Solarna lampa niske tehnologije sa ponovo iskorišćenim baterijama: 9 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

Ovaj vodič vam omogućava da napravite solarnu lampu opremljenu USB punjačem. Koristi litijumske ćelije koje se ponovo koriste sa starog ili oštećenog laptopa. Ovaj sistem, uz dan sunčeve svjetlosti, može potpuno napuniti pametni telefon i imati 4 sata svjetla. Ova tehnologija je dokumentirana tokom zaustavljanja ekspedicije "Nomade des Mers" na otoku Luzong u sjevernom dijelu Filipina. Udruženje Liter of Light već je instaliralo ovaj sistem od 6 godina u udaljenim selima koja nemaju pristup električnoj energiji. Oni takođe organizuju obuku za seljane kako bi ih naučili kako popraviti solarnu lampu (već je instalirano 500 000 svjetiljki).

Originalni vodič i mnogi drugi za izradu niskotehnoloških tehnologija dostupni su na web stranici Laboratorije za niske tehnologije.

Litij je prirodni resurs čije se zalihe sve više koriste za električne automobile, telefone i računare. Ovaj resurs se postepeno iscrpljuje s vremenom. Njegova povećana upotreba u proizvodnji baterija uglavnom je posljedica sposobnosti skladištenja više energije od nikla i kadmija. Zamjena električne i elektroničke opreme ubrzava se i postaje sve važniji izvor otpada (DEEE: Otpadna električna i elektronička oprema). Francuska trenutno proizvodi 14 kg do 24 kg elektronskog otpada po stanovniku godišnje. Ova stopa raste za oko 4% godišnje. U 2009. godini samo je 32% mladih Francuza u dobi između 18 i 34 godine nekada recikliralo svoj elektronički otpad. Iste 2009. godine, prema Eco-systèmesu, od siječnja do rujna 2009., 113 000 tona CO2 izbjegnuto je recikliranjem 193 000 tona DEEE-a, jedne od četiri eko-organizacije u sektoru DEEE-a.

Međutim, ovaj otpad ima veliki potencijal recikliranja. Konkretno, litijum prisutan u ćelijama računarskih baterija. Kada baterija računara otkaže, jedna ili više ćelija je neispravno, ali neke ostaju u dobrom stanju i mogu se ponovno koristiti. Od ovih ćelija moguće je stvoriti zasebnu bateriju koja se može koristiti za napajanje električne bušilice, za punjenje telefona ili biti spojena na solarni panel za upravljanje lampom. Kombinacijom nekoliko ćelija također je moguće formirati veće baterije za pohranu uređaja.

Korak 1: Alati i pribor

Supplies

• Rabljena baterija za prijenosno računalo
• Solarni panel 5V-6V / 1-3W Regulator punjenja i pražnjenja (npr.: 4-8V 1A Mini Li-ion USB Arduino punjač baterija TP4056)
• DC/DC pretvarač napona DC/DC pojačivač MT3608 (električna komponenta koja će pretvoriti 3,7 V baterija u 5 V)
• LED lampa velike snage (npr: LED butoni 3W)
• Prekidač (da biste otvorili krug i isključili svjetlo)
• Električna traka
• Box

Alati

Za ekstrakciju ćelija:

• Rukavice (kako biste izbjegli rezanje plastikom baterije računara ili nikalnim vrpcama koje povezuju ćelije)
• Hammer
• Dlijeto
• Kliješta za rezanje

Za izradu same lampe:

• Pištolj za ljepilo (i štapići za ljepilo)
• Pištolj za grijanje ili mala baklja
• Testera za drvo
• Šrafciger

Korak 2: Kako to funkcionira?

Ovaj vodič prikazuje kako oporaviti računarske ćelije kako biste napravili novu bateriju. Napaja se solarnim panelom ili USB priključkom i omogućit će vam da upalite LED lampu.

