ฉันสามารถชาร์จแบตเตอรี่แอคชูเอเตอร์ขนาด 24 โวลต์กับแผงโซลาร์เซลล์ 12v ได้อย่างปลอดภัยหรือไม่?

ฉันมีตัวกระตุ้นประตูโรงรถHormann Promatic Akku เนื่องจากโรงรถของฉันไม่มีไฟฟ้าหลัก โดยทั่วไปแล้วฉันรู้สึกประทับใจมากกับการทำงานที่ดี น่าเสียดายที่ในขณะที่ใช้งานได้ประมาณสองเดือนระหว่างการชาร์จ แต่แทบจะไม่มีการแจ้งเตือนเลยเมื่อประจุแบตเตอรี่เหลือน้อย

ฉันต้องการให้ใช้งานได้นานขึ้นระหว่างการชาร์จดังนั้นเมื่อไม่นานมานี้ฉันจึงซื้อเครื่องชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ที่ใช้พลังงานต่ำ ความกังวลของฉันคืออาจมีบางสิ่งบางอย่างที่ฉันพลาดไปอย่างไร้เดียงสาฉันตั้งใจจะผูกมัดพวกเขา

พื้นหลัง

ชุดแบตเตอรี่ Hormann (ด้านล่างขวาของภาพ) มีซ็อกเก็ต XLR หนึ่งคู่เพื่อให้คุณสามารถเสียบสายเพาเวอร์แอคชูเอเตอร์เข้ากับช่องเสียบใดช่องหนึ่ง ฉันคิดว่า Hormanns เป็นเจ้าของ (ราคาแพงขันและไม่มีในสหราชอาณาจักร) ปลั๊กพลังงานแสงอาทิตย์เสียบเข้ากับซ็อกเก็ตอื่น ภายในมีแบตเตอรี่ 12v ลึกปล่อยสองสายในซีรีส์

^{attrib Hormann}

เมื่อชาร์จเต็มแล้วโมดูลแบตเตอรี่จะมีขนาด 26.3 โวลต์และแอคชูเอเตอร์ไม่ทำงานเมื่อแรงดันไฟฟ้าลดลงถึง 23.3v

แผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่ฉันมีมีเพียง 1 วัตต์ แต่มีไดโอดรวมอยู่ พวกเขาขายเป็นเครื่องชาร์จแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ 12v และการวิจัยที่ฉันทำในเวลานั้นชี้ให้เห็นว่าวัตต์ขนาดเล็กเช่นนี้ควรนับว่าเป็นการชาร์จแบบหยดแบตเตอรี่ดังนั้นการชาร์จไม่ควรเป็นปัญหา ฉันทราบว่าแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดภายใต้แสงแดดจ้าสามารถถึง 18v

ในหนึ่งในแผงไดโอดจะถูกเป่าดังนั้นคำแนะนำใด ๆ ในการเปลี่ยนมันก็จะมีประโยชน์ (ฉันลบไดโอดเก่าออก แต่มันร้อนติดกาวที่แผงและลบออกเป็นรอยขีดข่วนบางส่วนของ ID ฉันเดาว่ามัน1N4007แม้ว่า)

ฉันตั้งใจจะวางสายมันอย่างไร

ดังนั้นอย่างไร้เดียงสาฉันเพิ่งจะวางสายทั้งสองแผงในซีรีส์เช่นเดียวกับแบตเตอรี่มีสายผ่านปลั๊ก XLR และปล่อยให้พวกเขาเชื่อมต่ออย่างถาวร

ฉันกำลังพิจารณาด้วยว่าควรจะปล่อยไดโอดออกจากแผงที่สองหรือไม่และวางสายสองแผ่นเข้าด้วยกันด้วยไดโอดเดี่ยวระหว่างพวกเขา

ความกังวลของฉัน

สมมติว่าเป็นฤดูร้อนที่หายากของอังกฤษฉันรู้ว่าเพียง 1w @ 18v หมายถึงกระแสไฟฟ้าที่ค่อนข้างต่ำ แต่แบตเตอรี่ 36v จากแผงหนึ่งคู่อาจทำให้วงจรแอคทูเอเตอร์เสียหาย? ฉันเดาว่าการเชื่อมต่อกับแบตเตอรี่จะทำให้แรงดันนั้นลดลงไปเหนือแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ แต่มันก็เป็นการดีที่จะรู้

