¿Puedo con seguridad una carga lenta de una batería de 24v actuador garaje con un par de paneles solares de 12v?

Tengo un actuador de puerta Hormann Promatic Akku Garage, ya que mi garaje no tiene electricidad. En general, estoy muy impresionado con lo bien que funciona. Desafortunadamente, mientras dura alrededor de dos meses entre la carga, casi no da aviso sobre cuándo la carga de la batería se está agotando.

Me gustaría que durara más entre cargas, así que hace un tiempo compré algunos cargadores solares de baja potencia. Mi preocupación es que puede haber algo que he pasado por alto de la manera ingenua que tengo la intención de conectarlos.

Antecedentes

La unidad de batería Hormann (abajo a la derecha en la imagen) tiene un par de enchufes XLR, por lo que puede enchufar el cable de alimentación del actuador en cualquiera de los dos. Supongo que Hormanns posee (ridículamente caro y no disponible en el Reino Unido) el cargador solar se conecta a la otra toma. Internamente, hay un par de baterías de descarga profunda de 12v conectadas en serie.

^{Attrib. Hormann .}

Cuando está completamente cargado, el módulo de batería mide 26.3v y el actuador se niega a funcionar cuando el voltaje cae a 23.3v.

Los paneles solares que tengo son sólo 1w, pero son tienen un diodo integral. Se vendieron como recargadores de baterías solares de 12v, y la investigación que hice en ese momento sugirió que una potencia tan pequeña debería contar como carga lenta de las baterías, por lo que la sobrecarga no debería ser un problema. Tomo nota de que a pesar de la tensión de circuito abierto bajo la luz del sol puede llegar a 18v sin embargo.

En uno de los paneles, el diodo está fundido, por lo que cualquier consejo para reemplazarlo también sería útil (quité el diodo viejo, pero estaba pegado en caliente al panel y quitándolo eliminó parte de la identificación, supongo que es un 1N4007 sin embargo).

¿Cómo tengo la intención de conectarlos hasta

Así que, ingenuamente, sólo iba a cablear los dos paneles en serie, al igual que las baterías se conectan a través de un conector XLR y se dejan conectados de forma permanente.

También estoy pensando si no sería mejor dejar el diodo fuera el segundo panel y simplemente conectar los dos paneles juntos con un solo diodo entre ellos.

Mis preocupaciones

Suponiendo un día de verano británico raro, sé que con solo 1w @ 18v significa una corriente bastante baja para la batería, pero ¿podrían 36v de un par de paneles dañar los circuitos del actuador? Supongo que está conectado a la batería se reducirá a que la tensión justo por encima de la tensión de la batería, pero sería bueno saber con certeza.

Además, cuando el actuador es en realidad el dibujo actual, se está elaborando un buen número de vatios durante 20-30 segundos. ¿Podrían las células solares ser dañado de alguna manera? En cuanto a la técnica de diodo, parece que cada uno de los diodos sería más que capaz de hacer frente a la corriente y tensiones de las que estamos hablando.

He revisado las preguntas relevantes relacionadas con la carga de la batería y las etiquetas de células solares , pero las que no puedo encontrar parecen abordar mis preocupaciones.

pero podría 36V de un par de paneles de dañar el circuito actuador?

Así que aquí está el trato. Las baterías de plomo-ácido se ven eléctricamente como una fuente / sumidero de voltaje con una resistencia en serie pequeña, con el nivel de voltaje en función del estado de carga. 2V / célula (hay 6 celdas en serie en una batería de 12 V) es nominal, y si no recuerdo mal, la tensión de circuito abierto es algo así como 1.9V vacía, llena 2.1V. Eso cubre el 90% de su comportamiento.

Teniendo en cuenta eso, la especificación "1W @ 18V" del panel solar no podrá "ganar" contra la batería, y el voltaje del panel solar se reducirá al voltaje de la batería, entregando probablemente 0.055A (= 1W / 18V) a cualquier voltaje de la batería.

Sin embargo, cuando una batería se llena por completo, su resistencia en serie aumenta drásticamente y el voltaje aumenta, hasta que haya suficiente voltaje para iniciar la electrólisis del fluido y se obtenga la generación de H2 y O2 en los terminales y la pérdida del electrolito. Una batería de plomo-ácido, dependiendo del tipo + fabricante, tiene una cierta tasa de recombinación de H2 + O2 => electrolito que puede manejar; Si electroliza a una corriente más alta que eso, conduce a una pérdida permanente de electrolitos (+ por lo tanto, pérdida de capacidad)

Por lo tanto, hay una corriente segura que se puede enviar a una batería de plomo-ácido de forma continua, donde su propia autodescarga debido a la electrólisis equilibra la corriente de carga. Depende de la fabricación + construcción. No me sentiría preocupado por una tasa de carga C / 10 o C / 20 (donde C = la corriente necesaria para descargar una batería en 1 hora). Las baterías de la puerta del garaje tienen probablemente una capacidad> 1 Ah, por lo que debe estar seguro con una corriente de carga de 55 mA.

