Czy mogę bezpiecznie naładować baterię 24 V do akumulatora garażowego za pomocą pary paneli słonecznych 12 V?

Mam siłownik do bramy garażowej Hormann Promatic Akku, ponieważ mój garaż nie ma prądu sieciowego. Ogólnie jestem pod wrażeniem tego, jak dobrze działa. Niestety, chociaż trwa to około dwóch miesięcy między ładowaniami, prawie nie informuje o niskim poziomie naładowania baterii.

Chciałbym, aby trwało to dłużej między ładowaniami, więc jakiś czas temu kupiłem kilka ładowarek słonecznych małej mocy. Obawiam się, że może być coś, co przegapiłem w naiwny sposób, zamierzam je połączyć.

tło

Akumulator Hormann (na dole po prawej na zdjęciu) ma parę gniazd XLR, dzięki czemu można podłączyć przewód zasilający siłownika do jednego z nich. Zakładam, że Hormanns posiada (absurdalnie drogie i niedostępne w Wielkiej Brytanii) ładowarki do innych gniazd. Wewnątrz jest kilka głęboko rozładowanych akumulatorów 12 V połączonych szeregowo.

^{Atrybut Hormann .}

Po pełnym naładowaniu moduł akumulatorowy mierzy 26,3 V, a siłownik odmawia pracy, gdy napięcie spadnie do 23,3 V.

Panele słoneczne, które mam, mają tylko 1 W, ale mają zintegrowaną diodę. Były sprzedawane jako ładowarki do akumulatorów słonecznych 12 V, a badania, które przeprowadziłem w tym czasie, sugerowały, że tak mała moc powinna się liczyć jako ładowanie podtrzymujące akumulatorów, więc nadmierne ładowanie nie powinno stanowić problemu. Zauważam jednak, że napięcie w obwodzie otwartym przy jasnym świetle słonecznym może osiągnąć 18 V.

Na jednym z paneli dioda jest przepalona, ​​więc każda rada dotycząca jej wymiany byłaby również przydatna (usunąłem starą diodę, ale była przyklejona na gorąco do panelu i usunięcie jej porysowało część identyfikatora, domyślam się, że to jednak 1N4007 ).

Jak zamierzam je połączyć

Naiwnie zamierzałem po prostu połączyć szeregowo oba panele, tak jak akumulatory są podłączone przez wtyczkę XLR i pozostawić podłączone na stałe.

Zastanawiam się również, czy lepiej byłoby zostawić diodę na drugim panelu i po prostu połączyć oba panele z jedną diodą między nimi.

Moje troski

Zakładając rzadki brytyjski dzień lata, wiem, że zaledwie 1 W @ 18 V oznacza dość niski prąd do akumulatora, ale czy 36 V z pary paneli może uszkodzić obwód siłownika? Zgaduję, że podłączenie do akumulatora obniży to napięcie nieco powyżej napięcia akumulatora, ale dobrze byłoby wiedzieć na pewno.

Ponadto, gdy siłownik faktycznie pobiera prąd, pobiera sporo watów przez 20-30 sekund. Czy ogniwa słoneczne mogą zostać w jakikolwiek sposób uszkodzone? Patrząc na arkusz danych diod, wygląda na to, że każda z diod byłaby w stanie poradzić sobie z prądem i napięciami, o których mówimy.

Przejrzałem odpowiednie pytania z tagami ogniw słonecznych i pytania dotyczące ładowania baterii , ale wydaje mi się, że te, które nie są w stanie rozwiązać moich obaw.

ale czy 36v z pary paneli może uszkodzić obwód siłownika?

Oto oferta. Akumulatory kwasowo-ołowiowe wyglądają elektrycznie jak źródło napięcia / zlew o małej rezystancji szeregowej, a poziom napięcia jest funkcją stanu naładowania. 2 V / ogniwo (6 akumulatorów szeregowo w akumulatorze 12 V) ma wartość nominalną, a jeśli dobrze pamiętam, ich napięcie w obwodzie otwartym wynosi około 1,9 V puste, pełne 2,1 V. To obejmuje 90% ich zachowania.

Biorąc to pod uwagę, specyfikacja „1 W @ 18 V” panelu słonecznego nie będzie w stanie „wygrać” z akumulatorem, a napięcie panelu słonecznego zostanie obniżone do napięcia akumulatora, dostarczając prawdopodobnie 0,055 A (= 1 W / 18 V) przy dowolnym napięciu akumulatora.

Gdy akumulator się całkowicie zapełnia, jego rezystancja szeregowa gwałtownie rośnie, a napięcie rośnie, dopóki nie będzie wystarczającego napięcia do rozpoczęcia elektrolizy płynu, a na zaciskach pojawi się generacja H2 i O2 i utrata elektrolitu. Akumulator kwasowo-ołowiowy, w zależności od producenta +, ma pewną szybkość rekombinacji H2 + O2 => elektrolit, z którym może sobie poradzić; jeśli elektrolizujesz przy wyższym prądzie, prowadzi to do trwałej utraty elektrolitu (+ stąd utrata pojemności)

Tak więc istnieje bezpieczny prąd, który można stale dostarczać do akumulatora kwasowo-ołowiowego, a jego samorozładowanie w wyniku elektrolizy równoważy prąd ładowania. To zależy od produkcji + konstrukcji. Nie martwiłbym się szybkością ładowania C / 10 lub C / 20 (gdzie C = prąd potrzebny do rozładowania baterii w ciągu 1 godziny). Baterie do bram garażowych mają prawdopodobnie pojemność> 1 Ah, więc powinieneś być bezpieczny dzięki prądowi ładowania 55mA.