Sistem radi oko tri modula:

• modul za prijem energije: solarni panel i njegov regulator punjenja
• modul za skladištenje energije: baterija
• modul koji vraća energiju: LED lampa i regulator napona

Modul za prijem energije: Fotonaponska ploča i kontroler punjenja

Fotonaponski panel koncentrira energiju sunca. Omogućuje oporavak energije kako bi se pohranila u bateriju. Ali budite oprezni, količina energije koju panel prima nije pravilna, ovisno o dobu dana, vremenu … važno je instalirati regulator punjenja/pražnjenja između ploče i baterije. To će, između ostalog, biti zaštićeno od preopterećenja.

Modul za skladištenje energije: baterija

Sastoji se od dvije litijumske ćelije izvađene iz računara. Ukratko, baterija je pomalo poput kutije koja sadrži nekoliko baterija: svaka od njih je ćelija, jedinica koja napaja uređaj elektrokemijskom reakcijom.

Ćelije koje se nalaze u računarima su litijumske ćelije. Svi oni imaju isti kapacitet skladištenja energije, ali njihova sposobnost da je proizvedu je različita za svakoga. Za stvaranje baterije od ćelija važno je da sve imaju istu sposobnost isporuke energije. Stoga je potrebno izmjeriti kapacitet svake ćelije za sastavljanje homogenih baterija.

Modul koji daje energiju: LED lampa, 5V USB port i njegov pretvarač napona

Naša baterija nas napaja 3,7 V, a LED lampe koje smo koristili rade na istom naponu. Osim toga, USB priključci osiguravaju napon od 5V. Stoga moramo transformirati ćelijsku energiju s 3,7 V na 5 V: pomoću pretvarača napona koji se naziva DC/DC pojačivač

Korak 3: Faze proizvodnje

Evo nekoliko koraka potrebnih za izradu lampe:

1. Uklanjanje ćelija iz baterije računara
2. Izmjerite napon ćelija
3. Realizacija 3 modula (solarni panel + regulator punjenja LED svjetlo baterije + regulator punjenja)
4. Povezivanje 3 modula
5. Pravljenje kutije
6. Integracija modula u kutiji

Korak 4: Uklanjanje ćelija iz baterije računara

Za ovaj dio predlažemo da pogledate sljedeće uputstvo: Recikliranje baterija.

1. Stavite rukavice da zaštitite ruke
2. Stavite bateriju i otvorite je čekićem i dlijetom
3. Izolirajte svaku ćeliju uklanjanjem svih ostalih dijelova (kao što je prikazano na fotografiji).

Korak 5: Izmjerite napon ćelija i njihov kapacitet

Izmjerite napon:

Počinjemo mjerenjem napona svake ćelije kako bismo provjerili rade li ispravno. Sve ćelije s naponom nižim od 3 V neće se moći koristiti u ovom projektu i treba ih reciklirati.

Pomoću multimetra u DC modu izmjerite svaku ćeliju i provjerite onu koja je upotrebljiva u projektu.

Budite oprezni: Ako se čini da baterija računara ima tekućinu izvana, nemojte otvarati kutiju, litij je štetan u visokim dozama.

Izmjerite kapacitet:

Da bismo izmjerili kapacitet ćelije, moramo je maksimalno napuniti, a zatim isprazniti. Te ćelije su bazirane na litiju i trebaju poseban sistem punjenja i pražnjenja, obično je maksimalno punjenje 4, 2 V, a minimalno 3V. Prelazak ovih granica oštetiće ćeliju.

