Kā izveidot savu ar saules enerģiju darbināmu USB lādētāju

Saules enerģija tiek uzskatīta par patiesi atjaunojamu un videi draudzīgu enerģijas resursa veidu, kas pieejams uz Zemes. Mūsdienās cilvēki maksimāli izmanto šo resursu, kas ir īpaši svarīgi attālos apgabalos, kur elektropārvade ir ierobežota. Tas ir īpaši piemērots reģioniem ar ilgstošu saules iedarbību dienas laikā, jo tas var ievērojami samazināt elektrības rēķinus.

Mēs parādīsim, kā izveidot DIY sistēmu, lai uzlādētu ar USB darbināmas līdzstrāvas elektroniskās ierīces, izmantojot saules enerģiju. Mūsu mērķis ir izskaidrot un demonstrēt koncepciju, izmantojot minimālas sastāvdaļas un vienkāršu dizainu.

Saules enerģijas izpratne

Saules enerģija ir saules gaismas enerģijas pārvēršana izmantojamā un efektīvā enerģijas avotā. Saules paneļi un ģeneratori tiek izmantoti, lai gaismas enerģiju pārvērstu elektroenerģijā. Saules paneļi atšķiras pēc izmēra, sākot no dažām kvadrātcollām līdz lieliem, ko izmanto uz dzīvojamo māju jumtiem. Varat arī savienot lielākus paneļus lielos laukos, lai ražotu elektroenerģiju izmantošanai komerciālā mērogā.

Ir vairāki veidi, kā izmantot saules enerģiju. Visizplatītākā ir saules fotoelektriskā (PV) sistēma, kas pārvērš saules starus elektriskajā strāvā. Papildus fotoelektriskās sistēmas izmantošanai elektriskās strāvas ģenerēšanai cilvēki izmanto arī saules siltumenerģiju vai saules enerģijas koncentrēšanu iekštelpu telpu vai šķidrumu sildīšanai. Varat arī uzstādīt saules karstā ūdens sistēmas.

Pareizo komponentu izvēle

Mūsu galvenais mērķis ir izmantot saules enerģiju no saules gaismas, lai iegūtu strāvu, kas nepieciešama USB ierīču uzlādēšanai. Jums būs nepieciešams arī akumulators, lai saglabātu uzlādi sliktos laikapstākļos un saulrieta laikā. Turklāt akumulators nodrošina arī nepārtrauktu konkrētas strāvas padevi, kas nepieciešama elektronisko ierīču uzlādēšanai.

Šim DIY projektam jums būs nepieciešami šādi komponenti:

• Saules panelis: Līdzstrāvas ģenerēšanai saules gaismas ietekmē. Izvēlieties atbilstošā izmēra paneli atbilstoši slodzes prasībām. Mēs izmantojam 150 W saules paneļus — ar šo jaudu mēs varam darbināt pat līdzstrāvas spuldzes un līdzstrāvas ventilatorus.
• Akumulators: Maksas uzglabāšanai. Izmantojiet atbilstoša izmēra akumulatoru, pamatojoties uz slodzes prasībām.
• Saules uzlādes kontrolieris: Lai regulētu strāvu un novērstu akumulatora pārlādēšanu un elektrisko pārslodzi. Izvēlieties saules uzlādes kontrolieri ar piemērotu strāvas stiprumu un USB interfeisu.
• Vadi: Savienojumam.
• USB ierīce: Testēšanai, piemēram, mobilajam tālrunim vai planšetdatoram.

1. darbība: blokshēma

Nākamajā diagrammā parādīta montāža, kas nepieciešama, lai iegūtu, kontrolētu un efektīvi izmantotu saules paneļu saražoto jaudu.

Savienojiet visas ierīces, piemēram, ģenerēšanas bloku (saules paneli), uzglabāšanas bloku (akumulatoru) un slodzi, ar saules uzlādes kontrolieri. Šis kontrolieris uzraudzīs ieplūdes strāvu, izejas slodzes strāvu un uzlādes spriegumu.

2. darbība: pievienojiet saules paneli

Mēs izmantojam saules baterijas (150W) paralēlā konfigurācijā, lai palielinātu akumulatora uzlādes strāvu. Varat izmantot mazāk vai vairāk paneļu un jaudas jaudu atbilstoši slodzes prasībām. Paralēlai kombinācijai savienojiet visu saules paneļu pozitīvos spailes caur vadu un dariet to pašu ar visu paneļu negatīvajiem spailēm. Pēc tam pozitīvo un negatīvo vadu savienojumus atsevišķi pārklāj ar izolācijas lenti.

3. darbība: pievienojiet uzlādes kontrolieri

Savienojiet paneļa pozitīvo vadu ar uzlādes kontrollera pozitīvo spaili un negatīvo vadu ar uzlādes kontrollera negatīvo spaili. Mūsu saules uzlādes kontrolierim ir A tipa USB ports. Uzlādes kontrollerim ir iekšējais sprieguma regulators, kas pārveido 12V līdzstrāvu par 5V līdzstrāvu, ļaujot tam uzlādēt ar USB darbināmas ierīces. USB moduļos parasti tapas 1 un 4 tiek izmantotas attiecīgi kā 5 V līdzstrāva un zemējums. Izmantojot šo USB portu, varat uzlādēt elektroniskas ierīces ar USB saskarnēm, piemēram, mobilos tālruņus, planšetdatorus un viedpulksteņus.

