Carga de paneles solares con Arduino

Construí un controlador de carga de panel solar a partir de instructables con un esquema fácil de leer y, por alguna razón, mi batería se carga hasta cierto punto y luego pierde la carga nuevamente. Eso me lleva a hacer un par de preguntas dado que soy muy nuevo en esto.

Mi configuración: panel solar de 10W, batería de plomo ácido de 12v7A, Arduino Nano y todos los componentes del esquema anterior, excepto la carga en este punto.

Más detalles sobre las especificaciones del panel solar: Panel solar 10W • Vmax P = 17.2V • Imax P = 0.57A • Voc = 21.6V • Isc = 0.83A • 396x348x25mm

  1. Antes de conectar mi panel solar, el voltaje de mi panel es de alrededor de 20 voltios (con voltímetro), pero inmediatamente después de conectarlo al circuito, el voltaje cae. ¿Es esto porque ahora hay corriente y eso reduce el voltaje?
  2. En cierto punto (alrededor de 12.4 voltios) mi batería deja de cargarse y comienza a perder voltaje. ¿Puede deberse a que la corriente suministrada por el panel solar no es suficiente para cargar la batería? Si no, ¿alguna otra idea?
  3. ¿Tiene sentido que el Arduino, el panel solar, las baterías y el voltaje de salida a tierra estén todos conectados entre sí?
  4. ¿A qué voltaje cargaría realmente mis baterías cuando estoy en modo de carga masiva (99% pwm)? ¿Tiene que ser más que el voltaje actual de la batería y por qué margen?

Muchas gracias por la ayuda y por favor tengan paciencia conmigo, soy nuevo en esto.

Respuestas (2)

  1. Es común que una fuente de voltaje caiga cuando se consume corriente. Esto se debe a la resistencia de la fuente dentro de la fuente de voltaje. Cuando mide el voltaje de salida del panel sin que esté conectado, entonces está midiendo el voltaje del panel sin que pase corriente a través de su resistencia de fuente interna. Cuando la corriente fluye, pasa a través de la resistencia de esa fuente y hay una caída de voltaje, por lo que el voltaje de salida ahora cae.

Cuánto cae el voltaje cuando está bajo carga depende de la cantidad de corriente que está tratando de extraer y la resistencia de la fuente interna del panel.

a) Podría ser natural y función del propio panel solar. b) Podría estar extrayendo demasiada corriente del panel y el voltaje cae mucho.

  1. Batería descargándose: podría ser que la batería esté devolviendo energía al panel. Puede detener esto poniendo en serie un diodo adecuado. Tendría que medir voltajes y corrientes para saber qué está pasando, mida el voltaje de la batería con el panel desconectado en este punto. Un amperímetro en serie le dirá de qué manera fluye la corriente y, por lo tanto, qué voltaje es mayor que el otro y esto lo ayudará a determinar qué está sucediendo.

  2. Respuesta: Sí.

  3. No puedo responder, en realidad no sé qué se define como 'carga masiva'.

Gracias, esperaré un rato y si nadie más responde, marcaré su respuesta como aceptada. La pregunta 4 podría simplificarse preguntando a qué voltaje debo cargar una batería de 12v.

De hecho, creo que su panel es demasiado pequeño. Solo da menos de 1 amperio en el mejor de los casos. En sol ¿Qué pasa con el invierno nublado? ¿O un verano lluvioso? Su batería puede tener una resistencia tan baja que esto será insuficiente. ¡Duplícalo!

1 Sí, los paneles de "12 V" tienen una "curva de potencia específica" triangular donde tienen la mejor salida cuando se cargan a 16 V. (Puede comparar esto con una curva de torsión en el motor de un automóvil). Esto significa que su panel proporcionará más potencia cuanto más se acerque al límite de carga de la batería, cuando la carga en realidad debería disminuir. Un dilema. Con suerte, su pulso PWM hará frente a esto.

2 ¿Está seguro de que su configuración de PWM es suficiente? Tal vez su Arduino se relaja demasiado a 12.4V y el resultado es una corriente de regreso. Y otra cosa: he leído que "los cargadores PWM nunca se cargan por completo". Ya que tiene el software, puede reducir la pulsación, especialmente porque su panel probablemente sea demasiado pequeño, como dije con audacia anteriormente.

3 El terreno común está bien. Incluso es necesario cuando quieres leer un voltaje.

Debe tener un voltaje de carga mayor que el voltaje actual de la batería. Este no es un capacitor que pueda llenarse lentamente con una corriente lenta, esta es una química que debe forzarse a cambiar. Si usa una diferencia de voltaje demasiado baja (por ejemplo, cargador/panel débil), logrará una "carga insuficiente" que arruinará la batería al sulfatizar, etc. Lo sé, lo he hecho. Un AGM de 12V con un panel de tamaño de zapato "1,2W". La lectura de voltaje subió y bajó con el clima, nunca por encima de 13,4 V, pero la tendencia del voltaje fue lenta y descendente de abril a octubre. Puede buscar la palabra "cargo insuficiente de AGM".

Lea lo que está impreso en el costado de la batería ¿ Es una batería de gel o AGM o una batería de ácido sloshy? A menudo se supone que un AGM se carga hasta 14,8 V ("máx. 15 V") y, cuando se suelta, en reposo sin carga se estabilizará en 13,2 V. Y el ácido sloshy debe cargarse a quizás 14.4V.

En lugar de medir "a ciegas" el voltaje y esperar lo mejor, debe medir la corriente . ¿Cómo? En los dispositivos chinos, a menudo hay un cable de acero como resistencia de bajo ohmio para medir. Tomemos, por ejemplo, un cable de acero de 2 m de espesor, mida su resistencia de extremo a extremo y corte una longitud adecuada que corresponda a, digamos, 0,1 ohmios. Acurrúquelo, póngalo en serie entre el panel y la batería y mida la caída de voltaje primero con un multímetro y luego con su Arduino. (Y no use cables de prueba pequeños y endebles como el mío. Cada miliohmio cuenta). Esto le dará el máximo control e incluso podrá detectar sobrecorriente / batería hirviendo. Y podrá adaptar mejor la curva de corriente de carga a las especificaciones de su batería. Y haga coincidir la corriente de carga con los voltios que solicitó.

4 En cuanto a su "carga a granel", creo que 2A hasta 12.5V, luego menos. (Usamos 12V 9Ah AGM). Y no sé a qué voltaje de carga corresponde exactamente: depende de la resistencia interna y de qué tan dispuesta esté su batería a cargarse. ¿Pero tal vez 1V de diferencia? Y recuerde que este voltaje de carga aumentará a medida que se llene la batería. Por lo tanto, no puede establecer solo un voltaje específico, excepto los voltajes inicial y final.

Entonces, en mi opinión, su ciclo de carga debe oscilar entre 11.5 y 14.8V. Primero "a granel", más relajado arriba, digamos 12.5V. Su fabricante puede tener números más exactos. ¡Y lea la "Corriente inicial máxima" en la etiqueta de su batería!

¡Y observe la temperatura, el coeficiente negativo de carga/temperatura! Supuestamente, las baterías de los automóviles deben cargarse a solo 12,0 V en Dubái (+50 °C) pero a 15 V en -30 °C (Arvidsjaur Testcenter).