Зарядка АКБ от солнечной батареи (батарей)

[Bekjan]

На 2020 год планирую путешествие по южному берегу оз. Иссык-Куль (Кыргыстан) от г. Балыкчи до г. Каракол дистанция 226км
на фэтбайке (бафанг 48В750Вт 31Ач) в течении недели +/- с заездами к берегу конечно.
В принципе расстояние между кафешками в селах более чем достаточно емкости аккумулятора в режиме байка, но хотелось бы иметь альтернативный способ дозарядки аккумулятора вне цивилизации, например прямо на берегу озера от солнечной батареи.

Что имеем:
АКБ 31Ач, напряжение зарядки 54.5В
Реальное время зарядки с нуля 4А зарядкой порядка 8,5ч, 10А порядка 3.5ч
Думаю по приезду к берегу АКБ разрядится не более чем на половину, стоянка не менее светового дня Июля, это примерно 10ч активной работы солнечной батареи (если конечно не сильно облачно).

Способы зарядки:

• Солнечная батарея 12В 4.2Вт от 3 до Хшт? -> DC-DC 56В3А макс
• Солнечная батарея 6В1А от 13шт до 26шт? -> TP4056 13шт 4.2В 1A на параллель (0.083А на ячейку)
• Ещё варианты?

На алиэкспресс обилие этих панелей, из требований - легкий вес, небольшие размеры (максимум помещались в велоштаны вертикально)
Под первый вариант попадает ссылка
размер 130х200
допустим соберу 6 шт в параллель для увеличения выходного тока, 25Вт - 17.64$
DC-DC повышающий преобразователь с подозрительно подходящим выходным стабилизированным напряжением в 56В ссылка 10.93$
Итого 28.57$ за солнечную зарядку которой можно заряжать до 3А (на деле скорее гораздо меньше) и которую можно выключить в любой момент времени
Надо ещё поискать варианты с панелями и DC-DC преобразователями

Второй вариант ещё проще
панель ссылка
22.38$ за 13шт 43.05$ за 26шт
Плата зарядки TP4056 уже есть в наличии, на каждую параллель можно поставить по одной плате, но ток зарядки всего 1А или 0.083А на ячейку (в параллели 12 ячеек), можно поставить по 2 платы зарядки, ток зарядки 2А что уже более существенно в плане дозарядки аккумулятора но панелей понадобится в два раза большее кол-во и ценник уже огого. Да и из-за нестабильности питания скорее всего невозможно будет отключить в любой момент времени тк. велик шанс расбалансировки ячеек - либо ждать полной зарядки (точно более суток) либо отключать и ждать окончания балансировки БМСкой

Возможно есть ещё третий вариант (ДВС не вариант), кто знает напишите может кто-то уже делал такое и работает ОК вне цивилизации.


На 25.02.2020 определились:
1. ячейка - Sunpower Maxeon C60 125x125мм
2. формат - батарея из двух листов размера чуть меньше А3 290х410мм, на одном листе располагаются 6 ячеек 2х3, номинальное напряжение под нагрузкой 6В на одну батарею
3. Кол-во батарей - 4

Под вопросом:
1. Материал защиты ячеек - ламинация, эпоксидная смола + лак
2. Материал подложки - текстолит 0.5мм, оргстекло 1мм, клей
3. Способ зарядки:
    а) зарядка АКБ в режиме 4.2В напрямую от запаралелленных батарей
    б) тоже самое что "а" но через мощный диод Шоттки
    в) зарядка АКБ в режиме 4.2В через модули ТР4056 от запаралелленных батарей
    г) зарядка АКБ через повышайку

Реальные тесты ячеек

Дата

Температура окружающей среды и ячеек

Тип ячеек

Нагрузка

Напряжение

Ток

Мощность

Заметки

[yurgen]

Вам нужно искать контроллер заряда с МППТ ( он способен искать точку максимальной мощности ).
Все эти алиэкспресные поделки в виде платок , вряд ли на такое способны, а посему мало эффективны.

[Snaiper]

А какой смысл в этом огороде, если в идеальных условиях получим 15процентов заряда акб за день? а по факту до 10.
Та и как себя поведет преоборазователь-неизвестно. Я думаю он не будет работать. А TP4056 это линейный стабилизатор, отнимай от 25ватт батареи не менее 5ватт на обогрев.

[Bekjan]

поискав ещё варианты гибких солнечных батарей, формата ~400х200мм, и прочитав отзывы покупателей пришёл к выводу что нужно собрать самому из набора кремниевых пластин
в итоге выходит гораздо мощнее и дешевле минимум в 4раз!

