Cara Membuat Pengisi Daya USB Bertenaga Surya Anda Sendiri

Energi matahari dianggap sebagai sumber energi terbarukan dan ramah lingkungan yang tersedia di bumi. Saat ini, masyarakat memanfaatkan sumber daya ini semaksimal mungkin, yang khususnya penting di daerah terpencil dengan transmisi listrik yang terbatas. Ini sangat cocok untuk wilayah dengan paparan sinar matahari yang berkepanjangan di siang hari, karena dapat mengurangi tagihan listrik secara signifikan.

Kami akan menunjukkan cara membuat sistem DIY untuk mengisi daya perangkat elektronik DC bertenaga USB menggunakan energi matahari. Kami bertujuan untuk menjelaskan dan mendemonstrasikan konsep menggunakan komponen minimal dan desain sederhana.

Memahami Tenaga Surya

Tenaga surya adalah konversi energi dari sinar matahari menjadi sumber tenaga yang dapat digunakan dan efisien. Panel surya dan generator digunakan untuk mengubah energi cahaya menjadi energi listrik. Ukuran panel surya bervariasi, mulai dari beberapa inci persegi hingga yang besar digunakan di atap rumah. Anda juga dapat menghubungkan panel yang lebih besar di bidang yang luas untuk menghasilkan energi listrik untuk digunakan dalam skala komersial.

Ada banyak cara untuk memanfaatkan energi matahari. Yang paling umum adalah sistem fotovoltaik surya (PV) yang mengubah sinar matahari menjadi arus listrik. Selain menggunakan sistem fotovoltaik untuk menghasilkan arus listrik, masyarakat juga menggunakan energi panas matahari atau memusatkan tenaga surya untuk memanaskan ruangan atau cairan dalam ruangan. Anda juga dapat memasang sistem air panas tenaga surya.

Memilih Komponen yang Tepat

Tujuan utama kami adalah menggunakan energi matahari dari sinar matahari untuk mendapatkan arus yang dibutuhkan untuk mengisi daya perangkat bertenaga USB. Anda juga memerlukan baterai untuk menyimpan daya jika cuaca buruk dan saat matahari terbenam. Selain itu, baterai juga memastikan pasokan arus spesifik yang diperlukan untuk mengisi daya perangkat elektronik secara terus-menerus.

Untuk proyek DIY ini, Anda memerlukan komponen berikut:

• Panel surya: Untuk menghasilkan arus searah pada paparan sinar matahari. Pilih panel ukuran yang sesuai sesuai kebutuhan beban. Kami menggunakan panel surya 150W—dengan kapasitas ini, kami bahkan dapat mengoperasikan bohlam DC dan kipas DC.
• Baterai: Untuk penyimpanan biaya. Gunakan baterai dengan ukuran yang sesuai berdasarkan kebutuhan beban.
• Pengontrol muatan surya: Untuk mengatur arus dan mencegah baterai dari pengisian yang berlebihan dan kelebihan beban listrik. Pilih pengontrol muatan surya dengan peringkat arus dan antarmuka USB yang sesuai.
• Kabel: Untuk koneksi.
• Perangkat USB: Untuk pengujian, seperti ponsel atau tablet.

Langkah 1: Diagram Blok

Diagram berikut menunjukkan perakitan yang diperlukan untuk memperoleh, mengontrol, dan memanfaatkan secara efektif daya yang dihasilkan oleh panel surya.

Hubungkan semua perangkat—seperti unit pembangkit (panel surya), unit penyimpanan (baterai), dan beban—ke pengontrol muatan surya. Kontroler ini akan memonitor arus masuk, arus beban keluaran, dan tegangan pengisian.

Langkah 2: Hubungkan Panel Surya

Kami menggunakan pelat surya (150W) dalam konfigurasi paralel untuk meningkatkan arus pengisian baterai. Anda dapat menggunakan lebih sedikit atau lebih banyak panel dan kapasitas daya sesuai kebutuhan beban. Untuk kombinasi paralel, sambungkan terminal positif semua panel surya melalui kabel dan lakukan hal yang sama untuk terminal negatif semua panel. Kemudian tutupi sambungan kabel positif dan negatif satu per satu dengan pita isolasi.

Langkah 3: Pasang Pengontrol Pengisian Daya

Hubungkan kabel positif panel ke terminal positif pengontrol muatan dan kabel negatif ke terminal negatif pengontrol muatan. Pengontrol muatan surya kami memiliki port USB Tipe-A di dalamnya. Pengontrol pengisian daya memiliki pengatur tegangan internal yang mengubah 12V DC menjadi 5V DC, sehingga memungkinkannya mengisi daya perangkat bertenaga USB. Dalam modul USB, umumnya pin 1 dan 4 digunakan masing-masing sebagai 5V DC dan ground. Dengan menggunakan port USB ini, Anda dapat mengisi daya perangkat elektronik dengan antarmuka USB seperti ponsel, tablet, dan jam tangan pintar.

