

Идея проста: Вы сначала своей турбиной заряжаете небольшой конденсатор - источник тока, до 40-100В (т.к. току от турбины некуда деваться). При некотором пороговом напряжении (которое вы задаете стабилитроном) тиристор открывается и моментально разряжает весь накопленный заряд в вашей батарее, создавая импульс большего тока. Поэтому используйте более толстые провода от конденсатора к аккумулятору.

Это может сработать, но вам придется настроить номиналы в соответствии с настройкой вашего генератора и емкостью батареи. Если это не сработает - я думаю, что никакой другой метод не зарядит его.

PS . Катушку индуктивности забыл добавить, где написано 50В, а то можно использовать любые свои провода от конденсатора к аккумулятору, намотав их на катушки. Когда конденсатор мгновенно разряжается в батарею, индуктор будет сглаживать ток и сохранять некоторую энергию внутри магнитного потока, тем самым обеспечивая некоторое дополнительное накопление энергии и увеличивая скорость заряда: не забудьте настроить их на частоту, резонансную со скоростью разряда, чтобы получить максимальную эффективность преобразования.

Что еще почитать на вики: LC_circuit

Я сделал то, что вы планируете сделать, но с солнечными панелями «разумного размера». Короткий ответ: «1: Нет, ваша система слишком слабая» и «2: Вам нужно достичь 13,8 В» и «3: вы «недозарядите» свою батарею, она будет ухудшаться, достигая все более и более низкого пикового напряжения всего за один раз. время года."

Моя экспериментальная установка представляет собой солнечную панель «1,2 Вт», «5 Вт» и «10 Вт», заряжающую гелевую батарею емкостью 10 Ач. Батарея предназначена для полевого прибора, а солнечные панели дают достаточную мощность для питания прибора, тем самым продлевая время работы в полевых условиях. Но эта гелевая батарея емкостью 10 Ач потребляет 0,3 А от оригинального зарядного устройства даже при полной зарядке при напряжении 13,8 В! Вт и 13,2 В для панели 5 Вт) медленно падает из-за износа батареи. Напряжение действительно колеблется из-за погоды и солнечных дней, но все равно медленно падает. Эти панели дают 18 В без нагрузки.
Чтобы правильно зарядить аккумулятор от такого слабого источника, вам (и мне) нужно «устройство сбора энергии», т.е. моя идея такова: поднять до 25 В, затем БОЛЬШОЙ конденсатор с «триггером Шмитта» (собрать заряд в конденсаторе, чтобы 25В, разрядить до 15В, повторить), а затем понижающий преобразователь с 25В-15В до 13,8В. Это даст достаточно сильный импульсный ток заряда (скажем, 0,5А). (Я ИСКАЛ В СЕТИ, эта схема сбора урожая доступна, но только для систем 1,8–3 В.) Чтобы сэкономить батарею, вам, возможно, следует приобрести регулятор с компенсацией температуры окружающей среды, который также позволяет немного падать напряжению перед перезарядкой, но Это просто мое мнение. Я купил повышающие/понижающие преобразователи на ebay из Китая, а также пару регуляторов заряда от солнечных батарей. Один из них пытался "выровнять" мой маленький гелевый аккумулятор на 15В! Кроме того, для максимальной эффективности вашему ветряку требуется устройство регулирования нагрузки с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), которое само определяет оптимальную нагрузку, чтобы ветряк не вращался на выбеге («недогрузка» при сильном ветре) и не останавливался («перегрузка» при слабом ветре). ). Я видел студенческую диссертацию по этому поводу, они использовали для этого Arduino.