SIN EMBARGO - Probablemente pondría un (diodo zener y resistencia en serie) en paralelo con cada batería, el diodo zener es de aproximadamente 14 V y la resistencia es de aproximadamente 10 ohmios más o menos, para evitar que los terminales de la batería se carguen demasiado.

Además: si puede, conecte cada panel solar a cada batería (y mantenga los diodos), en lugar del par de paneles en serie conectados a las baterías en serie, es decir, intente conectar las tomas centrales. Al hacerlo, cargará cada batería de forma independiente. De lo contrario, lo que puede arruinar la vida útil de la batería es si los voltajes de la batería divergen: el que tiene el voltaje más alto tenderá a sobrecargarse, mientras que el otro tenderá a descargarse en exceso y no cargarse completamente.

Resumen:

• Cuando funciona en Oxford, Inglaterra, el cargador proporcionará ganancias útiles en el tiempo entre recargas por más de 6 meses al año.

• Los cargadores se pueden usar tal cual (con dos en serie conectados directamente a través de la batería de 24 V). La conexión de una a cada batería es viable, pero la velocidad de carga es tan pequeña que es poco probable que la ganancia en el equilibrio de la batería sea útil.

• Un diodo 1N400x funcionará bien (para paneles de menos de 10 vatios).

• Si utiliza dos paneles en serie, solo necesita un diodo; si lo desea, puede omitir el diodo en el segundo panel.

• Las baterías no deben descargarse por completo, aunque tengan un "índice de descarga profunda" si desea una vida útil máxima de la batería. El corte existente de 23.3 V probablemente esté dispuesto para satisfacer esta necesidad.

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Se desconoce el tamaño en AH de la batería (suponga que 2 "7" H "ladrillo") puede ser mayor.
Tamaño del panel fotovoltaico = 2 x 1 vatio nominal.

Ajuste los resultados a continuación en consecuencia si las baterías son más o menos de 7 Ah cada una.

Última Hora: Este sitio ofrece una

• "Batería de intercambio recargable WA 24, 10 Ah para Promatic - Akku completa con soporte"

por un 'mero' 213 Euro!
Suponiendo que el original también sea de 10 Ah , las cifras a continuación deben incrementarse en aproximadamente 1,5 en términos de capacidad. Las tasas de carga de los paneles fotovoltaicos de 1W son aún menos susceptibles de ser dañinas. Consideraré revisar esta respuesta a la luz de este 'conocimiento' a su debido tiempo.

El sitio absolutamente maravillosa Gaisma que proporciona mucha información útil acerca de la insolación (niveles de sol, la lluvia, velocidad del viento y mucho más) de miles de sitios en todo el mundo, aconsejan que la media diaria de horas de sol mes a mes en Oxford Inglaterra de enero a diciembre son:

Aislamiento, kWh / m² / día = "Horas de sol"

• Mes / promedio de horas de sol al día
  Ene 0.67
  Feb 1.23
  Mar 2.23
  Abr 3.39
  Mayo 4.39
  Jun 4.64
  Jul 4.66
  Ago 3.99
  Sep 2.76
  Oct 1.59
  Nov 0.82
  Dic 0.50

es decir, 4,66 en julio y 0,5 en diciembre.

Ese es el promedio diario de vatios-hora que obtendría por vatio de panel fotovoltaico en el mejor de los casos.

Una batería de 12V proporciona una capacidad nominal de aproximadamente 12 vatios por hora por hora de amplificador. Entonces, un "ladrillo" de 7AH dará 84 vatios por hora.

En un BUEN día de julio, un panel de 1 W le dará una salida de 4.66 Wh o más de 24 horas, eso es un promedio de 0.2 Watts. Por lo tanto, cargar completamente una batería de 84 Wh a esta velocidad (suponiendo una eficiencia del 100%) tomaría 84 / 0.2 = 420 horas. es decir, la tasa de carga promedio en el inglés de Oxford a mediados del verano con el panel bien orientado es C / 420. Incluso cuando se carga a plena potencia durante el día, la tasa es de 1 vatio / 84 Wh = C / 84.