1. Koristite PowerBank: dopustit će vam da punite mnoge ćelije odjednom putem USB priključka.
2. Napunite ćelije i pričekajte dok se punjenje ne završi (sve lampice trebaju biti upaljene), to će biti učinjeno za otprilike 24 sata. (slika)

3. Ćelije će biti maksimalno napunjene (4, 2V), sada ih moramo isprazniti. Trebali biste koristiti Imax B6: alat koji omogućuje pražnjenje ćelija i provjeru njihovog kapaciteta. Kako koristiti alat:

   1. napon: pitat će vas koju vrstu ćelija želite provjeriti, trebate odabrati litijumsku. Automatski će regulirati pražnjenje na minimum 3V.
   2. intenzitet: postavite na 1A radi brzog i sigurnog pražnjenja. U ovom stanju, pražnjenje bi trebalo trajati između 1 sata i 1 sat i pol.
   3. Spojite magnet na krokodilske kopče, zatim spojite na ćeliju, magnet pomaže propuštanju struje kroz Imax B6 do ćelija. (slika)
   4. Ispraznite ćelije dok se potpuno ne isprazne.
   5. Zabilježite kapacitet ćelije. Što više to bolje.
   6. Sortirajte svoje ćelije prema kapacitetu: 1800 mA.

Napomena: Važno je raditi homogene baterije sa ćelijama sličnog kapaciteta

Korak 6: Realizacija 3 različita modula

Modul 1: Solarni panel i regulator punjenja

• Upotrijebite crnu i crvenu žicu, a kliještima ogolite žice.
• Lemite crvenu žicu sa pozitivne strane panela, a crnu sa negativne strane.
• Regulator punjenja ima 2 ulaza: IN- i IN+ (koji su naznačeni na komponenti): Zavarite crvenu žicu (pozitivnu) s IN+ ulazom regulatora punjenja i crnu žicu (negativnu) s ulazom IN (slika 5).

Modul 2: Baterija

Umetnite litijumsku ćeliju u držač baterije

Modul 3: LED / USB pretvarač

Pretvarač napona DC / DC ima dva ulaza i dva izlaza: Ulazi: VIN + i VIN - / Izlazi: OUT + i OUT -. LED ima dvije ulazne žice: jednu pozitivnu i jednu negativnu.

• Uzmite dvije žice (crvenu i crnu).
• Zavarite crvenu žicu s VIN+ ulazom pretvarača napona i crnu žicu s VIN ulazom.
• Oprez: Polaritet žice nije označen na LED diodi. Da biste ga identificirali, upotrijebite ohmmetar. Žica je pozitivna kada prikazuje nultu vrijednost. Kad prikazuje veću vrijednost, žica je negativna.
• Zavarite LED pozitivnu žicu na izlaz OUT+ pretvarača napona, a LED negativnu žicu na izlaz OUT. (slika)

Korak 7: Povezivanje 3 modula

Regulator punjenja ima 2 ulaza: IN- i IN+ (koji su naznačeni na komponenti).

1. Zavarite crvenu žicu solarne ploče (pozitivnu) na IN+ ulaz regulatora punjenja, a crnu žicu (negativnu) na IN ulaz.
2. Regulator punjenja ima 2 ulaza: B- i B+ (koji su naznačeni na komponenti). Zavarite crvenu žicu držača baterije (pozitivna) na ulaz B+ regulatora punjenja, a crnu žicu (negativ) na ulaz B-.
3. Zavarite crvenu žicu (pozitivnu) modula USB/LED pretvarača na izlaz OUT+ regulatora punjenja. Zavarite crnu žicu (negativnu) na OUT izlaz. Napomena: Električni krug je sada zatvoren i svjetlo se pali.
4. Prerežite pozitivnu žicu koja povezuje regulator s pretvaračem kako biste otvorili krug i zavarite prekidač u nizu. Koristit će se za otvaranje i zatvaranje kruga.

Korak 8: Izgradnja slučaja - verzija 1

Verzija 1: Tupperware

Ovaj dizajn potječe iz Open Green Energy, ne ustručavajte se pogledati originalni vodič. Dijelimo ga jer izgleda zaista zanimljivo. Međutim, kućište će biti prilagođeno našem krugu, posebno za USB izlaz. Uskoro ćemo predložiti naš vlastiti model inspiriran ovim dizajnom.

