Trong dự án tự làm này, tôi sẽ chỉ cho bạn cách thiết kế và chế tạo bộ sạc pin năng lượng mặt trời đơn giản nhưng hiệu quả cho pin 18650. Với dự án này, bạn có thể sạc trực tiếp hai pin Li-Ion 18650 từ mặt trời mà không cần sử dụng bộ đổi nguồn gắn tường.

Giới thiệu

Nhu cầu sống bền vững đã dẫn đến việc sử dụng nhiều hơn các nguồn năng lượng tái tạo. Ngoài các số liệu về hiệu quả, năng lượng mặt trời là một giải pháp thay thế thuận tiện (so với các nguồn năng lượng tái tạo khác như năng lượng gió) cho lưới điện.

Các trang trại năng lượng mặt trời quy mô lớn hiện đang được xây dựng trên nhiều mẫu đất trống ở nhiều quốc gia, nhưng các nhà máy điện mặt trời quy mô nhỏ hơn, chẳng hạn như nhà trên mái các tòa nhà độc lập và nhà cộng đồng nhỏ, cũng đang ngày càng phổ biến.

Việc lắp đặt một nhà máy điện mặt trời, dù lớn hay nhỏ, đều rất dễ dàng. Chỉ cần lắp đặt các tấm pin mặt trời trên mái nhà của bạn, kết nối chúng với bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời và sạc pin. Sau đó, bạn có thể chạy các thiết bị chính của mình từ pin bằng bộ biến tần phù hợp.

Là một dự án năng lượng mặt trời dành cho người mới bắt đầu, tôi đã thiết kế một bộ sạc pin năng lượng mặt trời đơn giản để sạc pin Li-Ion 18650. Với những cục pin này, bạn có thể sạc điện thoại di động, máy tính bảng hoặc sử dụng pin trong đèn LED, đèn khẩn cấp, v.v.

Sơ đồ mạch điện

Chúng ta hãy bắt đầu với sơ đồ mạch hoặc sơ đồ đấu dây của bộ sạc pin năng lượng mặt trời tự chế cho 18650. Tất cả các linh kiện mà tôi sẽ liệt kê trong phần tiếp theo đều rất dễ tìm và có sẵn tại cửa hàng điện tử địa phương của bạn (bạn cũng có thể mua trực tuyến).

Thành phần thiết yếu

• Tấm pin mặt trời nhỏ 6V – 100mA
• 2x18650 pin lithium ion
• Đế pin 18650
• Mô-đun sạc pin Lithium Ion TP4056 có chức năng bảo vệ
• Bộ chuyển đổi tăng áp đầu vào 1V đến 5V thành đầu ra 5V (bộ chuyển đổi tăng áp)
• Điốt nối PN 1N4007
• Công tắc (Nhấn để bật và nhấn để tắt)
• Kết nối dây

Làm thế nào để thiết lập bộ sạc pin năng lượng mặt trời DIY cho 18650?

Đầu tiên, tôi sẽ giải thích từng bước cách kết nối và thiết lập bộ sạc pin năng lượng mặt trời cho 18650. Sau đó, chúng ta sẽ hiểu nguyên lý hoạt động.

Khi nói đến kết nối, tấm pin mặt trời nhỏ có hai dây dẫn ra ngoài, một dây màu đỏ là dây dương và dây còn lại màu đen (hoặc nâu trong trường hợp của tôi) là dây âm.

Bây giờ hãy sử dụng Mô-đun sạc pin Li-Ion TP4056 có Bộ bảo vệ pin. Ở phía đầu vào, có hai đầu cuối, IN+ và IN-. Lấy dây màu đỏ từ tấm pin mặt trời và kết nối nó với cực dương của diode 1N4007.

Kết nối cực âm của diode với cực IN+ của mô-đun TP4056 và kết nối dây màu đen của tấm pin mặt trời trực tiếp với cực IN của TP4056. Vậy là xong, phần đầu vào đã hoàn tất.

Ở phía đầu ra của TP4056, có bốn đầu cực: B+, B-, OUT+ và OUT-. Kết nối hai pin lithium-ion 18650 với giá đỡ song song, với cực dương của hai pin là cực dương chung và cực âm là cực dương chung.

Kết nối cực dương chung của pin với cực B+ của TP4056. Bạn có thể cần hàn dây vào bo mạch Sạc Li-Ion. Tương tự, kết nối cực âm chung của pin với cực B- của TP4056.

Bước cuối cùng của giới hạn là kết nối đầu ra của TP4056 với Mô-đun chuyển đổi tăng áp 5V. Mô-đun chuyển đổi tăng áp có hai đầu vào được đặt tên là IN+ và IN-. Kết nối OUT+ của TP4056 với IN+ của Mô-đun chuyển đổi tăng áp và OUT- với IN- tương ứng.

Bạn có thể sử dụng công tắc giữa TP4056 và bộ chuyển đổi tăng cường để bật hoặc tắt đầu ra. Tôi đã gắn toàn bộ thứ này vào hộp đựng pin với công tắc ở giữa và các cổng USB ở các cạnh.

Nguyên lý của bộ sạc pin năng lượng mặt trời DIY cho 18650

Tấm pin mặt trời được sử dụng trong dự án này là tấm pin mặt trời 6V nhỏ với đầu ra chỉ 100mA. Đầu ra của tấm pin mặt trời này không cố định ở mức 6V mà có thể dao động trong khoảng từ 5V đến 7,5V (theo bảng dữ liệu).

Điện áp này được đặt làm đầu vào của mô-đun sạc pin lithium ion TP4056, trong trường hợp này hoạt động như một bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời. Đầu vào TP4056 có thể nằm trong phạm vi từ 4V đến 8V (là phạm vi đầu ra của tấm pin mặt trời).

Sau đó TP4056 sẽ sạc pin trực tiếp từ năng lượng mặt trời. Nếu bạn chỉ muốn sạc pin thì đủ. Nhưng vì dự án của chúng tôi cũng cần sạc điện thoại di động nên chúng tôi cần đầu ra 5V, và đầu ra của pin lithium-ion 18650 chỉ là 3,7V.

Boost Converter đến để giải cứu. Boost Converter mà tôi sử dụng là một bộ chuyển đổi tăng điện áp đầu vào từ 1V-5V lên đầu ra 5V, tức là nó chuyển đổi điện áp đầu vào giữa 1V và 5V và cung cấp đầu ra 5V không đổi. Ngoài ra, Boost Converter hỗ trợ dòng điện lên đến 1A, do đó việc sạc điện thoại di động của bạn không quá chậm.

Tôi sử dụng dự án này để sạc điện thoại di động và cấp nguồn cho bo mạch Arduino của mình.

‍

‍