Membuat Power Bank Tenaga Surya

 

Powerbank adalah perangkat supply energi tersimpan dalam baterai yang berfungsi untuk mencharge/ mengisi ulang handphone atau pertangkat DV 5 volt.

Powerbank bersifat portable alias mudah dipindah karena menggunakan baterai di dalamnya.

Umumnya power bank keninian menggunakan baterai lithium, baik li-ion ataupun li-polymer atau jenis baterai lainnya.

Ada juga PB yang menggunakan bateri 1,5 sebagai sumber energinya.

Baik, kali ini kita akan menggabungkan fungsi power bank dengan charger power bank menggunalan solar panel cell alias bertenaga baterai.

Secara ringkas, kita akan memakai PV singkatan dari Photovoltaik alias solar cell 1 WP saja, alias 1 watt peak. Bisa memakai yang versi 6v ataupun yang versi 5v. Untuk PV 1WP idealnya cukup dengan baterai 1000 mAH alias 1 AH.

Apa saja yang perlu disiapkan? Ini dia kawan!
Bahan
1. modul 3in1 modul power bank
2. baterai lithium 18650 1000 mAH, atau terserah
3. kabel 3 meter
4. dioda schottky (baca: dioda sotki)
5. Holder baterai, optional, bisa dieliminasi
Alat
1. Cutter
2. Solder

Cara: simak link video ini ya...

membuat power bank tenaga surya matahari dengan solar cell
merakit power bank tenaga surya matahari dengan solar cell
merancang power bank tenaga surya matahari dengan solar cell
membangun power bank tenaga surya matahari dengan solar cell
jual power bank tenaga surya matahari dengan solar cell
beli power bank tenaga surya matahari dengan solar cell

hitung resistensi internal aki

Apakah inverter Anda pernah trip sangat cepat sesudah di kasih beban?

Apakah Anda pernah nyalain beban yg relatif ringan dan status aki 12.6v drop ke sekitar 12.4v?

Apakah durasi beban kurang lama?

Mungkin resistansi internal aki Anda sudah agak tinggi.

Estimasi resistansi internal secara simpel,

Rumus:

Beban dalam watt / aki voltase = amper

Voltase drop / amper = Ohm

Contoh:

Anda nyalain beban 7watt dan status aki 12.6v langsung drop ke 12.4v, voltase drop = 0.2v.

7w/12v= 0.58A

0.2v drop voltase / 0.58A = +/- 0.34Ohm

Dengan resistansi internal (Ri) Anda bisa estimasi kesehatan Aki. Jika aki dah agak soak Ri pasti sudah tinggi.

Jika Aki, sesudah di isi penuh ke 100% SoC dan saat resting berjam2 voltase tetap sama, tidak buktikan apapun. Ri lebih penting untuk estimasi kesehatan aki.

Tanpa alat tester apapun hanya dengan voltmeter Anda bisa estimasi Ri.

Semoga bermanfaat,

Harga panel surya 20Wp sudah turun.

Contoh dgn 20Wp panel surya:

Hasil 20Wp dgn cuaca buruk bisa di Indonesia bisa: 3 jam x 20w = 60Wh

Kurangi estimasi loss 60Wh x 75% = 45Wh.

45Wh , sedikit ya? Really?

Contoh pada malam hari dgn led dc-dc:

Kamar mandi/toilet 2 jam x 5w = 10Wh

Kamar tidur 2 jam x 5W = 10W

Kamar tidur 2 jam x 3w = 06W

Dapur 3 jam x 5w = 15Wh

Total 41Wh

Butuh aki 14-20Ah

Panel surya 20Wp zaman now bisa dapat mulai dari Rp 175.000, - dan aki +/- Rp 400.000

Thats it

Mau mulai dengan tenaga surya?

 

Mau mulai dengan tenaga surya?

