太陽電池とバッテリー


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いくつかの太陽電池でバッテリーを充電することを計画していました!
これに対する私の質問は:

どうすれば太陽電池を介してバッテリーを再充電し、同時にバッテリーにいくつかの仕事をさせることができますか?太陽電池のエネルギーは最初にバッテリーに行き、次にランプに行きます)?

そして、どのように私はバッテリーがほぼ一杯であるかを知ることができますか?

私が質問について本当にはっきりしていない場合は、そう言ってください:)

回答:


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太陽電池は、照らされたときにいくらかの電流を提供します。これは、バッテリーの充電に適用できます。電流を引き出すと同時に何か他のものがバッテリーに接続されているかどうかは問題ではありませんが、それでも太陽電池からの電力を効果的に使用できます。実際、最初にエネルギーをバッテリーに蓄え、後でバッテリーが負荷に電力を供給するよりも、エンド負荷に直接電力を供給する方が効率的です。バッテリーのポイントは、太陽電池がそれを提供できるときだけでなく、必要なときに電力を使用できるようにすることです。

たとえば、太陽電池が太陽光全体で1Aを生成でき、この1Aをバッテリーの充電に適用できるとします。ここで、400mAを消費する負荷がオンになっているとしましょう。ソーラーセルからの1Aが分割され、400mAが負荷を駆動し、600mAがバッテリーの充電に残ります。これはまったく問題ありません。負荷が太陽電池の電流よりも大きければ、これでも機能します。負荷が1.5Aかかるとしましょう。その1Aは太陽電池から、500mAはバッテリーから直接供給されます。

言い換えれば、バッテリーを充電してからバッテリーに負荷電流を供給させるのではなく、バッテリーの負荷の一部を軽減する太陽電池電流に問題はありません。先に述べたように、バッテリーからのエネルギーの貯蔵と回収にはいくらかの損失があるため、実際にはそれがより効率的です。

バッテリーがいつ充電され、それに対して何をすべきかを知ることは、別のトピックです。バッテリーの種類によっては、充電方法が非常に煩雑です。それらのためにあなたはそれをどの電流で充電するか、またはどの電圧でそれを保持するかを決定するためにバッテリー電圧とおそらく温度を監視するためのアクティブ回路が必要になります。

鉛蓄電池はこの領域ではかなり寛容であり、満充電になっても連続充電の問題はありません。最も簡単な解決策は、電池がフルのときに電池が取り得る最大電流でのみ最大フロート電圧を生成できるように太陽電池を配置し、サイズ設定することです。その後、太陽電池をバッテリー全体に接続するだけで完了です。これにより、バッテリーの残量が少なくなると、バッテリーの充電が遅くなりますが、損傷しないことが保証された簡単なセットアップです。

ソーラーパネルのサイズやコストが重要な場合は、そこからのエネルギーをより効率的に使用する必要があります。その場合、マイクロコントローラーによって駆動されるスイッチング電源を使用して、太陽電池が流せる電流、バッテリー電圧、そしておそらくバッテリー温度を考慮して、充電する電流を決定します。これは複雑になります。バッテリーのデータシートを注意深く読み、それに応じて充電体制を実装する必要があります。


その後、太陽電池をバッテリー全体に接続するだけで完了です。太陽電池が暗いときにバッテリーの放電を停止するダイオードはどうですか?
Majenko

@マット:良い点。通常、太陽電池ストリングと直列にショットキーダイオードがあります。
Olin Lathrop

オリン、あなたの答えを読んだとき、あなたは「ボルト」という言葉に一度も触れたことがないことに気づきました、どうしてですか?それは重要ではないからなのか、それとも私がそれを自分で見つけようと思っているからなのか?;)
ハリー

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太陽電池の電流は接続されている負荷に流れ、バッテリーは他の負荷と同じです。したがって、負荷とバッテリーの両方が太陽電池に取り付けられている場合、バッテリーが最初に供給されることを保証する方法はありません。
ところで、これはおそらく良い設定ではありません。バッテリーの充電には定電流が必要ですが(テクノロジーによって異なります)、負荷は定電圧を必要とする可能性があります。


