Na biwaku, polu namiotowym, podczas zabawy z radiostacją krótkofalarską energia jest niezbędna. W tym względzie uwielbiam niezależność od gniazdek elektrycznych sieci publicznej.
Jakiś czas temu zapowiedziałem budowę pakietu LiFePo4 o pojemności 15Ah. Pierwszy post na ten temat znajdziecie TUTAJ. Dzisiaj publikuję drugą część, a mianowicie założenia logiczne tego pomysłu.
Myślą przewodnią tego jest to, aby moja bateria była rozsądnie eksploatowana oraz to, abym miał zasilanie wtedy gdy go potrzebuję.
Na rynku dostępne są różnego rodzaju ogniwa. Są takie, które przystosowane są do pracy cyklicznej, ciągłej, buforowej itd.. Wszystko rozbija się o to, co dany akumulator potrafi „znieść” – głębokie rozładowywania, duże prądy, szybkie ładowania?
Akumulatory mają też wyliczone cykle „życia”. Czyli liczbę rozładowań i ładowania. Tutaj też jest bardzo dużo różnych wartości bezpośrednio związanych z prądami ładowania, obciążania, temperaturą otoczenia. Np. Moje ogniwa nie lubią, gdy ładuje je się w niskich temperaturach (to może drastycznie zmniejszyć liczbę ich cykli).
Praca z ogniwami wymaga dużej uwagi. Większość akumulatorów nie może zostać przeładowana i (z nielicznymi wyjątkami) rozładowana do skrajnych wartości. Dlatego też wykorzystujemy do ich ładowania balansery, systemy zarządzania, kontrolery ładowania, które muszą być dobrane do konkretnego rodzaju ogniw i jego rodzaju łączenia w pakiet.
Opcji jest naprawdę bardzo dużo i aby wybrać ten najlepszy akumulator do naszych zastosowań trzeba dużo czasu poświęcić na przemyślenia i analizy parametrów.
Wykorzystam to, co mam
W swoich zasobach „energetycznych” posiadam:
Pakiet superkondensatorów kupiony w Chinach o pojemności sumarycznej 80F oraz 4 ogniwa LiNANO® 15 Ah 12V.
Ogniwa LiNANO® 15 Ah są mocnymi ogniwami. Przy zastosowaniu odpowiedniego BMS’a (Battery Management System) można z nich wyciągnąć na wyjściu naprawdę duże prądy, co pozwala spokojnie pracować mocą np. 100W.
Koncentrował będę się na tym, aby oszczędzać cykle LiFePo4 kiedy tylko świeci pełne słońce korzystając automatycznie z pakietu superkondensatorów, którego liczba cykli liczona jest w milionach (LiFePo4 ok. 2000 cykli).
Pakiet superkondensatorów ma jednak pewną wadę. Jego pojemność oczywiście jest ogromna (80F) ale gęstość energii niska. W związku z tym nie zachowuje się jak rasowa bateria i dość szybko (ale liniowo) się rozładowuje. Zaletą jednak jest to, że tak samo bardzo szybko się ładuje.
Dlatego też koncepcję opieram na tym, że gdy słońce będzie świeciło wykorzystam jego moc na bieżąco poprzez superkondensatory, a gdy zajdzie lub będzie słabe skorzystam z tego, co zgromadziłem w ogniwach. Tym samym obniżę wykorzystanie cykli LiFePo4.
Podsumowanie
- Moc panela słonecznego przyjmuję nie mniejszą niż 100W (w przypadku zachmurzenia panel dalej pracuje dość dobrze)
- Do mojego pakietu zaprzęgam Arduino, który będzie zarządzał energią ze słońca
- Łączę w pakiecie baterię LiFePo4 oraz pakiet superkondensatorów.
- W pierwszej kolejności magazynuję energię w ogniwach 15Ah, a następnie przełączam się na superkondensatory.
W kolejnych wpisach na temat tego pakietu będę opisywał kolejne założenia i podzespoły. Dzisiaj przedstawiam założenie logiczne.
