Circuitos de Carregador Solar de Bateria: Operação, Aplicações e Guia Passo a Passo

Painéis solares são bastante populares hoje em dia. E a razão principal é que é um dispositivo simples que usa células fotovoltaicas — para transformar energia solar em eletricidade. Também, os circuitos de carregador solar de bateria não ficam de fora. Afinal, ajuda você a carregar sua bateria rapidamente via energia solar — e é custo-efetivo. Além do fato que o circuito é fácil de construir, é eficiente o suficiente para atender às necessidades básicas da sua bateria.

Além disso, o carregador solar de bateria funciona criando tensão constante para carregar o circuito de controle.

Então, se você quer aprender como construir este dispositivo proficiente, você tem sorte — porque este artigo destaca todos os passos necessários.

Vamos prosseguir!

O Que é Circuito Carregador Solar de Bateria?

Circuito Carregador Solar de Bateria

Fonte: Wikimedia Commons

O circuito carregador solar de bateria é um dispositivo que se comporta como circuito de controle. E ajuda a rastrear e controlar o método de carregar diferentes baterias (entre faixa 4 a 12V).

Também, o dispositivo vem com painel solar fotovoltaico que funciona como fonte de entrada. Além disso, ajuda com o método de carregar baterias. Curiosamente, o dispositivo é bastante econômico, e portanto, você pode construí-lo facilmente a partir de componentes eletrônicos simples.

A operação do circuito depende de dois fatores-chave:

1. Como a tensão de carga do terminal do painel solar corresponde aos terminais de entrada.

2. O número correto de unidades de célula de bateria que você pode carregar no circuito de saída via regulador de tensão (corrente limitada). Com isso, você terá acúmulo de calor limitado, carregamento rápido e chave rotativa.

E a chave rotativa ajuda você a escolher a tensão adequada rapidamente — baseada na intensidade da luz solar.

Como o Circuito de Bateria Solar Funciona?

Estrutura do Circuito Carregador Solar de Bateria

Fonte: Wikimedia Commons

O princípio de funcionamento do circuito de bateria solar é simples! Ele gera tensão constante. Dito isso, a corrente (carregamento) passa para o D1 via regulador de tensão primeiro.

Então, o regulador de tensão ajusta seu pino para controlar a corrente e tensão de saída. Consequentemente, um rascunho similar carregará a bateria.

O Design do Circuito Carregador Solar de Bateria

Circuito Carregador Solar de Bateria

Fonte: CircuitDiagram

Primeiro, vamos ver os componentes do circuito que você precisará para esta configuração. Então, veremos o design do circuito:

Componentes Necessários para o Design

• Fios de conexão
• Bateria CC
• Pot (2K)
• Painel Solar (18V)
• Capacitor (0,22µF)
• Regulador de tensão (LM317)
• Resistores (470, 100, 120 Ohms)
• Diodo Schottky (3A, 50V)
• Diodo (1N4001)

Circuitos Carregador Solar de Bateria – O Design do Circuito

A ideia por trás do uso do LM317 é dar ao seu circuito um regulador de tensão variável. Além disso, regulador de tensão ajustável é obrigatório para seu curso. Dito isso, o LM317 gera faixa de tensão de 1,25 a 37V. Também, produz corrente máxima de 1,5A.

Além disso, a faixa de queda de tensão do regulador é 2 – 2,5V. Subsequentemente, você teria que optar por painel solar que tem menos carga e mais tensão. Portanto, trabalharemos com painel solar 18V.

A melhor maneira de evitar tensão reversa afetando o painel solar e o LM317 quando sua bateria não está carregando — é usando diodo Schottky.

Também, ajudaria se você tivesse bateria chumbo-ácido com especificação 12V/1,3Ah. Além disso, você pode usar qualquer diodo 3A para a configuração.

Como Carregar uma Bateria 12V?

Primeiro, você deve garantir que sua tensão de saída esteja definida em 14,5V. Quanto à corrente (carregamento), é divisão da potência do painel solar e tensão.

Nesta configuração, a potência do painel solar é 5, enquanto sua tensão é 18.

Corrente de carregamento = 5/18 = 0,28A.

Mas não é só isso.

Como o LM317 pode gerar cerca de 1,5A, é crucial usar painéis de alta potência. Mas isso se aplica se você quer sua configuração gerar mais corrente.

Além disso, LM317 não é regulador de tensão ideal — se sua bateria precisa de corrente inicial maior que 1,5A.

Quanto tempo a configuração leva para carregar?

Tempo de carregamento = 1,3Ah/0,29A por 4,4 horas.

Então, a dissipação de potência do painel solar é 5 watts. Também, a potência entrando na bateria é 4W, enquanto energia indo para o regulador é 1W.

Uma dica aqui é garantir que você considere todos os parâmetros necessários — antes de carregar uma bateria.

Como Posso Usar o Circuito Carregador Solar de Bateria para Aplicação 6V?

Olhe as especificações na sua bateria e defina a tensão de saída (7,5 a 8V). Então, use a referência acima para calcular dissipação de potência e corrente de carregamento.