นอกจากนี้เมื่อแอคชูเอเตอร์กำลังวาดกระแสไฟฟ้ามันกำลังวาดวัตต์ไม่กี่วินาทีเป็นเวลา 20-30 วินาที เซลล์สุริยะนั้นได้รับความเสียหายหรือไม่? ดูที่แผ่นข้อมูลไดโอดดูเหมือนว่าแต่ละไดโอดจะสามารถรับมือกับกระแสและแรงดันไฟฟ้าที่เรากำลังพูดถึงได้มากกว่า

ฉันได้ตรวจสอบคำถามที่ติดแท็กเซลล์แสงอาทิตย์และคำถามเกี่ยวกับการชาร์จแบตเตอรี่แล้ว แต่ไม่ใช่ว่าฉันสามารถหาคำตอบได้

แต่ 36v จากแผงหนึ่งคู่อาจทำให้วงจรแอคชูเอเตอร์เสียหายหรือไม่?

ดังนั้นนี่คือข้อตกลง แบตเตอรี่ตะกั่วกรดมีลักษณะเป็นกระแสไฟฟ้าเหมือนแหล่งจ่ายไฟ / ซิงค์ที่มีความต้านทานแบบอนุกรมขนาดเล็กโดยที่ระดับแรงดันจะทำหน้าที่ประจุไฟฟ้า 2V / เซลล์ (มี 6 เซลล์ในอนุกรมในแบตเตอรี่ 12V) เป็นค่าเล็กน้อยและถ้าฉันจำได้ถูกต้องแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดของพวกเขาจะเป็นอะไรบางอย่างที่ว่างเปล่าเช่น 1.9V, 2.1V เต็ม ซึ่งครอบคลุม 90% ของพฤติกรรมของพวกเขา

เมื่อพิจารณาว่าสเปคของ "1W @ 18V" ของแผงเซลล์แสงอาทิตย์จะไม่สามารถ "ชนะ" เทียบกับแบตเตอรี่และแรงดันของแผงโซลาร์เซลล์จะถูกดึงลงไปที่แรงดันแบตเตอรี่ซึ่งอาจมี 0.055A (= 1W / 18V) ไม่ว่าแรงดันแบตเตอรี่จะเป็นเท่าไหร่

เมื่อแบตเตอรี่หมดอย่างสมบูรณ์ความต้านทานอนุกรมจะเพิ่มขึ้นอย่างมากและแรงดันไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นจนกว่าจะมีแรงดันไฟฟ้าเพียงพอที่จะเริ่มกระแสไฟฟ้าของของเหลวและคุณจะได้รับการสร้าง H2 และ O2 ที่ขั้วและสูญเสียอิเล็กโทรไลต์ แบตเตอรี่ตะกั่วกรดขึ้นอยู่กับผู้ผลิตประเภท + มีอัตราการรวมตัวกันอีกครั้งของ H2 + O2 => อิเล็กโทรไลต์ที่สามารถจัดการได้; หากคุณใช้กระแสไฟฟ้าที่สูงกว่านั้นจะนำไปสู่การสูญเสียอิเล็กโทรไลต์อย่างถาวร (+ การสูญเสียกำลังการผลิต)

ดังนั้นจึงมีกระแสไฟฟ้าที่ปลอดภัยที่สามารถส่งไปยังแบตเตอรี่ตะกั่วกรดอย่างต่อเนื่องที่ปล่อยของตัวเองเนื่องจากกระแสไฟฟ้าที่สมดุลกระแสชาร์จ มันขึ้นอยู่กับการผลิต + การก่อสร้าง ฉันจะไม่รู้สึกกังวลเกี่ยวกับอัตราการชาร์จ C / 10 หรือ C / 20 (โดยที่ C = กระแสที่จำเป็นในการคายประจุแบตเตอรี่ใน 1 ชั่วโมง) แบตเตอรี่ประตูโรงรถอาจจะ> 1Ah ความจุดังนั้นคุณควรจะปลอดภัยกับกระแสชาร์จ 55mA

อย่างไรก็ตามฉันอาจใส่ (ซีเนอร์ไดโอดและตัวต้านทานเป็นอนุกรม) ควบคู่กับแบตเตอรี่แต่ละก้อนซีเนอร์ไดโอดประมาณ 14 โวลต์และตัวต้านทานอาจมีค่า 10 โอห์มหรือประมาณนั้น

