על פי המעבדה הלאומית לאנרגיה מתחדשת, אור השמש שמקבלים כדור הארץ בשעה אחת מספיק בכדי לענות על צרכי האנרגיה השנתיים של כל האנשים ברחבי העולם. אנרגיה סולארית מתאים לחימום וייצור חשמל באמצעות תאים וולטאים פוטו (PVC). כוח סולארי יכול להגביל את שינויי האקלים מכיוון שהוא אינו מייצר פליטת פחמן. כאן במאמר זה נדון במטען סולארי היברידי.
אנרגיה סולארית היא החלופה הטובה ביותר, שיכולה להחליף את הדלקים המאובנים כמו פחם וגז לייצור חשמל היוצרים זיהום אוויר, מים וקרקע. את האנרגיה הסולארית (כלומר אנרגיה של DC) ניתן לאחסן בסוללה לשימוש עתידי.
יעילות ההמרה של תא סולרי היא אחוז האנרגיה הסולארית המאירה בתא וולטאי פוטו המומר לחשמל שמיש.
מטען סולארי היברידי
היעילות של מערכת טעינה סולארית תלויה בתנאי מזג האוויר. פאנלים סולאריים מייצרים הכי הרבה חשמל בימים בהירים עם אור שמש בשפע. בדרך כלל, הפאנל הסולארי מקבל ארבע עד חמש שעות של אור שמש בוהק ביום. אם מזג האוויר מעונן, זה משפיע על תהליך טעינת הסוללה והסוללה אינה מקבלת טעינה מלאה.
מטען סולארי היברידי פשוט זה יכול לתת את הפתרון לבעיה זו. זה יכול לטעון את הסוללה באמצעות אנרגיה סולארית, כמו גם אספקת חשמל. כאשר התפוקה מהפאנל הסולארי היא מעל 12 וולט, הסוללה נטענת באמצעות החשמל הסולארי וכאשר התפוקה יורדת מתחת ל 12 וולט, הסוללה נטענת באמצעות אספקת חשמל.
מעגל מטען סולארי היברידי
האיור שלהלן מציג את מעגל המטען ההיברידי. רכיבי החומרה הבאים נדרשים לבניית מעגל מטען סולארי היברידי.
- פאנל סולארי 12 וולט, 10 וולט (מחובר ב- SP1)
- מגבר תפעולי CA3130 (IC1)
- ממסר החלפה יחידה 12V (RL1)
- 1N4007 דיודות
- שנאי מדורג X1
- טרנזיסטור BC547 (T1)
- כמה רכיבי RLC אחרים
מעגל מטען סולארי היברידי
10 וואט, פאנל סולארי 12 וולט
במעגל זה השתמשנו בפאנל סולארי 10 וואט, 12 וולט. זה יספק מספיק כוח לטעינת סוללה 12V.
10 וואט, פאנל סולארי 12 וולט
מודול 10w-12v זה הוא מערך של 36 תאי שמש סיליקון רב גבישי בעלי ביצועים דומים, מחוברים זה לזה בסדרה כדי להשיג את תפוקת 12 וולט.
תאים סולאריים אלה מותקנים על מסגרת אלומיניום אנודייז כבד המספקת חוזק. עבור כל מחרוזות של 18 תאים מותקנת דיודת מעקף אחת. תאים אלה מרובדים בין טרנזיטיביות גבוהה, זכוכית מחוסמת ברזל נמוכה, 3 מ'מ ויריעה של חומר Tedlar פוליאסטר Tedlar (TPT) על ידי שני גיליונות של אתילן ויניל אצטט (EVA). התקנה זו מגנה מפני חדירת לחות למודול.
