Kushiriki mchoro wa mzunguko wa chaja ya betri ya jua

Achaja ya betri ya jua ni kifaa kinachotumia nishati ya jua kuchaji na kwa kawaida huwa na paneli ya jua, kidhibiti chaji na betri. Kanuni yake ya kufanya kazi ni kubadilisha nishati ya jua kuwa nishati ya umeme, na kisha kuhifadhi nishati ya umeme kwenye betri kupitia kidhibiti cha malipo. Wakati malipo inahitajika, kwa kuunganisha vifaa vya malipo vinavyofanana (kama vile simu za mkononi, vidonge, nk), nishati ya umeme katika betri itahamishiwa kwenye vifaa vya malipo kwa ajili ya malipo.

Kanuni ya kazi ya chaja za betri za jua inategemea athari ya photovoltaic, ambayo ni kwamba wakati jua linapiga paneli ya jua, nishati ya mwanga inabadilishwa kuwa nishati ya umeme. Nishati hii ya umeme itashughulikiwa na mtawala wa malipo, ikiwa ni pamoja na kurekebisha vigezo vya voltage na sasa ili kuhakikisha malipo salama na yenye ufanisi. Madhumuni ya betri ni kuhifadhi nishati ya umeme ili kutoa nishati wakati kuna mwanga kidogo au hakuna jua.

Chaja za betri za jua zina anuwai ya matumizi, ikijumuisha lakini sio tu kwa maeneo yafuatayo:

Vifaa vya nje: kama vile simu za rununu, kompyuta kibao, kamera, tochi, n.k., haswa porini au katika mazingira ambayo hakuna njia zingine za kuchaji.

Magari ya umeme wa jua na meli za jua: Hutoa nguvu za ziada kwa betri za vifaa hivi.

Taa za barabara za jua na mabango ya jua: hutoa umeme kupitia athari ya photovoltaic, kupunguza utegemezi wa umeme wa jadi.

Maeneo ya mbali au nchi zinazoendelea: Katika maeneo haya, chaja za betri za jua zinaweza kutumika kama njia ya kuaminika ya kutoa nishati kwa wakazi.

Kwa kifupi, chaja ya betri ya jua ni kifaa kinachotumia nishati ya jua kwa kuchaji. Kanuni yake ya kazi inategemea athari ya photovoltaic kubadilisha nishati ya mwanga katika nishati ya umeme. Kwa sababu ya ulinzi wake wa mazingira, sifa za kuokoa nishati na kutegemewa, chaja za betri za jua zina matarajio mapana ya matumizi katika nyanja mbalimbali.

Kisha, mhariri atashiriki nawe baadhi ya michoro ya mzunguko wa chaja ya nishati ya jua na uchanganuzi mfupi wa kanuni zao za kufanya kazi.

Kushiriki mchoro wa mzunguko wa chaja ya betri ya jua

Mchoro wa mzunguko wa chaja ya betri ya lithiamu-ioni ya jua (1)

Saketi rahisi ya chaja ya betri ya lithiamu-ioni ya jua iliyoundwa kwa kutumia IC CN3065 yenye viambajengo vichache vya nje. Mzunguko huu hutoa voltage ya pato mara kwa mara na tunaweza pia kurekebisha kiwango cha voltage mara kwa mara kupitia thamani ya Rx (hapa Rx = R3). Saketi hii hutumia 4.4V hadi 6V ya paneli ya jua kama usambazaji wa nguvu ya kuingiza,

IC CN3065 ni chaja kamili isiyobadilika ya sasa, ya volti isiyobadilika kwa betri za Li-ion ya seli moja na Li-polima zinazoweza kuchajiwa tena. IC hii hutoa hali ya malipo na hali ya kukamilisha malipo. Inapatikana katika kifurushi cha DFN cha pini 8.

IC CN3065 ina on-chip 8-bit ADC ambayo hurekebisha kiotomatiki mkondo wa kuchaji kulingana na uwezo wa kutoa umeme wa pembejeo. IC hii inafaa kwa mifumo ya kuzalisha nishati ya jua. IC ina utendakazi wa kila mara wa sasa na wa mara kwa mara wa voltage na huangazia udhibiti wa hali ya joto ili kuongeza viwango vya malipo bila hatari ya kuongezeka kwa joto. IC hii hutoa utendaji wa kutambua halijoto ya betri.

Katika saketi hii ya chaja ya betri ya lithiamu ion ya jua tunaweza kutumia paneli yoyote ya jua ya 4.2V hadi 6V na betri ya kuchaji inapaswa kuwa betri ya ion lithiamu ya 4.2V. Kama ilivyotajwa hapo awali, IC CN3065 hii ina sakiti zote zinazohitajika za kuchaji betri kwenye chip na hatuhitaji vijenzi vingi vya nje. Nguvu kutoka kwa paneli ya jua inatumika moja kwa moja kwenye pini ya Vin kupitia J1. Capacitor ya C1 hufanya operesheni ya kuchuja. LED nyekundu inaonyesha hali ya kuchaji na LED ya kijani inaonyesha hali ya kukamilika kwa kuchaji. Pata voltage ya pato la betri kutoka kwa pini ya BAT ya CN3065. Pini za maoni na halijoto zimeunganishwa kote kwenye J2.

