Солнечная ячейка -> блокинг -> ионистор

Собственно говоря: solar cell 50x20 мм, выдает 0.5 вольт, подключена к блокинг-генератору на транзисторе МП41, базовый резистор не ставил, трансформатор намотан на шпульке от индуктивности проводом 0.18, базовая обмотка 20 витков, коллекторная 70. Днем, находясь на подоконнике, через два стекла окна генератор довольно бодро заряжает конденсатор на 6800 микрофарад до ~40 вольт. Ну, думаю, красота! Дождался посылки с ионисторами (5.5V 4F), сейчас думаю подключу (стабилизировать до 5.5v если что - умею) и вуаля, atmega8, опрос датчиков температуры-влажности, передача данных по радиоканалу... Perpetuum Mobile одним словом. Ан нет. Зарядка затыкается на уровне 3,7-4 вольта, т.е. за 2-3-4 часа (погожим днем) - никаких изменений.

Порылся в сети, говорят что для зарядки ионисторов требуется ток, а блокинг-генератор по всей видимости предоставить его не может.

Может быть поможет коммутируемый конденсатор? Что бы ионистор заряжался не от блокинга напрямую, а от конденсаторов.


http://natasha.webuspex-m.ru/istoka/im/micro-istochnik1.png

Схемы прилагаю. И если не поможет - то как? :)

Спасибо.

Ток умноженный на напряжение равен мощности. Мощность на выходе не может быть больше мощности на входе.
Измерь ток и напряжение, которое выдаёт солнечная батарея , нагруженная на какой-нибудь резистор, хоть 1кОм, хоть 10 кОм.
А потом сам посчитай.

0

Сообщение от SOVO Ток умноженный на напряжение равен мощности. Мощность на выходе не может быть больше мощности на входе. Измерь ток и напряжение, которое выдаёт солнечная батарея , нагруженная на какой-нибудь резистор, хоть 1кОм, хоть 10 кОм. А потом сам посчитай.

Абсолютно бесполезное сообщение т.к. в нем не учитывается параметр "время". Мощность на выходе заряженного блокинг-генератором за N минут до 40 вольт конденсатора, БОЛЬШЕ мощности солнечной ячейки на входе.

Сообщение от humko Абсолютно бесполезное сообщение т.к. в нем не учитывается параметр "время". Мощность на выходе заряженного блокинг-генератором за N минут до 40 вольт конденсатора, БОЛЬШЕ мощности солнечной ячейки на входе.

Глубокое заблуждение!
Вы сравниваете запасенную энергию в конденсаторе с мощностью источника - это как "божий дар с яичницей"!

Ток помноженый на напряжение = мощность.
Мощность помноженая на время = энергия (работа).

0

В таком случае прошу прощения. Постараюсь завтра произвести замеры.

У ионистра ток саморазряда большой. Сотри на нем больше чем успевает выдать твой преобразователь.

0

Ток нечем, напряжение на солнечной ячейке:

ХХ - 553mV
на 10 Ом резистор - 472 mV

Ниже график заряда конденсатора 50в 6800мкф. Х - вольт, Y-секунд.

Ионистор за несколько часов зарядился до 3,98v, и дальше вроде не хочет.

С данной ячейкой как-то можно решить задачу с зарядкой ионистора до 5 вольт?


http://**************************/download/file.php?id=24970&sid=bf5d961fb283e837a8 65df3b3d8b9786

У ионистра ток саморазряда большой

cмотря какой ионистор. С микроамперами утечки есть и недорогие.

Касательно зарядки, ток от источника для ионистора следует ограничивать во избежание перегрузки.

0

Сообщение от roxp Касательно зарядки, ток от источника для ионистора следует ограничивать во избежание перегрузки.

в данном случае о перегрузке не может быть и речи, а ионистор уж какой есть. заказывал в китае 5 шт.

Сообщение от humko ... заряжает конденсатор на 6800 микрофарад до ~40 вольт. Ну, думаю, красота! Дождался посылки с ионисторами (5.5V 4F)...

Давай посчитаем энергиию конденсатора A=C*U*U/2 = 0.0068*40*40/2=5.44Дж.
Теперь посчитаем напряжение на ионисторе при той-же запасённой энергии : U=sqrt(2*A/C) = sqrt(2*5.44/4) = 1.65 В
Пока что ничего страшно-непонятного не происходит. Ионистор же накопил при напряжении 3.98 В А=4*3.98*3.98.2= 31.5 Дж. Всё логично.

А теперь посчитаем весь проэкт.
Пусть ионистор будет заряжен до 5 В. Его энергия составит 4*25/2=50Дж.
Мега в idle потребляет около 5мВт. 50/0.005=10000с = чуть меньше 3ч. Это без датчиков и радиоканала.
Теперь берём другую сторону. Солнечная энергия около 1кВт/кв.м С твоей ячейки при кпд даже в 10% получаем соответственно 0.1Вт. За 5 часов 1800Дж. Итого она может зарядить до 5в 36 ионисторов. Или один Li-Po аккумулятор на 500-600 mAh.

В общем где-то так. ;)

0

myktofyt, большое спасибо за ответ и расчеты!

На практике получается несколько иначе: ионистор болтается на зарядке с 12 часов (сейчас 17, погода отличная, солнечная), достиг порога 4.06v после которого заряжаться уже не хочет. Подключен к блокинг-генератору из схемы в первом посте (единственно что не ставил базовый резистор и конденсатор).

Получается что в теории можно зарядить 36, а на практике и один не заряжается. Куда копать?

Все таки плотность потока солнечного излучения (solar irrodyance) около 600Вт/кв.м. в средней полосе и зависит от времени года, погоды, препятствий свету и т.п. Потому оценки выше - слишком оптимистичные.

