Salida de corriente de un panel solar cuando está conectado a la batería y la carga

Estoy tratando de construir una microrred (proyecto de último año) donde una matriz solar de 100-250 W y 48 V cargará un banco de baterías de 24 V y un par de cargas de 24 V (luces de 40 W, ventilador de 60 W).

Baterías utilizadas (7 de estas en serie): http://industrial.panasonic.com/www-cgi/jvcr13pz.cgi?E+BA+3+ACA4001+NCR18650+7+WW

Usaré un convertidor reductor para reducir el voltaje de la matriz al de la batería.

Suponiendo que la potencia de la matriz solar es de 200 W, 200/48 = 4 A ~ Después de aumentar con el convertidor reductor, ¿debería ser alrededor de 8 A?

Ahora estoy tratando de averiguar qué sucederá si solo se conecta la batería. ¿Solo consumirá según sea necesario (¿qué sucede con el exceso de corriente del panel solar?) o los 8A de la salida del panel solar se verán forzados en la batería? (y tal vez estropearlo).

Además, si la batería está casi completamente cargada, ¿cómo lo sé? ¿Es comprobando el nivel de voltaje? ¿Tengo que apagar el interruptor mosfet entonces (cortar la conexión entre la matriz y la batería)? Usaré un microcontrolador para regular el suministro fotovoltaico usando el convertidor reductor.

Necesitas un controlador de carga. Conectar baterías de iones de litio directamente a un panel solar no funcionará muy bien.
¿Puedo saber por qué? Dado que este es un proyecto de grado escolar, no puedo comprar uno comercial... Hay ciertos chips para este propósito, ¿verdad? También puedo diseñar y fabricar PCB para este propósito.
Puede diseñar los circuitos necesarios. Parece que le falta mucho del conocimiento necesario, pero puede solucionarlo si tiene tiempo y acceso a Internet. Tengo una pregunta: ¿puede seleccionar diferentes baterías? Por ejemplo, ¿podría usar baterías de plomo ácido de 12V? Si es así, lo recomiendo como más seguro y un poco más fácil. De lo contrario, tendrá que usar baterías de litio. Creo que necesitas leer sobre dos temas, principalmente. Uno son los métodos de carga para baterías de iones de litio (o plomo ácido). El segundo tema es el control de la carga solar con seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT).
Sí, sé sobre MPPT, pasé mucho tiempo simulándolos en Matlab. Creo que soy libre de seleccionar diferentes baterías, pero me gustaría saber cómo controlar la forma en que se cargan y agradecería que me dieran consejos o me indicaran literatura adecuada. ¡Gracias!

Respuestas (1)

En primer lugar, debe tener mucho cuidado al diseñar con baterías de iones de litio. Si excede sus tasas de carga o descarga especificadas, pueden tener fugas o explotar, ¡y nadie quiere eso! Definitivamente necesitas un controlador de carga. Esto regulará la carga de la batería a niveles seguros y seguirá un perfil de carga recomendado, que generalmente se carga primero con una corriente constante hasta que las celdas alcanzan un cierto voltaje y luego se completa con un voltaje constante. Esto se llama carga "CCCV". También necesita algo para limitar la tasa de descarga de las baterías. Este puede ser un circuito muy simple, pero por seguridad necesitas algo. Su convertidor reductor puede suministrar tanto la carga como el cargador. Cualquier exceso de capacidad de los paneles solares simplemente no se utilizará. El voltaje de salida del panel probablemente aumentará por encima de 48 V con cargas más bajas. Para 7 celdas, un controlador de carga lineal no es bueno ya que con voltajes de batería bajos, la energía disipada provocará un sobrecalentamiento. Probablemente también necesite un conmutador allí, ya sea buck o SEPIC. Si puedes diseñar una pcb para esto, mucho mejor. ¡Aprecio que tu escuela probablemente no lo apreciaría si fueras y compraras esto en Amazon!

¡Gracias por tu respuesta! Me gustaría saber si necesito regular la corriente entre el convertidor reductor y la batería, o si la batería consumirá solo la corriente que necesita (en el estado vacío, medio cargado y casi cargado). Por lo que leí, todo lo que tengo que hacer es asegurarme de que el voltaje de la batería no exceda un cierto límite y luego cortar el suministro con una derivación. mpoweruk.com/chargers.htm Tipos de cargador Regulador de derivación Regulador reductor
Es absolutamente necesario regular la corriente de carga que va a las baterías, de lo contrario, pueden sobrecalentarse cuando se cargan desde un estado descargado y posiblemente explotar. Los fabricantes de baterías especifican una corriente de carga máxima permitida, así como una corriente de descarga. Si lo desea, le enviaré un pequeño diagrama de bloques de una topología propuesta. Le sugiero que mire los productos de Linear Tech y TI. Tiene demasiadas baterías en serie para usar un regulador lineal para cargar. El plomo-ácido es una opción, pero también tienen sus propios inconvenientes. La topología básica sería la misma.
La forma de trucos de asegurarse de no sobrecargar las baterías es aprovisionarlas en exceso: coloque suficientes baterías en paralelo (¡tenga cuidado de equilibrarlas primero!) para que la corriente máxima de carga nominal "C" del paquete sea mayor que el máximo posible salida de los paneles solares.
Salida de corriente de un panel solar cuando está conectado a la batería y la carga
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v