Соларна енергија се сматра истински обновљивим и еколошки прихватљивим обликом енергетског ресурса који је доступан на Земљи. Данас људи извлаче максимум из овог ресурса, што је посебно важно у удаљеним областима где је електрични пренос ограничен. Посебно је погодан за регионе са продуженим излагањем сунцу током дана, јер може значајно смањити рачуне за струју.
Показаћемо вам како да направите „уради сам“ систем за пуњење ДЦ електронских уређаја који се напајају преко УСБ-а користећи соларну енергију. Циљ нам је да објаснимо и демонстрирамо концепт користећи минималне компоненте и једноставан дизајн.
Преглед садржаја
Разумевање соларне енергије
Соларна енергија је претварање енергије из сунчеве светлости у употребљив и ефикасан извор енергије. Соларни панели и генератори се користе за претварање светлосне енергије у електричну енергију. Соларни панели се разликују по величини, од неколико квадратних инча до великих који се користе на крововима стамбених зграда. Такође можете да повежете веће панеле на великим пољима да бисте генерисали електричну енергију за употребу у комерцијалним размерама.
Постоји више начина да се искористи соларна енергија. Најчешћи је соларни фотонапонски (ПВ) систем који сунчеве зраке претвара у електричну струју. Осим што користе фотонапонски систем за генерисање електричне струје, људи такође користе соларну топлотну енергију или концентришу соларну енергију за загревање затворених простора или течности. Такође можете инсталирати соларне системе за топлу воду.
Одабир правих компоненти
Наш главни циљ је да користимо сунчеву енергију из сунчеве светлости како бисмо добили струју потребну за пуњење уређаја који се напајају преко УСБ-а. Такође ће вам бити потребна батерија за складиштење пуњења у случају лошег времена и током заласка сунца. Штавише, батерија такође обезбеђује континуирано снабдевање специфичном струјом потребном за пуњење електронских уређаја.
За овај „уради сам“ пројекат биће вам потребне следеће компоненте:
- Соларни панел: За генерисање једносмерне струје при излагању сунчевој светлости. Изаберите плочу одговарајуће величине према захтеву за оптерећење. Користимо соларне панеле од 150 В—са овим капацитетом можемо да користимо чак и ДЦ сијалице и ДЦ вентилаторе.
- Батерија: За складиштење пуњења. Користите батерију одговарајуће величине на основу захтева за оптерећење.
- Соларни контролер пуњења: За регулисање струје и спречавање прекомерног пуњења батерије и електричног преоптерећења. Изаберите соларни контролер пуњења са одговарајућом јачином струје и УСБ интерфејсом.
- Жице: За повезивање.
- УСБ уређај: За тестирање, као што је мобилни телефон или таблет.
Корак 1: Блок дијаграм
Следећи дијаграм приказује склоп потребан за добијање, контролу и ефикасно коришћење енергије коју производе соларни панели.
Повежите све уређаје—као што су производна јединица (соларни панел), јединица за складиштење (батерија) и оптерећење—на соларни контролер пуњења. Овај контролер ће пратити улазну струју, излазну струју оптерећења и напон пуњења.
Корак 2: Повежите соларну плочу
Користимо соларне плоче (150В) у паралелној конфигурацији да повећамо струју пуњења батерије. Можете користити мање или више панела и капацитет напајања према захтеву оптерећења. За паралелну комбинацију, повежите позитивне терминале свих соларних панела заједно кроз жицу и урадите исто за негативне терминале свих панела. Затим прекријте спојеве позитивних и негативних жица појединачно изолационом траком.
Корак 3: Причврстите контролер пуњења
Повежите позитивну жицу панела са позитивним терминалом контролера пуњења, а негативну жицу са негативним терминалом контролера пуњења. Наш соларни контролер пуњења има УСБ Типе-А порт на себи. Контролер пуњења има унутрашњи регулатор напона који претвара 12В ДЦ у 5В ДЦ, омогућавајући му пуњење уређаја који се напајају преко УСБ-а. У УСБ модулима, пинови 1 и 4 се обично користе као 5В ДЦ и уземљење. Користећи овај УСБ порт, можете пунити електронске уређаје са УСБ интерфејсима као што су мобилни телефони, таблети и паметни сатови.
