Torba solarna - ZPRD Bioenergia dla Regionu

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


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


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/


Tekstronika

Tekstronika = Elektronika + Informatyka + Włókiennictwo + + Automatyka + Metrologia

Żródło: http://www.infineon.com/cms/en/product/index.html


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


Wyrób tekstroniczny – torba solarna

Podstawowy układ bez wbudowanego akumulatora

-> prostsza konstrukcja

-> możliwośd korzystania z ładowarki wyłącznie w słoneczny dzieo


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


Elementy składowe systemu - ogniwo słoneczne

- Dobre parametry elektryczne: Jmax oraz Umax, η - Elastyczne, lekkie


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;


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


Układ regulatora ładowania

Iref = 296 mA (~75% Imax) Imin = 157 mA


Układ regulatora ładowania baterii Li-Ion

- Moduł ISL6291 firmy Intersil

- Możliwości:

- Dobór Iref , Imin

- Zabezpieczenie termiczne

- Ładowanie cyklem CC/CV


Akumulator Li-Ion

Zalety akumulatorów Li-Ion: - Niskie samorozładowanie 8-10%/miesiąc - Trwałośd ok. 1 000 cykli - Gęstośd energii: ok. 150Wh/kg


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 $


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


Dziękuję za uwagę

Torba solarna - ZPRD Bioenergia dla Regionu

Technology

Transcript of Torba solarna - ZPRD Bioenergia dla Regionu