これが「おそらく良い設定ではない」場合、適切な設定を教えていただけますか?
ハリー

@ハリー-それほど簡単ではありません。バッテリーの充電について言ったように、定電流源が必要ですが、同時に負荷が接続されている場合は、充電を制御できません。充電と仕事をすることは単純に一緒に行かない。
stevenvh

必ずしもそうではありません。バッテリーが電圧を修正し、ソーラーパネルにバイアスをかけ、電流を供給します。(また、より低い電圧が罰金を作品)MPPのパネルを、私はこのようなソリューションを使用していますし、バッテリーが右の電圧を持っている場合には、バイアスに罰金を作品
clabacchio

2

このタスクは、適切に実装する場合に考えられるよりもはるかに複雑です。電池電圧と太陽電池電圧が一致しないため、直接接続できません。

太陽電池には最適な効率のポイントがあります。消費する電流が少ない場合または多い場合-総電力は低くなります(A * Vが低くなるため)。マイクロコントローラや専用のICなしでは、この点に関する作業を維持することはできません。あなたの仕事は、太陽電池から正確にこの電流を引き出し、電流と電圧制限モードでDCDCコンバーターを使用して変換し、バッテリーに直接接続することです。

次に、負荷をバッテリーに接続するだけで、自動的に動作します-太陽電池がバッテリーが消費できるよりも多くの電力を生成する場合、それはデバイスによって消費されます。バッテリーが充電されている場合(DCDCが電圧制限にある)-負荷は太陽電池で動作します。

したがって、最も複雑な部分は、このA&Vが制限されたDCDCであり、太陽電池に最適な電流を維持することです。


それで、私がこのストレートを得たかどうか見てみましょう。XAを備えた6Vバッテリーを得たとしましょう。このバッテリーを再充電するためにも、太陽電池のVが6Vであるものは何でも変換するコンバーターを使用する必要があります。正しく行わないと、何らかの方法でバッテリーが損傷します。これは正しいです?
ハリー

すべてを効率的にするためには、これらすべてが必要です。6V太陽電池と4.2V LiIonバッテリーがあり、効率の30%を捨てるだけでよい場合は、物事をより簡単にすることができます。リニアレギュレータを使用して電圧を6から4.3に下げ、次にショットキーダイオードを使用して電圧を4.15に下げ、次に抵抗器(約1〜5オーム)を使用して最大電流を制限し、それをバッテリーに接続します。
BarsMonster

誤り:なぜパネル電圧を4 Vに下げる必要があるのですか?LiIionバッテリー(4.2 Vよりも3.7である可能性が高い)がその電圧とショットキードロップでパネルをバイアスする場合、それは完全に問題なく、MPPに入ることができませんが、それでもより高い電流とMPの90%近くになります
クラバッキオ

LiIonバッテリーの電圧は、充電量に応じて3.5〜4.2です。太陽電池は、いくつの素子が直列に接続されているかに応じて、任意の電圧出力を持つ場合があります。MPP電圧が3.7〜4.2Vに近い太陽電池を使用することはほとんどありません。
BarsMonster 2012

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バッテリーを充電するための充電コントローラーユニットが必要です。これにより、バッテリーが一定の限度まで充電され、バッテリーが充電されたときに充電がオフになり、バッテリーの電圧が低下するとバッテリーの充電が開始されます。特定のしきい値制限。

パネルをバッテリーに直接接続することはできません。パネルの電圧はバッテリーと比較してかなり低いため、夜間はパネルがバッテリーへの負荷として機能するため、バッテリーはパネルから吹き飛ばされます。(あなたがメイトを見る可能性のある違い!)


実際、太陽光充電アプリケーション用に特別に作成されたエナジーハーベストICを使用してください
Prasan Dutt
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