כיצד לתכנן מעגל מהפך סולארי

כאשר מהפך DC ל- AC מופעל באמצעות פאנל סולארי, זה נקרא מהפך סולארי. כוח הפאנל הסולארי משמש ישירות להפעלת המהפך או שהוא משמש לטעינה של סוללת המהפך. בשני המקרים המהפך פועל ללא תלות בכוח רשת החשמל.

תכנון א מהפך סולארי המעגל דורש למעשה שני פרמטרים להיות מוגדרים כהלכה, כלומר מעגל המהפך ומפרט הפאנל הסולארי. המדריך הבא מסביר את הפרטים ביסודיות.

בניית מהפך סולארי

אם אתה מעוניין בכך בנה מהפך סולארי משלך אז אתה צריך להיות בעל ידע מעמיק על מעגלי מהפך או ממיר, ולגבי כיצד לבחור נכון פאנלים סולאריים .

ישנן שתי אפשרויות לעשות מכאן: אם אתה חושב שייצור מהפך הוא מורכב בהרבה, במקרה כזה אתה מעדיף לקנות מהפך מוכן שזמין כיום בשפע בכל מיני צורות, גדלים ומפרט, ואז פשוט ללמוד רק על פאנלים סולאריים לצורך שילוב / התקנה נדרשים.

האפשרות השנייה היא ללמוד את שני המקבילים ואז ליהנות מבניית מהפך סולארי בעצמך.

בשני המקרים למידה על פאנל סולארי הופכת לחלק המכריע בהליכים, אז בואו נלמד תחילה על מכשיר חשוב זה.

מפרט פאנל סולארי

פאנל סולארי אינו אלא סוג של ספק כוח המייצר זרם DC טהור .

מכיוון שזרם זרם זה תלוי בעוצמת קרני השמש, הפלט בדרך כלל אינו עקבי ומשתנה בהתאם למצב אור השמש ולתנאי האקלים.

למרות שפאנל סולארי הוא גם סוג של ספק כוח, הוא שונה באופן משמעותי מספקי הכוח הביתיים הרגילים שלנו באמצעות שנאים או SMPS. ההבדל הוא במפרט הנוכחי והמתח בין שתי הגרסאות הללו.

ספקי הכוח DC הביתיים שלנו מדורגים לייצר כמויות זרם גבוהות יותר, ועם מתח המתאים באופן מושלם לעומס או יישום נתון.

לדוגמא א מטען נייד יכול להיות מצויד לייצור 5 וולט במגבר 1 לטעינה של טלפון חכם , כאן המגבר 1 גבוה במיוחד וה -5 וולט תואם לחלוטין, מה שהופך את הדברים ליעילים ביותר לצורך היישום.

בעוד שפאנל סולארי עשוי להיות בדיוק ההפך, בדרך כלל הוא חסר זרם ועשוי להיות מדורג כדי לייצר מתח גבוה בהרבה, אשר עשוי להיות מאוד לא מתאים לעומסי DC כלליים כגון מהפך סוללה 12V, מטען נייד וכו '

היבט זה מקשה על תכנון מהפך סולארי ומצריך חישובים וחשיבה על מנת להשיג מערכת נכונה ויעילה מבחינה טכנית.

בחירת הפאנל הסולארי הנכון

ל בחירת הפאנל הסולארי הנכון , הדבר הבסיסי שיש לקחת בחשבון הוא כי הספק השמש הממוצע לא יכול להיות פחות מצריכת הספק העומס הממוצעת.

בואו נגיד שצריך לטעון סוללה של 12 וולט בקצב של 10 אמפר, ואז יש לדרג את הפאנל הסולארי בכדי לספק מינימום של 12 x 10 = 120 וואט בכל רגע, כל עוד יש כמות סבירה של אור שמש.

מכיוון שבדרך כלל קשה למצוא פאנלים סולאריים בעלי מתח נמוך יותר ומפרטי זרם גבוהים יותר, עלינו להתקדם עם מה שנגיש בשוק (עם מפרט מתח גבוה, זרם נמוך), ואז להתאים את התנאים בהתאם.

לדוגמה, אם דרישת העומס שלך היא לומר 12 וולט, 10 אמפר, ואינך מצליח להשיג פאנל סולארי עם מפרט זה, ייתכן שתאלץ לבחור בהתאמה בלתי תואמת כגון פאנל סולארי 48 וולט, 3 אמפר שנראה אפשרי בהרבה לְהַשִׂיג.

