Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Ładowarka fotowoltaiczna z magazynowaniem energii w superkondensatorach

Ppetel 10 Jul 2017 22:00 813 12
  • #1
    Ppetel
    Level 9  
    Cześć,
    Ostatnio odnalazłem w rupieciach zapomniany panel fotowoltaiczny, wpadłem na pomysł zbudowania układu magazynująco-ładującego do telefonu.
    Ze względu na rosnącą popularność super kondensatorów myślę, iż nie było by głupim pomysłem aby je wykorzystać.
    Zaczynając od początku planuję wykorzystać panel fotowoltaiczny o mocy 3,5W 6V, np.
    Link
    Do tego przetwornicę DC/DC Uwe 1,5-16VDC Uwy 12VDC, np.
    Link
    do wyjścia przetwornicy planuję podłączyć bank super kondensatorów, np. 5x100F 2,7VDC co daje 13,5VDC (przydał by się jeszcze jakiś układ wyrównujący aby zabezpieczyć poszczególne kondensatory przed przeładowaniem)
    Link
    po tym kolejną przetwornicę Uwe 2-16VDC Uwy 5VDC 1,5A
    Link



    Pytania:
    Układ ładujący kondensatory powinien posiadać jakiś układ ograniczający prąd czy zapewni to już sama przetwornica?
    Z czego i jak najlepiej wykonać układy wyrównujące napięcie na kondensatorach? (chroniące przed przeładowaniem) (ewentualnie jeśli są jakieś gotowe układy to będę wdzięczny za podesłanie linków niestety nie mogłem się doszukać niczego konstruktywnego)
    Pomiędzy kondensatorami, a drugą przetwornicą muszę wstawić rozłącznik czy przetwornicy nic się nie stanie w przypadku braku obciążenia strony wtórnej? (np. odłączona komórka w trakcie zbierania energii do kondensatorów).



    Jeśli macie jakieś sugestie w celu usprawnienia lub poprawy jakiegoś karygodnego błędu będę bardzo wdzięczny za pomoc.
  • #2
    Rzuuf
    Level 43  
    Witam!
    Najpierw przypomnę definicję pojemności 1 Farada:
    to jest pojemność takiego kondensatora, który przy rozładowaniu prądem 1A przez 1 sekundę obniży swoje napięcie o 1V.

    Dla porównania: akumulatorek NiMH o pojemności 1000mAh (=1Ah, czyli 3600Asek) oddaje ten ładunek obniżajac swoje napięcie o 0,2V (od 1,3V do 1,1V) co odpowiada pojemności:

    3600Asek/0,2V = 18 000F (słownie: osiemnaście tysiecy Faradów).

    Superkondensator o tych samych wymiarach zgromadzi energię setki razy MNIEJSZĄ, za setki razy wyższą cenę ...
  • #3
    398216 Usunięty
    Level 43  
    Poza tym ten super kondensator z linku nie jest przeznaczony do takich celów. Jego prąd rozładowywania jest malutki - ten kondensator ma za zadanie podtrzymywać pamięć, a nie służyć jako źródło energii do zasilania przetwornicy.
  • #4
    User removed account
    User removed account  
  • #5
    398216 Usunięty
    Level 43  
    banda.amatorów wrote:
    Ja tam widzę prąd ciągły do 6.4A...
    Ups... Moja wina - zasugerowałem się czym innym. Mój błąd. Przepraszam.
  • #6
    Ppetel
    Level 9  
    Tak ale co z stratami o ile się nie mylę podczas ładowania akumulatorków straty są o wiele większe niż kondensatorów.

    Układ nie musi działać jako powerbank tylko jako ładowarka która w 100% nasłonecznienia ma naładować telefon bez magazynowania energii, a w pochmurny gdy energii będzie zbyt mało kumulować aby dało się choć 5 minut podładować telefon. (umieszczone na bagażniku rowerowym lub innym miejscu)

    Z tego co wliczałem wstępnie to z wzoru iC=C*di/dt dla pojemności 100F i dV= 9,3VDC (12-2,7VDC) i prądzie pobieranym przez przetwornicę nr 2 0,625A czas ładowania po uwzględnieniu strat wynosił by około 18-16minut bez wspomagania ogniwem.

    Jeśli się mylę poprawcie mnie.

