Iluminación solar LED fuera de la red sin baterías

Tengo 2 LED COB (12-14V DC, 50W, creo que con 3,75 A en ficha técnica). Necesito hacerlos funcionar con un panel solar, solo debería funcionar cuando hay luz solar, no se necesitan baterías. Usando un panel de 270 W (voltaje de circuito abierto alrededor de 38,8 V, voltaje y corriente óptimos: 32 V, 8,4 A) con 2 convertidores reductores reductores de CC CC conectados en paralelo 8-40 V 10 o 12 A Corriente y voltaje constantes y ajustables para ejecutar ambos por separado, es preocupante porque el voltaje máximo del panel solar se acerca mucho a la corriente máxima que pueden manejar los convertidores Buck.

Usando solo un LED con un panel solar de 130 W (circ. abierto volt 22,8V, opt. volt+curr: 17,6V 7,4A) con un convertidor reductor reductor de 7-32V CC CC 8-10A también corriente constante ajustable y voltaje Es preocupante que el voltaje de entrada pueda ser demasiado bajo para el convertidor (porque solo se necesita el 38 % de la corriente de la salida máxima y porque los voltajes disminuyen cuando la temperatura supera los 25 °C en condiciones estándar). significa mala eficiencia cuando no brilla la luz solar perfecta.

¿O mis preocupaciones son infundadas?

Por favor ayuda…


Muchas gracias por sus respuestas. Ya tengo los leds y el panel solar

Tuve la idea de probarlo con un convertidor reductor/elevador ( enlace ) para resolver el problema de voltaje que viene con una celda solar Mono de 150 W a temperaturas más altas (cambiar a casi 12 V en el peor de los casos (75 ° C y 0, 3-0,4% de irradiación)), ¿qué creen ustedes que funciona mejor de esa manera que con un convertidor reductor? Entonces de esta manera: Panel solar -> Convertidor Buck Boos -> LED

Quiero decir que el convertidor Buck boost solo cuesta alrededor de 3 $, así que... En lugar de un convertidor Buck.

voltaje más alto, amperios más bajos significan menos calor, así que viene otra ventaja con un convertidor buck boost, supongo, porque puedo subir más con el voltaje como pensé (13,5 en lugar de 12,5 V con el convertidor buck para manejar un poco mejor las caídas de voltaje causadas por la temperatura) Y para el Convertidor Buck Boost, no debería ser motivo de preocupación si se ajustan 13,5 o 12,5 V porque pueden ambos, también un interruptor del convertidor permanece abierto cuando obtiene lo mismo vin como vout se ajusta, ¿verdad? solo la corriente se retiene en ese caso)


OK, gracias, ahora ordené un convertidor Buck-boost automático, pero tiene razón, un controlador de carga mppt (que tengo que ajustar, ¿o es suficiente para conectar la batería primero con el controlador de carga?) y una batería pequeña sería mejor para más Iluminación LED continua. Encontré este https://www.ebay.de/itm/12V-24V-30A-MPPT-Solar-Charge-Controller-Solar-Panel-Battery-Regulator-Dual-USB-/283300643163... ¿En combinación con una pequeña batería solar de 12V 20AH...? Pero primero lo probaré sin batería, así que aquí está mi primer plan: Entonces, ¿crees que funciona cuando solo conecto el panel solar de 150 W (21,8 V de circuito abierto V) con el convertidor Buck-boost (¿Qué tal la polaridad de el voltaje con convertidores buck-boost creo que no entendí completamente esto hasta ahora, ¿funcionará/puede funcionar también con un módulo combinado de subida/bajada en lugar de un convertidor buck normal?) y luego al único led cob que está montado en un disipador de calor de aluminio? También pedí dos convertidores Buck para experimentar.

Aquí están los enlaces a todos los artículos que pedí para completarlo: CONVERTIDOR BUCK BOOST 5-30V https://www.ebay.de/itm/Automatic-Boost-Buck-Converter-CC-CV-5-30V- A-1-25-30V-8A-12V-24V-Regulador-100W-/132951586178?txnId=1566909161003

CONVERTIDOR BUCK CC CV 7-40V https://www.ebay.de/itm/DC-DC-Voltage-CC-CV-Buck-Konverter-7-40V-to-0-8-28V-12A-300W-12V -5V-AHS-/302978096967?txnId=1612434223020

CONVERTIDOR BUCK CC CV 7-32V https://www.ebay.de/itm/DC-DC-CC-CV-Buck-Leistungsmodul-7-32V-Zu-0-8-28V-300W-Konverter-Step-down -DE-K1-/332974029848?txnId=1632235338014

12-14V 3,75A LED: https://www.ebay.de/itm/10DC12V-50W-COB-LED-Full-spectrum-400-840nm-High-Powe-Grow-Light-for-hydroponics-/263123281373 ?txnId=2387191590016

SOLAR: https://www.ebay.de/itm/55516-Solarpanel-Solarmodul-150W-Solarzelle-12V-Solar-MONO-/362500588745?txnId=1011911505023