תכונות עיקריות
- 36 תאי סיליקון יעילים במיוחד
- ביצועי מודול אופטימליים עם מתח נומינלי 12 וולט DC
- עקוף דיודות כדי למנוע את האפקט של נקודה חמה
- תאים מוטבעים בגיליון TPT ו- EVA
- מסגרות אלומיניום אלומיניום אטרקטיביות, יציבות וכבדות עם נוחות
- מחוברים מראש עם מערכות המחברות במהירות
מעגל מטען סולארי היברידי עובד
באור שמש שטוף שמש, פאנל סולארי 12V, 10W מספק עד 17 וולט DC עם זרם 0.6 אמפר. הדיודה D1 מספקת הגנה על קוטביות הפוכה וקבלים C1 מאגרי מתח מהלוח הסולארי. מגבר Op1 IC1 משמש כמשווה מתח פשוט.
דיודת זנר ZD1 מספק מתח ייחוס של 11 וולט לכניסה ההפוכה של IC1. הקלט הלא-הפוך של e-amp מגבר מקבל מתח מהפאנל הסולארי דרך R1.
העבודה במעגל פשוטה. כאשר התפוקה מהפאנל הסולארי גדולה או שווה ל -12 וולט, דיודת הזנר ZD1 מוליכה ומספקת 11 וולט למסוף ההפוך של IC1.
מכיוון שקלט שאינו הפוך של המגבר מקבל מתח גבוה יותר בשלב זה, התפוקה של המשווה הופכת גבוהה. LED1 ירוק זוהר כאשר תפוקת המשווה גבוהה.
הטרנזיסטור T1 מוליך ומעביר את ה- RL1 באנרגיה. לפיכך הסוללה נטענת זרם מהפאנל הסולארי דרך הפתיחה הרגילה (N / O) והמגעים הנפוצים של ממסר RL1.
LED2 מציין טעינה של הסוללה. קבל C3 מסופק למיתוג נקי של הטרנזיסטור T1. דיודה D2 מגנה על הטרנזיסטור T1 מפני EMF האחורי ודיודה D3 מונעת פריקה של זרם הסוללה למעגל.
כאשר התפוקה מהפאנל הסולארי יורדת מתחת ל 12 וולט, תפוקת המשווה הופכת נמוכה והממסר מתנתק. כעת הסוללה מקבלת זרם טעון מאספקת החשמל המבוססת על שנאי דרך הסגור הרגיל (N / C) והמגעים המשותפים של הממסר.
ספק כוח זה כולל שנאי מדורג X1, דיודות תיקון D4 ו- D5 וקבל החלקה C4.
בדיקה
כדי לבדוק את תקינות המעגל, יש לבצע את ההוראות הבאות:
- הסר את הפאנל הסולארי ממחבר SP1 וחבר מקור מתח משתנה DC.
- הגדירו מתח כלשהו מתחת ל 12 וולט והגבירו אותו לאט.
- כאשר המתח מגיע ל- 12V ועובר מעבר, ההיגיון בנקודת הבדיקה TP2 משתנה מנמוך לגבוה.
- ניתן לבדוק את מתח אספקת החשמל מבוסס השנאי בנקודת הבדיקה TP3.
יישומים של מטען סולארי היברידי
בימים האחרונים לתהליך הפקת החשמל מאור השמש פופולריות רבה יותר ממקורות חלופיים אחרים והפאנלים הפוטו וולטאיים הם ללא זיהום לחלוטין והם אינם דורשים תחזוקה גבוהה. להלן מספר דוגמאות.
- מערכת המטענים ההיברידית ההיברידית המשמשת למספר מקורות אנרגיה לצורך אספקת גיבוי במשרה מלאה למקורות אחרים.
- אורות רחוב משתמשים בתאי השמש כדי להמיר את אור השמש לטעינת חשמל DC. מערכת זו משתמשת בבקר מטען סולארי כדי לאחסן DC בסוללות ומשתמשת בתחומים רבים.
- מערכות ביתיות משתמשות במודול PV ליישומים ביתיים.
אז זה הכל על עיצוב מעגלי מטען סולארי היברידי. אני מקווה שעברת את זה טוב מאוד. מידע נוסף נוסף אודות פרויקטים הנדסיים מבוססי אנרגיה סולארית או כל שאילתה הנוגעת למאמר זה אנא חלקו בקטע ההערות למטה.
