Rozcestník >> Věda a technika >> ELEKTŘINA

Zajímavý problémek vhodný do diskuze.

Musíme si nejdřív podiskutovat o tom, kolik té energie musíme do baterky dodávat, aby se udržel náboj, řekněme 80%.

Baterka (startovací, olověná) trpí samo-vybíjením a běžně se udává potřeba jednou za měsíc, nebo i za 3 měsíce nepoužívanou baterku dobíjet (třeba z 50% na 80% náboje). To můžeme odhadnout jako ztrátu náboje až 1% za den, ve tvém případě tedy až 0,6Ah den!
V autu napojená baterka je nadto vybíjena permanentně napojenými spotřebiči (hodiny, rádio, elektronika (třeba přijímač ovládání zámku). Odhadem dospějeme k hodnotám třeba 2Ah za den !
Kolik energie stojí nastartuvání mororu ? Odhadem stojí jedno nastartování motoru 0,3 až 0,5 Ah.

Kolik energie dodá alternátor běžícího motoru ? Opět odhadem (alternátor regulovaný na 14,25V) to může být tak 1Ah za deset minut jízdy.

Všechny tyto odhady se mohou lišit od konkrétní reality, na kterou má vliv spousta parametrů - typ auta, velikost motoru, velikost, stáří a typ baterky, dále teplota baterky i motoru, použitý olej v motoru atd.

Takže, abych vyrovnal odhadovanou denní ztrátu náboje baterky potřebuji odhadem 2,6Ah. A to dodá odhadem 26minut běhu motoru denně. Možná trochu pesimistický odhad, může to být i polovina, řekněme 1,5Ah.

FV panel s 30W špičkovým výkonem dodá za hodinu přímého dopadu světla Slunce zhruba 1,5A, což by znamenalo potřebu 1h slunečního svitu (pravý úhel dopadu) denně. Pro 5W FV panel potřebujeme pak šestinásobek.

Poznámka - pevně montovaný FV panel při celodenní svitu Slunce dá denně ekvivalent zhruba 4 hodin, tedy ten 30W FV by dal denně odhadem 6Ah. Ale ne každý den je nebe bez mraků.

Před zhruba 15 lety jsem dostal 8W FV panel a udělal si k němu regulátor :

Ten údaj Rth chladiče je pochopitelně pro 8W FV, pro 30W bys potřeboval Rth zhruba 1,5K/W, což je už úctyhodný cvalík.

Poznámka - Zenerovy diody neregulují přesně. A pro odhadnutý ztrátový výkon 20W by byly tak jako tak drahé. Tranzistory jsou za babku a ten U1 TL431 reguluje precízně a dovolí potíkem R3 nastavit max nabíjecí napětí v určitém rozsahu s výbornou stabilitou. Pro rychlejší nabíjení s vyšším napětím (třeba 15V krátkodobě, pochopitelně hlídat). Ale tohle je už na delší diskuzi.

Ten regulátor se mi moc líbí. TL431 jsem pokládal podle symbolu za nějakou podivnou Zenerovu diodu jako pasivní prvek, což byl můj velký omyl. Jestli to správně chápu, tak je to aktivní součástka s OZ v zapojení napěťového komparátoru. Lze tuto přirovnat pouze co do funkčnosti k Zenerově diodě, ale s tou jinak nemá nic společného.
Můj návrh regulátoru, od kterého jsem upustil byl oproti tomu co uvádíš mnohem komplikovanější a zbytečně složitý. Dva napěťové komparátory, R/S klopný obvod a spínací tranzistor. Představa byla taková, že zapínací komparátor překlopí R/S na připojení panelu k baterii při poklesu napětí pod 12,5 V a vypínací komparátor překlopí na vypnutí po dosažení napětí 14,6 V. OZ i R/S z CMOS. Nepodařilo se mi ale zjistit, jak se bude chovat nezatížený FV panel při plném slunečním svitu a zda se nebude naprázdno přehřívat.
Mám to ještě ve stádiu úvah a provedl jsem pár měření. Před startem bylo napětí baterie 12,3 V a klidový proud 28 mA. Po startu napětí vyběhlo na 14,2 V, proud z alternátoru 13 A, do soustavy šlo 10,3 A a baterie byla nabíjena proudem 2,7 A.

Správně. Měřit, měřit, měřit, protokolovat, uvažovat - to je správná cesta.
Náhradní zapojeni LT431 by byl NPN tranzistor s referenční úrovní řidící báze 2,50V (místo U-PN-přechodu 0,65V).

FV panelům bez zatížení by sluneční svit neměl moc vadit, principielně ale je to tak, že s narůstající teplotou stárnou polovodiče ( a i jiné komponenty) rychlej. Já přilepil na můj 8W FV panel ze zadu (silikonem) chladící žebírka hliníkového plechu. Tohle zvýší i nepatrně účinnost FV. Kdysi jsem viděl pokusné uspořádání FV panelů, plovoucích v bazénku na hladině a tím sledující dráhu Slunce (servomotorek) a voda chladila FV.panely. To se ovšem nehodí tam, kde taky někdy mrzne, šlo o pokus (myslím) z Kalifornie.

Ta dioda k baterce (D1) je typ shottky a zabrání požáru v případu zkratu FV nebo regulátoru.