นอกจากนี้: หากคุณสามารถต่อสายโซลาร์เซลล์แต่ละก้อนเข้ากับแบตเตอรี่แต่ละก้อน (และเก็บไดโอดไว้) แทนที่จะเป็นแผงคู่ในซีรีส์ต่อสายแบตเตอรี่ในซีรีย์นั่นคือพยายามเชื่อมต่อก๊อกกลาง คุณจะชาร์จแบตเตอรี่แต่ละก้อนได้อย่างอิสระ มิฉะนั้นสิ่งที่สามารถทำลายอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ได้คือหากแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่แตกต่าง - แบตเตอรี่ที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงจะมีประจุมากเกินไปในขณะที่แบตเตอรี่อีกก้อนหนึ่งจะชาร์จเกินพิกัดและไม่ได้ชาร์จจนเต็ม

สรุป:

• เมื่อใช้งานในอ๊อกซฟอร์ดประเทศอังกฤษที่ชาร์จจะได้รับประโยชน์ในเวลาระหว่างการชาร์จนาน 6+ เดือนของปี

• เครื่องชาร์จอาจถูกใช้อย่างปลอดภัย (มีการเชื่อมต่อแบบอนุกรมสองชุดในแบตเตอรี่ 24V) การเชื่อมต่อหนึ่งก้อนในแต่ละแบตเตอรี่นั้นสามารถใช้งานได้ แต่อัตราการชาร์จนั้นน้อยมากจนทำให้การได้รับความสมดุลของแบตเตอรี่ไม่น่าจะมีประโยชน์

• ไดโอด 1N400x จะทำงานได้ดี (สำหรับแผงน้อยกว่า 10 วัตต์)

• หากคุณใช้สองแผงในซีรีส์คุณจะต้องใช้เพียงไดโอดเดียวเท่านั้น - คุณสามารถข้ามไดโอดในแผงที่สองได้หากต้องการ

• ไม่ควรปล่อยแบตเตอรี่ทิ้งไว้ลึกถึงแม้ว่าจะได้ระดับ "การคายประจุที่ลึก" หากคุณต้องการอายุการใช้งานแบตเตอรี่สูงสุด อาจมีการจัดช่องคัตเอาท์ 23.3V เพื่อตอบสนองความต้องการนี้

______________

ขนาดเป็น AH ของแบตเตอรี่ที่ไม่รู้จัก - สมมติว่า "อิฐ" 2 x 7AH - อาจใหญ่กว่านี้
ขนาดของแผง PV = 2 x 1 วัตต์เล็กน้อย

ปรับผลลัพธ์ด้านล่างตามลำดับหากแบตเตอรี่มากกว่าหรือน้อยกว่า 7 Ah

กดหยุด: เว็บไซต์นี้มี

• "แบตเตอรี่แบบชาร์จแลกเปลี่ยน WA 24, 10 Ahสำหรับ Promatic - Akku พร้อมตัวยึด"

สำหรับ 'เพียง' 213 ยูโร!
สมมติว่าต้นฉบับคือ10 Ahดังนั้นตัวเลขด้านล่างจะต้องเพิ่มขึ้นประมาณ 1.5 ในแง่ของความจุ อัตราการชาร์จไฟจากแผงเซลล์แสงอาทิตย์ 1W นั้นมีแนวโน้มที่จะเป็นอันตรายน้อยลง ฉันจะพิจารณาทบทวนคำตอบนี้โดยคำนึงถึง 'ความรู้' นี้ในเวลาที่เหมาะสม

เว็บไซต์ Gaisma ที่ยิ่งใหญ่อย่างเต็มที่ซึ่งมีจำนวนมากของข้อมูลที่เป็นประโยชน์เกี่ยวกับไข้แดด (ระดับแสงแดดปริมาณน้ำฝนความเร็วลมและอื่น ๆ อีกมากมาย) จากหลายพันเว็บไซต์ทั่วโลกให้คำแนะนำว่าในชีวิตประจำวันชั่วโมงแสงแดดเดือนโดยเฉลี่ยเดือนในฟอร์ดประเทศอังกฤษมกราคม-ธันวาคมคือ:

Insolation, kWh / m² / วัน = "ชั่วโมงแห่งแสงแดด"

