Rangkaian Pengisi Baterai Surya: Operasi, Aplikasi, dan Panduan Langkah demi Langkah

Panel surya cukup populer saat ini. Dan alasan utamanya adalah karena itu adalah perangkat sederhana yang menggunakan sel fotovoltaik—untuk mengubah energi surya menjadi listrik. Juga, rangkaian pengisi baterai surya tidak ketinggalan. Bagaimanapun, ia membantu Anda mengisi baterai Anda dengan cepat melalui daya surya—dan hemat biaya. Selain fakta bahwa rangkaian mudah dibuat, ia cukup efisien untuk memenuhi kebutuhan dasar baterai Anda.

Selanjutnya, pengisi baterai surya bekerja dengan menciptakan tegangan konstan untuk rangkaian kontrol pengisian.

Jadi, jika Anda ingin mempelajari cara membuat perangkat yang canggih ini, Anda beruntung—karena artikel ini menyoroti semua langkah yang diperlukan Anda.

Mari kita lanjutkan!

Apa Itu Rangkaian Pengisi Baterai Surya?

Rangkaian Pengisi Baterai Surya

Sumber: Wikimedia Commons

Rangkaian pengisi baterai surya adalah perangkat yang berperilaku seperti rangkaian kontrol. Dan ia membantu melacak dan mengontrol metode pengisian berbagai baterai (antara rentang 4 hingga 12V).

Selain itu, perangkat ini datang dengan panel surya fotovoltaik yang berfungsi sebagai sumber input. Plus, ia membantu dengan metode pengisian baterai. Menariknya, perangkat ini cukup hemat, dan oleh karena itu, Anda dapat dengan mudah membangunnya dari komponen elektronik sederhana.

Operasi rangkaian bergantung pada dua faktor kunci:

1. Bagaimana tegangan terminal-beban panel surya cocok dengan terminal input.

2. Jumlah unit sel baterai yang benar yang dapat Anda isi ke rangkaian output melalui regulator tegangan (dibatasi arus). Dengan ini, Anda akan memiliki penumpukan panas yang terbatas, pengisian cepat, dan saklar rotary.

Dan saklar rotary membantu Anda memilih tegangan yang tepat dengan cepat—berdasarkan intensitas cahaya surya.

Bagaimana Cara Kerja Rangkaian Baterai Surya?

Struktur Rangkaian Pengisi Baterai Surya

Sumber: Wikimedia Commons

Prinsip kerja rangkaian baterai surya sederhana! Ia menghasilkan tegangan konstan. Dengan demikian, arus (pengisian) melalui D1 melalui regulator tegangan terlebih dahulu.

Kemudian, regulator tegangan menyesuaikan pinnya untuk mengontrol arus dan tegangan output. Akibatnya, aliran yang serupa akan mengisi baterai.

Desain Rangkaian Pengisi Baterai Surya

Rangkaian Pengisi Baterai Surya

Sumber: CircuitDiagram

Pertama, mari kita lihat komponen rangkaian yang Anda butuhkan untuk pengaturan ini. Kemudian, kita akan melihat desain rangkaian:

Komponen yang Diperlukan untuk Desain

• Kabel penghubung
• Baterai DC
• Pot (2K)
• Panel Surya (18V)
• Kapasitor (0.22uF)
• Regulator tegangan (LM317)
• Resistor (470, 100, 120 Ohms)
• Dioda Schottky (3A, 50V)
• Dioda (1N4001)

Rangkaian Pengisi Baterai Surya–Desain Rangkaian

Ide di balik penggunaan LM317 adalah untuk memberikan regulator tegangan variabel pada rangkaian Anda. Lebih lanjut, regulator tegangan yang dapat disesuaikan adalah keharusan untuk pengaturan Anda. Dengan demikian, LM317 menghasilkan rentang tegangan 1,25 hingga 37V. Juga, ia menghasilkan arus maksimum 1,5A.

Selain itu, rentang penurunan tegangan regulator tegangan adalah 2 – 2,5V. Selanjutnya, Anda harus memilih panel surya yang memiliki beban lebih sedikit dan tegangan lebih tinggi. Oleh karena itu, kita akan bekerja dengan panel surya 18V.