Ячея 157х157х0.5мм ссылка
производитель заявляет что ток КЗ более 8А при напряжении 0.5В
Для сборки батареи выдающий 16В нужно 32 ячеек, по цене выходит почти 19$ без доставки (вес менее 1кг, +5$) что вообще отлично!

Только вот надо защитить от изгибов (ячейка тонкая и хрупкая) и чем-то ламинировать лицевую сторону.

Если делать батарею из ячеек 4х4 320х320мм


то получится 8 групп
а если скомпоновать в книжку 2х4 групп, то размер развёрнутой батареи будет 0.64х1.28м


мощность батареи 16Вх8.2А=131Вт в идеальных условиях

[forummailandlogin]

Панели это ОЧЕНЬ хрупкие. Паять их - мучение. При пайке и сборке штуки четыре сломаются точно. И отдаваемая мощность во время эксплуатации падает при прогреве самой панели.

[Bekjan]

нашёл ещё интереснее вариант ссылка 0,63$/шт
4.6（V）   1.6（A）   4.6（W）(правда непонятно как они высчитали всего 4.6Вт при 4.6х1.6  )

допустим рабочий ток всё таки не 1.6А а 1А в лучшем случае
1 батарея в формате 2х2 размер 320х320мм, 4 ячеек 17.6В1А
8 батарей в параллель в формате 2х4 (17.6В8А=140Вт в идеальных условиях), размер развернутой батареи 0,64х1,28м
 

как минимум эти ячейки на 4.6В лучше ячеек на 0.5В тем, что риски поломки диверсифицированы - если у панели (0.5В на ячейку) выйдет из строя хотя бы одна ячейка - напряжение пропадёт 

[Сonductor]

Зачем городить этот сомнительный огород из солнечных батарей и прочего с низким КПД  когда проще собрать дополнительный энергоемкий легкий аккум. и заряжаться от него в любую погоду.

Солнечные батареи хороши когда они установлены стационарно с трекером и грамотно подключены с хорошим МППТ

Портативные раскладные заводские солнечные батареи с ихней ЕВА пленкой  тоже не так хороши, есть особенности эксплуатации и не долговечны...

[Bekjan]

нашёл ещё интереснее вариант ссылка 0,63$/шт
4.6（V）   1.6（A）   4.6（W）(правда непонятно как они высчитали всего 4.6Вт при 4.6х1.6  )

допустим рабочий ток всё таки не 1.6А а 1А в лучшем случае
1 батарея в формате 2х2 размер 320х320мм, 4 ячеек 17.6В1А
8 батарей в параллель в формате 2х4 (17.6В8А=140Вт в идеальных условиях), размер развернутой батареи 0,64х1,28м
 

как минимум эти ячейки на 4.6В лучше ячеек на 0.5В тем, что риски поломки диверсифицированы - если у панели (0.5В на ячейку) выйдет из строя хотя бы одна ячейка - напряжение пропадёт 

буду делать по этой схеме - панели, eva film заказаны, надеюсь к концу месяца приедет и будет ясно стоит ли делать далее зарядку

[tmiaer]

как минимум эти ячейки на 4.6В лучше ячеек на 0.5В

Единичный солнечный элемент вырабатывает в районе полувольта.
Соответственно, любая панель с большим напряжением состоит из необходимого числа последовательно соединённых 0.5-вольтовых элементов =)

[Bekjan]

Единичный солнечный элемент вырабатывает в районе полувольта.
Соответственно, любая панель с большим напряжением состоит из необходимого числа последовательно соединённых 0.5-вольтовых элементов =)

Именно. Поэтому собрав из 4х ячеек одну батарею, хоть и с гораздо меньшим амперажом, получаю компактную батарею 320х320мм. Таких батарей 8шт в параллель - тогда хоть одна ячейка одной из батареи выйдет из строя или затенит листик то ампераж снизится на одну батарею! То есть вместо условных 8А будет отдавать 7А
Если же собрать батарею из 0.5В ячеек и выйдет из строя/прикроет листик один из 28 ячеек, то весь батарейный ток пропадет/упадет ниже плинтуса. Панимашь?

[Slavemaster]

 Bekjan, не знаю видели эту тему или нет, но вот свежий опыт по СБ для зарядки электровела.

[Bekjan]

 Bekjan, не знаю видели эту тему или нет, но вот свежий опыт по СБ для зарядки электровела.