Saules uzlādes kontrolieris novērš pārlādēšanu/pārspriegumu, kas pretējā gadījumā varētu izraisīt akumulatora uzkaršanu. Pārkaršana var sabojāt ierīces akumulatora darbības laiku un veiktspēju.

4. darbība. Ievietojiet akumulatoru

Akumulatora uzstādīšana nodrošina a noderīga jaudas dublēšana situācijās, kad saules enerģijas uzlāde nav pieejama sliktu laika apstākļu dēļ vai naktī. Elektriskās strāvas uzglabāšanai izmantojam 12V līdzstrāvas baterijas. Mēs sakārtojām šīs baterijas paralēlā konfigurācijā, kas nodrošina vienādu spriegumu, t.i., 12 V, izmantojot šo paralēlo kombināciju. Tomēr paralēla kombinācija palielina strāvas jaudu.

Akumulatora ietilpība (viena vai vairākas) jāizvēlas atkarībā no slodzes un saules paneļa uzlādes jaudas. Savienojiet saules uzlādes kontrollera akumulatora saskarni ar akumulatora spailēm, izmantojot biezus metāla vadus.

5. darbība: pabeidziet elektroinstalāciju

Pārliecinieties, ka visas sastāvdaļas ir pareizi un cieši savienotas, lai izvairītos no dzirksteļošanas. Nosedziet arī savienojumus, lai izvairītos no īssavienojumiem. Savstarpējai savienošanai izmantojiet labas kvalitātes biezāku vadu, jo tas samazina vadītāju zudumus. Parasti ir ieteicams novietot saules paneļus, uzlādes kontrollerus un akumulatorus tuvu viens otram, lai izvairītos no gari elektrības vadi — pēdējais var izraisīt lielākus elektriskos zudumus un samazināt saules enerģijas efektivitāti sistēma.

6. darbība: pārbaudiet lādētāju

Lai pārbaudītu šo sistēmu dienas laikā, lai veiktu akumulatora uzlādi, nospiediet ieslēgšanas pogu uz saules uzlādes kontrollera. Ievērojiet spriegumus, kas parādās uz uzlādes kontrollera. Pārraugiet arī plūstošo strāvu izmantojot digitālo multimetru vai digitālais skavas mērītājs.

Jūs ievērosiet, ka uzlādes kontrolleris parāda spriegumu uz akumulatora un saules paneļa. Uzlādes kontrolieris parāda arī šīs sistēmas slodzes strāvu, kad tai ir pievienota līdzstrāvas slodze.

Kad 12 V akumulators sasniedz aptuveni 14 V līdzstrāvas spriegumu uz saules uzlādes kontrollera, tas atvieno uzlādi no saules paneļa, lai pasargātu akumulatoru no pārlādēšanas. To var novērot, uzraugot saules paneļa spriegumu, kas saulainās dienās var pārsniegt 16 V līdzstrāvas.

Pēc tam pievienojiet USB ierīci vai viedtālruni tieši saules uzlādes kontrollerim, izmantojot A tipa USB savienotāju. USB ports nodrošina 5 V līdzstrāvu, kas tiek iekšēji regulēta/pārveidota no akumulatora. To darot, pamanīsit, ka pievienotā ierīce sāk uzlādēt. Turklāt jūs varat arī novērot strāvu, ko velk šī slodze.

Turklāt šī sistēma var darbināt ierīces, izņemot USB interfeisu; t.i., varat izmantot 12V interfeisu līdzstrāvas spuldzēm, līdzstrāvas ventilatoriem utt. Viss, kas jums jādara, ir savienot tos ar uzlādes kontrollera slodzes interfeisu. Slodzes simbols (piemēram, spuldze) apzīmē šo uzlādes kontrollera interfeisu.

Varat vēl vairāk uzlabot šo DIY projektu, lai izveidotu mazu un vieglu pārnēsājamu platformu, ko izmantot viedtālruņu un USB ierīču uzlādēšanai, neizmantojot akumulatoru. Tomēr tas darbosies tikai dienas laikā.

Saules lādētāja priekšrocības

Šis ar saules enerģiju darbināms risinājums var palīdzēt uzlabot ierīces pārnesamību un samazināt atkarību no tradicionālajām elektroenerģijas sadales sistēmām. Saules uzlāde arī uzlabo efektivitāti, izvairoties no zaudējumiem, kas rodas, pārveidojot maiņstrāvas uz līdzstrāvu tradicionālajās sistēmās. Ar saules enerģiju darbināmās sistēmās jūs varat izvairīties no šiem zudumiem, jo ​​visa uzglabāšana/uzlāde tiek veikta līdzstrāvas režīmā; tomēr tam var būt nepieciešama pārveidošana vai sprieguma regulēšana.

Izmantojot saules enerģiju savā mājā, jūs varat ievērojami samazināt elektrības izdevumus. Ir daudz citu ar saules enerģiju darbināmu projektu, ko varat izveidot pats, piemēram, ar saules enerģiju darbināms ielas apgaismojums, ar saules enerģiju darbināmi baseina sildītāji, ar saules enerģiju darbināmi Bluetooth skaļruņi utt.