Kako dizajnirati krug solarnog pretvarača

Kada se pretvaračem istosmjerne i izmjenične struje upravlja preko solarne ploče, on se naziva solarni pretvarač. Snaga solarne ploče koristi se izravno za rad pretvarača ili se koristi za punjenje baterije pretvarača. U oba slučaja pretvarač radi bez ovisno o snazi ​​mrežne mreže.

Dizajniranje a solarni pretvarač krug u osnovi zahtijeva ispravnu konfiguraciju dva parametra, a to su specifikacije kruga pretvarača i solarne ploče. Sljedeći vodič detaljno objašnjava detalje.

Izgradnja solarnog pretvarača

Ako ste zainteresirani za izradite vlastiti solarni pretvarač tada biste trebali imati temeljito znanje o krugovima pretvarača ili pretvarača i s tim u vezi kako pravilno odabrati solarne panele .

Odavde postoje dvije mogućnosti: Ako mislite da je izrada pretvarača mnogo složena, u tom slučaju biste radije kupili gotovi pretvarač koji je danas dostupan u svim vrstama oblika, veličina i specifikacija, a zatim jednostavno naučite samo o solarnim pločama za potrebnu integraciju / instalaciju.

Druga je mogućnost naučiti oba kolega, a zatim uživati ​​u izgradnji vlastitog samostalnog solarnog pretvarača.

U oba slučaja učenje o solarnoj ploči postaje presudni dio postupka, pa prvo naučimo o ovom važnom uređaju.

Specifikacija solarne ploče

Solarni panel nije ništa drugo do oblik napajanje koje proizvodi čisti DC .

Budući da je ovaj istosmjerni tok ovisan o intenzitetu sunčevih zraka, izlaz je obično nedosljedan i varira ovisno o položaju sunčeve svjetlosti i klimatskim uvjetima.

Iako je solarna ploča također oblik napajanja, značajno se razlikuje od uobičajenih kućnih napajanja pomoću transformatora ili SMPS-a. Razlika je u specifikaciji struje i napona između ove dvije varijante.

Naša kućna istosmjerna napajanja predviđena su za proizvodnju veće količine struje i napona koji savršeno odgovaraju određenom opterećenju ili primjeni.

Na primjer a mobilni punjač može biti opremljen za proizvodnju 5 V na 1 amperu za punjenje pametnog telefona , ovdje je 1 pojačalo dovoljno visoko, a 5 V je savršeno kompatibilno, što stvari čini izuzetno učinkovitima za potrebe aplikacije.

Iako solarna ploča može biti upravo suprotna, obično joj nedostaje struje i može se procijeniti da proizvodi puno veće napone, što bi moglo biti krajnje neprikladno za općenita istosmjerna opterećenja, poput pretvarača baterije od 12 V, mobilnog punjača itd.

Ovaj aspekt otežava projektiranje solarnog pretvarača i zahtijeva neke proračune i razmišljanja kako bi se dobio tehnički ispravan i učinkovit sustav.

Odabir desne solarne ploče

Za odabirom prave solarne ploče , osnovna stvar koju treba uzeti u obzir je da prosječna solarna snaga ne smije biti manja od prosječne potrošnje snage opterećenja.

Recimo da se baterija od 12 V mora puniti brzinom od 10 ampera, a zatim solarna ploča mora biti ocijenjena tako da osigura minimalno 12 x 10 = 120 vata u bilo kojem trenutku sve dok postoji razumna količina sunčevog sjaja.

Budući da je općenito teško pronaći solarne panele s nižim naponom i višim strujnim specifikacijama, moramo nastaviti s onim što je lako dostupno na tržištu (s visokim naponom, niskostrujnim specifikacijama), a zatim u skladu s tim prilagoditi uvjete.

Na primjer, ako je vaš zahtjev za opterećenjem recimo 12V, 10 ampera, a ako ne možete dobiti solarnu ploču s ovim specifikacijama, možda ćete biti prisiljeni odlučiti se za nekompatibilnu podudarnost kao što je 48V, 3 amp solarna ploča koja izgleda puno izvedivo nabaviti.

Ovdje nam ploča pruža prednost napona, ali trenutni nedostatak.

Stoga ne možete izravno povezati ploču od 48V / 3amp sa svojim opterećenjem od 12V od 10 A (poput baterije od 12V od 100 AH), jer bi to učinilo da napon ploče padne na 12V, na 3 ampera, što stvari čini vrlo neučinkovitima.

To bi značilo platiti ploču od 48 x 3 = 144 vata, a zauzvrat dobiti 12 x 3 = 36 vata ... to nije dobro.