• เดือน / ชั่วโมงเฉลี่ยของแสงแดดต่อวัน
  ม.ค. 0.67
  ก.พ. 1.23
  มี.ค. 2.23
  เม.ย. 3.39
  พ.ค. 4.39
  มิ.ย. 4.64
  ก.ค. 4.66
  ส.ค. 3.99
  ก.ย. 2.76
  ต.ค. 1.59
  พ.ย. 0.82
  ธ.ค. 0.50

เช่น 4.66 ในเดือนกรกฎาคมและ 0.5 ในเดือนธันวาคม

นั่นคือชั่วโมงวัตต์เฉลี่ยรายวันที่คุณจะได้รับต่อแผงเซลล์แสงอาทิตย์ AT ที่ดีที่สุด

แบตเตอรี่ 12V ให้พลังงานประมาณ 12 วัตต์ต่อแอมป์ชั่วโมง ดังนั้น "อิฐ" 7AH จะให้ 84 วัตต์ชั่วโมง

ในวันที่ดีกรกฎาคมแผงพลังงาน 1 วัตต์จะให้เอาต์พุต 4.66 Wh หรือมากกว่า 24 ชั่วโมงนั่นคือค่าเฉลี่ย 0.2 วัตต์ ดังนั้นในการชาร์จแบตเตอรี่ 84 Wh อย่างเต็มที่ในอัตรานี้ (สมมติว่ามีประสิทธิภาพ 100%) จะใช้เวลา 84 / 0.2 = 420 ชั่วโมง นั่นคืออัตราการชาร์จโดยเฉลี่ยในช่วงกลางฤดูร้อนของอังกฤษที่ออกซ์ฟอร์ดโดยมีแผงควบคุมที่ดีคือ C / 420 แม้เมื่อชาร์จเต็มกำลังในช่วงกลางวันอัตรา 1 วัตต์ / 84 Wh = C / 84

C / 100 จะเป็นการชาร์จแบบหยดเล็กน้อยสำหรับแบตเตอรี่ lead acid ดังนั้นให้สันนิษฐานว่ามีแผงขนาด 1 x 1 วัตต์ต่อแบตเตอรี่ 7Ah (แบตเตอรี่ 2 ก้อน, 2 แผง) ที่สามารถทิ้งไว้ได้โดยไม่มีปัญหา

ข่าวดีก็คือคุณบอกว่าในปัจจุบันแบตเตอรี่มีจำนวน "ประมาณ 2 เดือนระหว่างการชาร์จ" 60 วัน x 24 ชั่วโมง = 1440 ชั่วโมง ดังนั้นค่าเฉลี่ยอัตราการคายประจุของแบตเตอรี่จะเกินจากการส่งออกของแผงในเดือนกรกฎาคม ในความเป็นจริงสำหรับอัตราเฉลี่ยที่จะลดลงเพื่อบอกว่า C / 1200 (การอนุญาตบางอย่างไร้ประสิทธิภาพ) อัตราการ insolation เฉลี่ยต่อวันจะต้องลดลงถึง 4.66 x 420/1200 ~ = 1.6 kWh / วัน (หรือ 1.6 ชั่วโมงต่อวัน) อัตรานี้เกินสำหรับ 9 เดือนตั้งแต่เดือนมีนาคมถึงตุลาคม เมื่อก่อนหน้านี้จะถือว่าแผงควบคุมที่ดี 1 วัตต์และแบตเตอรี่ 7Ah 12V อัตราการชาร์จจริงจะลดลงเนื่องจากแผงรับการจัดอันดับที่ 1 วัตต์หรืออะไรก็ตามที่จุดไฟที่เหมาะสม Murphy กล่าวว่าแผง mpp และแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่มักจะแตกต่างกัน นอกจากนี้ยังมีการสูญเสียประสิทธิภาพการแปลง แต่ lead acid มีประสิทธิภาพค่อนข้างดีในปัจจุบัน (current out / current in) - อาจ 80% - 90% ที่อัตราการชาร์จต่ำ (เช่นนี้) ประสิทธิภาพการใช้พลังงานก็ค่อนข้างดี (ที่อัตราการชาร์จที่สูงกว่าแรงดันไฟฟ้าเทอร์มินัลจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากแรงดันตกคร่อมความต้านทานภายใน) สมมติว่าคุณได้รับประสิทธิภาพการแปลง 80% สำหรับการหา

