Itsestään optimoiva aurinkokennolaturi

Viestissä käsitellään yksinkertaista IC 555 -pohjaista itsestään optimoivaa aurinkoakkulaturin virtapiiriä, jossa on buck-muunninpiiri, joka asettaa ja säätää latausjännitteen automaattisesti vasta himmeneviin auringonvalo-olosuhteisiin ja yrittää ylläpitää optimaalista lataustehoa akulle auringosta riippumatta. säteen intensiteetit.

PWM Buck Converter Designin käyttäminen

Kiinnitetty PWM-buck-muunnin varmistaa tehokkaan muunnoksen, jotta paneeli ei koskaan altistu rasittaville olosuhteille.

Olen jo keskustellut yhdestä mielenkiintoisesta solar PWM -pohjainen MPPT-tyyppinen aurinkolaturi-piiri , seuraavaa mallia voidaan pitää saman version päivitettynä versiona, koska se sisältää buck-muunnosvaiheen, joka tekee suunnittelusta entistäkin tehokkaamman kuin edellinen vastine.

Huomaa: Liitä 1K-vastus piirin 5 ja maadoituksen yli piirin moitteettoman toiminnan varmistamiseksi.

Ehdotettu itsestään optimoiva aurinko akkulaturin piiri Buck Converter -piirillä voidaan tarttua seuraavan selityksen avulla:

Piiri koostuu kolmesta perusvaiheesta: PWM-aurinkojännitteen optimoija, joka käyttää pari IC 555: tä IC1: n ja IC2: n muodossa, mosfet PWM -virtavahvistin ja Buck-muunnin, jossa käytetään L1: tä ja siihen liittyviä komponentteja.

IC1 on kytketty tuottamaan noin 80 Hz: n taajuus, kun taas IC2 on konfiguroitu vertailijaksi ja PWM-generaattoriksi.

80 Hz IC 1: stä syötetään IC2: n nastalle 2, joka käyttää tätä taajuutta kolmioaaltojen tuottamiseen C1: n poikki ... joita verrataan edelleen sen pin5: n hetkellisiin potentiaaleihin oikean PWM: n mitoittamiseksi nastallaan3.

Pin5-potentiaali, kuten kaaviosta voidaan nähdä, on johdettu aurinkopaneelista potentiaalijakajavaiheen ja BJT-yhteisen kerääjäasteen kautta.

Esiasetus, joka on sijoitettu tällä potentiaalijakajalla, säädetään aluksi asianmukaisesti siten, että aurinkopaneelin huippujännitteellä buck-muuntimen lähtö tuottaa optimaalisen jännitteen suuruuden, joka sopii liitetyn akun lataustasoon.

Kun yllä oleva on asetettu, IC1 / IC2-vaihe käsittelee lepotilan automaattisesti.

Auringonvalon huippuaikana PWM: itä lyhennetään asianmukaisesti, jotta aurinkopaneeliin kohdistuu mahdollisimman vähän stressiä, mutta tuottavat akulle oikean optimaalisen jännitteen johtuen buck-muuntimen vaiheesta (buck-boost-tyyppinen rakenne on tehokkain tapa vähentää jännitelähdettä korostamatta lähdeparametreja)

Nyt, kun auringonvalo alkaa pienentää jännitettä asetetun potentiaalijakajan yli, myös se alkaa laskea suhteellisesti, mikä havaitaan IC2: n pin5: ssä ... havaitessaan tämän näytteen jännitteen asteittaisen heikkenemisen, IC2 alkaa laajentaa PWM: itä niin, että buck-lähtö pystyy ylläpitämään vaaditun optimaalisen akun latausjännitteen, tämä tarkoittaa, että akku saa edelleen oikean määrän virtaa riippumatta auringon hidastavasta valaistuksesta.

L1 tulisi mitoittaa asianmukaisesti siten, että se tuottaa likimääräisen optimaalisen jännitetason akulle, kun aurinkopaneeli on huippuerittelyssä tai toisin sanoen, kun auringonvalo on suotuisimmassa asennossa aurinkopaneelille.

RX otetaan käyttöön määrittämään ja rajoittamaan akun latausvirran enimmäisrajaa, se voidaan laskea seuraavan kaavan avulla:

Rx = 0,7 x 10 / Akun AH

Kuinka perustaa yllä itsestään optimoivaa aurinkokennon laturipiiriä buck-muunninpiirillä.

Oletetaan, että 24 V: n huippu-aurinkopaneeli on valittu 12 V: n akun lataamiseen, piiri voidaan asettaa alla olevien ohjeiden mukaisesti:

Älä kytke akkua aluksi lähtöön

Liitä 24 V ulkoisesta C / DC-sovittimesta niiden pisteiden yli, joihin aurinkopaneelin tuloa tarvitaan.

