Solarna lampa niske tehnologije s ponovno iskorištenim baterijama: 9 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:33

Ovaj vam vodič omogućuje izradu solarne svjetiljke opremljene USB punjačem. Koristi litijeve ćelije koje se ponovno koriste sa starog ili oštećenog prijenosnog računala. Ovaj sustav, s danom sunčeve svjetlosti, može potpuno napuniti pametni telefon i imati 4 sata svjetla. Ova je tehnologija dokumentirana tijekom zaustavljanja ekspedicije "Nomade des Mers" na otoku Luzong u sjevernom dijelu Filipina. Udruga Litra svjetlosti već je 6 godina instalirala ovaj sustav u udaljenim selima koja nemaju pristup električnoj energiji. Također organiziraju obuku za seljane kako bi ih naučili kako popraviti solarnu svjetiljku (već je instalirano 500 000 svjetiljki).

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

Litij je prirodni resurs čije se zalihe sve više koriste za električne automobile, telefone i računala. Taj se resurs postupno iscrpljuje. Njegova povećana uporaba 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 elektroničkog otpada po stanovniku godišnje. Ta se stopa povećava za oko 4% godišnje. U 2009. samo je 32% mladih Francuza u dobi između 18 i 34 godine jednom recikliralo svoj elektronički otpad. Iste godine 2009., 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, litij prisutan u ćelijama računalnih baterija. Kad baterija računala otkaže, jedna ili više ćelija je neispravno, ali neke ostaju u dobrom stanju i mogu se ponovno upotrijebiti. Od ovih ćelija moguće je stvoriti zasebnu bateriju koja se može koristiti za napajanje električne bušilice, za punjenje telefona ili biti spojena na solarnu ploču za upravljanje svjetiljkom. Kombiniranjem nekoliko ćelija također je moguće formirati veće baterije za pohranu uređaja.

Korak 1: Alati i pribor

Pribor

• Rabljena baterija za prijenosno računalo
• Solarni panel 5V-6V / 1-3W Regulator punjenja i pražnjenja (npr.: 4-8V 1A Mini Li-ion USB punjač baterija za Arduino TP4056)
• DC/DC pretvarač napetosti 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
• Kutija

Alati

Za ekstrakciju stanica:

• Rukavice (kako biste izbjegli rezanje plastikom baterije računala ili nikalnim vrpcama koje povezuju ćelije)
• Čekić
• Sječivo
• Kliješta za rezanje

Za izradu same svjetiljke:

• Pištolj za ljepilo (i štapići za ljepilo)
• Pištolj za grijanje ili mala baklja
• Pila za drvo
• Odvijač

Korak 2: Kako to funkcionira?

Ovaj vodič prikazuje kako oporaviti računalne ćelije za izradu nove baterije. Napaja se solarnim panelom ili USB priključkom i omogućit će vam paljenje LED svjetiljke.

Sustav radi oko tri modula:

• modul za prijam energije: solarna ploča i njezin regulator punjenja
• modul za skladištenje energije: baterija
• modul koji vraća energiju: LED svjetiljka i regulator napona

Modul za primanje energije: Fotonaponska ploča i kontroler punjenja

Fotonaponska ploča 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 litijeve ćelije izvađene iz računala. 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 računalima su litijeve 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 mjeriti kapacitet svake ćelije za sastavljanje homogenih baterija.

Modul koji daje energiju: LED svjetiljka, 5V USB priključak i njegov pretvarač napona

Naša baterija napaja nas naponom od 3,7 V, a LED svjetiljke koje smo koristili rade na istom naponu. Osim toga, USB priključci osiguravaju napon od 5V. Stoga moramo transformirati staničnu 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 računala
2. Izmjerite napon ćelija
3. Realizacija 3 modula (solarni panel + regulator punjenja LED LED svjetlo + regulator punjenja)
4. Povezivanje 3 modula
5. Izgradnja kutije
6. Integracija modula u kutiji

Korak 4: Uklanjanje ćelija iz baterije računala

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

1. Stavite rukavice kako biste zaštitili 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 računala ima tekućinu izvana, nemojte otvarati kutiju, litij je štetan u visokim dozama.