Kako bismo osigurali optimalnu učinkovitost, trebali bismo iskoristiti naponsku prednost ploče i pretvoriti je u ekvivalentnu struju za naše 'nespojivo' opterećenje.

To se vrlo lako može učiniti pomoću konvertera dolara.

Za izradu solarnog pretvarača trebat će vam pretvarač

Buck pretvarač učinkovito će pretvoriti višak napon vašeg solarnog panela u ekvivalentnu količinu struje (pojačala) osiguravajući optimalan omjer izlaz / ulaz = 1.

Ovdje postoji nekoliko aspekata koje treba uzeti u obzir. Ako namjeravate bateriju nižeg napona napuniti za kasniju upotrebu s investterom, tada će vaš pretvarač odgovarati dolarima.

Međutim, ako pretvarač namjeravate istovremeno koristiti tijekom dana s solarnim panelom dok istovremeno generira snagu, pretvarač za dolar ne bi bio presudan, već biste pretvarač mogli izravno povezati s panelom. O obje ćemo mogućnosti razgovarati odvojeno.

U prvom slučaju kada ćete možda trebati napuniti bateriju za kasniju upotrebu s pretvaračem, pogotovo kada je napon akumulatora mnogo niži od napona na ploči, tada bi nužno trebao biti pretvarač u dolar.

Već sam razgovarao o nekoliko članaka povezanih s pretvaračem dolara i izveo sam konačne jednadžbe koje se mogu izravno implementirati tijekom dizajniranja dolarnog konvektora za primjenu solarnog pretvarača, možete proći kroz sljedeća dva članka radi lakšeg razumijevanja koncepta.

Kako rade Buck pretvarači

Izračunavanje napona, struje u Buck induktoru

Nakon što ste pročitali gornje postove, možda ste otprilike razumjeli kako implementirati pretvarač za dolar dok projektirate krug solarnog pretvarača.

Ako vam nisu prikladne formule i izračuni, sljedeći praktični pristup mogao bi se primijeniti za dobivanje najpovoljnijeg dizajnerskog rezultata pretvarača za vaš solarni panel:

Najjednostavniji krug Buck-Converter

Gornji dijagram prikazuje jednostavan krug pretvarača na osnovi IC 555.

Možemo vidjeti dva lonca, gornji lonac optimizira učestalost pada, a donji lonac optimizira PWM, obje ove prilagodbe mogu se podesiti kako bi se dobio optimalan odgovor preko C.

Tranzistor BC557 i otpor od 0,6 oma tvore graničnik struje za zaštitu TIP127 (tranzistor vozača) od prekomjerne struje tijekom postupka podešavanja, kasnije bi se ova vrijednost otpora mogla prilagoditi za veće strujne izlaze zajedno s tranzistorom više snage.

Odabir prigušnice može biti nezgodno .....

1) Učestalost može biti povezana sa induktor promjer, manji promjer tražit će veću frekvenciju i obrnuto,

dva) Broj zavoja utjecat će na izlazni napon, a također i na izlaznu struju, a ovaj bi parametar bio povezan s prilagodbama PWM-a.

3) Debljina žice određivala bi trenutnu granicu izlaza, a sve to trebat će optimizirati nekim pokušajima i pogreškama.

U pravilu započnite s promjerom od 1/2 inča i brojem zavoja jednakim opskrbnom naponu .... koristite ferit kao jezgru i nakon toga možete započeti gore predloženi postupak optimizacije.

Ovo se brine za pretvarač donjeg napona koji se može koristiti s danim solarnim panelom višeg napona / slabe struje kako bi se dobio ekvivalentno optimizirani niži napon / veća struja, prema specifikacijama opterećenja, zadovoljavajući jednadžbu:

(o / p vata) podijeljeno sa (i / p vata) = blizu 1

Ako vam gornja optimizacija konvertera izgleda teško, vjerojatno biste mogli ići na sljedeće testiranje Krug pretvarača solarnog punjača PWM opcija:

Ovdje se R8, R9 mogu prilagoditi za podešavanje izlaznog napona, a R13 za optimizaciju trenutnog izlaza.

Nakon izgradnje i konfiguriranja pretvarača s odgovarajućim solarnim panelom, moglo bi se očekivati ​​savršeno optimiziran izlaz za punjenje određene baterije.

Budući da gornji pretvarači nisu olakšani s potpuno odsječenim napunjenjem, možda će biti potreban dodatni vanjski prekidački krug za omogućavanje potpuno automatsko punjenje kako je prikazano dolje.