Соларни контролер пуњења спречава прекомерно пуњење/пренапон који би иначе могао да изазове загревање батерије. Прегревање може да оштети животни век и перформансе батерије уређаја.
Корак 4: Инсталирајте батерију
Инсталирање батерије обезбеђује корисну резерву напајања у ситуацијама када соларно пуњење није доступно због лоших временских услова или ноћу. За складиштење електричне струје користимо 12В ДЦ батерије. Ове батерије смо поређали у паралелну конфигурацију што резултира истим напоном, односно 12В, кроз ову паралелну комбинацију. Међутим, паралелна комбинација повећава тренутни капацитет.
Капацитет батерије (једна или више јединица) треба да изаберете на основу захтева за оптерећење и капацитета пуњења соларног панела. Повежите интерфејс батерије соларног контролера пуњења са терминалима батерије помоћу дебелих металних жица.
Корак 5: Завршите ожичење
Уверите се да сте правилно и чврсто спојили све компоненте како бисте избегли варничење. Такође, покријте спојеве како бисте избегли кратак спој. Користите квалитетну дебљу жицу за међусобно повезивање јер смањује губитке проводника. Генерално се препоручује постављање соларних панела, контролера пуњења и батерија близу једни других како би се избегло дуготрајно ожичење – ово последње може довести до већег губитка електричне енергије и смањења ефикасности соларног система.
Корак 6: Тестирајте пуњач
Да бисте тестирали овај систем током дана за пуњење батерије, притисните дугме за укључивање на соларном контролеру пуњења. Обратите пажњу на напоне који се појављују на контролеру пуњења. Такође пратите струју која тече помоћу дигиталног мултиметра или дигиталног клешта.
Приметићете да контролер пуњења приказује напон на батерији и соларном панелу. Контролор пуњења такође показује струју оптерећења за овај систем, када је на њега прикључено једносмерно оптерећење.
Када батерија од 12В постигне напон од око 14В ДЦ на соларном контролеру пуњења, она искључује пуњење са соларног панела, како би заштитила батерију од прекомерног пуњења. Ово можете посматрати праћењем напона соларног панела, који може премашити 16В ДЦ током сунчаних дана.
Затим повежите УСБ уређај или паметни телефон директно на соларни контролер пуњења помоћу УСБ конектора типа А. УСБ порт обезбеђује 5В ДЦ, који се интерно регулише/конвертује из батерије. Док то радите, приметићете да повезани уређај почиње да се пуни. Штавише, такође можете посматрати струју коју повлачи ово оптерећење.
Поред тога, овај систем може да напаја друге уређаје осим преко УСБ интерфејса; тј. можете користити 12В интерфејс за ДЦ сијалице, ДЦ вентилаторе, итд. Све што треба да урадите је да их повежете са интерфејсом оптерећења на контролеру пуњења. Симбол оптерећења (нпр. сијалица) представља овај интерфејс на контролеру пуњења.
Можете додатно побољшати овај „уради сам“ пројекат како бисте направили малу и лагану преносиву платформу која ће се користити за пуњење паметних телефона и УСБ уређаја без употребе батерије. Међутим, радиће само током дана.
Предности соларног пуњача
Овај аранжман на соларни погон може вам помоћи да побољшате преносивост вашег уређаја и смањите ослањање на конвенционалне системе за дистрибуцију електричне енергије. Соларно пуњење такође побољшава ефикасност избегавањем губитака који настају током АЦ-то-ДЦ конверзије у конвенционалним системима. У системима на соларни погон, можете избећи ове губитке јер се све складиштење/пуњење одвија у ДЦ; међутим, може захтевати конверзију навише или регулацију напона.
Коришћењем соларне енергије у свом дому, можете значајно да смањите трошкове електричне енергије. Постоји много других пројеката на соларни погон које можете сами да направите, као што су улично осветљење на соларни погон, грејачи базена на соларни погон, Блуетоотх звучници на соларни погон итд.