Dito isso, é vital notar que este projeto tem problemas com limitações de potência. E é tudo graças ao dissipador de calor e resistência térmica do regulador de tensão. Então, você deve limitar sua potência a cerca de 10W — para garantir que a temperatura fique abaixo de 125°C.

Além disso, o regulador de tensão pode desligar automaticamente se ficar muito quente. E é porque tem circuito limitador de temperatura.

Portanto, quando você começa a carregar sua bateria, seu dissipador terá algum calor. Mas, se terminar carregando com tensão máxima, o dissipador estará quente. E o calor ocorre devido à potência excessiva, que você não precisa — ao carregar a bateria.

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Então, como você limita a corrente? Bem, como o painel solar tende a oferecer corrente constante — ele atua como limitador de corrente.

Então, seu circuito não precisa de limitador de corrente.

Circuitos Carregador Solar de Bateria – Especificações do Carregador Solar

• Corrente máxima de 1,5A internamente limitada a 2,2A
• Dissipação máxima de potência de 10W — incluindo dissipação de potência do diodo Schottky
• Regulação de tensão de +/- 100mV
• Classificação do painel solar de 10W (6V) ou 20W (12V)
• Valor típico de dropout de 2 a 2,75V
• Faixa Vout de 5 a 14V

Circuitos Carregador Solar de Bateria – Passos de Como Usar Este Circuito Carregador Solar de Bateria

1. Preste atenção ao diagrama de circuito acima e siga suas conexões de acordo.

2. Coloque seu painel solar onde há luz solar.

3. Ajuste seu pot RV1 para definir sua tensão de saída.

4. Use multímetro digital para confirmar a tensão da sua bateria.

Também, você pode construir circuito carregador solar de bateria com LM338.

Como Criar Circuito Carregador Solar de Bateria com LM338

Circuito solar carregador bateria LM338

Fonte: Flickr

Os materiais que você precisa para o projeto são:

• LM338
• Bateria chumbo-ácido
• R1 (120)
• R3 (0,7/corr. carga)
• Amperímetro (0 a 10A)
• Painel solar
• Transistor BC547
• P1 (10K)

O LM338 é ainda outro chip versátil que pode lidar com o processo de carregamento convenientemente. Além disso, o processo é seguro. Dito isso, o circuito representa configuração simples que fornece potência regulada padrão.

O design infunde recurso de controle de corrente. Então, se você usar esta configuração, a corrente subirá na entrada. Mas isso pode acontecer quando intensidade do sol aumenta proporcionalmente. E há queda proporcional na tensão do carregador — que reduz corrente para classificação especificada.

Então, quando você conecta emissor do BC547 sobre ADJ e ground, ajuda a ativar ações de controle de corrente. Também, quando há aumento na corrente de entrada, sua bateria começará a drenar corrente adicional.

Portanto, resulta em acúmulo de tensão através de R3. E isso cria acionamento de base correspondente do transistor. Então, o transistor usa o LM338 para conduzir e corrigir a tensão. Dessa forma, a corrente ajustará baseada nos requisitos de segurança da sua bateria.

Você pode calcular R3 ou limite de corrente dividindo 0,7 pelo limite máximo de corrente.

i.e., R3 = 0,7/limite de corrente (máximo)

Dito isso, você também pode construir design de circuito carregador solar de bateria mais barato sem quebrar o banco.

Como Construir Circuito Carregador Solar de Bateria Simples e Barato

Os materiais que você precisa são:

• Diodos (1N5408) – 9
• Voltímetro
• Bateria (12V)

Este tipo de circuito é perfeito se você procura opção muito acessível e eficaz. No entanto, a configuração é bastante técnica. Também, o layout precisa de alguns diodos e voltímetro. Ou você pode usar chave rotativa e multímetro.

Dito isso, você deve adicionar seus nove diodos em série. Assim, protege seu painel de conectar à tensão da bateria. Também, remove a corrente máxima de mudança.

Depois, use alguns componentes para organizar o carregador MPPT. Então, se você calcular a queda direta combinada dos diodos, deve ter cerca de 5V. E se adicionar a tensão de carregamento 14,4V, o total será estimativa de 20V.

Então, quando há sol pico e você conecta seus diodos em série, a tensão do painel pode reduzir para 19V. E isso representa carga eficiente da bateria. Também, se o sol cai, a tensão do painel diminuirá abaixo da tensão nominal.

Portanto, você pode pular alguns diodos até sua bateria restaurar obtendo potência ótima.

Aplicações do Circuito de Bateria Solar

• Baterias Ni-Cd
• Baterias Chumbo-Ácido

Circuitos Carregador Solar de Bateria – Benefícios do Circuito de Bateria Solar

• É custo-efetivo e simples
• Você pode ajustar a tensão de saída
• É possível usar componentes comuns
• Não há descarga da bateria na ausência de luz solar

Conclusão

O circuito de bateria solar permite obter energia solar. Então, o circuito converte em energia elétrica que você pode reutilizar repetidamente em diferentes aplicações como carregar seus tablets, etc.

Então, é praticamente excelente opção quando se trata de colher energia gratuita.

Qual dos circuitos você planeja construir? Ou tem dúvidas e recomendações? Sinta-se à vontade para nos contatar.