การสร้างระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ 5V ของคุณเอง: 4 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:02

ใช้ตัวแปลงบั๊กเป็นเอาต์พุต 5V เพื่อชาร์จแบตเตอรี่ (Li Po/Li-ion) และตัวแปลง Boost สำหรับแบตเตอรี่ 3.7V เป็นเอาต์พุต USB 5V สำหรับอุปกรณ์ที่ต้องการ 5 V คล้ายกับระบบดั้งเดิมที่ใช้แบตเตอรี่ตะกั่วกรดเป็นประจุเก็บพลังงานโดยตัวควบคุม PWM หรือ MPPT และจัดหาอุปกรณ์ 12V เครื่องนี้ใช้ตัวแปลงบั๊กเพื่อแปลง 12V (แรงดันไฟระบุแผงโซลาร์เซลล์) เป็น 5V ที่เสถียรเพื่อชาร์จแบตเตอรี่ Li-Po / Li-ion หลังแสงแดด เปลี่ยนเป็นตัวแปลง Boost เพื่อแปลงแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ 4.2 (แรงดันไฟฟ้า 3.7 เล็กน้อยสำหรับ Li-Po และ Li-ion) เป็น 5V อีกครั้งสำหรับอุปกรณ์ที่จ่ายไฟ 5V (คุณยังสามารถใช้ 5V ใน Buck Converter ได้ในเวลากลางวันในขณะที่ Li-Po/Li-ion Battery กำลังชาร์จ  มันอาจจะไม่ได้มีประสิทธิภาพเท่ากับระบบเดิม (12V) ฉันทำสิ่งนี้เพียงเพราะพลังงานจากแผงโซลาร์เซลล์ของฉัน มีเพียง 15W และงบประมาณไม่เพียงพอที่จะซื้อเครื่องชาร์จ MPPT หรือ PWM สำหรับ 12V และไม่เพียงพอสำหรับจ่ายไฟให้กับแอพพลิเคชั่นที่ต้องการมากกว่า 50W ดังนั้นฉันจึงสร้างทางเลือกอื่น รุ่น 5V

(เตือนว่าระบบไม่มีตัวควบคุมใด ๆ)

ระบบนี้ใช้สำหรับแผงโซลาร์เซลล์ที่มีกำลังไฟต่ำกว่า 30W และมีเพียง 12V เท่านั้น (แผงโซลาร์เซลล์ 9V ยังคงใช้งานได้)

ข้อกำหนดระบบของฉันป้อนแผงโซลาร์เซลล์ =12V (18V)

กำลังไฟฟ้าที่ใช้ = 15 W

เวลาในการชาร์จ = ขึ้นอยู่กับพลังงานของแผงโซลาร์เซลล์และความจุของแบตเตอรี่

เอาต์พุต USB 1 (ตัวแปลงบั๊ก) = 5V

เอาต์พุต USB 2 (ตัวแปลง Boost) = 5V

ประเภทแบตเตอรี่= ขึ้นอยู่กับตัวเลือกของคุณ (Li-Po/Li-ion) 3.7 และความจุ - ของฉันคือ Li-Po ที่มีความจุ 3500mAh

หนึ่งเพื่อชี้:

ในขณะที่โครงการกำลังดำเนินการทดลองเพื่อปรับปรุงและคำนวณประสิทธิภาพและดูว่าคุ้มค่าหรือไม่ ถามคำถามเกี่ยวกับโครงการ

ขั้นตอนที่ 1: เตรียมวัสดุให้พร้อม

• Purfboard (ขนาดกลาง)
• สายไฟ
• Leads Alligator Crocodile Double-ended Test Roach Clip Jumper Wire (ตัวเลือกสำหรับการทดสอบ)
• 2x พอร์ต USB
• ตะกั่วบัดกรี

แผงโซลาร์เซลล์ - (แนะนำ 20Watts สูงกว่า 12V)

• 1x TP4056 วงจรชาร์จและป้องกันสำหรับ Li-Po และ Li-ion
• 1x Li-Po/Li-Ion แบตเตอรี่ (ขึ้นอยู่กับแบตเตอรี่ที่คุณเลือกและความจุ)

Buck-Converter (อันที่ฉันใช้)

• (1x) LM2576T (รุ่น 5V, 3A)
• (1x) ตัวเหนี่ยวนำ 100uH
• (1x) 100uF และ (1x) 1000uF ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า
• (1x) Schottky Diode
• (ตัวต้านทาน 1x 1K และ LED ขนาดเล็ก) - อุปกรณ์เสริม

พร้อมด้วยเครื่องมือวัด

มัลติมิเตอร์แบบดิจิตอล/อนาล็อก (ต้องใช้แรงดันและกระแสเพื่อคำนวณประสิทธิภาพ)

ขั้นตอนที่ 2: ทำตาม Circuit Schematic

ประสานส่วนประกอบทั้งหมดในแผ่น PCB purfboard

จะดีกว่าถ้าย่อข้อมูลบวกและลบพินบนพอร์ต USB สำหรับโทรศัพท์ Android

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ปิดตัวแปลง Boost เพื่อไม่ให้โอเวอร์โหลด TP4056 ขณะชาร์จแบตเตอรี่