JEDNAK - prawdopodobnie umieściłbym (diodę Zenera i rezystor szeregowo) równolegle z każdą baterią, dioda Zenera ma około 14 V, a rezystor może około 10 omów, aby nie dopuścić do zbyt dużego naładowania styków baterii.

Ponadto: jeśli możesz, podłącz każdy panel słoneczny do każdej baterii (i trzymaj diody) zamiast pary paneli w szeregu połączonych szeregowo z bateriami - tj. Spróbuj podłączyć środkowe kurki. W ten sposób ładujesz każdą baterię niezależnie. W przeciwnym razie może to zepsuć żywotność baterii, jeśli napięcia baterii będą się różnić - ta z wyższym napięciem będzie miała tendencję do przeładowania, podczas gdy druga będzie miała tendencję do nadmiernego rozładowania i niezupełnego naładowania.

Streszczenie:

• W przypadku eksploatacji w Oksfordzie w Anglii ładowarka zapewni przydatne zyski w czasie między ładowaniami przez ponad 6 miesięcy w roku.

• Ładowarki mogą być używane w stanie, w jakim się znajdują (z dwoma szeregami podłączonymi bezpośrednio do akumulatora 24V). Podłączenie jednego z każdego akumulatora jest opłacalne, ale szybkość ładowania jest tak mała, że ​​uzyskanie równowagi bilansu akumulatora z tego powodu raczej nie będzie przydatne.

• Dioda 1N400x będzie działać dobrze (dla paneli o mocy poniżej 10 Watów).

• Jeśli używasz dwóch paneli w szeregu, potrzebujesz tylko jednej diody - możesz ominąć diodę na drugim panelu, jeśli chcesz.

• Baterie nie powinny być głęboko rozładowane, nawet jeśli mają ocenę „głębokiego rozładowania”, jeśli chcesz uzyskać maksymalną żywotność baterii. Istniejący wyłącznik 23,3 V jest prawdopodobnie dostosowany do tej potrzeby.

______________

Nieznany rozmiar w AH baterii - załóżmy, że „cegła” 2 x 7AH - może być większa.
Rozmiar panelu PV = 2 x 1 wat nominalny.

Dostosuj odpowiednio wyniki poniżej, jeśli akumulatory są mniejsze lub równe 7 Ah każdy.

Stop Press: ta strona oferuje

• „Akumulator wymienny WA 24, 10 Ah do Promatic - Akku w komplecie z uchwytem”

za „zaledwie” 213 euro!
Zakładając, że oryginał ma również 10 Ah , poniższe liczby należy zwiększyć o około 1,5 pod względem pojemności. Stawki ładowania paneli fotowoltaicznych 1 W są jeszcze mniej podatne na szkodliwość. Zastanowię się nad poprawieniem tej odpowiedzi w świetle tej „wiedzy” we właściwym czasie.

The Absolutnie wspaniałe miejsce Gaisma który zapewnia wiele przydatnych informacji na temat nasłonecznienia (poziomy słońce, opady, prędkość wiatru i wiele innych) w tysiącach miejsc na całym świecie, doradztwo, że średnia dzienna godzin sunshine z miesiąca na miesiąc w Oxford w Anglii, od stycznia do grudnia to:

Nasłonecznienie, kWh / m² / dzień = „Godziny nasłonecznienia”

• Miesiąc / średnie godziny nasłonecznienia dziennie
  Jan 0,67
  lut 1,23
  mar 2,23
  kwi 3,39
  maj 4,39
  cze 4,64
  lip 4,66
  sie 3,99
  wrz 2,76
  paź 1,59
  lis 0,82
  grudzień 0,50

tj. 4,66 w lipcu i 0,5 w grudniu.

To średnia dzienna liczba watogodzin przypadająca na wat panelu fotowoltaicznego AT BEST.

Bateria 12 V daje nominalnie około 12 Watt na amp amp godzinę wydajności. Tak więc „cegła” 7AH da 84 Watt godziny.

W DOBRY lipcowy dzień panel o mocy 1 W daje moc 4,66 Wh lub ponad 24 godziny, co stanowi średnią 0,2 W. Tak więc pełne naładowanie akumulatora 84 Wh przy tej szybkości (przy założeniu 100% wydajności) zajęłoby 84 / 0,2 = 420 godzin. tzn. średnia stawka opłaty w angielskim angielskim w połowie lata w Oksfordzie z dobrze zorientowanym panelem wynosi C / 420. Nawet przy ładowaniu z pełną mocą w ciągu dnia stawka wynosi 1 W / 84 Wh = C / 84.