Izmjeri kapacitet:

Da bismo izmjerili kapacitet ćelije, moramo je maksimalno napuniti, a zatim isprazniti. Te ćelije se temelje na litiju i trebaju poseban sustav punjenja i pražnjenja, obično je maksimalno punjenje 4, 2 V, a minimalno 3V. Prelazak tih granica će oštetiti ćeliju.

1. Koristite PowerBank: dopustit će vam da punite mnoge ćelije odjednom putem USB priključka.
2. Napunite ćelije i pričekajte dok se punjenje ne dovrši (sva bi lampica trebala biti upaljena), to će biti učinjeno za otprilike 24 sata. (slika)

3. Stanice će se puniti maksimalno (4, 2V), sada ih moramo isprazniti. Trebali biste koristiti Imax B6: alat koji omogućuje pražnjenje stanica i provjeru njihovog kapaciteta. Kako koristiti alat:

   1. napon: pitat će vas koju vrstu ćelija želite provjeriti, trebate odabrati litijevu. Automatski će regulirati pražnjenje na minimum 3V.
   2. intenzitet: postavite na 1A radi brzog i sigurnog pražnjenja. U tom stanju, iscjedak bi trebao potrajati između 1 sata i 1 sat i pol.
   3. Spojite magnet na krokodilske isječke, zatim spojite na ćeliju, magnet pomaže propustiti struju kroz Imax B6 do ćelija. (slika)
   4. Ispraznite stanice dok se potpuno ne isprazne.
   5. Obratite pozornost na 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: Solarna ploča i regulator punjenja

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

Modul 2: Baterija

Umetnite litijevu 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 -u. 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: Spajanje 3 modula

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

1. Zavarite crvenu žicu solarne ploče (pozitivnu) na ulaz IN+ regulatora punjenja, a crnu žicu (negativnu) na ulaz IN.
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 izlaz OUT. 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 potražiti izvorni vodič. Dijelimo ga jer se čini doista zanimljivim. Međutim, kućište će se prilagoditi našem krugu, posebno za USB izlaz. Uskoro ćemo predložiti vlastiti model inspiriran ovim dizajnom.

Korak 9: Izgradnja slučaja - verzija 2

Verzija 2: Termoformirana boca velike veličine

Ovaj model omogućuje da krugovi budu potpuno vodootporni, ali zahtijeva poseban materijal:

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

Izgradnja dviju baza: Ovo su dva kraja lampe, gornji je smješten solarni panel s jedne strane, a električni krug s druge. Donji kraj služi za zatvaranje svjetiljke i nepropusno brtvljenje.

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

Napomena: Za vodonepropusnost, 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 svaki dio kvačice pričvrstite daskom.
3. Drugu malu ploču postavite na drugi kraj četiri dijela i zavijte ih na isti način. Rezultat je kvadar dimenzija 11/13/20, koji će se koristiti za termoformiranje plastične boce.

Termooblikovanje omotača svjetiljke:

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 odvajačem sa svake strane kvadra. Skidač bi trebao biti udaljen otprilike 10 cm od boce. Ako nemate termalni 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 boca i pravilno rastegnuli plastiku. Pazite da se ne zagrije 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 ponovno prerežite bocu oko 17 cm ispod.
5. Nakon što je rezanje završeno, odvrnite kopče 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. Svaka kartica mora biti zakošena s obje strane (kao što je prikazano na fotografiji). Kvačice će kliziti između dvije ploče (velike i male) sa svake strane boce, kako bi se poboljšalo brtvljenje lampe. Kako biste jezičke lako presavili, rezačem na unutarnjoj strani boce ocrtajte tanku crtu i preklopite je rukom.

Postavljanje solarne ploče:

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 svjetiljke ponovite istu radnju 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 unutarnje cijevi za bicikl.

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