Hur du bygger din egen soldrivna USB-laddare
Solenergi anses vara en verkligt förnybar och miljövänlig form av energiresurs som finns tillgänglig på jorden. Numera utnyttjar människor denna resurs på bästa sätt, vilket är särskilt viktigt i avlägsna områden där elöverföringen är begränsad. Det är särskilt lämpligt för regioner med långvarig solexponering under dagtid, eftersom det kan minska elräkningarna avsevärt.
Vi kommer att illustrera hur man själv kan skapa ett system som laddar USB-anslutna bärbara elektroniska enheter med hjälp av solenergi. Vår avsikt är att förtydliga och visa denna process med hjälp av få komponenter och en enkel design.
Förståelse för solenergi
Med solenergi avses processen att omvandla solstrålning till en tillgänglig och effektiv form av energi. Denna omvandling sker vanligtvis med hjälp av solpaneler eller generatorer som är utformade för att omvandla fotoner från solens strålar till elektricitet. Storleken på dessa enheter varierar kraftigt, vissa mäter bara några kvadratcentimeter medan andra kan täcka hela hustak eller vara anslutna över stora landområden för att producera el i industriell skala.
Solenergi kan utnyttjas på olika sätt. En vanlig metod är att använda ett solcellssystem (PV) som omvandlar solljus till elektrisk ström. Förutom att generera elektricitet med hjälp av ett solcellssystem kan man också använda termisk solenergi eller koncentrerad solenergi för att värma upp inomhusutrymmen eller vätskor. Installation av solvärmda varmvattensystem är ett annat alternativ för att fånga upp och omvandla solstrålning till användbar värme.
Välja rätt komponenter
Det primära syftet med vårt projekt är att utnyttja solenergi från solljuset för att tillhandahålla den elektricitet som behövs för att ladda USB-aktiverade enheter. Det är viktigt att notera att ett extra batteri bör användas vid dåligt väder eller under perioder när solen går ner, för att upprätthålla ett jämnt flöde av den elektriska ström som krävs för laddning av enheter. Batteriet fungerar inte bara som lagringsmedium för denna ström utan även som reservkälla i händelse av otillräckligt solljus.
För att kunna genomföra detta självtillverkade projekt är det nödvändigt att skaffa en samling specifika element, som inkluderar:
Solpanelen är konstruerad för att omvandla solljus till likströmselektricitet. Det är viktigt att välja en lämplig panel baserat på den uteffekt som krävs för att effektivt driva olika elektriska apparater, t.ex. likströmslampor eller fläktar.Vårt förstahandsalternativ består av 150-watts solpaneler som utan problem kan driva både DC-belysningsarmaturer och fläktar.
Användningen av ett batteri av lämplig storlek är avgörande för effektiv energilagring, med hänsyn tagen till kraven från den anslutna lasten.
En laddningsregulator är en viktig enhet för att reglera elflödet i ett solenergisystem och säkerställa att batteriet varken under- eller överladdas, vilket kan leda till skador på batteriet eller till och med utgöra en säkerhetsrisk. Den förhindrar också överbelastning av den elektriska kretsen genom att begränsa mängden ström som kan passera genom den. När du väljer en laddningsregulator för solceller är det viktigt att ta hänsyn till strömstyrkan och om det finns ett USB-gränssnitt, vilket kan vara nödvändigt för laddning av mindre enheter som smartphones eller surfplattor.
⭐Kablar:För anslutning.
En USB-aktiverad gadget används för utvärdering, inklusive smartphones och surfplattor.
Steg 1: Blockdiagram
Ovanstående illustration visar de nödvändiga komponenterna för att utnyttja, reglera och effektivt utnyttja den energi som genereras av solpaneler.
Se till att alla komponenter i systemet är sammankopplade med varandra genom att ansluta generatormodulen (solpanel), energilagringsenheten (batteri) och lasten till solcellens laddningsregulator. Den senare kommer kontinuerligt att övervaka den inkommande strömmen, utgående lastströmmen och laddningspotentialen.
Steg 2: Anslut solpanelen
Vi använder solpaneler på 150 watt i ett parallellt arrangemang för att förbättra batteriets laddningsström. Antalet paneler och deras totala effektkapacitet kan justeras baserat på belastningens specifika behov. För att konfigurera den parallella anslutningen, koppla samman de positiva terminalerna på varje panel via en ledare och utför samma process för de negativa terminalerna. Förslut därefter kopplingarna mellan de positiva och negativa ledningarna med en elektriskt isolerande tejp för att säkerställa korrekt isolering.
Din webbläsare stöder inte videotaggen.
Steg 3: Anslut laddningsregulatorn
Anslut den positiva kabeln från ditt solenergisystems laddningspanel till den positiva terminalen på vår laddningsregulator för solenergi, medan du ansluter den negativa kabeln till den negativa terminalen på samma enhet. Det är värt att notera att vår laddningsregulator har en inbyggd USB Typ-A-port för bekväm laddning av USB-kompatibla enheter.Med den här porten kan vi använda laddningsregulatorns interna spänningsregulator, som effektivt omvandlar 12V DC till 5V DC. Som ett resultat kan vi nu använda denna USB-port för att ladda olika USB-aktiverade enheter, inklusive men inte begränsat till mobiltelefoner, surfplattor och smartklockor.
