Cargador De Baterias

DISEÑO DE UN CARGADOR DE BATERIA LI-ION PARA
OBTENER LA MAXIMA POTENCIA DE UN PANEL SOLAR

por

Jesús Alejandro Saucedo García


Presentado a la academia de Sistemas Digitales y Comunicaciones

del Instituto de Ingeniería y Tecnología de

L a Universidad Autónoma de Ciudad Juárez

para su evaluación


LA UN1VERSIDAD AlITÓNOMA DE CIUDAD JUÁ

z


Octubre del 2009


T ITULOD L P ROTOCOLO D E T ITULACION


A lejandra Mendoza
Presidente de l a academia

.Te ús Rodarte Dávila
Asesor

l jand.ro Saucedo
Alumno

Introducción

En el mundo de la tecnología portátil, que b oyen dia ocupa varias de nuestras
actividades cotidianas desde hablar por teléfono celular, escuchar música en un
reproductor pOltátil, utilizar una cámara digital, trabajar con tillalaptop. entre muchas
c sas mas; es importante tener siempre en cuenta lill factor, la batería: que en la
mayoría de la veces esta constihlida por Iones de Litio (Li-Ion). Este tipo de batería es
un dispositivo diseñado para almacenamiento de energía eléctrica que emplea como
electrolíto. lma sal de litio que procura los iones necesarios para la reacción
electroquímica reversible que tiene lugarentre el cátodo y el ánodo.

En estos tiempos donde el suministlO de energía eléctrica esta por entrar en un momento
e escasez, es importante pensar que para cualquier actividad que requiera alguna
thente de energía podemos considerar la energía 801a1" péll"a su utilización, como el
cargar una batelia de L i- Ion. obteniendo la máxima eficiencia de la potencia
proporcionada por un panelSolar.
En la mayoría de las aplicaciones. es deseable obtener la máxillla poteIicia de una celda
sola1", sin embargo la potencia disponible de un panel solar es altamente dependiente del
medio ambiente.
El panel solar dependiendo de su tamafio comprende de lm número de celdas de silicio
en serie, que a s u vez determina también la cantidad de corriente, para el panel que
usaremos se compone de28 celdas. Su comportamiento es el de lma fuente de voltaje
lirrútada p or coni.ente.
La máxima potencia del panel solar para cargar una batería de Li-Ion puede ser logrado
regulando el voltaje del sistema alrededor elel Punto Máximo de Potencia (1\1PP) a
través de la reducción de cOlriente de carga cuando la demanda total de c oniente del
sistema y la carga de la batería excede la capacidadde corriente ele salida del panel
s lar. La arquitectura de control de potencia del sistema y la carga de la batería son
elementos cliticos para diserlarun sistema confiable impulsado por el pallel solar [2].
Existen varios métodos para 1l\onitorear el MPP para un sisteJlla de panel solar. Estos
regulann nte son bastantes complejos. en algunos casos son ensibles al costo, sin
embargo, unesquema de seguimiento al ptmto MPP muy preciso, n o es necesario. Se
propone tilla solución de bajo costo el cual puede achlar cerca del 9 0% de la energía
disponible. que todo lo que se requiere.

A ntecedentes

La energía solar es l.ffia fuente de energía atractiva para impulsar dispositivos portátiles.
Desde hace algún tiempo. extensameute ha sido usada en usos como calculadoras y
navesespaciales. Más recientemente, la energía solar está siendo considerada para una
lllucha más amplia gama de usos del consumidor. incluyendo cargadores de teléfono
móvil. Sin embargo. la potencia disponible de u n panel solar es muy dependiente del
medio ambiente. Esto incluye tales cosas como la intensidad de luz. el tiempo y la
posición, etc. Por lo tanto, las pilas típicamente son usadas comoelementos de
almacenaje de energía. Ellas pueden ser usadas cuando la potencia suplementaría e. tá
disponible del panel solar. así como impulsar el sistema cuando le potencia disponible
del panel solar es insuficiente.
Para establecer los parámetros necesarios para el diseño de un cargador de baterías de
Ion de Litio (Li-Ion) sacando el máximo panielo del panel solar y ele mallera eficiente...