Tengo un sensor exterior (que tendrá que funcionar en invierno en Polonia, sin embargo, generalmente tenemos una temperatura muy por encima de los -10 grados centígrados) que necesita 5V.
El sensor funciona las 24 horas del día y consume
unos 300 mA en funcionamiento, durante unos 10 segundos cada 5 minutos y
menos de 1 mA el resto del tiempo.
Quiero alimentarlo con paneles solares.
¿Qué paneles solares debo usar (qué voltaje)?
¿Necesito algún convertidor elevador DC-DC? bajar? ¿aumentar? ¿Podría nombrar algunos ejemplos? ¿Cómo buscarlos?
¿Hay circuitos integrados para ese propósito? Por ejemplo, ¿ BQ25504 sería útil aquí?
¿Qué tipo de pilas recargables debo utilizar? ¿Son las Ni-MH una buena opción?
Tengo un sensor exterior (que tendrá que funcionar en invierno en Polonia, sin embargo, generalmente tenemos una temperatura muy por encima de los -10 grados centígrados) que necesita 5V.
El sensor funciona las 24 horas del día y consume unos 300 mA cuando está funcionando, durante unos 10 segundos cada 5 minutos y menos de 1 mA el resto del tiempo.
Energía requerida:
Operar: 10 s en 5 minutos = 10/300 = 1/30 del ciclo de trabajo.
Dormir: 1 mA cuando no está en funcionamiento.
Puede verse como 1 mA continuo + 299 mA x 10/300 = 10,97 ~= 11 mA promedio
mAh/día = 24 horas x 11 mA = 264 mAh.
Diga 250 mAh/día para los cálculos.
Varsovia en diciembre tiene un promedio de 0,67 horas de sol al día - ¡Guau! - eso es bajo.
Debido a las pérdidas de la alineación del panel con el sol, la coincidencia del panel con la batería, la eficiencia de almacenamiento y recuperación de la batería y más, la energía solar almacenable es aproximadamente el 50% de la capacidad máxima nominal de los paneles o menos.
Para obtener 250 mAh/día, quiere decir 500 mAh + del panel fotovoltaico.
Si usa un panel de 9V con regulador lineal, esa energía es de
9V x 500 mAh = 4.5 vatios por día.
Como hay tan solo 0,67 horas de tamaño promedio del panel solar, debe ser
4,5 wh/0,67 SSH ~= 6,5 vatios.
Un panel fotovoltaico de 10 vatios puede ser "seguro".
Eso es mucho más grande de lo que muchos sentirían que era necesario. Puede que no sea.
Dije panel de 9V arriba. Tenía en mente una batería LiIon de 7.4V - 2 celdas en serie. Esto se cargará desde 9v. Puede utilizar un regulador lineal. Esto es un desperdicio de capacidad fotovoltaica, pero se implementa más fácilmente que una solución de tipo regulador de conmutación.
En condiciones de temperatura bajo cero (nieve), la eficiencia del panel fotovoltaico aumentará ligeramente por encima del valor nominal, pero todas las baterías tendrán una capacidad de producción de energía muy degradada o "simplemente no funcionarán". Se deben consultar las hojas de especificaciones del fabricante y se requiere una buena idea de las temperaturas mínimas.
Las baterías de litio son tan buenas como cualquier otra a temperaturas bajo cero. Las afirmaciones varían según el fabricante y el modelo, pero como guía, LiIon puede tener una clasificación de -10C y LiFePO4 de -20C.
La capacidad de la batería para 1 día es >= 250 mAh como se indica arriba. Algo más alto es "más sabio".
Si desea operar durante N días sin sol, necesita N x 250 mAh de batería.
http://www.gaisma.com/en/ubicación/varsovia.html
Estás diciendo alrededor del 50% de energía solar almacenable. ¿Qué significa?
La energía aparente que puede obtener de un panel fotovoltaico de una clasificación determinada y la cantidad que puede usar después de almacenarlo y recuperarlo varían en un factor de, digamos, Ks. En situaciones del mundo real, si el panel no sigue el sol (normalmente no lo hace), y si no está perfectamente limpio y sin nieve, y si el voltaje de funcionamiento óptimo del panel Vmp no es exactamente el voltaje de carga óptimo de la batería EN ABSOLUTO VECES entonces la energía disponible y la energía disponible momentáneamente variarán. Estoy diciendo que comenzar con Ks = 0.5 está en el orden de la derecha. Por ejemplo, un panel limpio de 10 vatios con una punta óptima a 25 °C a pleno sol de verano del mediodía durante una hora entregará ALREDEDOR de 5 vatios hora de energía de un sistema de batería típico, y no los 10 vatios hora que podría esperar. La coincidencia de la batería con el panel puede marcar una diferencia útil, y esto es lo que hace un controlador MPPT (seguimiento del punto de máxima potencia). MPPT es efectivamente una "caja de cambios electrónica" que encuentra el punto de operación V & I óptimo para un panel en la situación actual.