Вспоминая свою патлатую юность вот что скажу, делали в свое время такой изъеб: было дохрена диодов Д242 (вроде как). Так вот если этот диод аккуратно зажать в тисках в определенном месте, то кузов у него отламывался, обнажая кристалл, замазанный какой-то херней. Херню счищали, а кристалл на подложке использовали в качестве солнечной батарейки. Способ этот был описан в каком-то журнале "Моделист-конструктор" за 19хх-какой-то-там-восьмидесято-лохматый год. Так вот: панель из нескольких сотен таких диодов хорошо заряжала небольшие свинцово-кислотные аккумуляторы. И тоже использовали блокинг-генератор как схему подъема напряжения.

НО! Надо помнить что блокинг генератор во-первых может иметь не высокий КПД, а во-вторых на выходе у него скорее источник тока, а не источник напряжения. В этом и беда была: на холостую он выдавал сотню вольт с гаком (естественно и кондюк зарядить мог до такого напряжения), а под незначительной нагрузкой напряжение сильно падало. Но Lead-acid аккумы заряжаются током :-) Потому с блокинг-генератора кидали сразу провода на аккум, предварительно зашунтировав стабилитроном на 14В (на всяк случай). И все чик-пык :-) Работало :-)

P.S. Вообще правильно делать так: напряжение с батареи подается на схему типа charge-pump, но только на зарядку коднюков, а вот коммутирующие цепи запитаны от аккумулятора, который заряжается от этой charge-pump. Таким образом если аккум сядет, то и вся схема уже не запустится без него. Но КПД в этом случае максимален. Естественно коммутирующие цепи делают адово маложручие.

0

Собственно я и спрашивал, поможет ли в данном случае charge-pump на коммутируемом конденсаторе.

Весь фокус в том, что при росте напряжения на ионисторе увеличилась его утечка. Напряжение при котором заряд остановился это напряжение при котором мощность преобразования утечкой энергии в тепло уравнялась с мощностью отдаваемой СБ с учетом КПД преобразователя. Для повышения напряжения надо или снижать утечку ионистора(два последовательно) или повышать КПД преобразователя. С учетом того, что преобразователь обязан работать при 0.5В на входе, тут сложно чего-то на вскидку посоветовать.

0

Сообщение от OrtimKOD Для повышения напряжения надо или снижать утечку ионистора(два последовательно) или повышать КПД преобразователя. С учетом того, что преобразователь обязан работать при 0.5В на входе, тут сложно чего-то на вскидку посоветовать.

Ну два ионистора последовательно ставить жалко, а преобразователь начинает работать от ~0,2v, специально германиевый МП41 взял.

Сообщение от humko Сообщение от OrtimKOD Для повышения напряжения надо или снижать утечку ионистора(два последовательно) или повышать КПД преобразователя. С учетом того, что преобразователь обязан работать при 0.5В на входе, тут сложно чего-то на вскидку посоветовать.

Ну два ионистора последовательно ставить жалко, а преобразователь начинает работать от ~0,2v, специально германиевый МП41 взял.
Этот преобразователь - да, но надо более эффективный преобразователь, а они работают с более высокого напряжения. И ставить второй преобразователь после этого так-же только снизит КПД.

0

А более эффективный преобразователь на транзисторах бывает?

Я ж написал: более высокий КПД получить можно только питая преобразователь от аккумулятора. То есть взяли к примеру TL494 и запитали ее от аккума на 12В. TL494 в свою очередь рулит IRF7103, к которой подключен трансформатор и солнечная батарейка (push-pull). А выход трансформатора - это уже 14.4В с выпрямителем, которые заряжают тот самый аккум, от которого запитана TL494.

Собсна с того же аккума будет браться полезная мощность. Только надо учесть две вещи:
1. Потребление цепей преобразователя должно быть меньше выходной мощности того же преобразователя (а тут завязано все: и сопротивления каналов транзюков, и потери в трансформаторе, и потери на заряд/разряд затворов и прочее-прочее).
2. Схема должна иметь триггер, который отключит преобразователь, если его собственное потребление станет больше выхода с солнечной панели (пример: наступила ночь, батарейка выдает очень мало, и чтоб аккум за ночь не сдох - преобразователь "засыпает" до тех пор пока снова не взойдет солнце).

Сделать преобразователь можно на чем угодно - и на дискретных элементах тоже. Схем в сети просто вагоны. Вот например простое:
http://kazus.ru/shemes/showpage/0/1010/1.html

0

Помогите выбрать лот до 20-40шт недорогих solar cell с али
Я полный ноль в солнечный панелях, даже незнаю какие выбрать: моно или поли кристаллические.
Лот мы разбарахолим на 2-3 человек, использоваться будут для экспериментов по времени автономного питания мк устройств.
Конкретно я хочу сделать автономные датчики для домашней метеостанции.
Как буферный ип думаю использовать литий 18650 или NiCd ячейку (такую как в шуруповертах, осталось 2шт по 1.2 Ач после перепаковки акб)

0

Сообщение от UR5SYX Помогите выбрать лот до 20-40шт

Вы сначала почитайте тех, кто их собирает: как дефектуют и какой там процент брака получается... Кроме ячеек - их надо крепить на стекло и заливать компаундом, или пленкой и в ламинатор.

Я сначала тоже загорелся собрать, но потом понял, что дешевле купить готовую панель нужных размеров где-нибудь на solar-tronics . de - как это ни странно, получается дешевле, чем у китайцев заказывать.

Сезон для экспериментов с солнечной энергией - Вы тоже выбрали не удачно: с ноября по конец февраля солнца очень и очень мало.

0