Si solo desea alimentar 100 W de LED de 270 W de panel solar, la eficiencia no es realmente una preocupación. Incluso a la mitad de su salida nominal, solo necesita alrededor del 75% y la mayoría de los convertidores pueden manejarlo fácilmente.
Tenga en cuenta que si bien no necesita necesariamente baterías en su aplicación, su efecto de costo probablemente mejoraría enormemente con un Solar-->Cargador MPPT-->Batería-->Controlador LED de corriente constante (boost/buck o topología similar si es necesario )-->Disposición de LED. MPPT optimiza la salida del panel a un nivel de luz dado, lo que resulta en un voltaje de carga intermitente para la batería (o el banco de capacitores). La batería (o tapa) solo necesita ser lo suficientemente grande para promediar la salida.
Si se sintiera muy ambicioso y estuviera dispuesto a aprender mucho, podría diseñar algo como un convertidor MPPT Cuk con su voltaje de salida variable en lugar de su ciclo de trabajo (los productos listos para usar proporcionan un voltaje de salida constante en un ciclo de trabajo variable para cargar la batería). Esto le permitiría lograr una mayor eficiencia sin la adición de la batería. La naturaleza del convertidor cuk debe permitir que el LED se atenúe hasta el 0% a medida que cae la potencia de entrada, proporcionando el rango de luz más útil posible. Esto también requeriría una limitación de corriente de salida para el LED.
Quieres convertir la luz en electricidad, para poder convertirla en luz. ¿Por qué no usar un Solatube o similar?

Respuestas (3)

Los convertidores elevadores o reductores pueden no ser una buena opción para aplicaciones directas del sol.

Consumen más corriente a medida que el voltaje de entrada disminuye. Por lo tanto, en el instante en que el panel solar (incluso por un breve momento) no proporciona suficiente energía para impulsar sus LED a la potencia (¡máxima!) que configura, los convertidores bajarán rápidamente el voltaje y sus LED se apagarán. Sí, incluso si el panel solo se hunde al 98 % de la demanda de energía de los LED, los LED se apagarán.

También esté preparado para que un panel solar sea mucho más sensible a los cambios en la insolación que el ojo humano. Es posible que apenas note la diferencia entre el 100 % y el 50 % de insolación absoluta, mientras que para el panel solar ya hace una diferencia del 50 %. No se decepcione si solo obtiene del 10 al 50 % de la potencia nominal de un panel solar en un día aparentemente agradable y soleado; téngalo en cuenta al dimensionar su sistema. Tal vez haga algunas pruebas (con paneles más pequeños) y vea qué parte de la potencia nominal obtiene en condiciones climáticas que considere promedio para su ubicación/época del año/día.

¿O mis preocupaciones son infundadas?

Bueno, por supuesto, debe considerar el voltaje de entrada máximo que su circuito puede manejar.

En cuanto a su preocupación

que el voltaje de entrada puede llegar a ser bajo para el Convertidor

podemos decir: Claro. Pero en realidad esto es solo una cuestión de dimensionamiento del sistema: un determinado panel puede suministrar una determinada potencia máxima a una determinada entrada de luz solar.
Si desea hacer funcionar sus LED de 2x50W a máxima potencia, debe conectar tantos paneles como sea necesario para obtener >100W a una determinada intensidad de luz solar .
Si desea una potencia LED completa al anochecer y al amanecer, necesitará más paneles, pero no puede usar su potencia potencial al mediodía si sus LED son el único consumidor.
Si desea la máxima potencia solo al mediodía, un panel de 130 W para ambos LED puede ser suficiente.

Respuesta a 1 inquietud. Más tarde tal vez.

Si Vpanel sube demasiado, puede agregar una carga, en varias etapas si lo desea. Un zener accionando un gatillo Schmitt (6 en un paquete por $1) con una bombilla cargada.

Ligeramente más sofisticado. Levemente.
Panel de alimentación a través de un diodo a un condensador modesto. Si Vcap alcanza un panel corto límite (en el lado del panel del diodo) con un MOSFET hasta que el límite alcance un voltaje ligeramente más bajo. Luego quitar corto y repetir. A pleno sol con poca carga, el FET se encenderá y apagará. Un panel con, digamos, 10A Isc y un Rdson de 10 miliOhm disipará potencia = I^@R = 100 x 0.01 = 1 vatio en el FET si siempre está encendido y menos a mucho menos por lo general.

Se puede configurar un convertidor reductor para que NO apunte a un objetivo Vout sino a un objetivo Vpanel ~= Vmp. Este es un convertidor MPPT aproximado. Si Pload > Ppanel hace lo mejor que puede. Si Pload << Ppanel Vcap aumenta y el FET de cortocircuito de entrada se hace cargo. Ahora tiene un sistema que PUEDE producir demasiado V en cargas livianas, pero jugar un poco más con el control del inversor le dará lo que desea,

Si Vcap_panel > límite_superior activa el FET en cortocircuito Si Vcap_panel > límite_inferior desactiva el FET en cortocircuito

Combine: mantenga Vp en Vmp y si Vout > Vdesired, detenga el convertidor.
Si Vout < Vdesired - mala suerte.

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Lo más probable es que no se necesite Mantener Vp en Vmp, es decir, si Vcap_panel > límite_superior, active el FET en cortocircuito. Si Vcap_panel > límite_inferior, desactive el FET en cortocircuito. Si Vout > Vdesired, detenga el convertidor.
Si Vout < Vdesired - mala suerte.