Implementeringen av en laddningsregulator för solceller är viktig för att förhindra överladdning eller överspänning, som båda kan leda till att batteriet värms upp i onödan. Sådan överdriven uppvärmning kan leda till skadliga effekter på batteriets totala livslängd och effektivitet, vilket i slutändan äventyrar dess prestanda över tiden.
Din webbläsare stöder inte videotaggen.
Steg 4: Installera batteriet
Installation av ett batteri underlättar en effektiv energilagring och ger en tillförlitlig strömkälla i scenarier där tillgången till solladdning kan begränsas av ogynnsamma väderförhållanden eller under mörka perioder. Vi har använt 12-volts likströmsbatterier (DC) och konfigurerat dem i ett parallellt arrangemang som bibehåller en konsekvent spänning på 12 volt samtidigt som strömkapaciteten ökar.
När du ska bestämma lämplig batterikapacitet för ditt off-grid-kraftsystem är det viktigt att ta hänsyn till både belastningskraven och solpanelernas maximala laddningskapacitet. För att säkerställa korrekt funktion ska du ansluta batterigränssnittet på laddningsregulatorn till batteripolerna med hjälp av hållbara metalltrådsanslutningar.
Din webbläsare stöder inte videotaggen.
Steg 5: Slutför kabeldragningen
Säkerställ korrekt anslutning och säker fastsättning av alla komponenter för att förhindra gnistbildning. Se också till att täcka över alla utsatta fogar för att undvika kortslutning. Använd tråd med högre tjocklek för sammankopplingar eftersom detta minimerar ledarförlusten. Generellt sett är det lämpligt att placera solpaneler, laddningsregulatorer och batterier nära varandra för att minska avståndet mellan dem, vilket kan leda till ökad elektrisk förlust och minskad total systemeffektivitet.
Steg 6: Testa laddaren
För att utvärdera hur vårt system fungerar under dagsljus för batteriladdning, vänligen aktivera “on”-brytaren som sitter på solcellsladdningsregulatorn. Observera samtidigt spänningsavläsningarna som visas på laddningsregulatorn medan du övervakar den elektriska strömmen som passerar genom den med hjälp av antingen en digital multimeter eller en digital klämmätare.
Du kanske märker att laddningsregulatorn visar spänningen för både batteriet och solpanelen.Dessutom indikerar laddningsregulatorn den ström som dras av systemets likströmsbelastning när en sådan är ansluten till den.
När 12-voltsbatteriet uppnår ca 14 volt likström (DC) via solcellsladdningsregulatorn, bryter denna enhet anslutningen mellan solpanelen och batteriet för att skydda mot överladdning. Denna process kan observeras genom att övervaka solpanelens spänning, som kan överstiga 16 volt DC under förhållanden med rikligt solljus.
Anslut därefter en USB-enhet eller mobiltelefon till solcellsregulatorn via ett USB typ A-gränssnitt. Denna anslutning ger en spänning på 5V DC som har reglerats internt och nedkonverterats från batteriet. När du utför denna åtgärd bör du bevittna laddningsprocessen för den anslutna enheten. Dessutom är det möjligt att övervaka den ström som förbrukas av just denna last.
Din webbläsare stöder inte videotaggen.
Dessutom har systemet kapacitet att leverera energi till kringutrustning utöver USB-gränssnittet, dvs. det möjliggör användning av 12V-ingången för lysdioder (LED), fläktar och så vidare genom att ansluta dem till laddningsregulatorns lastterminal. Ikonen som representerar lasten, t.ex. en belysningsanordning, anger denna anslutningspunkt på strömstyrenheten.
För att skapa en mer avancerad version av detta DIY-projekt kan man konstruera en kompakt och transportabel enhet som kan driva smartphones och andra USB-aktiverade prylar enbart med solenergi. Det är viktigt att notera att denna enhet endast skulle fungera under dagsljus.
Fördelarna med en solcellsladdare
Detta innovativa solcellsbaserade system gör det möjligt att förbättra transportmöjligheterna för din utrustning och samtidigt minska beroendet av traditionella elnätsinfrastrukturer. Genom att använda solenergi för laddning, istället för att genomgå den omvandlingsprocess från AC till DC som är vanlig i standardkonfigurationer, främjar denna metod driftseffektivitet genom att eliminera all energiförlust som uppstår under sådana omvandlingar. Man måste dock ta hänsyn till eventuella behov av uppkonvertering eller spänningskontroll när man använder en solcentrerad metod.
Att utnyttja solenergi för hushållsbruk kan leda till betydande besparingar på elkostnaderna. Det finns en mängd olika solcellsprojekt som man kan bygga själv, t.ex. självgenererande gatubelysning, uppvärmningssystem för pooler och trådlösa ljudanläggningar.