Carga de una batería de plomo ácido mediante un convertidor boost/buck

De todo lo que he visto hasta ahora con las baterías de plomo-ácido, un cargador CV puede no ser ideal, pero siempre que no esté hidrolizando el ácido (aparentemente a 14,4 V), se cargará solo con el tiempo. Es probable que alcance el límite de corriente en la turbina inicialmente antes de que la corriente disminuya, así que supongo que inicialmente tiene una fuente de corriente constante. El único problema es que menciona que el generador proporciona ~ 100 mA, que es pequeño para una batería de plomo-ácido ... Si su tasa de descarga es menor, supongo que se cargará. Tenga en cuenta que ciertas baterías (ej. ciclo profundo) se adaptan mejor a este tipo de aplicación.

Espero que esto ayude, pero no dude en solicitar una aclaración si me perdí algo.

Un siglo de experiencia ha demostrado que las baterías de plomo-ácido duran más cuando reciben un ciclo de carga de 3 etapas. Y para una carga muy lenta como esta, hay un voltaje de flotación específico que desea alcanzar.

No sé si desea hacer buck y boost a la vez, pero eso es menos eficiente que solo boosting o solo bucking. Un asesino de molinos de viento es la dolorosa caída de voltaje en tramos largos de cables. He visto proyectos lamentablemente mal especificados donde el 93% de la energía se desperdicia para calentar cables. Duplicar el voltaje reduce las pérdidas en un 75%, por lo que recomendaría el voltaje más alto que permita la seguridad y la practicidad, tal vez un impulso en la cabeza del molino de viento y una inversión en el controlador de carga.

Se proponen varios métodos y esquemas de carga. En el método de carga de CC clásico, la batería generalmente se carga con corriente, nominal al 10% de su capacidad. Por ejemplo, para una batería de 55 Ah, querrá una corriente de 5,5 A.

Hay dos modos distintos de funcionamiento:

1. Carga amortiguada

   En los sistemas de almacenamiento, la carga generalmente se realiza en modo de búfer: ese sistema intenta mantener un voltaje de 13,8 en la batería. Pero la batería estaría cargada al 80% y no utilizaría toda su masa activa. Eso conduciría a la degradación con el tiempo, principalmente debido a la sulfatación.

2. cargo cíclico

   Aquí carga la batería a 14.2V-14.4V (esto depende de la temperatura ambiente, hay tablas), luego la pone en uso. Mientras usa una batería, está cargando otra.

Lo principal para recordar. NUNCA LO DESCARGUE POR DEBAJO DE 10.8V . Personalmente, recomiendo incluso no descargar por debajo de 11.2V.

En cuanto a su tarea de conversión ... Para una corriente tan baja que mencionó, 100ma, lo más que puede hacer es hacer un dispositivo de aumento de corriente. La batería de plomo ácido generalmente "odia" las corrientes bajas y "ama" los métodos de carga pulsados: son capaces de tomar corrientes insanas en breve, sin hervir.

Podría probar el siguiente esquema actual:

La idea es simple: primero carga un pequeño condensador con su turbina, una fuente de corriente, a 40-100 V (debido a que la corriente de la turbina no tiene a dónde ir). En algún umbral de voltaje (que usted configura por zener), el tiristor se abre y descarga instantáneamente toda la carga acumulada en su batería, creando un pulso de mayor flujo de corriente. Así que use cables más gruesos desde el capacitor hasta su batería.

Eso podría funcionar, pero tendría que modificar los valores nominales de acuerdo con la configuración de su generador y la capacidad de la batería. Si eso no funciona, creo que ningún otro método lo cargaría.

PD _ Olvidé agregar el inductor, donde se escribe 50 V, o puede usar cualquiera de sus cables desde el capacitor hasta la batería, enrollándolos en bobinas. Cuando el condensador se descarga rápidamente a la batería, el inductor suavizaría la corriente y almacenaría algo de energía dentro del flujo magnético, proporcionando así un almacenamiento de energía adicional y aumentando la tasa de carga: no olvide sintonizarlos a la frecuencia, resonando con la tasa de descarga para obtener la mayor eficiencia de conversión.

Más para leer en wiki: LC_circuit

He hecho lo que planeas hacer, pero con paneles solares de "tamaño razonable". La respuesta corta es "1: No, su sistema es demasiado débil" y "2: Necesita alcanzar 13.8V" y "3: "cargará de menos" su batería, se deteriorará alcanzando un voltaje pico cada vez más bajo en solo un estación."

Mi configuración experimental es un panel solar de "1,2 W, un "5 W" y un "10 W" que carga una batería de gel de 10 Ah. La batería es para un instrumento de campo y los paneles solares proporcionan suficiente energía para impulsar el instrumento, lo que prolonga el tiempo de campo. ¡Pero esta batería de gel de 10 Ah consume 0,3 A del cargador original incluso cuando está completamente cargada, a 13,8 V ! Dos instrumentos de campo se han cargado así (1,2 W, 5 W) durante el verano, y el voltaje (que solo alcanza los 12,5 V para 1,2 W y 13,2 V para el panel de 5 W) cae lentamente debido al deterioro de la batería. El voltaje sube y baja debido al clima y los días soleados, pero sigue bajando lentamente. Estos paneles dan 18 V descargados.
Para cargar correctamente una batería con una fuente tan débil, usted (y yo) necesitamos un "dispositivo de recolección de energía", es decir, mi idea es: aumente a 25 V, luego un capacitor GRANDE con un "disparador schmitt" (recolectar la carga en el capacitor para 25 V, descarga hasta 15 V, repetir), y luego un convertidor reductor de 25 V-15 V hasta 13,8 V. Esto dará una corriente de carga pulsante lo suficientemente fuerte (digamos 0.5A). (HE BUSCADO EN LA RED, este diseño de recolección está disponible pero solo para sistemas de 1.8V-3V). Para ahorrar más la batería, tal vez debería obtener un regulador de compensación de temperatura ambiente que también permita que el voltaje baje un poco antes de recargar, pero Es solo mi opinión. Compré convertidores boost/buck en ebay de china, y también un par de reguladores de carga solar. ¡Uno de ellos trató de "ecualizar" mi pequeña batería de gel a 15V! También para una mejor eficiencia, su molino de viento necesita un dispositivo de regulación de carga modulada por ancho de pulso (PWM) que por sí mismo determina la carga óptima para que su molino de viento no gire libremente ("subcarga" con viento fuerte) ni se detenga ("sobrecarga" con viento débil ). He visto la tesis de un estudiante sobre esto, usaron un Arduino para ello.