หากแผงโซลาร์เซลล์ของคุณมีกำลังไฟต่ำกว่ากำลังไฟที่แนะนำ ซึ่งสูงกว่า 20 วัตต์ คุณควรเชื่อมต่อแบตเตอรี่เพียงก้อนเดียว เนื่องจากพลังงานที่จำกัดในแผงโซลาร์เซลล์ของคุณ ตัวอย่าง: 15Watts คือ 0.83A ซึ่งหมายความว่าเป็นกระแสสูงสุดของคุณ

ขั้นตอนที่ 3: จ่ายไฟและวัดวงจร

หากวงจรทำงานอย่างถูกต้อง ให้ทดสอบโดยใช้โหลดจำลอง เช่น ตัวต้านทาน 5W ในเอาต์พุต และวัดแรงดันและกระแส ชอบภาพนี้

การเผชิญปัญหา

- ระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ -

หากแรงดันไฟขาเข้า (โฟโตโวลตาอิก) ในตัวแปลงบัคลดลงอย่างกะทันหันต่ำกว่าแรงดันไฟระบุของ PV และแรงดันเอาต์พุต ปัญหาควรอยู่ในรายการนี้

*โหลดในเอาต์พุตเชื่อมต่อแล้วและดึงพลังงานจาก PV มากขึ้น

*แสงแดดส่องถึงภายนอกน้อยกว่าเนื่องจากมีเมฆมาก ฯลฯ

หากปัญหาของคุณไม่อยู่ในรายการนี้ แสดงความคิดเห็นแล้วฉันจะตอบ

ขั้นตอนที่ 4: เสร็จสิ้น

เราเสร็จแล้ว

คุณสามารถคำนวณประสิทธิภาพของ Buck-converter และ Boost converter ได้ด้วยสูตรนี้

แรงดันขาออก x กระแสไฟขาออก

-------------------------------------------- x 100% = ประสิทธิภาพ

แรงดันไฟฟ้าขาเข้า x กระแสไฟขาเข้า

สิ่งที่ต้องเตือน!! - ปิดการเชื่อมต่อระหว่างแบตเตอรี่และ Boost-Converter เสมอเพื่อไม่ให้กระบวนการชาร์จ TP4056 โอเวอร์โหลดในช่วงกลางวัน ใช้สำหรับคืนนี้เท่านั้น

- ต้องแน่ใจว่ามีการชาร์จแบตเตอรี่เมื่อวัดกระแสและแรงดันไฟเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพ

ข้อดีและข้อเสีย

+ 5V ดำเนินการ สำหรับการชาร์จและการจ่ายไฟให้กับแอพพลิเคชั่นที่ต้องการ 5V- ไม่ใช่สำหรับแอพพลิเคชั่นที่ต้องการ 12V/9V (สามารถปรับได้หากบูสต์คอนเวอร์เตอร์ของคุณปรับได้)

+ อัตราประสิทธิภาพดีพอ (ของฉันคือ 70% ในตัวแปลงบั๊กและ 68% ในตัวแปลง Boost) (สูงกว่านี้เล็กน้อยหากคุณใช้โมดูลที่สร้างไว้แล้ว)

- ประสิทธิภาพอาจลดลงหากอินพุตของแรงดันไฟฟ้าของตัวแปลงบั๊กลดลง เนื่องจากกำลังดึงเอาท์พุต

+ ระบบราคาไม่แพง

- ระบบที่ไม่มีตัวควบคุม (เพื่อตรวจสอบแบตเตอรี่และสถานะการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์และการป้องกัน)

+ ทำได้ง่ายหากซื้อโมดูลบูสต์และบั๊กที่สร้างไว้แล้ว

สิ่งหนึ่งที่จะชี้ให้เห็น

กระแสไฟที่จำกัดของตัวแปลงบั๊กขึ้นอยู่กับกำลังของแผงโซลาร์เซลล์ (วัตต์) พลังของแผงโซลาร์เซลล์ของฉันคือ 15 วัตต์ ซึ่งหมายความว่าฉันถูกจำกัดกระแสไว้ที่ 0.75A เมื่อเชื่อมต่อกับที่ชาร์จ นี่คือเหตุผลที่ฉันแนะนำแผงโซลาร์เซลล์ที่สูงกว่า 20W เป็นอย่างน้อย

อย่าลังเลที่จะแสดงความคิดเห็นหากคุณมีคำถามเกี่ยวกับโครงการ

หากคุณสร้างระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ 5V ของคุณเอง กรุณาแบ่งปัน.

คุณสามารถติดตามฉันได้บนโซเชียลมีเดีย เพื่อให้คุณสามารถ

ติดตามฉันบน Facebook และ Twitter

เฟสบุ๊ค:

ทวิตเตอร์:

ติดตามช่อง Youtube ของฉัน:

สนับสนุนฉันใน Patreon:

ข้อควรจำ: มีความรู้เกี่ยวกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และคำนึงถึงความปลอดภัยก่อน ระหว่าง และหลังการทำโครงการอยู่เสมอ ปลอดภัยไว้ก่อน.