Actualmente estoy trabajando en un proyecto de energía solar, pero estoy teniendo dificultades para hacerlo funcionar.
Tengo una PCB con un Arduino y un sensor, este circuito consume 250 mA por alrededor de 2 segundos cada 10 minutos y el tiempo restante consume menos de 1 mA. Estoy usando un interruptor BJT TIP31 simple para apagar el sensor y dormir el Arduino para lograr esto.
Para alimentar este circuito, estoy usando una batería de iones de litio de 6300 mAh y 4,2 V conectada a una placa de conexión TP4056 configurada en 1000 mA y a una celda solar de 1 W y 6 V para cargar la batería.
El objetivo es mantener la batería funcionando indefinidamente (o al menos darle una buena vida útil, tal vez un año) cargándola con el sol.
La batería va en paralelo a un regulador AMS1117 y luego a la PCB Arduino.
Por lo general, el sistema funciona durante un par de días como máximo (nunca se han visto más de 5) y luego muere.
Estoy seguro de que me estoy perdiendo algo en este diseño. Mi apuesta es que la celda solar no es suficiente en absoluto, pero también hay circuitos completos que funcionan con una sola batería de moneda durante mucho tiempo (años) y tienen un consumo de energía más alto que este. ¿Cómo pueden lograr esto?
¿Qué crees que está mal con este sistema?
Cualquier puntero en la dirección correcta sería extremadamente útil. (Documentos, trabajos similares anteriores, investigaciones, tal vez cambiando algunos componentes... lo que sea)
Fuera de mi cabeza, algunas sugerencias que he estado considerando son:
Célula solar más potente (no ideal por el tamaño).
Cambiando el regulador.
Tal vez cambiando el diseño de la batería a dos celdas en serie para proporcionar más potencia.
Cambiar a un cargador “inteligente”. Tengo esto a mano, pero dice que es para Li-po, así que no estoy seguro de si funcionará con Li-ion.
La eficiencia de almacenamiento de la batería depende de la pérdida de calor y la coincidencia de impedancia o la coincidencia de MPT V=72~82% de Voc. (cct abierto) De lo contrario, la eficiencia fotovoltaica es baja.
Ahora, su cargador exige demasiada corriente de la energía fotovoltaica, ya que no puede obtener 1 A de una energía fotovoltaica (matriz fotovoltaica) de 1 W y 6 V. No se usa un cargador óptimo, por lo que es posible que solo obtenga <50 % de la potencia nominal ideal. La corriente de carga programable no debe exceder el suministro o, de lo contrario, el voltaje cae y, por lo tanto, la energía disponible es menos que ideal. Cuando una batería es de 3 V y la fotovoltaica tiene 6 V, el cargador baja la tensión fotovoltaica al 50 % mientras se carga, por lo que no puede proporcionar 1 W.
El cargador solo es "inteligente" cuando el suministro es mayor que la carga de 1A. De lo contrario, es una eficiencia lenta y pobre.
Supongo que 6V PV es el voltaje nominal para una batería de 6V @ 1W, por lo tanto, 160mA máx. solo a pleno sol directo. En teoría, su carga es de unos 5,2 mA de media. 250mA*2s/120=4,17mA +1mA = 5,2mA. Muestre las especificaciones reales del producto para todo.
Entonces, si sus cargas fotovoltaicas dicen 180 mA el 10 % del tiempo y 60 mA el 33 % del día y, de lo contrario, baja corriente, eso es un promedio de 18 mA y 20 mA o un promedio de 19 mA. por lo que puede ser suficiente si la eficiencia de almacenamiento en la batería es del 50%. Pero es marginal y eso era hipotético.
Puede usar un sensor de corriente y un amplificador operacional para hacer un convertidor de V a f con un contador para acumular cargas como cuentas binarias y luego hacer lo mismo para la descarga de corriente usando LED para mostrar la cuenta o contadores de Coulomb más sofisticados.
Pero algo dice que su carga actual excede el almacenamiento del PV o que la capacidad de la batería es menor de lo que esperaba. Francamente, un Li-Ion de 6300 mA suena entre un 200 y un 300 % sobreinflado y puede ser una especificación falsa.
Incomprendido
Eddie Vázquez
Incomprendido