Hanya dengan 50Wp sistem sangat banyak rumah bisa "gratis" pompa air dengan pompa DC saat matahari terik dan juga charge baterai untuk di gunakan pada malam hari. Barusan browsing harga2, total investasi sistem termasuk baterai dan pompa bisa <= Rp 600.000

Tambahin lagi 50Wp sistem Anda bisa menikmati minimal 4 jam TV led pada malam hari dan juga kipas angin plafon DC 6 jam+

Tambahin lagi 50Wp sistem Anda bisa nyalain lampu2 DC pada malam hari.

Tak butuh inverter PSW dan tak butuh sistem dengan kapasitas besar.

Apakah nyata atau fiksi yg tertulis diatas?

panel surya adalah "current source"

 

Kenapa panel surya adalah "current source"?

Dengan contoh ini bisa di jelaskan:

12VDC 250watt "heating element" adalah "fixed resistor" di nilai 0.567Ohms.

Jika Anda sambung 250Wp panel, dengan VMP +/- 32v dan IMP +/- 8A , hasil saat top peak adalah: 8A x 8A x .567Ohms = 36watt.

Meski panel surya dinilai 250watt saat top peak, hasil case ini HANYA 36watt.

Jika Anda sambung 3 x 125Wp panel di paralel , per panel VMP +/- 18v IMP 7.35A , hasil saat top peak: 22A x 22Ax .567Ohms = 274watt

Jika Anda gunakan stepdown power buck converter dengan 250Wp panel hasilnya bisa lebih tinggi daripada tanpa gunakan converter.

Hukum Ohm power = arus x arus x resistansi.

Semoga bermanfaat,

Anda tidak perlu chargecontroller

Sebetulnya Anda tidak perlu chargecontroller untuk charge aki dengan 12v sistem tenaga surya.

Dengan macem2 stepdown (buck)converter bisa juga, tanpa cut-off dan tanpa switch ke float mode dgn voltase lebih rendah jika aki di kuras setiap malem.

Anda "FloatCharge" dari pagi sampai matahari terbenam dengan satu voltase setinggi mungkin dibawah "gassing voltase" untuk lead acid, misalnya:

* 14.5v untuk VRLA,

* 14.9v untuk FLA dan

* 3.9v per sel untuk lithium dan

* 3.6v per sel untuk Lifpo4 3.45v

Load beban langsung dari aki:

Jika Anda disain sistem Anda dengan max 30% DoD, Anda tidak butuh Low voltage disconnect (LvD). LvD di rekomen jika Anda setiap hari kuras aki sampai +/- 50% DoD.

Semoga bermanfaat,

tidak direkomen paralel aki 12v sistem panel surya

 

Banyak anggap 12v aki seperti baterai, bisa di paralel di offgrid aplikasi. Tentu bisa tapi tidak di rekomen. Kenapa?

12 volt lead acid aki:

12v aki adalah 1 BLOK dengan ENAM sel di dalam yg SUDAH di SERI. Saat charge setiap sel di overcharge supaya semua sel akan balance jika di isi sampai "full state of charge".

12v lead acid adalah "self-balance" aki, tak butuh external balancers.

Di offgrid situasi aki di kuras setiap hari. Tidak mungkin semua sel2 bisa balance kalo di charge hanya dengan tenaga surya. Sudah susah isi aki sampai benar2 "full state of charge" hanya dengan tenaga surya , apalagi kalo di paralel.

State of Charge(SoC) saat charge bisa berbeda, voltase sel2 tentu berbeda juga. Bayangin kalau aki blm seimbang, kemudian di discharge.

Selain ini agak susah untuk instalasi kabel2 dan konektor2, supaya "external resistance" seimbang. You must be a pro to install 12v parallel batteries.

Paralel aki di ups aplikasi:

Di UPS aplikasi ada sangat banyak waktu untuk isi aki dan aki di float terus menerus menunggu listrik padam. Semua sel akan otomatis seimbang.

