En el post anterior hemos visto el diagrama del circuito de Circuito de cargador de batería de 9v usando LM311 y SCR .En este post veamos el circuito para recargar baterías de Plomo-Ácido mediante panel solar.
El concepto solar no es nuevo para nosotros. A medida que disminuyen las fuentes de energía no renovables, aumenta el uso de energía solar. Esta energía solar no sólo se utiliza en la Tierra sino también en estaciones espaciales donde no hay energía eléctrica disponible.
Aquí está el circuito simple para cargar una batería de plomo-ácido recargable de 12 V y 1,3 Ah desde el panel solar. Este cargador solar cuenta con regulación de corriente y voltaje y además cuenta con instalaciones de corte por sobretensión. Este circuito también se puede utilizar para cargar cualquier batería a voltaje constante porque el voltaje de salida es ajustable.
Especificaciones del circuito de carga
- Clasificación del panel solar: 5W /17V
- Voltaje de Salida –Variable (5V – 14V).
- Corriente máxima de salida: 0,29 amperios.
- Caída de voltaje: 2- 2,75 V.
- Regulación de voltaje: +/- 100mV
Principio del circuito del cargador de batería solar:
El cargador de batería solar funciona según el principio de que el circuito de control de carga producirá un voltaje constante. La corriente de carga pasa al regulador de voltaje LM317 a través del diodo D1. El voltaje y la corriente de salida se regulan ajustando el pin de ajuste del regulador de voltaje LM317. La batería se carga usando la misma corriente.
Diagrama del circuito del cargador de batería solar:
CComponentes del circuito
- Panel solar – 17V
- Regulador de voltaje LM317
- batería de CC
- Diodo – 1n4007
- Condensador – 0,1 uF
- Diodo Schottky – 3A, 50V
- Resistencias: 220, 680 ohmios
- Bote – 2K
- Cables de conexión
Hoja de datos LM317
¿Conoces el concepto? ¿Cómo funciona un circuito de cargador de batería automático?
Diseño de circuito de cargador de batería solar
El circuito debe tener un regulador de voltaje ajustable, por lo que se selecciona el regulador de voltaje variable LM317. Aquí el LM317 puede producir un voltaje de 1,25 a 37 voltios como máximo y una corriente máxima de 1,5 amperios.
El regulador de voltaje ajustable tiene una caída de voltaje típica de 2 V-2,5 V. Por lo tanto, el panel solar se selecciona de modo que tenga más voltaje que la carga. Aquí estoy seleccionando el panel solar de 17v/5w.
La batería de plomo ácido que se utiliza aquí tiene una especificación de 12v/1,3Ah. Para cargar esta batería se requiere lo siguiente.
El diodo Schottky se utiliza para proteger el LM317 y el panel del voltaje inverso generado por la batería cuando no se está cargando. Aquí se puede utilizar cualquier diodo de 3 A.
Para cargar batería de 12V
Tensión de salida
- Establezca el voltaje de salida en 14,5 voltios (este voltaje se especifica en la batería como uso en ciclo).
Corriente de carga
- Corriente de carga = Potencia del panel solar/Voltaje del panel solar = 5/17 = 0,29 A.
- Aquí, el LM317 puede proporcionar una corriente de hasta 1,5 A. Por lo tanto, se recomienda utilizar paneles de alta potencia si se requiere más corriente para su aplicación. (Pero aquí mi batería requiere una corriente inicial inferior a 0,39 amperios. Esta corriente inicial también se menciona en la batería) .
- Si la batería requiere una corriente inicial superior a 1,5 A, no se recomienda utilizar LM317.
Tiempo necesario para cargar
- Tiempo necesario para cargar = 1,3Ah/0,29A = 4,44horas.
Disipación de potencia
- Aquí el panel solar tiene 5 vatios.
- Energía que va a la batería = 14,5*0,29 = 4 vatios
- Por lo tanto, 1 vatio de potencia ingresa al regulador.
Todos los parámetros mencionados anteriormente deben tenerse en cuenta antes de cargar una batería.
Para aplicación de 6V
Configure el voltaje de salida entre 7,5 y 8 voltios como se especifica en la batería.
Calcule la corriente de carga y la disipación de energía como se muestra arriba.
Disipación de potencia
En este proyecto, la potencia es limitada debido a la resistencia térmica del regulador de voltaje LM317 y el disipador de calor. Para mantener la temperatura por debajo de los 125 grados centígrados, la potencia debe limitarse a 10W. El regulador de voltaje LM317 tiene internamente un circuito limitador de temperatura de modo que si se calienta demasiado, se apaga automáticamente.
Cuando la batería se está cargando, el disipador de calor se calienta. Al completar la carga al voltaje máximo, el disipador de calor se calienta. Este calor se debe al exceso de energía que no se necesita en el proceso de carga de una batería.
Limitacion actual:
Como el panel solar proporciona corriente constante, actúa como limitador de corriente. Por lo tanto, el circuito no necesita ninguna limitación de corriente.
Protección del cargador solar:
En este circuito, el condensador C1 protege de la descarga estática. El diodo D1 protege contra la polaridad inversa. Y el regulador de voltaje IC proporciona regulación de voltaje y corriente.
Especificaciones del cargador solar:
- Clasificación del panel solar: 20W (12V) o 10W (6V)
- Rango de salida: 5 a 14V
- Disipación de potencia máxima: 10W (incluye disipación de potencia del diodo Schottky)
- Valor de caída típico: 2 a 2,75 V (depende de la corriente de carga)
- Corriente máxima: 1,5 A (internamente limitada a 2,2 A)
- Regulación de voltaje: +/- 100mV
¿Cómo operar este circuito de cargador de batería solar?
- Realice las conexiones según el diagrama del circuito.
- Coloque el panel solar a la luz del sol.
- Ahora configure el voltaje de salida ajustando el potenciómetro RV1.
- Verifique el voltaje de la batería usando un multímetro digital.
Ventajas del circuito del cargador de batería solar:
- Voltaje de salida ajustable
- El circuito es sencillo y económico.
- El circuito utiliza componentes comúnmente disponibles.
- Descarga cero de la batería cuando no hay luz solar en el panel solar.
Aplicaciones del circuito del cargador de batería solar:
Limitaciones de este Circuito:
- En este proyecto la corriente está limitada a 1,5A.
- El circuito requiere un alto voltaje de caída.
Las baterías solares son una de las herramientas eléctricas para que el dispositivo funcione de manera eficiente. A medida que las fuentes de energía no renovables están disminuyendo, existe la necesidad de aumentar el uso de la energía solar. Las baterías solares desempeñan un papel crucial para que esto suceda en poco tiempo.
Pero la cuestión es que cuando obtienes las baterías solares necesitas tener el dispositivo electrónico que las soporte. Mi mejor sugerencia es comprar el Kits de luces solares que se puede fijar en jardines domésticos, pasillos y paredes.
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