7/25/2019 Cargador de Bateras Con Paneles Solares
1/218 elektor, electronics worldwide - 7-8/2008
Cargador de bateras con paneles solares
Por C.Tavernier
Mucho antes de que el entusiasmo actualpor el desarrollo de las energas renova-bles hiciese florecer los paneles sola-res en los tejados y las terrazas, muchosusuarios itinerantes lo utilizaban ya, biensobre caravanas o bien sobre barcos derecreo. En una situacin as, su principalpapel no es el de revender la energaa un suministrador de electricidad localsino ms bien al contrario, es decir, elde recargar las bateras a fin de poderbeneficiarse de una fuente de electrici-dad una vez que ha cado la noche.Incluso si una operacin de este tipopuede parecer trivial, y sobre todocuando se analizan ciertos esquemaselctricos de cargadores, la cosa esbastante ms compleja si queremos pre-ocuparnos y ocuparnos de las bateras.En efecto, la solucin que consiste encablear en paralelo las bateras, la cargaa alimentar y los paneles solares, inclusosi funciona, est lejos de ser satisfactoriaen, como mnimo, dos situaciones.La primera de ellas es cuando la cargaa alimentar por las bateras consume
muy poco o prcticamente nada (lo quequiere decir que stas ltimas estn yabien cargadas) y que la radiacin solares fuerte. Esto nos lleva derechos a unasobrecarga de dichas bateras que, como
batera se puede medir gracias a AN2y al puente divisor fijo por R1 y R2. Eldiodo zner D5 protege el microcontro-lador de toda tensin parsita externaque pueda aparecer en los bornes de lospaneles solares en presencia, por ejem-plo, de tormentas.En funcin de estos umbrales, el micro-controlador controla, a travs de lostransistores Q1 y Q2, los rels Rel1 yRel2. El primero de ellos sirve a conec-tar los paneles solares a la batera. Aspues, dicho rel estar cerrado mientrasno haya sobrecarga sobre la batera; yabierto en caso contrario. El segundorel sirve para conectar la batera a lacarga que es alimentada. En es te caso,el rel estar cerrado mientras la bate-ra no est demasiado descargada; yabierto en el caso contrario.En cuanto al diodo D1, que debe serobligatoriamente un modelo del tipoSchottky para minimizar la cada detensin en sus ex tremos, evita que, enperodos de baja radiacin solar, labatera no pueda descargarse sobre elpanel solar.Hay que sealar, en la parte baja de
la figura, la presencia del conector decuatro terminales. Dicho conector per-mite conectar a este cargador el mdulode iluminacin automtico por panelessolares descrito en otro artculo de este
78L05
IC1
C4
10n
C3
220n
C1
47025V
PIC12C671
GP0/AN0
GP1/AN1
GP2/AN2
GP4/AN3
IC2
GP5
GP3
2
1
5
7
8
4
3 6
R1
15k
R2
5k6
C2
100n
D5
4V7400mW
R4
5k6
Q2
BC548
Rel1
Rel2
D2
1N4148
D3
1N4148
R3
5k6
Q1
BC5484321
D4
1N4004
+5V
2A
F1
D1
1N5821
C5
100n
R5
2k2
C6
100n
R7
2k2
R8
820
R6
820
P1
1k
P2
1k
C7
1025VSOLAR
SOLAR
BAT
BAT
080225 - 11
Conector para la iluminacin automtica
Puntear si se usa solo
CARGA
CARGA
ALIMENTACINDETENER
DETENERRECARGA
todo el mundo sabe, reduce considera-blemente su vida til.La segunda de ellas, y opuesta a la pri-mera, se da cuando la carga a alimentarpor las bateras consume mucho y que laradiacin solar que llega es baja o nula.En este caso, las bateras pueden encon-trarse completamente descargadas, unasituacin que tambin es perjudicial parala duracin de la vida de las bateras.Sin embargo, es suficiente con unpuado de componentes para reali-zar nuestro regulador inteligente, cuyoesquema elctrico se propone en stapgina. Dicho circuito utiliza un micro-controlador PIC 12C671 que presenta, almismo tiempo, la ventaja de estar reco-gido en un encapsulado de 8 terminalesy de contener un conversor analgico/digital de varias entradas.Gracias a AN0 y al puente divisor for-mado por R6, P2 y R7, se determinaa partir de que tensin, presente enlos bornes de la batera, es necesa-rio detener su carga evitando as cual-quier sobrecarga. Gracias a AN1 y alpuente divisor formado por R8, P1 y R5,se determina (esta vez por la parte de