Lithium:

Baterai seperti lithium = hanya SATU sel dan biasanya di rancang paralel kemudian di seri menjadi 12v, 24v, 36v atau 48v+

Lithium sel tidak boleh di overcharge. Jadi, tidak bisa self-balance dan butuh external balancers.

Semoga bermanfaat,

12v sistem tenaga surya tentu ada kelemahan

 

12v sistem tenaga surya tentu ada kelemahan karena voltase nya rendah.

Contoh pasang kabel dari PV ke SCC:

Ketika pasang 18v solar panels di paralel, total 500Wp berapa "loss" nya?

Menurut NEC standar min 12AWG kabel boleh. Ok, kita pasang 12AWG kabel. Jarak misalnya 15 meter.

12AWG loop resistance kabel dengan jarak 15 meter = 0.02Ohm. Tinggi atau rendah?

500Wp / 18v panel = +/- 28A

P = I^2R = 28 x 28 x 0.02 = 15,7watts setera dengan 3,1 "loss in heat"

Karena itu, jika Anda mau disain 12v sistem, lebih baik pasang 12v sistem yg relatif "kecil" dengan jarak sependek mungkin. Jika mau tambah kapasitas pasang saja sistem terpisah.

Note:

Paralel aki tidak di rekomen. Lebih baik per 12v sistem satu 12v aki saja atau 6v aki di seri.

Semoga bermanfaat,

process charging lead acid

Di offgrid aplikasi aki adalah "the heart of the system" , bukan panel surya dan bukan chargecontroller dan waktu terbatas untuk charge aki Anda sd "full state of charge".

Jika charge aki, voltase harus lebih tinggi dari "open circuit voltase" (OCV) karena ada resistansi. Oleh karena ini arus bisa masuk ke aki. Jika arus masuk ke aki charging proses mulai.

Karena arus sudah masuk ke aki, voltase aki akan naik.

Contoh status saat charging:

Charge mulai @ 12.0v, IR = 0.030hms

Jika 10a masuk ke aki, status charge voltase manjadi 12.3v, (10a x 0.030 Ohms) + 12v = 12.3v

Charge setpoints,

Tahap pertama:

Sesudah seberapa jam charging, dan arus masuk terus menerus, voltase aki akan naik menuju ke misalnya 14.4v. Voltase ini adalah max "charge setpoint" yang Anda sendiri bisa menentukan di charge controller Anda.

Tahap kedua:

Aki saat charging @ status 14.4 volt sudah hampir penuh dan, jika charge status mau lompat atau sudah lompat ke 14.5v, arus tidak masuk lagi dan aki sudah penuh.

Charger Anda kemudian rubah charge setpoint ke misalnya 13.2volt, untuk mencegah self-discharge.

Tahap ketiga:

Kalau status aki menuju ke 14.4v aki turunkan charge arus, TIDAK di turunkan oleh charger Anda. Proses ini butuh waktu lama sampai status aki mau atau sudah lompat ke 14.5v dan langsung di turunkan oleh charger ke 13.2volt. Voltase setpoint ini, yg jauh lebih rendah, Anda juga bisa menentukan sendiri.

Status full @ 14.5v:

(14.5v - 14.5v) / 0.030Ohms = 0 amper

Bagaimana charge se-efektif mungkin dan lebih cepat kalau offgrid?

Karena charging dengan panel surya tergantung matahari, tidak ada waktu lama untuk charging. Anda rubah dan tinggiin charge setpoint ke 14.5 volt, supaya aki mulai turunkan arus menuju 14.5volt yang seblumnya menuju @ 14.4v, yang butuh waktu lama.

Jadi, @ 14.4v charging masih lanjut dengan full arus masuk ke aki yg sebelumnya sudah di turunkan menuju ke 14.4volt, karena max setpoint di tingiin ke 14.5v.