Por cierto, solo puedo encontrar celdas solares que tienen solo más de una docena % de eficiencia. ¿Dónde debo poner esa eficiencia en mis cálculos?
La salida del panel por entrada solar es lo que es relevante para usted.
Está interesado en la cantidad de energía que puede obtener en un nivel de insolación (potencia de luz) determinado. Si bien la eficiencia influye en el tamaño del panel, un panel de 10 vatios, por ejemplo, tiene la misma potencia de salida, ya sea que tenga una eficiencia del 10 % o del 20 %; el panel con una eficiencia del 10 % será aproximadamente el doble de grande, y esto es importante en algunas aplicaciones, pero no es muy importante en otras. otros.
En este caso, la eficiencia (probablemente) no es demasiado importante por derecho propio, a menos que quizás se apliquen restricciones de tamaño.
Por ejemplo, si tiene 1000 W/m^2 de insolación y un panel de 10 vatios con una eficiencia del 10 %, obtendrá 10 vatios de él. Los 10 W dependen de la eficiencia y el área, pero tampoco es necesario saberlo para calcular la salida, ya que el fabricante ha incluido esos parámetros al clasificar el panel. Un panel de 10 W con una eficiencia del 20 % podría tener la mitad del área de material activo, pero sigue siendo un panel de 10 W. Por lo tanto, la eficiencia no es necesaria en sus cálculos si utiliza las calificaciones básicas de los fabricantes. - generalmente Wmp, Vmp, Imp.
Por lo general, a una temperatura del panel de 25 ° C y AM 1.5 (una ruta óptica a la especificación del panel).
Durabilidad en uso al aire libre:
Se suponen paneles fotovoltaicos de "silicio cristalino". Ver comentarios al final.
Tenga en cuenta que si el panel estará "a la intemperie" continuamente y si desea años de servicio, hay algunos tipos de paneles que son extremadamente buenos y otros que son completamente inadecuados.
Resina epoxi encapsulada = MUY mala vida útil. Estos tienen un borde redondeado y no tienen marco. La vida al aire libre es de unos pocos años para uno "bueno" y puede ser de 6 meses en algunos casos. Adecuado (si es que) para juguetes y productos que no estén constantemente expuestos al sol.
"PET" encapsulado. Capa exterior de plástico similar a la utilizada en las botellas de refrescos. Laminado en caliente usando (generalmente) adhesivo/encapsulante "EVA". Resistirá "años de exposición". La calidad varía con el fabricante.
Lámina frontal de vidrio + encapsulante EVA. El método estándar industrial "típico" para producir paneles fotovoltaicos. Por lo general, con un marco de aluminio. Normalmente, más de 20 años de vida útil. 30+ años con cuidado. Más de 40 años con suerte y producción decreciente (tengo uno). Más pesado y más frágil. La mejor solución para uso al aire libre a largo plazo.
Otro: Hay otros tipos de "hojas frontales" y paneles que son menos probables de encontrar. El fluoroplástico (FEP, etc.) puede tener excelentes resultados. Por lo general, de proveedores especializados; no es común en el mercado minorista / de pasatiempos.
Silicio amorfo: capa oscura lisa sobre vidrio con ranuras finas entre las "células". Tecnología más antigua. Funciona bien, pero tiene pocas ventajas además de tener un bajo costo por vatio, a veces. Baja eficiencia, frágil, la producción cae con el tiempo a menos que se "motive" ocasionalmente. Es poco probable que sea una buena idea.
CIGS, CdTe, ... Menos probable en el mercado minorista. Puede ser flexible o de bajo costo. Las mejores versiones son competitivas en eficiencia con el silicio cristalino.
Comience con una especificación de requisitos de entrada y salida de potencia, presupuesto y complejidad para que sea más fácil elegir entre hacer o comprar.
Considere el tiempo de carga = 10 horas
Considere celdas LiPo de la serie 2 (16850) con salida de 6,6 a 7,4 V y PV Voc = 9-12 V (cc abierto) con cargador LiPo (3 etapas) para cargar LiPo con salida de registro USB (5 V) que puede cargar
algunas opciones
Si reduce la capacidad a <50 % para temperatura fría y desea cargar en 4 horas, entonces cargue PV para 1000 mAh en 4 horas = 250 mA o un mínimo de 20 mAh por día en promedio
250mA*9V= 2.25W Elija 3W min. $9 en línea
por ejemplo, http://www.ebay.com/itm/9V-3W-3Watt-Mini-poly-solar-Panel-small-solar-cell-PV-module-for-DIY-solar-Kits-/251946289450
Aumente la clasificación W para reducir el tiempo de recuperación de la carga.
Opción de compra $27 CND o AUD. agregue USB o DC Jack y 3.3V LDO
Transeúnte
Defozo
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Tony Estuardo EE75
Russel McMahon
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Russel McMahon
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