    Dodatkowo dbanie o to aby nie rozładować zbytnio akumulatorków.
  • #7
    Xantix
    Level 40  
    Ppetel wrote:
    Tak ale co z stratami o ile się nie mylę podczas ładowania akumulatorków straty są o wiele większe niż kondensatorów.

    Nie mylisz się - sprawność cyklu ładowania akumulatorów litowych to 90% natomiast sprawność cyklu dobrego superkodnensatora to 99%. Ale ponieważ stosunek pojemność/cena dla akumulatorków miażdży supercapy to nie ma o co kruszyć kopii.

    Ppetel wrote:
    Układ nie musi działać jako powerbank tylko jako ładowarka która w 100% nasłonecznienia ma naładować telefon bez magazynowania energii, a w pochmurny gdy energii będzie zbyt mało kumulować aby dało się choć 5 minut podładować telefon. (umieszczone na bagażniku rowerowym lub innym miejscu)

    To akurat już czysto elektroniczna sprawa.

    Ppetel wrote:
    Dodatkowo dbanie o to aby nie rozładować zbytnio akumulatorków.

    Przecież wystarczy dać prosty ukłąd odcinający obciążenie przy rozładowanych akumulatorkach. A takie ogniwa litowe to nawet mają zabezpieczenie przed rozładowaniem wbudowane w wymagane zabezpieczenie PCM.

    IMHO - jeśli nie masz tych superkondensatorów "na stanie" jako zbędne to nie ma sensu się w nie pchać. Jedno ogniwo 18650 będzie kosztowało tyle co połowa pojedynczego supercapa a ma kilkadziesiąt razy większą pojemność. Dobrze traktowane ogniwo wytrzyma nawet 1000 cykli ładowania - to na pewno więcej niż potrzebujesz.
  • #8
    WRadek
    Level 23  
    Cześć. I na co się ostatecznie zdecydowałeś?
    Chciałem zrobić dla siebie na super kondensatorach, ale jakoś zabrakło mi odwagi. Może spróbuję jeszcze raz, bo wydaje mi się, że super kondensatory są bardziej eko od akumulatorków.
  • #9
    Xantix
    Level 40  
    WRadek wrote:
    bo wydaje mi się, że super kondensatory są bardziej eko od akumulatorków.

    IMHO źle ci się wydaje. Superkondensator o pojemności 3 Wh (tyle ile bateria od bardzo starej komórki) kosztuje 230 PLN i wytrzyma 1 milion cykli (albo około 10 lat ciągłego użytkowania). Natomiast akumulator np. NiMH Eneloop o podobnej pojemności kosztuje jakieś 12 PLN i wytrzyma około 1000 cykli. Zatem w cenie jednego superkondensatora masz 19 ogniw NiMH, które wytrzymają 19 000 cykli - przy 2 cyklach dziennie to jest i tak ponad 20 lat pracy. A potencjału supercapów zwyczajnie nie wykorzystasz nawet w tym zastosowaniu. Wniosek prosty - superkondensatory nie są bardziej eko od akumulatorów.
  • #10
    398216 Usunięty
    Level 43  
    A tak z ciekawości - Jak wygląda krzywa rozładowywania w kondensatorze, a jak w akumulatorze?
  • #11
    Xantix
    Level 40  
    398216 Usunięty wrote:
    Jak wygląda krzywa rozładowywania w kondensatorze, a jak w akumulatorze?

    Przecież kolega dobrze wie. Nie rozumiem zatem po co to pytanie.
  • #12
    398216 Usunięty
    Level 43  
    To było pytanie naprowadzające dla przemyślenia przez pytających o taką możliwość jak w temacie.
  • #13
    WRadek
    Level 23  
    Wszystko się zgadza. Ja też się z Wami zgadzam. Jeśli chodzi o eko, to chodzi mi o to, co ma mniejsze skutki dla środowiska przy produkcji i mniejszy problem przy utylizacji.
    Ktoś ma jakiś pomysł? Nie znam procesu produkcji super kondensatorów, a można się trochę zorientować jak produkowane są akumulatory.
    W moim małym układzie używam właśnie akumulatorków, bo stosunkowo łatwo i dużo taniej. Taka zabawka, ekonomicznie bez sensu, ale sprawia radość. Panel fotowoltaiczny ładuje baterię akumulatorów, z których potem ładuję komórki. Latem nie włącza się sieć w ogóle :)