с удовольствием почитал
но СБ по 1кг с лишним за модуль, очень многовато
и опять же последовательное соединение аж 70-100В, копец
чето не найду опыта использования dc-dc преобразователей с 12В до 56В
интересно как у меня получится всё это

[Bekjan]

буду делать по этой схеме - панели, eva film заказаны, надеюсь к концу месяца приедет и будет ясно стоит ли делать далее зарядку

ну блин китайцы! ни панелей ни еva плёнки в наличии нет
похоже придётся рассмотреть вариант на ячейках DJC156P-4.4 (0.532V8.265А)  4х7=0.64м х 2,24м

А если на 15V то можно сделать покомпактней - одна панель на 3V это 3 ячейки в высоту, 2 ячейки в ширину. Таких панелей 5 штук.
Размер в разложенном виде минимум 0.48м х 1.6м, в свёрнутом виде 0.48м х 0.32м - уже можно положить на багашник, но думаю безопаснее всего будет транспортировать на спине в рюкзаке

[Bekjan]

Нужны варианты материалов в качестве подложки солнечных ячеек. Из требований к материалу - жёсткость, лёгкий вес, сохранение плоскости под высокой температурой (45-50°С)

Предполагается использование солнечной батареи в походных условиях, т.е вес имеет главенствующее требование. Размер панели 350х500мм, кол-во 8-10шт

Фанера, осб, оргстекло и т.п материалы не подходят.

В голову приходят только аллюминиевый лист 1.5-2мм и текстолит.

Если первый не найти у себя то второго валом (вес не смотрел еще). Интересует как он ведёт себя на солнце в жару. Расположение панели под углом до 45°, т.е возможен прогиб и колыхание по ветру панели под своим весом а т.к ячейки тонкие (0.5мм) и хрупкие как стекло - возможно и треснут. Тогда хана.

[forummailandlogin]

 Bekjan, композиты не подойдут. Солнечные панели очень сильно нагреваются в процессе работы, если тепло не отводить то КПД очень сильно падает. Композиты - теплоизоляторы. Только металлы. Серебро->Медь->Алюминий->Латунь->...

[kommunist]

Возможно есть ещё третий вариант

Если учесть что КПД лучших фотоэлектрических панелей 22-25%  и то, в идеальных условиях, то обычные в обычных условиях ещё раза в 2 хуже. В пасмурную же погоду, когда в основном работал бы инфракрасный невидимый спектр, кпд вообще падает обвально    Однако, как известно, в солнечные летний день на 1кв.м земной поверхности приходится 1кВт солнечной энергии! Что если заморочится старой доброй тепловой энергией? Не дешевле ли, и не легче ли по весу выйдет такое решение? Вот например у нас раскладной лёгкий зонт с зеркалами внутри (алюминиевой фольгой). В середине (в фокусе света) установлены элементы пельтье. Разницу температур вполне можно получить в несколько сотен градусов для более менее приличного кпд, если есть поблизости вода, чтобы охлаждать вторую сторону элементов. Идея вполне может быть и дурацкая, но кто знает, может на практике это будет не хуже солнечных панелей, особенно в пасмурную погоду. Хотя бы по весу или по себестоимости. Не стал говорить про совсем уж замороченный способ паротурбинного превращения концентрированного солнечного тепла в электричество, где вес и цена уже вряд ли будут низкими. Хотя и кпд можно получить куда выше, если использовать замкнутый контур теплоносителя с низкой энергией парообразования.

[Ann-Nihill]

Проходил путь, похожий на путь автора. Сначала купил этих 0,5 вольтовых монокристаллических ячеек 50 штук чтобы получить 25 В 7 А в идеальных условиях, хотел на простыню наклеить всё это дело и аккуратненько сворачивать. Ну и ещё использовать небольшую повышайку чтобы получить стабильные 54.6 вольт - с этим вообще проблем нет, на али есть хорошие образцы таких DC-DC разнообразной мощности.Я вот такую использовал, она маленькая на алюминиевой подложке и имеет реальный хороший КПД ссылка. Большой облом наступил, когда я начал  паять эти пластины - они ужасно хрупкие!!!Поломал штуки 3 и продал остатки. Потом купил ламинированных поликристаллических панелей 15Вт 18 В - 15 штук, формат А4 примерно, всё вроде ничего, но вот Китайцы обманули с характеристиками, эти панели давали мизерный ток, вата 2-3 максимум. Долго спорил с китайцем, в итоге закончилось всё возвратом в Китай за мой счёт, ну хоть деньги вернул за сами панельки. Идея вполне реальна, но нужно найти панельки ламинированные нужного форм-фактора, чтобы соответствовали заявленным характеристикам и можно было их увезти с собой, тока 2-3 А вполне хватило бы мне. Вот у человека всё получилось

[forummailandlogin]

 Ann-Nihill, как раз ламинация и сжирает КПД.