Liitä 12 V IC1 / IC2-piiriin toisesta AC / DC-sovittimesta.

Säädä potentiaalijakajan 10k esiasetusta, kunnes noin 11,8 V: n potentiaali saavutetaan IC2: n nastalla 5.

Seuraavaksi kokeiluvirheen säätämisen avulla ja optimoimalla L1: n kierrosten määrä, kunnes mitataan 14,5 V ulostulossa, johon akku on kytkettävä.

Siinä kaikki! piiri on nyt asetettu ja käyttövalmis aiotun aurinkopaneelin kanssa, jotta saadaan optimoitu erittäin tehokas PWM-buck-pohjainen latausmenettely.

Edellä itsestään optimoiva aurinkokennolaturin piiri buck-muunninpiirillä Olen yrittänyt toteuttaa ja purkaa piiristä vastakkaisen vaihtelevan jännitteen ja virran ulostulon suhteessa auringonvaloon, mutta syvempi tutkimus sai minut ymmärtämään, että oikeastaan ​​sen ei pitäisi vastata vastakkain pikemminkin joka vastaa auringonvaloa.

Koska MPpT: ssä haluamme saada maksimitehon ruuhka-aikoina ja samalla varmistaa, ettei kuorma kuormita paneelia ja sen tehokkuutta.

Seuraava tarkistettu kaavio on nyt järkevämpi, yritetään analysoida suunnittelu nopeasti:

Edellä mainitussa päivitetyssä suunnittelussa olen tehnyt seuraavan tärkeän muutoksen:

Olen lisännyt NPN-taajuusmuuttajan IC 2: n nastalle 3, jotta nyt IC 2: n PWM: t vaikuttavat mosfetiin poimimaan maksimitehoa paneelista ja vähentävät tehoa vähitellen auringonvalon vähentyessä.

PWM-pulssit yhdessä buck-muuntimen kanssa takaavat täydellisen yhteensopivuuden ja maksimaalisen virrankulutuksen paneelista, mutta vähenevät vähitellen vastauksena auringon heikkenevään voimakkuuteen.

Yllä oleva asetus varmistaa kuitenkin yhden tärkeän näkökohdan, se varmistaa tasapainoisen tulo / lähtötehon suhteen, joka on aina keskeinen kysymys MPPT-latureissa.

Lisäksi, jos kuormitus yrittää saada liikaa virtaa, BC557-virranrajoitin alkaa toimia heti estäen MPPT: n sujuvan toiminnan häiriöt katkaisemalla kuorman virran noina aikoina.

Päivittää

Mietiskelemällä MPPT-piirin lopullista suunnittelua

Kun olen käynyt läpi tarkat lisäarvioinnit, voisin lopulta päätyä siihen, että toinen edellä käsitelty teoria ei voi olla oikea. Ensimmäinen teoria on järkevämpi, koska MPPT on tarkoitettu vain ylimääräisten volttien purkamiseen ja muuntamiseen virraksi, jota voi olla saatavana aurinkopaneelista.

Oletetaan esimerkiksi, että jos aurinkopaneelissa olisi 10 V enemmän kuin kuormitusmääritykset, haluaisimme kanavoida tämän ylimääräisen jännitteen buck-muuntimeen PWM: n kautta siten, että buck-muunnin pystyy tuottamaan määrätyn määrän jännitettä kuormalle lataamatta mitään parametreista.

Tämän toteuttamiseksi PWM: n on oltava suhteellisesti ohuempi, kun aurinko oli huipussaan ja vapauttamaan ylimääräiset voltit.

Kuitenkin, kun aurinkovoima vähenee, PWM: ien tulisi laajentua niin, että buck-muunnin otettiin jatkuvasti käyttöön optimaalisella tehomäärällä kuorman syöttämiseksi määrätyllä nopeudella auringon voimakkuudesta riippumatta.

Jotta edellä mainitut toimenpiteet toimisivat sujuvasti ja optimaalisesti, ensimmäinen muotoilu näyttää olevan sopivin ja sellainen, joka voisi täyttää edellä mainitut vaatimukset oikein.

Siksi toinen malli voidaan yksinkertaisesti hylätä ja ensimmäinen malli viimeistellä oikea 555-pohjaisena MPT-piirinä.

Minusta ei ollut tarkoituksenmukaista poistaa toista mallia, koska on olemassa useita kommentteja, jotka näyttävät liittyvän toiseen malliin, ja sen poistaminen voisi tehdä keskustelusta hämmentävän lukijoille, joten päätin pitää yksityiskohdat sellaisina kuin ne ovat ja selventää kannan tällä selityksellä.