Korak 9: Izgradnja slučaja - verzija 2

Verzija 2: Termoformirana boca velike veličine

Ovaj model omogućuje da kola budu potpuno vodootporna, ali zahtijeva poseban materijal:

• Jedna limenka vode zapremine 5 l
• Šperploče (ili sirovo drvo) debljine između 1 i 2 cm
• Zapor, minimalne dužine 80 cm, širine između 3 i 5 cm

Izgradnja dvije baze: Ovo su dva kraja lampe, gornji je smješten solarni panel s jedne strane, a električni krug s druge. Donji kraj se koristi za zatvaranje lampe i nepropusno zaptivanje.

1. Izrežite 2 daske 15/13cm i 2 daske 11/13cm.
2. Prekrijte svaku malu ploču na veću, pazeći da je postavite točno u središte velike ploče. Svaki par ploča kasnije će se zašrafiti.

Napomena: Zbog vodootpornosti, ploče je bolje prethodno lakirati.

Izrada kalupa:

1. U kvačici izrežite 4 dijela po 20 cm.
2. Postavite ih u svaki kut jedne od već izrezanih malih dasaka (11/13cm) i zavijte svaki dio kvačice s daskom.
3. Drugu malu ploču postavite na drugi kraj četiri dijela i zavijte ih na isti način. Rezultat je kocka dimenzija 11/13/20, koja će se koristiti za termoformiranje plastične boce.

Termooblikovanje omotača lampe:

1. Izrežite dno boce od 5 l i umetnite je u kalup okomito (strana kalupa od 20 cm trebala bi biti paralelna sa stranom boce).
2. Zagrijte polako termičkim odstranjivačem sa svake strane kvadra. Skidač bi trebao biti udaljen približno 10 cm od boce. Ako nemate termički skidač, moguće je koristiti bilo koju drugu vrstu izvora plamena (poput grijača plina, na primjer).
3. Nakon što boca dobije isti oblik kao kalup, nastavite se zagrijavati kako biste izbrisali uzorke boce i pravilno rastegnuli plastiku. Pazite da se ne zagrijete blizu plastike ili predugo na istom mjestu jer će se u protivnom na površini plastike stvoriti mjehurići.
4. Ostavljajući formiranu bocu na kalupu, čisto prerežite gornji dio boce s kalupom i ponovo prerežite bocu oko 17 cm ispod.
5. Kad je rezanje završeno, odvrnite držače sa svake strane kalupa kako biste odvojili kalup od plastike.
6. Na svakom kraju formirane boce preklopite jezičke široke 1 cm na 90 ° prema unutra. Svaki jezičak treba biti zakošen sa obje strane (kao što je prikazano na fotografiji). Jezičci će kliziti između dvije ploče (velike i male) sa svake strane boce, kako bi se poboljšalo brtvljenje lampe. Da biste lako presavili jezičke, rezačem na unutrašnjoj strani boce ocrtajte tanku liniju i preklopite je rukom.

Postavljanje solarnog panela:

1. Postavite ploču na veću ploču, označite položaj + i - izlaza ploče i izbušite rupu od 5 mm na obje ploče. (Ako se bilo koja komponenta već nalazi na ovom mjestu, rupu treba pomaknuti).
2. Stavite žice iz kontrolera punjenja u ove rupe i zavarite ih na odgovarajuće izlaze na solarnoj ploči.
3. Za pričvršćivanje ploče idealno je upotrijebiti tanki sloj tkanine zalijepljen na ploču i zalijepiti ploču na tkaninu (na primjer pomoću jakog ljepila).
4. Za podnožje lampe ponovite istu operaciju na drugom kraju plastike.
5. Stavite malu ploču na unutarnju stranu omotnice i pričvrstite je na veću ploču, s 4 plastična jezička između dvije ploče.
6. Kako biste osigurali brtvljenje USB utikača, možete spojiti mali komad unutrašnje cijevi za bicikl.

Ne ustručavajte se objavljivati bilo kakva pitanja ili poboljšanja koja vam padnu na pamet. I ne zaboravite podijeliti svoju svjetiljku kada to učinite sa #solarlamp #lowtechlab!