Aurinkopaneelin jännitteen säätimen piiri

Viestissä kerrotaan, miten rakennetaan yksinkertainen aurinkopaneelin säätimen ohjainpiiri kotiin pienten paristojen, kuten 12 V 7AH -akun, lataamiseen pienellä aurinkopaneelilla

Aurinkopaneelin käyttäminen

Me kaikki tiedämme melko hyvin aurinkopaneeleista ja niiden toiminnoista. Näiden hämmästyttävien laitteiden perustoiminnot on muuntaa aurinkoenergia tai auringonvalo sähköksi.

Pohjimmiltaan aurinkopaneeli koostuu erillisistä osista yksittäisiä valosähkökennoja. Kukin näistä kennoista pystyy tuottamaan pienen voiman, yleensä noin 1,5 - 3 volttia.

Monet näistä paneelin yli olevista kennoista on kytketty sarjaan niin, että koko yksikön tuottama tehollinen kokonaisjännite on enintään 12 voltin tai 24 voltin käyttökelpoinen lähtö.

Yksikön tuottama virta on suoraan verrannollinen paneelin pinnan yli tulevan auringonvalon tasoon. Aurinkopaneelista tuotettua virtaa käytetään yleensä lyijyakun lataamiseen.

Kun lyijyhappoakku on ladattu täyteen, sitä käytetään taajuusmuuttajan kanssa tarvittavan vaihtovirtajännitteen saamiseksi talon sähkövirtaan. Ihannetapauksessa aurinkosäteiden tulisi törmätä paneelin pintaan, jotta se toimisi optimaalisesti.

Koska aurinko ei kuitenkaan koskaan ole paikallaan, paneelin on seurattava tai seurattava aurinkopolkua jatkuvasti, jotta se tuottaa sähköä tehokkaalla nopeudella.

Jos olet kiinnostunut rakentamaan automaattinen kaksoisseurannan aurinkopaneeli voit viitata johonkin aikaisemmista artikkeleistani. Ilman aurinkokennoa aurinkopaneeli pystyy tekemään muunnokset vain noin 30 prosentin hyötysuhteella.

Palataksemme todellisiin aurinkopaneeleja koskeviin keskusteluihimme, tätä laitetta voidaan pitää järjestelmän sydämenä siltä osin kuin on kyse aurinkoenergian muuntamisesta sähköksi, mutta tuotettu sähkö vaatii paljon mitoitusta, ennen kuin sitä voidaan käyttää tehokkaasti edeltävä ristikkäisjärjestelmä.

Miksi tarvitsemme aurinkosäätimen

Aurinkopaneelista hankittu jännite ei ole koskaan vakaa ja vaihtelee voimakkaasti auringon sijainnin ja auringon säteiden voimakkuuden ja tietysti aurinkopaneelin yli sattumisen asteen mukaan.

Tämä jännite, joka syötetään akkuun lataamista varten, voi aiheuttaa vahinkoa ja tarpeetonta akun ja siihen liittyvän elektroniikan lämmittämistä, joten se voi olla vaarallista koko järjestelmälle.

Aurinkopaneelin jännitteen säätämiseksi normaalisti käytetään jännitteen säätöpiiriä aurinkopaneelin ulostulon ja akkutulon välissä.

Tämä piiri varmistaa, että aurinkopaneelin jännite ei koskaan ylitä turvallista arvoa, jonka akku tarvitsee lataamiseen.

Normaalisti optimaalisten tulosten saamiseksi aurinkopaneelista paneelin vähimmäisjännitteen tulisi olla korkeampi kuin vaadittu akun latausjännite, eli jopa epäsuotuisissa olosuhteissa, kun auringon säteet eivät ole teräviä tai optimaalisia, aurinkopaneelin tulisi silti pystyä generoida yli 12 voltin jännite, joka voi olla akun jännite latauksen aikana.

Markkinoilla olevat aurinkojännitesäätimet voivat olla liian kalliita eivätkä niin luotettavia, mutta yhden tällaisen säätimen tekeminen kotona tavallisten elektronisten komponenttien avulla voi olla paitsi hauskaa myös erittäin taloudellista.

Voit myös haluta lukea tästä 100 Ah: n jännitesäätimen piiri

Piirikaavio

HUOMAUTUS : POISTA R4, sillä sillä ei ole todellista merkitystä. VOIT VOITA VAIHTAA JOHDOLIITIN.

Radanpuoleinen piirilevysuunnittelu (R4, diodi ja S1 eivät sisälly ... R4 ei todellakaan ole tärkeä ja se voidaan korvata hyppyjohdolla.

Kuinka se toimii

Viitaten ehdotettuun aurinkopaneelin jännitteen säätöpiiriin näemme rakenteen, joka käyttää hyvin tavallisia komponentteja ja silti täyttää tarpeet aivan kuten tekniset tiedot edellyttävät.

Sinkku IC LM 338 siitä tulee koko kokoonpanon sydän ja tulee vastuullisesti haluttujen jännitesääntöjen toteuttamisesta yksin.

Esitetty aurinkopaneelin säätöpiiri on kehystetty IC 338 -kokoonpanon vakiotilan mukaisesti.

Tulo annetaan IC: n näytetyille tulopisteille ja IC: n lähdölle vastaanotetulle akulle. Pottia tai esiasetusta käytetään asettamaan tarkasti jännitetaso, jota voidaan pitää akun turvallisena arvona.

