¿Puedo cargar de forma segura una batería de actuador de garaje de 24 V con un par de paneles solares de 12 V?

pero, ¿podrían los 36v de un par de paneles dañar el circuito del actuador?

Así que aquí está el trato. Las baterías de plomo-ácido se ven eléctricamente como una fuente/sumidero de voltaje con una pequeña resistencia en serie, con el nivel de voltaje en función del estado de carga. 2V/celda (hay 6 celdas en serie en una batería de 12V) es nominal, y si no recuerdo mal, su voltaje de circuito abierto es algo así como 1.9V vacío, 2.1V lleno. Eso cubre el 90% de su comportamiento.

Teniendo en cuenta eso, la especificación "1W@18V" del panel solar no podrá "ganar" contra la batería, y el voltaje del panel solar se reducirá al voltaje de la batería, entregando probablemente 0.055A (=1W/ 18V) sea cual sea el voltaje de la batería.

Sin embargo, cuando una batería se llena por completo, su resistencia en serie aumenta drásticamente y el voltaje aumenta, hasta que hay suficiente voltaje para iniciar la electrólisis del fluido y se genera H2 y O2 en las terminales y se pierde el electrolito. Una batería de plomo-ácido, según el tipo + fabricante, tiene una cierta tasa de recombinación de H2 + O2 => electrolito que puede manejar; si electroliza a una corriente más alta que eso, conduce a una pérdida permanente de electrolitos (+ por lo tanto, pérdida de capacidad)

Por lo tanto, existe una corriente segura que se puede suministrar a una batería de plomo-ácido de forma continua, donde su propia descarga automática debido a la electrólisis equilibra la corriente de carga. Depende de la fabricación + construcción. No me preocuparía una tasa de carga C/10 o C/20 (donde C = la corriente necesaria para descargar una batería en 1 hora). Las baterías de la puerta del garaje probablemente tengan una capacidad de más de 1 Ah, por lo que debería estar seguro con una corriente de carga de 55 mA.

SIN EMBARGO: probablemente colocaría un (diodo zener y resistencia en serie) en paralelo con cada batería, el diodo zener es de aproximadamente 14 V y la resistencia de aproximadamente 10 ohmios, para evitar que los terminales de la batería se carguen demasiado.

Además: si puede, conecte cada panel solar a cada batería (y conserve los diodos), en lugar de conectar el par de paneles en serie a las baterías en serie, es decir, intente conectar los grifos centrales. Al hacerlo, cargará cada batería de forma independiente. De lo contrario, lo que puede arruinar la vida útil de la batería es si los voltajes de la batería divergen: el que tiene el voltaje más alto tenderá a sobrecargarse, mientras que el otro tenderá a descargarse en exceso y no cargarse por completo.

Resumen:

• Cuando se opera en Oxford, Inglaterra, el cargador proporcionará ganancias útiles en el tiempo entre recargas durante más de 6 meses al año.

• Los cargadores se pueden usar tal como están de manera segura (con dos en serie conectados directamente a través de la batería de 24 V). Es viable conectar uno a través de cada batería, pero la tasa de carga es tan pequeña que es poco probable que la ganancia en el equilibrio de la batería al hacer esto sea útil.

• Un diodo 1N400x funcionará bien (para paneles de menos de 10 vatios).

• Si usa dos paneles en serie, solo necesita un diodo; puede omitir el diodo en el segundo panel si lo desea.

• Las baterías no deben descargarse por completo, a pesar de que tienen "clasificación de descarga profunda" si desea una vida útil máxima de la batería. El corte existente de 23,3 V probablemente esté dispuesto para satisfacer esta necesidad.

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Se desconoce el tamaño en AH de la batería; se supone que es un "ladrillo" de 2 x 7 AH; puede ser mayor.
Tamaño del panel fotovoltaico = 2 x 1 vatio nominal.

Ajuste los resultados a continuación según corresponda si las baterías tienen más o menos de 7 Ah cada una.

Stop Press: Este sitio ofrece una

• "Batería de intercambio recargable WA 24, 10 Ah para Promatic - Akku completa con soporte"

¡por 'simples' 213 euros!
Suponiendo que el original también es de 10 Ah , las cifras siguientes deben aumentarse en aproximadamente 1,5 en términos de capacidad. Las tasas de carga de los paneles fotovoltaicos de 1 W son aún menos propensas a ser dañinas. Consideraré revisar esta respuesta a la luz de este "conocimiento" a su debido tiempo.

El absolutamente maravilloso sitio de Gaisma, que proporciona mucha información útil sobre la insolación (niveles de luz solar, lluvia, velocidad del viento y mucho más) de miles de sitios en todo el mundo, informa que el promedio diario de horas de sol mes a mes en Oxford, Inglaterra, de enero a diciembre es:

Insolación, kWh/m²/día = "Horas de sol"

• Mes / promedio de horas de sol por día
  Ene 0.67
  Feb 1.23
  Mar 2.23
  Abr 3.39
  May 4.39
  Jun 4.64
  Jul 4.66
  Ago 3.99
  Sep 2.76
  Oct 1.59
  Nov 0.82
  Dic 0.50

es decir, 4,66 en julio y 0,5 en diciembre.