Mchoro wa mzunguko wa chaja ya betri ya jua (2)

Nishati ya jua ni moja ya aina ya bure ya nishati mbadala ambayo dunia ina. Ongezeko la mahitaji ya nishati limewalazimu watu kutafuta njia za kupata umeme kutoka kwa vyanzo vya nishati mbadala, na nishati ya jua inaonekana kuwa chanzo cha nishati kinachoahidi. Saketi iliyo hapo juu itaonyesha jinsi ya kutengeneza saketi ya chaja ya matumizi mengi kutoka kwa paneli rahisi ya jua.

Saketi huchota nishati kutoka kwa paneli ya jua ya 12V, 5W ambayo hubadilisha nishati ya mwanga kuwa nishati ya umeme. Diode 1N4001 iliongezwa ili kuzuia mtiririko wa mkondo kuelekea nyuma, na kusababisha uharibifu wa paneli ya jua.

Kipingamizi cha sasa cha kuzuia R1 kinaongezwa kwa LED ili kuonyesha mwelekeo wa mtiririko wa sasa. Kisha inakuja sehemu rahisi ya mzunguko, na kuongeza mdhibiti wa voltage ili kudhibiti voltage na kupata kiwango cha voltage kinachohitajika. IC 7805 hutoa pato la 5V, wakati IC 7812 hutoa pato la 12V.

Resistors R2 na R3 hutumiwa kupunguza sasa ya malipo kwa kiwango salama. Unaweza kutumia saketi iliyo hapo juu kuchaji betri za Ni-MH na betri za Li-ion. Unaweza pia kutumia IC za ziada za kidhibiti voltage kupata viwango tofauti vya volteji za pato.

Mchoro wa mzunguko wa chaja ya betri ya jua (3)

Saketi ya chaja ya betri ya jua si chochote bali ni kilinganishi mara mbili ambacho huunganisha paneli ya jua na betri wakati voltage kwenye terminal ya mwisho iko chini na kuiondoa ikiwa inazidi kizingiti fulani. Kwa kuwa hupima voltage ya betri tu, inafaa zaidi kwa betri za risasi, vinywaji vya elektroliti au colloids, ambazo zinafaa zaidi kwa njia hii.

Voltage ya betri imetenganishwa na R3 na kutumwa kwa vilinganishi viwili katika IC2. Inapokuwa chini ya kizingiti kilichoamuliwa na matokeo ya P2, IC2B inakuwa kiwango cha juu, ambayo pia husababisha pato la IC2C kuwa kiwango cha juu. T1 hueneza na kuendesha RL1, kuruhusu paneli ya jua kuchaji betri kupitia D3. Voltage ya betri inapozidi kizingiti kilichowekwa na P1, matokeo ya ICA na IC-C hupungua, na kusababisha upeanaji wa waya kufunguka, na hivyo kuepuka kupakia betri kupita kiasi wakati inachaji. Ili kuimarisha vizingiti vilivyowekwa na P1 na P2, vina vifaa vya IC ya mdhibiti wa voltage jumuishi, iliyotengwa kwa nguvu kutoka kwa voltage ya jopo la jua kupitia D2 na C4.

Mchoro wa mzunguko wa chaja ya betri ya jua (4)

Huu ni mchoro wa mpangilio wa saketi ya chaja ya betri inayoendeshwa na seli moja ya jua. Mzunguko huu umeundwa kwa kutumia MC14011B inayozalishwa na ON Semiconductor. CD4093 inaweza kutumika kuchukua nafasi ya MC14011B. Aina ya voltage ya usambazaji: 3.0 VDC hadi 18 VDC.

Saketi hii huchaji betri ya 9V kwa takriban 30mA kwa kila pembejeo ya amp kwa 0.4V. U1 ni kichochezi cha Schmitt quad ambacho kinaweza kutumika kama multivibrator thabiti kuendesha vifaa vya TMOS vya kusukuma-kuvuta Q1 na Q2. Nguvu kwa U1 hupatikana kutoka kwa betri ya 9V kupitia D4; nguvu kwa Q1 na Q2 hutolewa na seli ya jua. Mzunguko wa multivibrator, uliowekwa na R2-C1, umewekwa kwa 180 Hz kwa ufanisi mkubwa wa transformer ya 6.3V ya filament T1. Sekondari ya kibadilishaji kimeunganishwa kwenye kirekebishaji cha daraja kamili cha wimbi D1 ambacho kimeunganishwa na betri inayochajiwa. Betri ndogo ya nikeli-cadmium ni usambazaji wa nishati ya kusisimua isiyoweza kushindwa ambayo huruhusu mfumo kurejesha betri ya 9V inapotolewa kikamilifu.