Necesitas usar un cargador de batería con seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT).
Actualmente estoy evaluando el Texas Instruments bq24650
Compré dos paneles, uno "5 W" y otro "10 W". Esto equivale más a paneles de 2.5 W y 5 W. Los 5 y 10 W probablemente aplican cuando el panel se encuentra en un desierto en el ecuador.
Ambos son paneles "12V".
El voltaje real depende del nivel de irradiación solar y de la carga.
Hoy estoy caracterizando el panel de 10 W con una carga fija (resistencia de 28 Ω, 25 W).
Vivo en Tampa. Esta mañana estaba despejada, esta tarde está mayormente nublada.
Al mediodía el voltaje de salida era de aproximadamente 12V hasta alrededor de la 1:00 pm cuando comenzó a nublarse.
En este momento, son las 2:00 pm y está nublado, el voltaje de este panel de 12V es de 1.3V.
Por la mañana, el voltaje estaba promediando alrededor de 12V. Pero si redujera la resistencia de carga, el voltaje disminuiría. Si aumentara la resistencia, el voltaje aumentaría.
Por eso un cargador MPPT es mejor que un Buck Boost.
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Un cargador MPPT varía la carga regulando la cantidad de corriente de carga. Si el voltaje disminuye, la corriente de carga se reduce hasta que el voltaje de PV vuelve a su punto de operación ideal (máxima potencia para la corriente de vatios actual).
Mira los paneles solares como una fuente de energía (vatios) en lugar de una fuente de voltaje.
Para alimentar el controlador LED solo de la batería al anochecer
Necesitas un µControlador con un reloj en tiempo real y calcular el anochecer basado en tu latitud, longitud y fecha. Yo uso un ATtiny 417 porque tiene una salida DAC para cambiar el ajuste del punto de potencia (MPPSET en el bq24650).
Veo que estás usando un Cree XP-L. Estos se utilizan cuando necesitas mucha luz desde un área pequeña como una farola. Tienen una eficacia aceptable de 107 lm/W. ese 3000K y CRI90 te está costando algunos lúmenes.
Cuando tienes un proyecto de LED alimentado por batería, quieres el LED más eficiente para extender la vida de la batería. El Samsung 3000K 90 CRI, SPMWHD32AMD7XAU0S0 tiene una eficacia de 173 lm/W que te podría ahorrar un 80%. Además, funcionaría mucho más fresco y no necesitaría disipador de calor. El LED Cree funcionará muy caliente. Sin una gestión térmica significativa, solo puedes hacerlos funcionar a tal vez 300 mA. Cuanto mayor sea la temperatura, más lúmenes costará. Los LEDs LM301B ocuparán considerablemente más espacio real en la PCB, pero vale la pena si está dentro de los requisitos del proyecto.
Recomendaría las tiras Bridgelux EB Gen2 o Samsung F-series Gen3. Bridgelux tiene una tira "sintonizable" "Vesta" con LEDs de 2700 K y 5000K. Digikey las tiene por $6 por una tira de 280 mm x 31 mm. Las uso solo para los 2700K. No se necesita disipador de calor. Aunque pueden calentarse si se utilizan ambas cadenas a plena potencia.
Hay muchas opciones para los cargadores solares. Hay algunos que están específicamente orientados a una batería de iones de litio de una sola celda. Busca en Digikey "solar" para tener una idea de las opciones. Este enlace es a las placas de evaluación asociadas con la energía solar de Digikey:
Placas de evaluación de energía solar de Digikey
ver también PMIC - Cargadores de baterías, PMIC - Reguladores de voltaje, y PMIC - Propósito especial y PMIC - Gestión de energía.
No son las 4:00 pm y está nublado. Ahora el voltaje es de 0.3V.
Hace unos años compré cuatro paneles de 100 W para alimentar algunas luces de cultivo. Los paneles de $400 rápidamente crecieron a más de $1,200.
A medida que surgían problemas, agregaba más componentes. Aquí es donde me rendí:
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Ahora he reducido lo anterior solo al Mean Well HLG-185H-54B.
La energía solar solo es útil donde la electricidad de la utilidad no está disponible. Mi electricidad cuesta alrededor de 9¢ por kWh. No hay forma de recuperar el costo de los paneles y baterías cuando la electricidad es tan barata. Si tienes un panel de 100 W, puedes obtener tal vez 50 vatios durante 6 horas en un día despejado y soleado. Mucho menos dependiendo de tu latitud y patrones climáticos.
La razón por la que estoy trabajando en solar nuevamente es porque necesito energía donde no habrá electricidad. Durante los últimos años, había estado trabajando en luces de cultivo LED para el departamento de investigación hortícola de la Universidad de Florida. Acabo de mudarme de Gainesville a Tampa. Trabajo desde mi casa y no conozco a nadie en esta ciudad. Necesito salir. Voy a vender luces de cultivo, lechuga, tomates y hierbas en el mercado de agricultores, a 1 milla de mi casa. Tampa tiene un gran mercado de agricultores en Ybor, a 1 milla de mi casa, los sábados de 9 am a 3 pm, siendo las horas pico de luz solar de 10 am a 2 pm. Cargaré las baterías de plomo-ácido con electricidad convencional y usaré los paneles solares para ayudar a evitar que las baterías se descarguen y atraer la atención.
Estoy investigando cómo cultivar alimentos de la manera más eficiente posible bajo LEDs. Las plantas que venderé son un subproducto de esta investigación.