Cara begini proses charging sangat di percepat

Di literatur tg aki biasanya di tulis tg bulk charge, absorb charge dan float charge. Ini adalah charge setpoints seperti tertulis diatas.

Terminologi bulk, absorb dan float dibuat oleh "designers chargers". Jika anda bisa menentukan 3 tahap ini, isi saja satu charge setpoint 3x untuk 3 tahap ini, misalnya 14.5v, charge setpoint sedikit lebih tinggi dari charge voltase yang disarankan di specs aki anda.

Jadi, charging proses dari 3 stage menjadi 2 stage, cuma bulk dan float. Atau 1 stage saja kalau float juga diisi dgn voltase yang sama. Jauh lebih cepat

Di offgrid situasi diamana setiap hari aki di kuras pada malam hari tidak usa stel float mode dengan voltase yg lebih rendah.

Semoga bermanfaat,

kalkulasi DC "Internal Resistance (IR)"

Contoh cara (manual) kalkulasi DC "Internal Resistance (IR)" , drop voltase menggunakan 10watt 1Ω resistor:

18650 lithium LG ABC21865

V1 = 4.19v ( resting voltage OcV )

V2 =3.205v ( voltase under resistor load)

Resistor = 1Ω 10W

Rumus IR = ( ( V1 - V2 ) / V2 ) x Ω

((4.19v - 3.205v) / 3.205v) x 1Ω ) = 0.307Ω

Baterai ini dah soak

Note:

Jika Anda cari info tg baterai ex-laptop, biasanya bisa dapat sangat banyak reviews, tentu juga specs ofisial dari pabrik. Menurut salah satu pengguna LG ABC 21865 ketika IR sudah lebih dari 0.051Ω, lebih baik jangan di pakai lagi. (Screenprint 4)

Jika Anda mau selesksi baterai bekas mungkin lebih cepat tes IR sblm ukur kapasitas. Jika, seperti di contoh ini, IR < 50 mOhm, baru lanjut ukur kapasitas.

Tip: gunakan hanya baterai bermerek. Sangat mudah untuk cari reviews. Hati2 juga, karena banyak baterai "palsu" di pasarkan.

Semoga bermanfaat,

Nyalain beban pada malam hari tanpa PLN hanya gunakan 50Wp panel dan 20Ah aki

Jika Anda mau nonton TV dan nyalain seberapa lampu tanpa PLN setiap malam, PASTI bisa hanya dengan 50Wp panel surya, harga panel < Rp 400.000.

Hasil dari 50Wp panel surya bisa 200Wh+ per matahari terik.

Termasuk "loss", dan untuk kepastian recharge aki setiap hari, kita batasi pemakaian energi ke +/- 110Wh pada malam hari:

Contoh beban dc-dc:

* TV projektor x 15w x 4 jam = 60Wh

* 1 x 5w lampu led x 6 jam = 30Wh

* 1 x 3w lampu led x 6 jam = 18Wh

Total 108Wh

Butuh 50Wp panel surya dan 20Ah hybrid deep cycle aki, misalnya EV-lead acid aki, plus buck converter.

Setup seperti diatas sudah terbukti di full offgrid rumah DC tanpa PLN.

Konsentrasi ke beban dengan daya rendah adalah kunci kesuksesan "offgrid living"

Forget beban berat seperti airconditioning dengan aki pada malam hari.

Semoga bermanfaat,

Charging dan overcharging Aki

Baterai di anggap penuh, Full State of Charge (FSoC), ketika Open Circuit Voltage (OCV) sesuai max voltase di sebut di specs dan/atau arus masuk ke baterai hampir atau sudah kosong.

Lithium:

OCV lithium, juga saat charge, tidak boleh melebihi dari max voltase tertulis di specs pabrik. Jika misalnya 4.2v adalah max voltase, charge setpoint HARUS <= 4.2v

Lead acid:

Lithium berbeda dgn lead acid. Jika Anda charge lead acid, Anda sebetulnya overcharge setiap sel dgn overcharge rate yg akseptabel. Lead acid adalah self-balance charging aki. Tak butuh eksternal balancers.

