Cableado de la batería y el panel solar al dron para extender el tiempo de vuelo - ayuda esquemática

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para uno de mis proyectos, estoy intentando crear un dron asistido por energía solar.

Hasta ahora, este es mi esquema:

Entonces, con la batería conectada a la placa de control de vuelo, el dron funciona durante aproximadamente 6 minutos. El problema que tengo es que la batería cuando está completamente cargada está a 4 V y el Panel Solar a 3 V, el panel experimenta precisamente 1 V de corriente inversa. Cuando conectamos el panel y la batería al tablero de control de vuelo, obtengo aproximadamente 2 minutos de tiempo de vuelo.

El drone necesita un mínimo de 3.2-3.3 voltios para volar, y pensé en usar una resistencia u otro diodo para llevar el voltaje de la batería a un mayor equilibrio con el panel, pero no quiero cortar en el voltaje demasiado ya que disminuirá el tiempo de vuelo. ¿Hay algún modo en el que pueda pensar que podría funcionar para cablearlo y evitar la corriente inversa?

Su ayuda, aporte y cualquier consejo son muy apreciados.

(P.S. Estoy usando pigtails en la batería, el panel y el nodo para facilitar la conexión. Me pregunto si esto también podría ser una fuente de error de alguna manera ...).

    
pregunta Angela Albrecht

2 respuestas

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Su célula solar sin duda agrega más peso que energía para el vuelo. Así que incluso bajo el supuesto de que el peso de la célula solar agregada no disminuyó la duración del vuelo, la extensión del 6% en potencia probablemente no valga la pena.

Para resumir: lo que necesita es una fuente de alimentación con una densidad de potencia muy alta, es decir, \ $ \ frac {\ text {W}} {\ text {kg}} \ $ . Las células solares de grado de consumidor / reticulador no son buenas en ese sentido, en absoluto. Notará que no hay un solo avión comercial / helicóptero / UAV que use células solares, exactamente por el mismo motivo (en realidad no es que las aerolíneas no intenten reducir el consumo de combustible, es su principal factor de costo). Atraer una gran cantidad de paneles solares muy costosos y de alta eficiencia en un avión funciona para aviones ultraligeros como planeadores, pero esos son diseños aeronáuticos que, por sí solos, sin consumir ninguna energía, pueden volar por cientos de kilómetros antes de haber descendido 100m. Para esos aviones, sacar poco más energía de las células solares de lo que cuesta elevarlos está bien. Los cuadrocopteros son un tipo de bestia completamente diferente; Si lanzas un quadrocopter sin motor hacia arriba, se estrella. Un planeador navegará por minutos (como un avión de papel frente a un modelo de papel de un quadrocopter).

Las baterías de iones de litio son muy difíciles de superar con respecto a la densidad. En otras palabras, cualquier cosa que surja funcionará peor que simplemente agregar una segunda batería.

Acción hacia la eficiencia del combustible

Realmente no es tu culpa, solo la física de las cosas debe dejar en claro que la eficiencia del vuelo está directamente relacionada con la densidad de energía de la fuente de energía. Si desea ver un caso en el que es catastróficamente cierto:

La Tsiolkovsky cohete ecuación es una fórmula que describe el problema de que un cohete que necesita escapar de la gravedad de la Tierra necesitará combustible para lograrlo.

Es por eso que para el combustible de cohetes, por lo general, no usan barato, fácil de manejar, como el queroseno en las etapas posteriores.

Aunque, por ejemplo, en los años sesenta, utilizaron una mezcla muy refinada de queroseno / oxígeno líquido para la primera etapa de Saturno V, la segunda y tercera etapa utilizan hidrógeno líquido, que es y fue muy costoso, pero tiene un gran valor. densidad de energía, como probablemente puedas imaginar; Los cohetes modernos utilizados para los vuelos espaciales comerciales tienden a usar hidrógeno líquido y químicos funky y ligeramente peligrosos como la monometilhidracina, porque la potencia total por kg es óptima para tales combustibles, incluidos los tanques y motores necesarios.

    
respondido por el Marcus Müller
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El vuelo asistido por energía solar es posible si elige el avión correcto, lea aquí enlace Pero Solar Impulse es un avión con alas optimizado para el consumo de energía eléctrica pequeña. Las aeronaves sin alas como helicópteros o aviones no tripulados necesitan mucha potencia para el uso de células solares. Olvídate del dron y usa un modelo de planeador con un pequeño motor eléctrico. Pero necesitará células solares muy delgadas y flexibles que se ajusten a las alas sin problemas. Para su dron, necesitaría una célula solar con al menos 1 A de corriente, mejor 2 A. El voltaje bajo carga debe ser un poco mayor que el voltaje de la batería. Pero tal célula solar es demasiado grande y pesada para el drone. El resultado sería un avión no tripulado que se ejecuta durante aproximadamente 9 minutos en lugar de 6 minutos en tierra y no puede volar o incluso levantar algunos centímetros durante segundos.

    
respondido por el Uwe

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