Carga LiPo en vuelo a través de células solares

Estoy intentando usar paneles solares delgados y flexibles para cargar una batería en un avión (RC) para un proyecto escolar. Después de la carga completa, comenzaré a volar el avión y, con suerte, los paneles extenderán el tiempo de vuelo cargándose durante el vuelo. La batería es una LiPo de 2100 mAh, 11,1 V. Los paneles solares se colocarán en el ala, que mide 7,5" x 31". Es posible que también pueda colocar un par de paneles pequeños en la cola. El problema que tengo es encontrar paneles livianos de tamaño adecuado que puedan producir al menos 600 mA de corriente. Algunas de mis opciones son:
1.) 6,0 V, 100 mA, 4,5 x 5,9"
2.) 7,2 V, 100 mA, 3,0 x 10,0"
3.) 7,2 V, 200 mA, 5,9 x 10"
4.) 4,80 V, 50mA, 3.0x3.7"
5.) 4.20V, 22mA, 1.5x.3"
Necesitaré conectar dos paneles en serie para obtener el voltaje necesario, pero luego necesitaré varios conjuntos de estos en paralelo para obtener una corriente que valga la pena. ¿Sería posible cablear el panel grande de 7,2 V y 200 mA en serie con un panel pequeño de 4,80 V y 50 mA? ¿Resultaría eso en 12V y 200mA? Si no, ¿hay mejores configuraciones con mis opciones? De lo contrario, parece que solo podría obtener 200-300 mA con los paneles más grandes.

Es probable que desee tener alguna regulación en la salida de estos paneles, así que no confíe en que los números de voltaje exactos se acumularán correctamente. Por lo tanto, elegiría la mayor potencia por pulgada cuadrada provista.
Una pregunta interesante sería si esto ayuda o perjudica el tiempo de vuelo. Ganas energía pero tienes más masa para transportar y también puedes aumentar la resistencia.
Estoy de acuerdo con @scld. De todos modos, tendrá un convertidor de conmutación, por lo que lo que importa es la potencia de salida por peso. Sin embargo, ¿realmente ha demostrado que el peso de las células solares no requerirá más energía para mantenerse en el aire de la que proporcionan? Mi primera reacción visceral es que esta es una propuesta perdedora para un avión tan pequeño.
"Después de la carga completa, comenzaré a volar el avión y, con suerte, los paneles extenderán el tiempo de vuelo cargándose durante el vuelo". Si los paneles no producen suficiente energía para hacer funcionar el motor del avión, no cargará las baterías en absoluto, sino que reducirá su tasa de descarga. Si, de hecho, pudieras cargar las baterías en vuelo, los paneles producirían energía más que suficiente por sí mismos para volar el avión sin baterías.

Respuestas (2)

Puede cablear los dos paneles diferentes juntos. Sin embargo, la corriente máxima sería de 50 mA, pero sería de 12 V (0,6 W).

Una clave para una buena producción de energía solar es tener paneles compatibles, de lo contrario, está haciendo una conversión que ya es ineficiente, aún más ineficiente, ya que los paneles no funcionarán en su punto de máxima potencia. Maximo poder punto

Dicho esto, su panel de 1,44 W (7,2 V a 0,2 A) solo emitirá eso en su punto de máxima potencia, cargar una batería de 2,1 Ah con la potencia máxima del panel tardaría 12,6 horas en cargarse. Estaría en el suelo mucho antes de que cualquier energía solar útil haya cargado la batería. Sin mencionar que acaba de agregar peso, mayor resistencia y pérdida de tiempo.

Hay un tamaño óptimo para agregar energía solar para tener efectos útiles. Echa un vistazo a Sky Sailor Él es el creador. Su sitio tiene modelos/scripts de matlab para usar que calculan en qué punto podría funcionar completamente con energía solar.

Un excelente proyecto escolar y le cambiaría la cara al aficionado a RC si pudiera hacerlo funcionar, pero me temo que las respuestas que ha recibido son correctas, la tecnología actual de paneles solares va a ser un poco pesada. y grande para darle la corriente Y el voltaje que desea. Sin embargo, es posible que puedas mantener el avión en el aire un poco más.

Por ejemplo, hay paneles de solo 3" x 6" que te dan 3,5 amperios, pero solo 0,5 voltios, por lo que tendrías que poner demasiados en serie para que funcione para ti.

Solo para resumir:

1) Paneles solares en paralelo con el mismo voltaje: agrega la corriente; el voltaje se mantiene igual.

2) Paneles solares en serie, agregas el voltaje, PERO la corriente que recibes será la corriente del panel más pequeño o el panel con menos corriente. Entonces, en tu ejemplo, 50ma.

Entonces, en sus ejemplos, conecte dos de los paneles de 6,0 voltios en serie para obtener 12,0 voltios, luego varios de estos paneles de 12,0 voltios en paralelo para obtener la corriente que desea, PERO probablemente será DEMASIADO grande.

Supongo que comprende las complejidades de cargar baterías de iones de litio y que no debe simplemente aplicar la energía de los paneles solares directamente a la batería sin un controlador de carga.

Buena suerte.