ในโครงการ DIY นี้ ฉันจะแสดงวิธีการออกแบบและสร้างเครื่องชาร์จแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ที่เรียบง่ายแต่มีประสิทธิภาพสำหรับแบตเตอรี่ 18650 ด้วยโครงการนี้ คุณสามารถชาร์จแบตเตอรี่ Li-Ion 18650 สองก้อนโดยตรงจากพลังงานแสงอาทิตย์โดยไม่ต้องใช้อะแดปเตอร์ติดผนัง

การแนะนำ

ความต้องการในการใช้ชีวิตอย่างยั่งยืนส่งผลให้มีการใช้พลังงานหมุนเวียนเพิ่มมากขึ้น หากไม่นับตัวเลขประสิทธิภาพแล้ว พลังงานแสงอาทิตย์ถือเป็นทางเลือกที่สะดวกสบายอย่างหนึ่ง (เมื่อเทียบกับแหล่งพลังงานหมุนเวียนอื่นๆ เช่น พลังงานลม) เมื่อเทียบกับแหล่งจ่ายไฟฟ้า

ปัจจุบันฟาร์มพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ถูกจัดตั้งขึ้นบนพื้นที่รกร้างว่างเปล่าหลายเอเคอร์ในหลายประเทศ แต่โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดเล็ก เช่น บนหลังคาอาคารอิสระและชุมชนใกล้บ้านขนาดเล็กก็ได้รับความนิยมเช่นกัน

การติดตั้งโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ ไม่ว่าจะขนาดใหญ่หรือเล็กก็ทำได้ง่ายมาก เพียงติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์บนหลังคา เชื่อมต่อกับตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ และชาร์จแบตเตอรี่ จากนั้นคุณสามารถใช้งานเครื่องใช้ไฟฟ้าหลักๆ ได้ด้วยอินเวอร์เตอร์ที่เหมาะสมจากแบตเตอรี่

ในฐานะโครงการโซลาร์สำหรับผู้เริ่มต้น ฉันได้ออกแบบเครื่องชาร์จแบตเตอรี่โซลาร์แบบง่าย ๆ เพื่อชาร์จแบตเตอรี่ Li-Ion 18650 ด้วยแบตเตอรี่เหล่านี้ คุณสามารถชาร์จโทรศัพท์มือถือ แท็บเล็ต หรือใช้แบตเตอรี่ในหลอดไฟ LED ไฟฉุกเฉิน เป็นต้น

แผนผังวงจรไฟฟ้า

มาเริ่มกันที่แผนผังวงจรหรือแผนผังการเชื่อมต่อของเครื่องชาร์จแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์แบบ DIY สำหรับ 18650 กันเลยดีกว่า ส่วนประกอบทั้งหมดที่ฉันจะแสดงรายการไว้ในหัวข้อถัดไปนั้นหาซื้อได้ง่ายมาก และมีจำหน่ายตามร้านขายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในพื้นที่ (คุณสามารถซื้อได้ทางออนไลน์เช่นกัน)

ส่วนประกอบที่จำเป็น

• แผงโซลาร์เซลล์ขนาดเล็ก 6V – 100mA
• แบตเตอรี่ลิเธียมไออน 2x18650
• ที่ใส่แบตเตอรี่ 18650
• โมดูลชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไออน TP4056 พร้อมระบบป้องกัน
• ตัวแปลงเพิ่มแรงดันไฟขาเข้า 1V ถึง 5V เป็นเอาต์พุต 5V (ตัวแปลงเพิ่มแรงดัน)
• ไดโอด PN Junction 1N4007
• สวิตช์ (กดเพื่อเปิดและกดเพื่อปิด)
• การเชื่อมต่อสายไฟ

จะตั้งค่าเครื่องชาร์จแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์แบบ DIY สำหรับ 18650 ได้อย่างไร?

ก่อนอื่นฉันจะอธิบายการเชื่อมต่อและการตั้งค่าเครื่องชาร์จแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์สำหรับ 18650 ทีละขั้นตอน จากนั้นเราจะทำความเข้าใจหลักการทำงาน

เมื่อพูดถึงการเชื่อมต่อ แผงโซลาร์เซลล์ขนาดเล็กจะมีสายไฟ 2 เส้นออกมา เส้นหนึ่งเป็นสีแดงซึ่งเป็นสายบวก และอีกเส้นหนึ่งเป็นสีดำ (หรือสีน้ำตาลในกรณีของฉัน) ซึ่งเป็นสายลบ