Ese es el promedio diario de horas de vatios que obtendría por vatio de panel fotovoltaico EN EL MEJOR.

Una batería de 12 V proporciona nominalmente alrededor de 12 vatios por hora de capacidad. Entonces, un "ladrillo" de 7AH dará 84 vatios por hora.

En un BUEN día de julio, un panel de 1 W le proporcionará una salida de 4,66 Wh o durante 24 horas, lo que equivale a un promedio de 0,2 vatios. Por lo tanto, para cargar completamente una batería de 84 Wh a este ritmo (suponiendo una eficiencia del 100 %) se necesitarían 84/0,2 = 420 horas. es decir, la tasa de carga promedio en Oxford's English a mediados de verano con el panel bien orientado es C/420. Incluso cuando se carga a plena potencia durante el día, la tasa es de 1 vatio/84 Wh = C/84.

C/100 sería una carga lenta muy modesta para una batería de plomo-ácido, por lo que, dadas las suposiciones de 1 panel de 1 vatio por batería de 7 Ah (2 baterías, 2 paneles), podría dejarse en su lugar sin problemas.

La buena noticia es que dices que de momento la batería dura "unos 2 meses entre cargas". 60 días x 24 horas = 1440 horas. Entonces la mediala tasa de descarga de la batería será superada por la salida del panel en julio. De hecho, para que la tasa media descienda hasta decir C/1200 (permitiendo algunas ineficiencias), la tasa media de insolación diaria tendría que descender a 4,66 x 420/1200 ~= 1,6 kWh/día (o 1,6 horas de sol/día). Esta tasa se supera durante los 9 meses de marzo a octubre inclusive. Como antes, esto supone un panel de 1 W en buen estado y baterías de 7 Ah y 12 V. La tasa de carga efectiva real será menor porque el panel tiene una potencia nominal de 1 vatio o lo que sea en el punto de potencia óptimo. Murphy dice que el Vmp del panel y el voltaje de la batería generalmente serán diferentes. También hay pérdidas de eficiencia de conversión, pero el ácido de plomo tiene una eficiencia de corriente bastante buena (salida de corriente/entrada de corriente), probablemente del 80 % al 90 %. A tasas de carga bajas (como esta), la eficiencia energética también es bastante buena. (A velocidades de carga más altas, el voltaje del terminal aumenta debido a la caída de voltaje en la resistencia interna). Suponga que obtiene una eficiencia de conversión del 80% para calcular.

Todo lo anterior debería poder usarse para calcular cómo funcionarán otras baterías de Ah y otros paneles de potencia en un mes determinado.

NB: aunque su batería sea de ciclo profundo, cárguela antes de que sea de ciclo profundo. La vida mejorará. El cargador solar también ayudará en esto.

El consejo de usar un Zener como protección contra sobretensiones es bueno, pero puede construir fácilmente un dispositivo de corte mucho más nítido si lo desea. Un regulador de derivación TL431, 4 resistencias y un MOSFET de canal P o un transistor PNP harán un regulador de abrazadera de voltaje designable, tanta disipación como permita el transistor y una "rodilla" de voltaje muy aguda. Más sobre eso si lo desea.

Me interesaría mucho saber:

Ah nominal de cada batería?
Vataje por panel.
Tipo de panel (¿silicio amorfo o cristalino o...?)

¿Energía por apertura?
Corriente de funcionamiento del
motor ¿Potencia del motor?

Solo estimaciones aproximadas: consulte las suposiciones a continuación.

Asumir:

• 24V x 10 Ah.

• 80% de la capacidad disponible gracias a la protección contra descargas profundas.

• 3 x (apertura + cierre) por día. Esto permite 2 veces todos los días y varias veces los fines de semana, etc.

• Tiempo de apertura o cierre de 30 segundos.

• 60 días entre recargas

10Ah x 80% = 8Ah.

Tiempo de funcionamiento por carga = 1/2 minuto x 2 operaciones x 3 por día x 60 días = 180 minutos.
Di 200 minutos.

Consumo de corriente = 8 Ah x 60 minutos/hora / 200 minutos = 2,4 A

Motor de 2.4A x 24V ~= 100 Watts o ~~= 1/8 HP

Energía por apertura ~~~= 2.4A x 24V x 30 segundos =~ 1800 Watt-segundo = 1800 Joule
= 0.5 Watt hora.

Prueba de cordura:

Capacidad de la batería = 8Ah x 24 V =~ 200 Wh
Así que acciones = 200 / 0,5 = 400
~= 6/día
= 3 x (abrir+cerrar)
así que control de cordura OK :-)

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Información de Gaisma para Oxford:

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Informacion del usuario:

Una respuesta de usuario eliminada proporcionó información sobre la experiencia del "mundo real" con el mismo producto o uno similar. Ellos dijeron:

• He usado 2 paneles solares de 5 W con un regulador de 5 W para alimentar mi propia puerta de garaje Hormann. Los paneles solares están montados en el techo plano del garaje. Ha mantenido mi batería completamente cargada durante los meses de verano. Antes de la instalación, tenía que recargar cada 2 meses como OP.

• Costo total alrededor de £ 40 usando paneles / reguladores de eBay, Perspex para el montaje, etc. Vale la pena hacerlo usted mismo