Dodavanje odsjeka punog punjenja izlazu pretvarača Buck

• Prikazani jednostavni krug za isključivanje s punim napunjenjem mogao bi se dodati bilo kojem pretvaraču da bi se osiguralo da se baterija nikada ne prepuni kad dostigne zadanu razinu punog napunjenja.
• Gore navedeni dizajn pretvarača buck omogućit će vam razumno učinkovito i optimalno punjenje povezane baterije.
• Iako bi ovaj konverter dolara donio dobre rezultate, učinkovitost bi se mogla pogoršati kako je sunce zalazilo.
• Da bi se to riješilo, moglo bi se razmisliti o korištenju MPPT kruga punjača za dobivanje najoptimalnijeg izlaza iz zaštitnog kruga.
• Dakle, Buckov krug u sprezi sa samooptimizirajućim MPPT krugom mogao bi pomoći u izbacivanju maksimuma iz dostupne sunčeve svjetlosti.
• Već sam objasnio a povezani post u jednom od mojih prethodnih postova, isto bi se moglo primijeniti i pri dizajniranju kruga solarnog pretvarača

Solarni Pretvarač bez Buck pretvarača ili MPPT-a

U prethodnom smo odjeljku naučili dizajnirati solarni pretvarač pomoću pretvarača za pretvarače za pretvarače nižeg napona akumulatora od ploče i koji su namijenjeni za rad noću, koristeći istu bateriju koja se punila danju.

To obrnuto znači da bi se, ako se napon akumulatora nekako poveća kako bi se približno podudarao s naponom na ploči, mogao izbjeći pretvarač u naponu.

To može vrijediti i za pretvarač koji može biti namijenjen za rad UŽIVO tijekom dana, što znači istovremeno dok ploča proizvodi električnu energiju iz sunčeve svjetlosti.

Za istodobni rad tijekom dana, prikladno dizajnirani pretvarač mogao bi se izravno konfigurirati s izračunatim solarnim panelom koji ima točne specifikacije kao što je prikazano u nastavku.

Opet se moramo pobrinuti da je prosječna snaga panela veća od maksimalno potrebne potrošnje snage opterećenja pretvarača.

Recimo da imamo pretvarač predviđen za rad s opterećenjem od 200 vata , tada ploča mora biti nominirana na 250 W za dosljedan odgovor.

Stoga bi ploča mogla biti 60V, 5 amp i pretvarač bi mogao biti ocijenjen na oko 48V, 4amp , kao što je prikazano na sljedećem dijagramu:

U ovom solarnom pretvaraču ploča se vidi izravno spojena s krugom pretvarača, a pretvarač može proizvesti potrebnu snagu sve dok sunčeve zrake optimalno padaju na ploču.

Pretvarač bi nastavio raditi s relativno dobrom izlaznom snagom sve dok ploča proizvodi napon iznad 45V ...... to je 60V na vrhuncu i do 45V vjerojatno tijekom popodneva.

Iz gore prikazanog kruga pretvarača od 48 V očito je da dizajn solarnog pretvarača ne mora biti previše važan sa svojim značajkama i specifikacijama.

Za postizanje potrebnih rezultata možete povezati bilo koji oblik pretvarača s bilo kojim solarnim panelom.

To implicira da možete odaberite bilo koji krug pretvarača s popisa , konfigurirajte ga nabavljenim solarnim panelom i počnite ubirati besplatnu električnu energiju po volji.

Jedini presudni, ali jednostavni parametri za izmjenu su napon i trenutne specifikacije pretvarača i solarne ploče koji se ne smiju puno razlikovati, kao što je objašnjeno u našoj prethodnoj raspravi.

Krug solarnog pretvarača sinusnog vala

Svi dizajni o kojima se do sada raspravljalo namijenjeni su izlazu kvadratnog vala, međutim za neke primjene kvadratni val mogao bi biti nepoželjan i mogao bi zahtijevati pojačani valni oblik ekvivalentan sinusnom valu, za takve zahtjeve mogao bi se implementirati PWM napajani krug kao što je prikazano ispod:

Napomena: SD pin # 5 pogrešno je prikazan povezan s Ct, pazite da ga spojite uzemljenjem, a ne s Ct.

Gornji krug solarnog pretvarača koji koristi sinusni val PWM može se detaljno proučiti u članku pod naslovom Krug solarnog pretvarača izmjeničnog napona od 1,5 tone

Iz gornjeg vodiča sada je jasno da projektiranje solarnog pretvarača ipak nije tako teško i da bi se moglo učinkovito provesti ako ste opremljeni nekim osnovnim znanjem o elektroničkim konceptima kao što su pretvarači, solarni panel i pretvarači.

Sinewave verzija gore navedenog može biti vidio ovdje :

Još uvijek zbunjeni? Ne ustručavajte se koristiti okvir za komentare za izražavanje svojih vrijednih misli.