ตอนนี้ ให้ใช้โมดูลเครื่องชาร์จแบตเตอรี่ Li-Ion TP4056 พร้อมตัวป้องกันแบตเตอรี่ ที่ด้านอินพุต จะมีขั้วต่อสองขั้วคือ IN+ และ IN- นำสายสีแดงจากแผงโซลาร์เซลล์มาต่อเข้ากับขั้วบวกของไดโอด 1N4007

เชื่อมต่อแคโทดของไดโอดเข้ากับขั้ว IN+ ของโมดูล TP4056 และเชื่อมต่อสายสีดำของแผงโซลาร์เซลล์เข้ากับขั้ว IN ของ TP4056 โดยตรง เพียงเท่านี้ส่วนอินพุตก็เสร็จสมบูรณ์

ที่ด้านเอาต์พุตของ TP4056 มีขั้วต่อสี่แบบคือ B+, B-, OUT+ และ OUT- นำแบตเตอรี่ลิเธียมไออน 18650 สองก้อนพร้อมที่ยึดมาต่อแบบขนาน โดยขั้วบวกของแบตเตอรี่ทั้งสองขั้วจะเป็นขั้วบวกทั่วไป และขั้วลบทั้งสองขั้วจะเป็นขั้วบวกทั่วไป

ต่อขั้วบวกทั่วไปของแบตเตอรี่เข้ากับขั้ว B+ ของ TP4056 คุณอาจต้องบัดกรีสายไฟเข้ากับบอร์ด Li-Ion Charger ในทำนองเดียวกัน ให้ต่อขั้วลบทั่วไปของแบตเตอรี่เข้ากับขั้ว B- ของ TP4056

ขั้นตอนสุดท้ายของการจำกัดคือการเชื่อมต่อเอาต์พุตของ TP4056 เข้ากับโมดูล Boost Converter 5V โมดูลตัวแปลง Step-up มีขั้วอินพุตสองขั้วชื่อ IN+ และ IN- เชื่อมต่อ OUT+ ของ TP4056 เข้ากับ IN+ ของโมดูล Boost Converter และ OUT- เข้ากับ IN- ตามลำดับ

คุณสามารถใช้สวิตช์ระหว่าง TP4056 และตัวแปลง Boost เพื่อเปิดหรือปิดเอาต์พุตได้ ฉันได้ติดอุปกรณ์ทั้งหมดเข้ากับกล่องใส่แบตเตอรี่โดยมีสวิตช์อยู่ตรงกลางและพอร์ต USB อยู่ที่ขอบ

หลักการของเครื่องชาร์จแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์แบบ DIY สำหรับ 18650

แผงโซลาร์เซลล์ที่ใช้ในโครงการนี้คือแผงโซลาร์เซลล์ขนาดเล็ก 6V ที่มีเอาต์พุตเพียง 100mA เอาต์พุตของแผงโซลาร์เซลล์นี้จะไม่คงที่ที่ 6V แต่สามารถผันผวนระหว่าง 5V และ 7.5V ได้ (ตามแผ่นข้อมูล)

แรงดันไฟฟ้านี้กำหนดเป็นอินพุตของโมดูลชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไออน TP4056 ซึ่งในสถานการณ์นี้จะทำหน้าที่เป็นตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ อินพุตของ TP4056 อาจอยู่ในช่วง 4V ถึง 8V (ซึ่งเป็นช่วงของเอาต์พุตของแผงโซลาร์เซลล์)

จากนั้น TP4056 จะชาร์จแบตเตอรี่จากพลังงานแสงอาทิตย์โดยตรง หากคุณต้องการชาร์จแบตเตอรี่เพียงอย่างเดียว ก็เพียงพอแล้ว แต่เนื่องจากโครงการของเราจำเป็นต้องชาร์จโทรศัพท์มือถือด้วย เราจึงต้องมีเอาต์พุต 5V และเอาต์พุตของแบตเตอรี่ลิเธียมไออน 18650 มีเพียง 3.7V เท่านั้น

Boost Converter เข้ามาช่วยเหลือแล้ว Boost Converter ที่ฉันใช้เป็นตัวแปลงเพิ่มแรงดันอินพุต 1V-5V เป็นเอาต์พุต 5V กล่าวคือ แปลงแรงดันอินพุตระหว่าง 1V ถึง 5V แล้วให้เอาต์พุต 5V คงที่ นอกจากนี้ Boost Converter ยังรองรับกระแสไฟได้ถึง 1A ดังนั้นการชาร์จโทรศัพท์มือถือจึงไม่ช้าเกินไป

ฉันใช้โครงการนี้เพื่อชาร์จโทรศัพท์มือถือและจ่ายไฟให้กับบอร์ด Arduino ด้วย

‍