Laden von Solarzellen und Batteriechemie für eine 2,4-3-V-Versorgung mit geringer Leistung?

Ich habe kürzlich nach der Möglichkeit gesucht, eine Solarzelle aus amorphem Silizium (wie sie in Taschenrechnern verwendet wird) zu verwenden, um den Stromverbrauch meines BLE-Systems mit sehr geringem Stromverbrauch zu ergänzen und die Lebensdauer zu verlängern.

Ich habe einige Zellen gefunden, die tagsüber (in Innenräumen) 10-20 uA Strom liefern können. Da sich mein System hauptsächlich in einem Niedrigenergiezustand befindet, reicht diese Energieergänzung aus, um einen Teil des Gesamtstromverbrauchs auszugleichen und die Batterielebensdauer erheblich zu verlängern.

Die für mein System erforderliche Spannungsversorgung kann irgendwo zwischen 2,4 V und 3 V liegen, benötigt aber wahrscheinlich eine Batteriekapazität von> 750 mAh, um es so lange wie nötig am Leben zu erhalten. Was wäre die beste Batteriechemie für dieses Szenario? Und was ist der effizienteste Weg, um die Batterie(n) zu laden und gleichzeitig die Kosten auf ein Minimum zu reduzieren?

(Ich habe einen Solarzellenlieferanten gefunden, der eine Vielzahl von Spannungen herstellt, das sollte also kein Problem sein.)

Antworten (1)

20uA Ladestrom und >750mAh entsprechen einer Laderate von 0,00027C oder mehr als 4 Jahren , um eine volle Ladung zu erhalten (und das setzt eine kontinuierliche Beleuchtung voraus).

Standard-Nicad- und NimH-Batterien sind nicht geeignet, da sie sich viel schneller entladen, als das Solarpanel sie aufladen kann.

NIMH mit geringer Selbstentladung (z. B. Eneloop ) verliert nur etwa 10 bis 20 % pro Jahr und sollte daher zumindest einen Teil der Ladung speichern. Bei diesem niedrigen Strom ist Erhaltungsladung sicher, sodass Sie das Solarpanel einfach direkt über die Batterie anschließen können (möglicherweise mit einer Sperrdiode in Reihe, wenn das Panel einen hohen Dunkelverlust aufweist).

Eine Lithiumbatterie würde die Ladung besser halten, benötigt aber eine komplexe Ladeschaltung, die möglicherweise mehr Strom verschwendet als sie spart.

Wenn Sie wirklich > 750 mAh Akku benötigen, vermute ich, dass Ihre durchschnittliche Stromaufnahme viel höher ist als die Leistung des Solarmoduls. In diesem Fall ist es vielleicht besser, die Solarladung zu vergessen und sich nur auf die primäre Energiequelle zu verlassen. Wenn das nicht ausreicht, sollten Sie Ihre Designkriterien überdenken.

Mein durchschnittlicher Stromverbrauch ist winzig und meine erwartete Lebensdauer beträgt sowieso >5 Jahre ohne Aufladen. Das BLE-System befindet sich hauptsächlich im Schlafmodus und wacht nur alle 15 Minuten auf, um etwa 20 ms lang zu senden. Es ergibt sich im Durchschnitt eine konstante Stromaufnahme von ~ 4 uA, so dass das Pumpen von 10 uA 6-8 Stunden am Tag dies erheblich ausgleichen kann. Ich hoffe nicht, den Akku vollständig aufzuladen, sondern nur die Lebensdauer des Systems zu verlängern, um die Anforderungen zu erfüllen. Gut zu wissen über die Batterieverluste, aber das hatte ich nicht bedacht.
Für eine Lebensdauer von >5 Jahren ohne Aufladen würde ich einfach eine Lithium-Primärzelle verwenden. powerstream.com/lip.htm
Ja, nach weiteren Recherchen scheint es, dass ein paar CR2477-Zellen parallel ausreichen könnten, solange ich auf die Selbstentladung achte. Danke für den Hinweis.
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