Kaip susikurti saulės energija maitinamą USB įkroviklį

Saulės energija yra laikoma tikrai atsinaujinančia ir ekologiška energijos šaltinio forma, prieinama Žemėje. Šiais laikais žmonės maksimaliai išnaudoja šį išteklį, kuris ypač svarbus atokiose vietovėse, kur elektros perdavimas yra ribotas. Jis ypač tinka regionams, kuriuose dienos metu ilgai būna saulė, nes gali žymiai sumažinti elektros sąskaitas.

Parodysime, kaip sukurti „pasidaryk pats“ sistemą, skirtą USB maitinamiems nuolatinės srovės elektroniniams prietaisams įkrauti naudojant saulės energiją. Siekiame paaiškinti ir pademonstruoti koncepciją naudodami minimalius komponentus ir paprastą dizainą.

Saulės energijos supratimas

Saulės energija yra saulės šviesos energijos pavertimas tinkamu ir efektyviu energijos šaltiniu. Saulės baterijos ir generatoriai Jie naudojami šviesos energijai paversti elektros energija. Saulės baterijos yra skirtingo dydžio – nuo ​​kelių kvadratinių colių iki didelių, naudojamų ant gyvenamųjų namų stogų. Taip pat galite sujungti didesnes plokštes dideliuose laukuose, kad generuotumėte elektros energiją, skirtą naudoti komerciniu mastu.

Yra daug būdų, kaip panaudoti saulės energiją. Labiausiai paplitusi yra saulės fotovoltinė (PV) sistema, kuri saulės spindulius paverčia elektros srove. Žmonės ne tik naudoja fotovoltinę sistemą elektros srovei generuoti, bet ir naudoja saulės šiluminę energiją arba koncentruoja saulės energiją patalpų patalpoms ar skysčiams šildyti. Taip pat galite įrengti saulės karšto vandens sistemas.

Tinkamų komponentų pasirinkimas

Pagrindinis mūsų tikslas – naudoti saulės energiją iš saulės šviesos, kad gautume srovę, reikalingą USB įtaisams įkrauti. Taip pat reikės akumuliatoriaus, kad būtų galima laikyti įkrovą esant blogam orui ir saulėlydžio metu. Be to, baterija taip pat užtikrina nuolatinį specifinės srovės tiekimą, reikalingą elektroniniams prietaisams įkrauti.

Šiam „pasidaryk pats“ projektui jums reikės šių komponentų:

• Saulės skydas: Nuolatinei srovei generuoti veikiant saulės šviesai. Pasirinkite tinkamo dydžio skydelį pagal apkrovos reikalavimus. Naudojame 150 W saulės baterijas – su tokia galia galime valdyti net nuolatinės srovės lemputes ir nuolatinės srovės ventiliatorius.
• Baterija: Mokesčio saugojimui. Naudokite tinkamo dydžio bateriją pagal apkrovos poreikį.
• Saulės įkrovos valdiklis: Reguliuoti srovę ir išvengti akumuliatoriaus perkrovimo bei elektros perkrovos. Pasirinkite saulės energijos įkrovimo valdiklį su tinkama srovės galia ir USB sąsaja.
• Laidai: Dėl prisijungimo.
• USB įrenginys: Išbandymui, pavyzdžiui, mobiliajame telefone ar planšetiniame kompiuteryje.

1 veiksmas: bloko schema

Toliau pateiktoje diagramoje parodytas surinkimas, reikalingas saulės kolektorių gaminamai energijai gauti, valdyti ir efektyviai panaudoti.

Prijunkite visus įrenginius, pvz., generavimo bloką (saulės bateriją), saugojimo įrenginį (bateriją) ir apkrovą, prie saulės energijos įkrovimo valdiklio. Šis valdiklis stebės įtekėjimo srovę, išėjimo apkrovos srovę ir įkrovimo įtampą.

2 veiksmas: prijunkite saulės skydelį

Mes naudojame lygiagrečios konfigūracijos saulės baterijas (150 W), kad padidintume akumuliatoriaus įkrovimo srovę. Galite naudoti mažiau ar daugiau plokščių ir galios, atsižvelgiant į apkrovos reikalavimus. Lygiagrečiame derinyje sujunkite visų saulės kolektorių teigiamus gnybtus per laidą ir padarykite tą patį su visų plokščių neigiamais gnybtais. Tada teigiamų ir neigiamų laidų jungtis atskirai uždenkite izoliacine juosta.

3 veiksmas: prijunkite įkrovimo valdiklį

Prijunkite teigiamą skydelio laidą prie teigiamo įkrovimo valdiklio gnybto, o neigiamą laidą - prie neigiamo įkrovimo valdiklio gnybto. Mūsų saulės energijos įkrovimo valdiklyje yra A tipo USB prievadas. Įkrovimo valdiklis turi vidinį įtampos reguliatorių, kuris konvertuoja 12V DC į 5V DC, leidžiantį įkrauti USB maitinamus įrenginius. USB moduliuose 1 ir 4 kaiščiai naudojami atitinkamai kaip 5 V DC ir įžeminimas. Naudodami šį USB prievadą galite įkrauti elektroninius įrenginius su USB sąsajomis, pavyzdžiui, mobiliuosius telefonus, planšetinius kompiuterius ir išmaniuosius laikrodžius.