abajo) a qu tensin presente en los bor-nes de la batera conviene detener la ali-mentacin de la carga, de modo que seevite toda descarga excesiva.La tensin presente en los bornes de la
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nmero. En su ausencia, basta con unirpor un puente los puntos 1 y 2, tal ycomo se indica en la figura.Para poder proporcionar una realiza-cin fcil de este montaje os hemos pro-puesto el diseo de la placa de circuitoimpreso. ste circuito ha sido diseadopara trabajar con rels del tipo Finder1 RT de 10 A, lo que nos deja muchalibertad para la eleccin de los panelessolares y de la batera. En la concepcinde este cargador hemos previsto unacorriente mxima de bateras de 2 A, taly como se puede suponer y adivinar por
el rango del fusible elegido, pero nadanos impide el poder el ir ms lejos encuanto a la corriente, siempre y cuandolo permita nuestra economa en lo quese refiere a los precios de la batera y delos paneles solares.El fichero hexadecimal a programarsobre el microcontrolador PIC 12C671est disponible, de modo gratuito, enel servidor de Elektor as como en lapgina web del autor de este artculo(ver referencia al final de este artculo).Una vez que hemos acabado el montajeel ajuste del circuito es bastante elemen-
tal y slo exige el uso de un voltmetro encontinua y de una fuente de alimentacinajustable. Sin conectar ningn elementoexterno al cargador, sustituir la baterapor nuestra fuente de alimentacin esta-bilizada y ajustarla a 12 V, en cuyos extre-
mos colocaremos el voltmetro.A continuacin, aumentaremos la tensinde la fuente hasta los 14,5 V y ajustaremosel potencimetro P2 hasta el punto justoen que el rel Rel1 se abre. Seguidamente,disminuiremos la tensin poco a pococon la intencin de ver que el rel Rel1 sevuelve a cerrar a una tensin compren-dida entre los 12,8 V y los 13 V (en funcinde la tolerancia de los componentes).Continuaremos disminuyendo esta ten-sin hasta los 10,5 V. A esta tensin ajus-taremos el potencimetro P1 hasta con-seguir abrir el rel Rel2. Verificaremosque, aumentando esta tensin, el relRel2 se cierra de nuevo en torno a los 12V o justo un poco menos. Los potenci-metros P1 y P2 no tienen ninguna inte-raccin entre ambos, por lo que debeser posible ajustarlos de manera inde-pendiente sin ninguna dificultad.Finalizado el ajuste, bloquearemos loscursores de los potencimetros P1 y P2con un poco de barniz y procederemosa montar todo nuestro equipo sobre unacaja, que deberemos proteger contrala humedad s va a ser utilizada en elexterior. Una caja de conexin elctricaestanca hace maravillas en este tipo desituaciones por un precio irrisorio.
www.tavernier-c.com (080225-I)
DescargasLos ficheros de cdigo fuente y hexadecimales de este
proyecto, localizados en el fichero 080225-11.zip, as
como el diseo de la placa de circuito impreso estn
disponibles en nuestra pgina web www.elektor.es.
Lista de materiales
Resistencias:R1 = 15 k
R2 R4 = 5k6R5,R7 = 2k2R6,R8 = 820 P1,P2 = potencimetro 1 k
Condensadores:C1 = 470 F/25 VC2,C5,C6 = 100 nF
C3 = 220 nFC4 = 10 nFC7 = 10 F/25 V
Semiconductores:D1= 1N5821D2,D3 = 1N4148D4 = 1N4004
D5 = diodo zner de 4V7/400 mWQ1,Q2 = BC548
IC1 = 78L05IC2 = PIC12C671 (programado, ver Descargas)
Varios:Rel1,Rel2 = rels 1RT 10 AF1 = fusible de 2 A1 conector tipo pinheader SIL de 4 contactos6 bornes de conexin de 5 mm
1 puente de cableado (strap)
SOLAR
SOLAR
BATT
BATT
LOAD
LOAD
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