C / 100 byłby bardzo skromnym ładunkiem podtrzymującym dla akumulatora ołowiowo-kwasowego, więc biorąc pod uwagę założenia 1 x 1 watowy panel na akumulator 7Ah (2 akumulatory, 2 panele), który można pozostawić bez problemów.

Dobrą wiadomością jest to, że mówisz, że obecnie bateria wystarcza „około 2 miesięcy między ładowaniami”. 60 dni x 24 godziny = 1440 godzin. Więc… znaczywskaźnik rozładowania akumulatora zostanie przekroczony przez moc wyjściową panelu w lipcu. W rzeczywistości, aby średnia stopa spadła, mówiąc C / 1200 (dopuszczając pewne nieefektywności), średnia dzienna stopa nasłonecznienia musiałaby spaść do 4,66 x 420/1200 ~ = 1,6 kWh / dzień (lub 1,6 godzin słonecznych / dzień). Stawka ta jest przekroczona w okresie 9 miesięcy od marca do października włącznie. Tak jak poprzednio, zakłada się, że panel jest w dobrym stanie 1 W i akumulatory 7Ah 12V. Rzeczywista efektywna szybkość ładowania będzie niższa, ponieważ panel ma moc 1 W lub cokolwiek innego w optymalnym punkcie mocy. Murphy mówi, że MPP panelu i napięcie baterii będą zwykle różne. Istnieją również straty wydajności konwersji, ale kwas ołowiowy ma dość dobrą wydajność prądową (prąd wyjściowy / prąd wejściowy) - prawdopodobnie 80% - 90%. Przy niskich stawkach ładowania (jak ten) efektywność energetyczna jest również całkiem dobra. (Przy wyższych szybkościach ładowania napięcie na zaciskach wzrasta z powodu spadku napięcia na rezystancji wewnętrznej). Załóżmy, że uzyskujesz 80% wydajności konwersji do modelowania.

Wszystkie powyższe powinny być wykorzystane do ustalenia, jak działa inna bateria Ah i inny panel mocy w danym miesiącu.

Uwaga: nawet jeśli akumulator jest głęboko rozładowany, naładuj go, zanim zostanie głęboko rozładowany. Żywotność poprawi się. Pomoże to również ładowarka słoneczna.

Porada dotycząca używania zenera jako ochrony przed przepięciem jest dobra, ale w razie potrzeby można łatwo zbudować znacznie ostrzejsze urządzenie odcinające. Regulator bocznikowy TL431, 4 oporniki i tranzystor MOSFET z kanałem P lub PNP utworzą zaciskowy regulator o możliwym do ustalenia napięciu, tyle rozproszenia, na ile pozwala tranzystor i bardzo ostre napięcie „kolana”. Więcej na ten temat w razie potrzeby.

Byłbym bardzo zainteresowany wiedząc:

Ah ocena każdej baterii?
Na moc panelu.
Rodzaj panelu (amorficzny lub krystaliczny krzem lub ...?)

Energia na otwarcie?
Prąd roboczy
silnika Moc silnika?

Tylko prognozy - patrz założenia poniżej.

Założyć:

• 24 V x 10 Ah.

• 80% dostępnej pojemności dzięki ochronie przed głębokim rozładowaniem.

• 3 x (otwieranie + zamykanie) dziennie. Pozwala to 2 razy we wszystkie dni i kilka razy w weekendy itp.

• 30 sekund czasu otwarcia lub zamknięcia.

• 60 dni między doładowaniami

10 Ah x 80% = 8 Ah.

Czas pracy na jednym ładowaniu = 1/2 minuty x 2 operacje x 3 dziennie x 60 dni = 180 minut.
Powiedz 200 minut.

Pobór prądu = 8 Ah x 60 minut / godzina / 200 minut = 2,4 A.

2,4A x 24V ~ = 100 watów lub ~~ = silnik 1/8 HP

Energia na otwarcie ~~~ = 2,4 A x 24 V x 30 sekund = ~ 1800 W sekund na sekundę = 1800 Dżuli
= 0,5 Watt na godzinę.

Kontrola poczytalności:

Pojemność baterii = 8 Ah x 24 V = ~ 200 Wh
Więc akcje = 200 / 0,5 = 400
~ = 6 / dzień
= 3 x (otwórz + zamknij),
więc sprawdź poprawność OK :-)

__________________

Informacje o Gaisma dla Oxfordu:

__________________________________________

Informacje o użytkowniku:

Usunięta odpowiedź użytkownika zawierała informacje na temat korzystania z „rzeczywistego świata” z tym samym lub podobnym produktem. Oni powiedzieli:

• Użyłem 2x paneli słonecznych 5 W z regulatorem 5 W do zasilania własnych bram garażowych Hormann. Panele słoneczne są montowane na płaskim dachu garażu. Utrzymał moją baterię w pełni naładowaną przez całe miesiące letnie. Przed instalacją musiałem ładować co 2 miesiące jako OP.

• Całkowity koszt około 40 £ przy użyciu paneli / regulatorów eBay, pleksi do montażu itp. Warto to zrobić samemu