Saulės įkrovos valdiklis apsaugo nuo perkrovimo / viršįtampio, dėl kurio kitu atveju akumuliatorius gali įkaisti. Perkaitimas gali pakenkti įrenginio akumuliatoriaus tarnavimo laikui ir veikimui.

4 veiksmas: įdėkite bateriją

Akumuliatoriaus įdėjimas užtikrina, kad a naudinga atsarginė galios kopija situacijose, kai saulės energijos įkrovimas nepasiekiamas dėl blogų oro sąlygų arba naktį. Elektros srovei kaupti naudojame 12V DC baterijas. Mes išdėstėme šias baterijas lygiagrečioje konfigūracijoje, todėl per šį lygiagrečią kombinaciją gaunama ta pati įtampa, ty 12 V. Tačiau lygiagretus derinys padidina srovės pajėgumą.

Akumuliatoriaus talpą (vieną ar kelis) turėtumėte pasirinkti atsižvelgdami į apkrovos poreikį ir saulės baterijos įkrovimo pajėgumą. Prijunkite saulės baterijos įkrovimo valdiklio akumuliatoriaus sąsają prie akumuliatoriaus gnybtų naudodami storus metalinius laidus.

5 veiksmas: užbaikite laidus

Įsitikinkite, kad visi komponentai yra tinkamai ir sandariai prijungti, kad išvengtumėte kibirkščių. Taip pat uždenkite jungtis, kad išvengtumėte trumpojo jungimo. Sujungimui naudokite geros kokybės storesnį laidą, nes tai sumažina laidininko nuostolius. Paprastai rekomenduojama saulės baterijas, įkrovimo valdiklius ir baterijas statyti arti vienas kito, kad būtų išvengta ilga elektros instaliacija – pastaroji gali sukelti didesnius elektros nuostolius ir sumažinti saulės energijos efektyvumą sistema.

6 veiksmas: patikrinkite įkroviklį

Norėdami išbandyti šią sistemą dienos metu, ar akumuliatorius įkraunamas, paspauskite įjungimo mygtuką ant saulės baterijos įkrovimo valdiklio. Stebėkite įtampą, kuri rodoma įkrovimo valdiklyje. Taip pat stebėkite tekančią srovę naudojant skaitmeninį multimetrą arba skaitmeninis gnybtų matuoklis.

Pastebėsite, kad įkrovimo valdiklis rodo įtampą ant akumuliatoriaus ir saulės baterijos. Įkrovimo valdiklis taip pat rodo šios sistemos apkrovos srovę, kai prie jos prijungta nuolatinė apkrova.

Kai 12 V akumuliatorius pasiekia maždaug 14 V nuolatinės srovės įtampą saulės įkrovimo valdiklyje, jis atjungia įkrovimą nuo saulės baterijos, kad apsaugotų akumuliatorių nuo perkrovimo. Tai galite stebėti stebėdami saulės kolektorių įtampą, kuri saulėtomis dienomis gali viršyti 16 V DC.

Tada prijunkite USB įrenginį arba išmanųjį telefoną tiesiai prie saulės energijos įkrovimo valdiklio naudodami A tipo USB jungtį. USB prievadas teikia 5 V nuolatinę srovę, kuri yra reguliuojama / konvertuojama iš akumuliatoriaus. Kai tai padarysite, pastebėsite, kad prijungtas įrenginys pradeda krautis. Be to, taip pat galite stebėti šios apkrovos traukiamą srovę.

Be to, ši sistema gali maitinti įrenginius ne per USB sąsają; y., galite naudoti 12 V sąsają nuolatinės srovės lemputėms, nuolatinės srovės ventiliatoriams ir kt. Viskas, ką jums reikia padaryti, tai prijungti juos prie įkrovimo valdiklio apkrovos sąsajos. Apkrovos simbolis (pvz., lemputė) žymi šią įkrovimo valdiklio sąsają.

Galite dar labiau patobulinti šį „pasidaryk pats“ projektą, kad sukurtumėte nedidelę ir lengvą nešiojamąją platformą, kurią būtų galima naudoti išmaniesiems telefonams ir USB įtaisams įkrauti nenaudojant baterijos. Tačiau jis veiks tik dieną.

Saulės įkroviklio privalumai

Šis saulės energija varomas įrenginys gali padėti pagerinti jūsų įrenginio nešiojamumą ir sumažinti priklausomybę nuo įprastų elektros energijos paskirstymo sistemų. Saulės energijos įkrovimas taip pat pagerina efektyvumą, nes išvengiama nuostolių, patiriamų konvertuojant kintamosios srovės į DC įprastose sistemose. Saulės energija varomose sistemose galite išvengti šių nuostolių, nes visas saugojimas / įkrovimas vyksta nuolatinėje srovėje; tačiau gali prireikti konvertuoti aukštyn arba reguliuoti įtampą.

Naudodami saulės energiją savo namuose galite žymiai sumažinti elektros išlaidas. Yra daugybė kitų saulės energija varomų projektų, kuriuos galite sukurti patys, pavyzdžiui, saulės energija varomas gatvės šviestuvas, saulės energija varomi baseino šildytuvai, saulės energija varomi „Bluetooth“ garsiakalbiai ir kt.