Juga saat "float" Anda sebetulnya overcharge lead acid. 14.4v charge setpoint dan 13.4v float setpoint lebih tinggi dari OCV FSoC, yg biasanya antara 12.6v dan 13.0v tergantung jenis dan usia aki.

Voltase saat charge berbeda dengan OCV saat resting @ no load. Mohon jangan keliru. Voltmeter tunjukin voltase 14.4v saat charge, bukan otomatis berarti aki dah penuh. Hanya dgn voltase saat resting @ no load bisa tahu apakah aki dah teriisi penuh, apakah OCV sudah sesuai max voltase tertulis di specs.

Cara atasi overcharging lithium:

Anda charge dari pagi sampai matahari terbenam dengan "satu charge setpoint" yg "minder" dari max voltase tertulis di specs atau minder dari cut-off voltase BMS. Tak butuh high voltage disconnect, bms tak akan cut-off.

Cara atasi overcharging lead acid:

Anda charge dari pagi sampai matahari terbenam dgn charge voltase setinggi mungkin tertulis di specs aki, jika aki pasti akan di kuras setiap malam.

Kapan aki sudah penuh?

Jika arus hampir atau sudah kosong, tidak bisa masuk aki lagi. Arus hanya bisa masuk aki jika charge voltase melebihi OCV.

Contoh:

Aki lead acid saat charge @ 14.4v dgn Ri 0.016 Ri dan cas amper = 5A dan voltase saat charge 14.3v.

14.3v + ( 5A x 0.016 ohms ) = 14.38v.

Sesudah saturate @ 14.4v:

( 14.4v cas - 14.4v OCV) / 0.016Ri = 0

Kosong bagi atau kali angka apapun = kosong .......Arus sudah kosong atau tidak bisa masuk aki lagi.

Jika Anda setiap hari charge lead acid dengan 15.0v+, tentu aki akan di overcharge dengan overcharge rate yg tidak akseptabel.

Dengan sistem offgrid tenaga surya lebih baik charge controller tidak di cut-off dari baterai. Harus tersambung dgn aki saat matahari terik. Lithium BMS cut-off tidak di sarankan.

Semoga bermanfaat,

12 volt sistem dan inverters

 

12volt sistem tenaga surya dengan 12volt aki cocok untuk beban ringan.

Paralel 12v aki tidak di rekomen dan kapasitas 12v aki terbesar = 200-220Ah.

Max discharge rate VRLA 200Ah bisa:

* C/4 = 50A = 600watt, aki cepat rusak

* C/8 = 25A = 300watt, OK

* C/10 = 20A = 240watt, more than OK

Max discharge rate FLA deep cycle C/8.

Jika Anda gunakan inverter, voltase drop lebih baik jangan melebihi 2-3%.

FORGET 12v inverters "2000VA-3000VA", karena Anda butuh kabel yang sangat tebal dan juga harus paralel aki , liat foto dgn contoh kabel yg di butuhkan

Apa terjadi kalo panel surya berbeda di paralel atau di seri?

 Apa terjadi kalo panel surya berbeda di paralel atau di seri?

Contoh dua panel dari posting member:

120Wp 17.2v vmp 6.97A imp

100Wp 17.8v vmp 5.62A imp

Kalo terpisah di panen = 220w max.

Apa terjadi kalo di paralel:.

(6.97A + 5.62A) x 17.2v = 216w

Apa terjadi kalo di seri:

(17.2v+17.8v) x 5.62A = 196.7w

Jadi, secara simpel kalo panel berbeda di paralel ikut voltase terrendah dan kalo di seri ikut amper terrendah.

Di saran selalu paralel atau seri panel2 dgn merek, usia dan kapasitas (vmp & imp) yg sama.