Nykyinen ohjattu lataus

Tämä aurinkosäätimen ohjainpiiri tarjoaa myös virranohjausominaisuuden, joka varmistaa, että akku saa aina kiinteän ennalta määrätyn latausvirran eikä sitä koskaan ylitetä. Moduuli voidaan kytkeä kaavion mukaisesti.

Ilmoitetut asiaankuuluvat asiat voidaan yksinkertaisesti kytkeä jopa maallikon toimesta. Säätöpiiri huolehtii muusta toiminnosta. Kytkin S1 on vaihdettava invertteritilaan, kun akku on latautunut täyteen (kuten mittarilla on osoitettu).

Lasketaan akun latausvirta

Latausvirta voidaan valita valitsemalla sopivasti vastusten R3 arvo. Se voidaan tehdä ratkaisemalla kaava: 0,6 / R3 = 1/10 paristo AH Esiasetettu VR1 säädetään tarvittavan latausjännitteen saamiseksi säätimeltä.

Aurinkosäädin IC LM324: n avulla

Kaikille aurinkopaneelijärjestelmille tämä IC LM324 perustuva taattu tehokas säätöpiiri tarjoaa energiaa säästävän vastauksen lyijyhappotyyppisiin akuihin, joita tyypillisesti nähdään moottoriajoneuvoissa.

Ottaen huomioon aurinkokennojen hinnan, joiden uskotaan olevan edessäsi käytettäväksi useissa muissa suunnitelmissa, aurinkosäädin yksinään on alle 10 dollaria.

Toisin kuin monet muut shuntti säätimet joka ohjaa virtaa vastuksen läpi, kun akku on täysin latautunut, tämä piiri katkaisee lataussyötön akusta eliminoiden suurten shuntivastusten tarpeen.

Kuinka piiri toimii

Heti kun akun jännite on alle 13,5 volttia (yleensä 12 V: n akun avoimen piirin jännite), transistorit Q1, Q2 ja Q3 kytkeytyvät päälle ja latausvirta kulkee aurinkopaneelien läpi tarkoitetulla tavalla.

Aktiivinen vihreä LED osoittaa, että akkua ladataan. Kun akun navan jännite lähestyy aurinkopaneelin avoimen piirin jännitettä, op-vahvistin A1a kytkee pois päältä transistorit Q1-Q3.

Tämä tilanne lukittuu niin kauan kuin akun jännite laskee 13,2 V: iin, minkä jälkeen akun latausprosessin käynnistys palautuu uudelleen.

Aurinkopaneelin puuttuessa, kun akun jännite laskee jatkuvasti 13,2 V: sta noin 11,4 V: iin, mikä tarkoittaa täysin tyhjentynyttä akkua, A1b, ulostulo vaihtuu 0V: ksi, laukaisemalla kiinnitetyn PUNAISEN LEDin vilkkumaan astabloivan multivibraattorin vahvistamalla nopeudella A1c.

Tässä tilanteessa vilkkuu nopeudella 2 hertsiä. Op-vahvistin A1d antaa 6 V: n ohjearvon kytkentäkynnysten säilyttämiseksi 11,4 V: n ja 13,2 V: n tasoilla.

Ehdotettu LM324-säätöpiiri on suunniteltu kestämään jopa 3 ampeerin virrat.

Jos haluat työskennellä suurempien virtojen kanssa, voi olla välttämätöntä lisätä Q2-, Q3-perusvirtoja suuremmiksi, jotta voidaan varmistaa, että kaikki nämä transistorit voivat ylläpitää kylläisyyttä koko latauskerran ajan.

Aurinkoenergiasäädin IC 741: n avulla

Suurin osa tyypillisistä aurinkopaneeleista tuottaa noin 19 V: n kuormituksen. Tämä mahdollistaa 0,6 V: n pudotuksen tasasuuntaajan diodilla 12 V: n lyijyakun lataamisen aikana. Diodi estää akkuvirran liikkumisen aurinkopaneelin kautta yöllä.

Tämä kokoonpano voi olla hieno niin kauan kuin akku ei lataudu liian korkeaksi, koska 12 V: n akku voi helposti ylilatautua yli 1 V5: een, jos lataussyöttöä ei hallita.

Sarjapäästöisen BJT: n kautta indusoitu jännitehäviö on tyypillisesti noin 1,2 V, mikä näyttää olevan liian suuri melkein kaikkien aurinkopaneelien toimiakseen tehokkaasti.

Molemmat yllä olevat puutteet poistetaan tehokkaasti tässä yksinkertaisessa aurinkosäätimen piirissä. Tässä aurinkopaneelin energia syötetään akkuun releen ja tasasuuntaajan diodin kautta.

Kuinka piiri toimii

Kun akun jännite nousee 13,8 V: iin, releen koskettimet napsahtavat niin, että 2N3055-transistori alkaa valua akkua optimaalisesti 14,2 V: iin.

Tämä täyden latausjännitteen taso voitaisiin korjata hieman matalammaksi huolimatta siitä, että useimmat lyijyakut alkavat kaasua 13,6 V: n jännitteellä. Tämä kaasutus lisääntyy merkittävästi ylilatausjännitteellä.

Releen koskettimet toimivat sillä hetkellä, kun akun jännite laskee alle 13,8 V: n. Akkuvirtaa ei käytetä piirin käyttämiseen.

Fet toimii kuin vakiovirtalähde.