torba solarna - zprd bioenergia dla regionu
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Projekt torby solarnej
powstałej w ramach projektu Klastra Bioenergia dla Regionu – Zintegrowany Program Rozwoju Doktorantów
mgr inż. Sylwia Walczak Katedra Przyrządów Półprzewodnikowych i Optoelektronicznych PŁ
Seminarium IMP PŁ , 01.02.2012 2
Plan prezentacji
1. Obszar badawczy
2. Zadanie projektowe
3. Wstęp do tekstroniki
4. Wyrób tekstroniczny - torba solarna
- założenia projektowe
- elementy składowe systemu (ogniwa słoneczne, akumulator wraz z regulatorem ładowania)
5. Podsumowanie
Seminarium IMP PŁ , 01.02.2012 3
Obszar badawczy
- Elektronika zintegrowana z włókiennictwem
- Elastyczna elektronika
- Tekstronika
- Tekstylne sensory, głównie elastyczne czujniki temperatury, mogące znaleźd zastosowanie w tekstronice, np. ratownicze stroje strażackie (projekty „Strażak” i „ProeTEX”)
„Elastyczne czujniki temperatury dla zastosowao w tekstronice” – tytuł rozprawy doktorskiej
Seminarium IMP PŁ , 01.02.2012 4
Zadanie projektowe
Opracowanie:
- układu zasilającego, bazującego na OŹE, nadającego się do integracji ze strukturą tkaniny
Wytworzenie:
- produktu tekstronicznego, zintegrowanego z ogniwami słonecznymi np. torby solarnej, kamizelki
Źródło: http://zielonemigdaly.pl/2010/01/torba-solarna-od-holo/
Seminarium IMP PŁ , 01.02.2012 5
Tekstronika
Tekstronika = Elektronika + Informatyka + Włókiennictwo + + Automatyka + Metrologia
Żródło: http://www.infineon.com/cms/en/product/index.html
Seminarium IMP PŁ , 01.02.2012 6
Tekstronika – podstawowe problemy
- Źródła zasilania (fotoelektryczne, piezoelektryczne, cieplne)
- Połączenia elektryczne włókien i nitek
- Transmisja danych (bezprzewodowa, przewodowa)
- Wysokie wymagania użytkowe - Odpornośd na pranie i czyszczenie – woda,
temperatura, środki chemiczne, tarcie - Odpornośd na zmianę wymiarów (kurczenie,
rozciąganie, gniecenie), pot, udary mechaniczne, światło słoneczne
- Odpornośd na zakłócenia elektryczne
Seminarium IMP PŁ , 01.02.2012 7
Wyrób tekstroniczny – torba solarna
Podstawowy układ bez wbudowanego akumulatora
-> prostsza konstrukcja
-> możliwośd korzystania z ładowarki wyłącznie w słoneczny dzieo
Seminarium IMP PŁ , 01.02.2012 8
Wyrób tekstroniczny – torba solarna
Zastosowany układ torby solarnej z wbudowanym akumulatorem
Ogniwa słoneczne: MPT4.8-150 – Power Film
Regulator ładowania: ISL6291 – Intersil
Akumulator Li-Ion: CGA103550A – Panasonic
Seminarium IMP PŁ , 01.02.2012 9
Elementy składowe systemu - ogniwo słoneczne
- Dobre parametry elektryczne: Jmax oraz Umax, η - Elastyczne, lekkie
Seminarium IMP PŁ , 01.02.2012 10
Elastyczne ogniwo słoneczne - aSi
Producent: Power Film, typ MPT4.8-75
Umax = 4,8 V, Imax = 100 mA, η ~ 5%
94 x 75 x 0,2 mm , 1,9 g
Umax = 4,8 V Imax = 400 mA;
Seminarium IMP PŁ , 01.02.2012 11
Przeprowadzone testy ogniwa słonecznego:
- przeszycia
- zginanie – metoda A-De Mattia, zgodnie z PN-EN ISO 7854
(wykonano 22 500 zgięd)
- ścieranie – metoda Martindale’a, zgodnie z PN-EN ISO 12947-2
(wykonano 10 000 cykli)
Badania zostały przeprowadzone dzięki uprzejmości Fundacji Przemysłu i Mody PiOT oraz Instytutu Włókiennictwa w Łodzi
Seminarium IMP PŁ , 01.02.2012 12
Układ regulatora ładowania
Iref = 296 mA (~75% Imax) Imin = 157 mA
Seminarium IMP PŁ , 01.02.2012 13
Układ regulatora ładowania baterii Li-Ion
- Moduł ISL6291 firmy Intersil
- Możliwości:
- Dobór Iref , Imin
- Zabezpieczenie termiczne
- Ładowanie cyklem CC/CV
Seminarium IMP PŁ , 01.02.2012 14
Akumulator Li-Ion
Zalety akumulatorów Li-Ion: - Niskie samorozładowanie 8-10%/miesiąc - Trwałośd ok. 1 000 cykli - Gęstośd energii: ok. 150Wh/kg
Seminarium IMP PŁ , 01.02.2012 15
Elementy układu - koszty
Ogniwa słoneczne
Układ regulatora ładowania
Akumulator Li-Ion
Koocówki dla ładowarki
Torba
Cena [PLN]
300 20 20 40 50
Łącznie ~ 430 PLN
Zbyt drogo !!!
Jednak ceny toreb solarnych w USA wyższe - ok. 250-500 $
Seminarium IMP PŁ , 01.02.2012 16
Podsumowanie
- Koniecznośd znalezienia taoszych ogniw słonecznych
- Możliwośd zastosowania ogniw o wyższych sprawnościach
- Wytworzenie układu regulatora ładowania na elastycznym podłożu
- Zastosowanie w systemie nici elektroprzewodzących łączących między sobą elementy elektroniczne
- Zastosowanie elastycznych akumulatorów
- Wkomponowanie układu w inne wyroby tekstylne
Seminarium IMP PŁ , 01.02.2012 17
Dziękuję za uwagę