¡Estaba planeando tener un par de células solares recargando una batería!
Mi pregunta para esto es:
¿Cómo puedo recargar una batería a través de celdas solares y al mismo tiempo dejar que la batería haga algo de trabajo? ¿La energía de la célula solar va primero a la batería y LUEGO a la lámpara)?
¿Y cómo puedo saber si una batería está casi llena (entonces sé cuándo cambiar las baterías)?
Si no tengo muy claras las preguntas, dígalo :)
Respuestas:
Las células solares proporcionarán algo de corriente cuando estén iluminadas. Esto se puede aplicar para cargar la batería. No importa si hay algo más conectado a la batería al mismo tiempo que está consumiendo corriente, aún puede usar la energía de las células solares de manera efectiva. De hecho, es más eficiente alimentar la carga final directamente que almacenar primero la energía en una batería y luego hacer que la batería alimente la carga. El objetivo de la batería es poder usar la energía cuando sea necesaria, no solo cuando las células solares puedan proporcionarla.
Por ejemplo, supongamos que las células solares pueden producir 1 A a plena luz del sol, y este 1 A se puede aplicar para cargar la batería. Ahora supongamos que se enciende una carga que consume 400 mA. El 1A de la célula solar se dividirá de modo que 400 mA impulse la carga, dejando 600 mA para cargar la batería. Esto está perfectamente bien. Si la carga fuera mayor que la corriente de la celda solar, esto todavía funcionaría. Digamos que la carga toma 1.5A. 1A de eso vendría directamente de la célula solar y 500 mA de la batería.
En otras palabras, no hay nada de malo en que la corriente de la célula solar alivie parte de la carga de la batería, como se supone que debe cargar la batería y luego hacer que la batería suministre la corriente de carga. Como dije antes, eso en realidad es más eficiente ya que hay algunas pérdidas en el almacenamiento y la energía de recuperación de la batería.
Saber cuándo la batería está llena y qué hacer al respecto es un tema aparte. Algunos tipos de baterías son bastante exigentes sobre cómo se cargan. Para aquellos que necesitarán un circuito activo para monitorear el voltaje de la batería y posiblemente la temperatura para decidir con qué corriente cargarla o con qué voltaje mantenerla.
Las baterías de plomo-ácido son bastante indulgentes en esta área y no tienen problemas con la carga continua, incluso cuando están llenas. La solución más simple es organizar y dimensionar las células solares de modo que solo puedan producir el voltaje de flotación máximo a la corriente máxima que la batería puede tomar cuando está llena. Luego, solo puede conectar las células solares a través de la batería y terminar con ella. Esto cargará la batería mucho más lentamente de lo que es capaz cuando está baja, pero es una configuración simple garantizada para no dañarla.
Si el tamaño o el costo del panel solar es importante, debe utilizar la energía de este de manera más eficiente. En ese caso, usaría una fuente de alimentación conmutada impulsada por un microcontrolador que tenga en cuenta qué corriente pueden emitir las células solares, el voltaje de la batería y posiblemente la temperatura de la batería para decidir con qué corriente, si la hay, cargarla. Esto se complica. Debe leer la hoja de datos de la batería cuidadosamente e implementar el régimen de carga en consecuencia.
La corriente de la celda solar va a cualquier carga que esté conectada, la batería es solo una carga como cualquier otra. Entonces, si tanto su carga como la batería están conectadas a la célula solar, no hay forma de garantizar que la batería se alimente primero.
Por cierto, esto probablemente no sea una buena configuración. Para cargar la batería, querrá una corriente constante (depende de la tecnología), pero su carga probablemente quiera un voltaje constante.
Esta tarea es mucho más compleja de lo que uno podría pensar si desea implementarla correctamente. El voltaje de la batería y el voltaje de la celda solar no coinciden, por lo que no puede conectarlos directamente.
Las celdas solares tienen un punto de eficiencia óptima: si consume menos o más corriente, la potencia total será menor (porque A * V será menor). No puede mantener el trabajo en este punto sin un microcontrolador o un IC especializado. Su tarea sería extraer exactamente esta corriente de la célula solar, y convertirla usando el convertidor DCDC en modo limitado de corriente y voltaje, y conectarla directamente a la batería.
Luego, puede conectar su carga a la batería, y funcionará automáticamente, si la célula solar produce más energía de la que puede consumir la batería, su dispositivo la consumirá. Si la batería está cargada (DCDC está en el límite de voltaje), su carga funcionará desde la celda solar.
Entonces, la parte más compleja es este DCDC limitado de A&V y el mantenimiento de una corriente óptima para la célula solar.
Necesita una unidad controladora de carga para cargar las baterías, lo que permitirá que la batería se cargue hasta cierto límite y apague la carga cuando la batería esté cargada, y también comenzará a cargar la batería una vez que el voltaje de la batería descienda por debajo de un cierto límite umbral.
No puede conectar directamente los paneles a la batería. La batería se apagará del panel ya que por la noche el panel actuará como una carga para la batería ya que el voltaje en el panel será considerablemente bajo en comparación con la batería. (¡Diferencia potencial que ves amigo!)