C / 100 sería una carga lenta muy modesta para una batería de plomo ácido, por lo tanto, dadas las suposiciones de 1 panel de 1 vatio por batería de 7Ah (2 baterías, 2 paneles) que podrían dejarse en su lugar sin problemas.

La buena noticia es que usted dice que actualmente la batería dura "aproximadamente 2 meses entre cargas". 60 días x 24 horas = 1440 horas. Por lo que la mediatasa de descarga de la batería será superado por la salida del panel en julio. De hecho, para que la tasa media caiga a decir C / 1200 (lo que permite algunas ineficiencias), la tasa de insolación diaria promedio debería caer a 4.66 x 420/1200 ~ = 1.6 kWh / día (o 1.6 horas de sol / día). Esta tasa se excede de los 9 meses de marzo a octubre, ambos inclusive. Al igual que antes, esto suponga 1 pilas de paneles buenas condiciones y 7Ah 12V W. La tasa de carga efectiva real será menor ya que el panel tiene una potencia de 1 vatio o lo que sea en el punto de potencia óptima. Murphy dice mpp panel y voltaje de la batería por lo general será diferente. También hay pérdidas de eficiencia de conversión, pero de plomo-ácido tiene bastante buena eficiencia de corriente (de un total de corriente / en corriente) - probablemente el 80% - 90%. A baja velocidad de carga (como éste) la eficiencia energética también es bastante bueno. (A tasas de carga más alta la tensión en bornes se eleva debido a la caída de tensión en la resistencia interna). Suponga que obtiene un 80% de eficiencia de conversión para calcular.

Todo lo anterior debería poder utilizarse para determinar cómo funcionará alguna otra batería Ah y otro panel de potencia en un mes determinado.

NB: aunque la batería tenga un ciclo profundo, cárguela antes de que tenga un ciclo profundo. La vida mejorará. El cargador solar también ayudará a esto.

El consejo de usar un Zener como protección contra sobretensión es bueno, pero puede construir fácilmente un dispositivo de corte mucho más nítido si lo desea. Un regulador de derivación TL431, 4 resistencias y un transistor PNP MOSFET o PNP harán un regulador de abrazadera de voltaje designado, tanta disipación como lo permita el transistor y un voltaje muy fuerte "rodilla". Más sobre eso si lo desea.

Estaría muy interesado en saber:

Ah calificación de cada batería?
Por vataje de panel.
Tipo de panel (silicio amorfo o cristalino o ...?)

¿Energía por apertura?
Corriente de funcionamiento del
motor Potencia del motor?

Adivina solo: ver los supuestos a continuación.

Asumir:

• 24V x 10 Ah.

• 80% de la capacidad disponible debido a la protección contra descargas profundas.

• 3 x (apertura + cierre) por día. Esto permite 2 veces todos los días y varias veces los fines de semana, etc.

• Tiempo de apertura o cierre de 30 segundos.

• 60 días entre recargas

10 Ah x 80% = 8Ah.

Tiempo de operación por carga = 1/2 minuto x 2 operaciones x 3 por día x 60 días = 180 minutos.
Di 200 minutos.

Consumo de corriente = 8 Ah x 60 minutos / hora / 200 minutos = 2.4A

2.4A x 24V ~ = 100 vatios o ~~ = motor de 1/8 HP

Energía por abertura ~~~ = 2.4A x 24V x 30 segundos = ~ 1.800 Watt-segundo = 1.800 Joule
= 0,5 horas Watt.

Prueba de cordura:

Capacidad de la batería = 8Ah x 24 V = ~ 200 Wh
Por lo tanto, acciones = 200 / 0.5 = 400
~ = 6 / día
= 3 x (abrir + cerrar)
para verificar la cordura OK :-)

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Información de Gaisma para Oxford:

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Informacion del usuario:

Una respuesta de usuario eliminada proporcionó información sobre la experiencia del "mundo real" con el mismo producto o similar. Ellos dijeron:

• He usado 2 paneles solares de 5 W con un regulador de 5 W para alimentar mi propia puerta de garaje Hormann. Los paneles solares se montan en el techo plano del garaje. Ha mantenido mi batería completamente cargada durante los meses de verano. Antes de instalar tuve que recargar cada 2 meses ya que la OP.

• Costo total alrededor de £ 40 el uso de eBay proviene paneles / regulador, para el montaje de plexiglás, etc. Vale la pena hacerlo usted mismo