Pengontrol muatan surya mencegah pengisian daya berlebih/tegangan berlebih yang dapat menyebabkan baterai memanas. Panas berlebih dapat merusak masa pakai dan kinerja baterai perangkat.

Langkah 4: Pasang Baterai

Memasang baterai memastikan a cadangan daya yang berguna dalam situasi di mana pengisian tenaga surya tidak tersedia karena kondisi cuaca buruk atau di malam hari. Kami menggunakan baterai 12V DC untuk menyimpan arus listrik. Baterai ini kami susun dalam konfigurasi paralel yang menghasilkan pemberian tegangan yang sama, yaitu 12V, melalui kombinasi paralel ini. Namun, kombinasi paralel meningkatkan kapasitas saat ini.

Anda harus memilih kapasitas baterai (satu atau beberapa unit) berdasarkan kebutuhan beban dan kapasitas pengisian panel surya. Hubungkan antarmuka baterai pengontrol muatan surya ke terminal baterai menggunakan kabel logam tebal.

Langkah 5: Selesaikan Pengkabelan

Pastikan semua komponen tersambung dengan benar dan erat agar tidak terjadi percikan api. Tutupi juga sambungannya untuk menghindari korsleting. Gunakan kabel tebal berkualitas baik untuk interkoneksi karena mengurangi kehilangan konduktor. Umumnya disarankan untuk menempatkan panel surya, pengontrol pengisian daya, dan baterai berdekatan satu sama lain untuk menghindarinya kabel listrik yang panjang—hal ini dapat mengakibatkan kehilangan listrik yang lebih besar dan menurunkan efisiensi tenaga surya sistem.

Langkah 6: Uji Pengisi Daya

Untuk menguji sistem ini pada siang hari untuk pengisian daya baterai, tekan tombol hidup pada pengontrol muatan surya. Amati tegangan yang muncul pada charge controller. Pantau juga arus yang mengalir menggunakan multimeter digital atau meteran penjepit digital.

Anda akan mengamati bahwa pengontrol muatan menampilkan tegangan pada baterai dan panel surya. Pengontrol muatan juga menunjukkan arus beban untuk sistem ini, ketika beban DC dihubungkan padanya.

Ketika baterai 12V mencapai tegangan sekitar 14V DC pada pengontrol muatan surya, baterai akan memutus pengisian daya dari panel surya, untuk melindungi baterai dari pengisian daya berlebih. Anda dapat mengamatinya dengan memantau tegangan panel surya, yang mungkin melebihi 16V DC pada hari cerah.

Selanjutnya, sambungkan perangkat USB atau smartphone langsung ke solar charge controller menggunakan konektor USB Tipe A. Port USB menyediakan 5V DC, yang diatur/dikonversi secara internal dari baterai. Saat Anda melakukan ini, Anda akan melihat perangkat yang terhubung mulai mengisi daya. Selain itu, Anda juga dapat mengamati arus yang ditarik oleh beban ini.

Selain itu, sistem ini dapat memberi daya pada perangkat selain melalui antarmuka USB; yaitu Anda dapat menggunakan antarmuka 12V untuk bohlam DC, kipas DC, dll. Yang perlu Anda lakukan hanyalah menghubungkannya ke antarmuka beban pada pengontrol muatan. Simbol beban (misalnya bohlam) mewakili antarmuka ini pada pengontrol muatan.

Anda dapat lebih menyempurnakan proyek DIY ini dengan membuat platform portabel kecil dan ringan yang digunakan untuk mengisi daya ponsel cerdas dan perangkat bertenaga USB tanpa menggunakan baterai. Namun, itu hanya akan berfungsi pada siang hari.

Manfaat Pengisi Daya Tenaga Surya

Pengaturan bertenaga surya ini dapat membantu Anda meningkatkan portabilitas perangkat Anda dan mengurangi ketergantungan pada sistem distribusi tenaga listrik konvensional. Pengisian daya tenaga surya juga meningkatkan efisiensi dengan menghindari kerugian yang terjadi selama konversi AC-ke-DC pada sistem konvensional. Dalam sistem bertenaga surya, Anda dapat menghindari kerugian ini karena semua penyimpanan/pengisian dilakukan di DC; namun, hal ini mungkin memerlukan konversi naik atau pengaturan tegangan.

Dengan memanfaatkan energi matahari di rumah Anda, Anda dapat menghemat biaya listrik secara signifikan. Ada banyak proyek bertenaga surya lain yang dapat Anda buat sendiri seperti lampu jalan bertenaga surya, pemanas kolam bertenaga surya, speaker Bluetooth bertenaga surya, dll.