Cara terbaik untuk menghindari tegangan balik yang mempengaruhi panel surya dan LM317 ketika baterai Anda tidak sedang diisi—adalah dengan menggunakan dioda Schottky.

Juga, Anda akan membutuhkan baterai asam timbal dengan spesifikasi 12V/1.3Ah. Selanjutnya, Anda dapat menggunakan dioda 3A apa pun untuk pengaturan.

Bagaimana Cara Mengisi Baterai 12V?

Pertama, Anda harus memastikan bahwa tegangan output diatur pada 14,5V. Sejak arus (pengisian), adalah pembagian daya panel surya dan tegangan.

Dalam pengaturan ini, daya panel surya adalah 5, sementara tegangannya adalah 18.

Arus pengisian = 5/18 = 0,28A.

Tetapi itu belum semua.

Karena LM317 dapat menghasilkan sekitar 1,5A, sangat penting untuk menggunakan panel daya tinggi. Namun, ini berlaku jika Anda ingin pengaturan Anda menghasilkan lebih banyak arus.

Selanjutnya, LM317 bukan regulator tegangan yang ideal—jika baterai Anda membutuhkan arus awal yang lebih tinggi dari 1,5A.

Berapa lama pengaturan ini untuk mengisi?

Waktu pengisian = 1,3Ah/0,29A per 4,4jam.

Jadi, dissipasi daya panel surya adalah 5 watt. Juga, daya yang masuk ke baterai adalah 4W, sementara energi yang masuk ke regulator adalah 1W.

Tips di sini adalah untuk memastikan bahwa Anda mempertimbangkan setiap parameter yang diperlukan—sebelum mengisi baterai.

Bagaimana Saya Dapat Menggunakan Rangkaian Pengisi Baterai Surya untuk Aplikasi 6V?

Lihat spesifikasi baterai Anda dan atur tegangan output (7,5 hingga 8V). Kemudian, gunakan referensi di atas untuk menghitung dissipasi daya dan arus pengisian.

Dengan demikian, penting untuk dicatat bahwa proyek ini memiliki masalah keterbatasan daya. Dan itu semua berkat thermal resistance dari heat sink dan regulator tegangan. Jadi, Anda harus membatasi daya Anda sekitar 10W—untuk memastikan bahwa suhu tetap di bawah 125⁰C.

Selanjutnya, regulator tegangan dapat mematikan diri secara otomatis jika terlalu panas. Dan itu karena ia memiliki rangkaian pembatas suhu.

Oleh karena itu, ketika Anda mulai mengisi baterai Anda, heat sink Anda akan sedikit hangat. Namun, jika Anda menyelesaikan pengaturan dengan tegangan maksimum, heat sink akan panas. Dan panas terjadi karena daya berlebihan, yang tidak Anda butuhkan—saat mengisi baterai.

.

Jadi, bagaimana Anda membatasi arus? Nah, karena panel surya cenderung menawarkan arus konstan—ia bertindak sebagai pembatas arus.

Jadi, rangkaian Anda tidak membutuhkan pembatas arus.

Spesifikasi Pengisi Surya

• Arus maksimum 1,5A yang dibatasi internal menjadi 2,2A
• Dissipasi daya maksimum 10W—yang mencakup dissipasi daya dioda Schottky
• Regulasi tegangan +/- 100mV
• Peringkat panel surya 10W (6V) atau 20W (12V)
• Nilai dropout umum 2 hingga 2,75V
• Rentang Vout 5 hingga 14V

Langkah Cara Menggunakan Rangkaian Pengisi Baterai Surya Ini

1. Perhatikan diagram rangkaian di atas dan patuhi koneksi Anda sesuai dengan itu.

2. Letakkan panel surya Anda di tempat terdapat sinar matahari.

3. Modifikasi pot RV1 Anda untuk mengatur tegangan output Anda.

4. Gunakan multimeter digital untuk mengonfirmasi tegangan baterai Anda.

Juga, Anda dapat membuat rangkaian pengisi baterai surya dengan LM338.