ทั้งหมดข้างต้นควรจะสามารถใช้ในการคำนวณว่าแบตเตอรี่ Ah อื่น ๆ และแผงวัตต์อื่น ๆ จะทำงานในเดือนใดเดือนหนึ่ง

หมายเหตุ: แม้ว่าแบตเตอรี่ของคุณจะเป็นวัฏจักรที่ลึก แต่ให้ชาร์จก่อนที่จะกรณืลึก อายุการใช้งานจะดีขึ้น เครื่องชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์จะช่วยในเรื่องนี้

คำแนะนำการใช้ซีเนอร์เป็นการป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินเป็นสิ่งที่ดี แต่คุณสามารถสร้างอุปกรณ์ตัดที่คมชัดกว่าได้หากต้องการ ตัวควบคุม shunt TL431, ตัวต้านทาน 4 ตัวและทรานซิสเตอร์ P Channel MOSFET หรือ PNP จะทำหน้าที่ควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่ออกแบบได้, การกระจายแรงมากที่สุดเท่าที่ทรานซิสเตอร์อนุญาตและแรงดันไฟฟ้า "เข่า" ที่คมชัดมาก เพิ่มเติมว่าถ้าต้องการ

ฉันสนใจที่จะรู้มาก:

คะแนนของ Ah แต่ละแบตเตอรี่?
กำลังไฟต่อแผง
ประเภทพาเนล (ซิลิคอนอสัณฐานหรือผลึกหรือ ... ?)

พลังงานต่อการเปิด?
มอเตอร์กำลังใช้งาน
มอเตอร์กำลังไฟ?

Guesstimates เท่านั้น - ดูสมมติฐานด้านล่าง

สมมติ:

• 24V x 10 Ah

• 80% ของความจุที่มีอยู่เนื่องจากการป้องกันการคายประจุที่ลึก

• 3 x (เปิด + ปิด) ต่อวัน นี้ช่วยให้ 2 ครั้งในทุกวันและหลายครั้งในวันหยุดสุดสัปดาห์ ฯลฯ

• เวลาเปิดหรือปิด 30 วินาที

• 60 วันระหว่างการชาร์จ

10 Ah x 80% = 8Ah

เวลาใช้งานต่อการชาร์จ = 1/2 นาที x 2 การดำเนินการ x 3 ต่อวัน x 60 วัน = 180 นาที
พูด 200 นาที

วาดปัจจุบัน = 8 Ah x 60 นาที / ชั่วโมง / 200 นาที = 2.4A

2.4A x 24V ~ = 100 Watts หรือ ~~ = 1/8 HP motor

พลังงานต่อการเปิด ~~~ = 2.4A x 24V x 30 วินาที = ~ 1800 Watt-second = 1800 Joule
= 0.5 วัตต์ชั่วโมง

ตรวจสอบสติ:

ความจุของแบตเตอรี่ = 8Ah x 24 V = ~ 200 Wh
การกระทำ = 200 / 0.5 = 400
~ = 6 / วัน
= 3 x (เปิด + ปิด)
ดังนั้นการตรวจสอบสติ OK :-)

__________________

ข้อมูล Gaisma สำหรับ Oxford:

__________________________________________

ข้อมูลผู้ใช้:

คำตอบของผู้ใช้ที่ถูกลบให้ข้อมูลเกี่ยวกับประสบการณ์ 'โลกแห่งความจริง' ด้วยผลิตภัณฑ์เดียวกันหรือคล้ายกัน พวกเขาพูดว่า:

• ฉันใช้แผงโซลาร์ 2x 5W พร้อมตัวควบคุม 5W เพื่อเปิดประตูโรงรถ Hormann ของตัวเอง แผงเซลล์แสงอาทิตย์ติดตั้งอยู่บนหลังคาโรงรถแบบเรียบ ทำให้แบตเตอรี่ของฉันชาร์จเต็มตลอดช่วงฤดูร้อน ก่อนการติดตั้งฉันต้องชาร์จทุก 2 เดือนในฐานะ OP

• ค่าใช้จ่ายทั้งหมดประมาณ 40 ปอนด์โดยใช้แผงควบคุม / แหล่งจ่ายเงินของ eBay, Perspex สำหรับการติดตั้ง ฯลฯ คุ้มค่าที่จะทำเอง