Cara Membuat Rangkaian Pengisi Baterai Surya dengan LM338

Rangkaian Pengisi Baterai Surya LM338

Sumber: Flickr

Bahan yang Anda butuhkan untuk proyek adalah:

• LM338
• Baterai asam timbal
• R1 (120)
• R3 (0.7/chg. current)
• Ampermeter (0 hingga 10A)
• Panel surya
• Transistor BC547
• P1 (10K)

LM338 adalah chip serbaguna lainnya yang dapat menangani proses pengisian dengan nyaman. Plus, prosesnya aman. Dengan demikian, rangkaian mewakili pengaturan sederhana yang menyediakan daya terregulasi standar.

Desain menyuntikkan fitur kontrol arus. Jadi, jika Anda menggunakan pengaturan ini, arus akan naik di input. Namun ini dapat terjadi ketika intensitas matahari meningkat proporsional. Dan ada penurunan proporsional pada tegangan pengisi—yang mengurangi arus ke peringkat yang ditentukan.

Jadi, ketika Anda menghubungkan emitter BC547 di atas ADJ dan ground, itu membantu mengaktifkan tindakan kontrol arus. Juga, ketika ada peningkatan arus input, baterai Anda akan mulai menarik arus tambahan.

Oleh karena itu, hal ini menghasilkan penumpukan tegangan di seluruh R3. Dan ini menciptakan drive basis transistor yang sesuai. Kemudian, transistor menggunakan LM338 untuk menconduksi dan memperbaiki tegangan. Dengan cara itu, arus akan menyesuaikan berdasarkan persyaratan keamanan baterai Anda.

Anda dapat menghitung R3 atau batas arus dengan membagi 0,7 dengan batas arus maksimum.

i.e., R3 = 0,7/batas arus (maksimum)

Dengan demikian, Anda juga dapat membuat desain rangkaian pengisi baterai surya yang lebih murah tanpa mengeluarkan banyak biaya.

Cara Membuat Rangkaian Pengisi Baterai Surya Sederhana dan Murah

Bahan yang Anda butuhkan adalah:

• Dioda (1N5408) – 9
• Voltmeter
• Baterai (12V)

Jenis rangkaian ini sempurna jika Anda mencari opsi yang sangat terjangkau dan efektif. Namun, pengaturannya cukup teknis. Juga, tata letaknya membutuhkan beberapa dioda dan voltmeter. Atau Anda dapat menggunakan saklar rotary dan multimeter.

Dengan demikian, Anda harus menambahkan sembilan dioda Anda secara seri. Dengan demikian, ia melindungi panel Anda dari terhubung ke tegangan baterai. Juga, ia menghilangkan arus pengisian maksimum.

Setelah itu, gunakan beberapa komponen untuk mengatur MPPT charger. Jadi, jika Anda menghitung forward drop gabungan dioda, Anda harus memiliki sekitar 5V. Dan jika Anda menambahkan tegangan pengisian 14,4V, totalnya akan perkiraan 20V.

Jadi, ketika ada sinar matahari puncak dan Anda menghubungkan dioda Anda secara seri, tegangan panel Anda mungkin menurun menjadi 19V. Dan ini mewakili pengisian baterai yang efisien. Juga, jika matahari menurun, tegangan panel akan menurun di bawah tegangan rated.

Oleh karena itu, Anda dapat melewatkan beberapa dioda sampai baterai Anda pulih dengan mendapatkan daya optimal.

Aplikasi Rangkaian Baterai Surya

• Baterai Ni-Cd
• Baterai Asam Timbal

Rangkaian Pengisi Baterai Surya–Manfaat Rangkaian Baterai Surya

• Hemat biaya dan sederhana
• Anda dapat menyesuaikan tegangan output
• Mungkin untuk menggunakan komponen umum
• Tidak ada pengosongan baterai dalam keadaan tidak ada sinar matahari

Penutup

Rangkaian baterai surya memungkinkan Anda untuk mendapatkan energi surya. Kemudian, rangkaian mengubahnya menjadi energi listrik yang dapat Anda gunakan ulang berulang kali dalam berbagai aplikasi seperti mengisi tablet Anda, dll.

Jadi, itu secara praktis adalah opsi yang bagus ketika datang untuk memanen energi gratis.

Rangkaian mana yang Anda rencanakan untuk dibuat? Atau apakah Anda memiliki pertanyaan dan rekomendasi? Jangan ragu untuk menghubungi kami.