כאן הפאנל מספק לנו יתרון במתח, אך חסרון זרם.

לכן, אינך יכול לחבר פנל 48V / 3amp ישירות לעומס 12V 10 אמפר שלך (כגון סוללת 12V 100 AH) מכיוון שפעולה זו תאלץ את מתח הפנל לרדת ל 12V, ב -3 אמפר והדברים יעשו מאוד לא יעילים.

זה אומר לשלם עבור פאנל של 48 x 3 = 144 וואט ובתמורה לקבל פלט של 12 x 3 = 36 וואט ... זה לא טוב.

על מנת להבטיח יעילות אופטימלית נצטרך לנצל את יתרון המתח של הפאנל ולהמיר אותו לזרם שווה ערך לעומס ה'לא תואם 'שלנו.

ניתן לעשות זאת בקלות רבה באמצעות ממיר באק.

תזדקק לממיר באק להכנת מהפך סולארי

ממיר באק ימיר ביעילות את עודף מתח מהפאנל הסולארי שלך לכמות שווה של זרם (אמפר) שמבטיח יחס פלט / קלט = 1 אופטימלי.

יש כאן כמה היבטים שיש לקחת בחשבון. אם אתה מתכוון לטעון סוללה עם מתח נמוך יותר לשימוש מאוחר יותר עם כונה, ממיר באק יתאים ליישום שלך.

עם זאת, אם בכוונתך להשתמש בממיר עם תפוקת הפאנל הסולארי בשעות היום בו זמנית תוך הפקת הכוח שלו, ממיר באק לא יהיה חיוני, אלא תוכל לחבר את המהפך ישירות לפאנל. נדון בשתי האפשרויות הללו בנפרד.

במקרה הראשון שבו ייתכן שתצטרך להטעין סוללה לשימוש מאוחר יותר עם מהפך, במיוחד כאשר מתח הסוללה נמוך בהרבה ממתח הפאנל, אז ממיר באק עשוי להיות הכרחי.

כבר דנתי בכמה מאמרים הקשורים לממיר באק והפקתי את המשוואות הסופיות שניתן ליישם ישירות בעת תכנון קונוולט של באק ליישום מהפך סולארי, תוכל לעבור על שני המאמרים הבאים כדי לקבל הבנה קלה של הרעיון.

איך עובדים ממירי באק

חישוב מתח, זרם במשרן באק

לאחר שקראתם את הפוסטים לעיל יתכן שהבנתם בערך כיצד ליישם ממיר באק בעת תכנון מעגל מהפך סולארי.

אם אינך מרגיש בנוח עם נוסחאות וחישובים, ניתן להשתמש בגישה המעשית הבאה להשגת תפוקת העיצוב של ממיר הכסף המתאימה ביותר לפאנל הסולארי שלך:

מעגל ממיר באק הפשוט ביותר

התרשים שלעיל מציג מעגל ממיר באק פשוט מבוסס IC 555.

אנו יכולים לראות שני סירים, הסיר העליון מייעל את תדירות הכסף, והסיר התחתון מייעל את ה- PWM, ניתן לכוונן את שתי ההתאמות הללו לקבלת תגובה אופטימלית על פני C.

הטרנזיסטור BC557 והנגד 0.6 אוהם מהווים מגביל זרם לשמירה על TIP127 (טרנזיסטור הנהג) מפני זרם יתר במהלך תהליך ההתאמה, בהמשך ניתן להתאים את ערך ההתנגדות הזה ליציאות זרם גבוהות יותר יחד עם טרנזיסטור נהג בעל דירוג גבוה יותר.

בחירת המשרן עלולה להיות מסובכת .....

1) התדירות עשויה להיות קשורה ל- מַשׁרָן קוטר, קוטר תחתון יקרא לתדירות גבוהה יותר ולהיפך,

שתיים) מספר סיבובים ישפיע על מתח המוצא וגם על זרם המוצא ופרמטר זה יהיה קשור להתאמות ה- PWM.

3) עובי החוט יקבע את הגבול הנוכחי לפלט, כל אלה יצטרכו להיות מותאמים על ידי ניסוי וטעייה כלשהם.

ככלל אצבע, התחל בקוטר של 1/2 אינץ 'ובמספר סיבובים השווה למתח האספקה ​​.... השתמש בפריט כליבה, ולאחר מכן תוכל להתחיל בתהליך האופטימיזציה המוצע לעיל.

זה דואג לממיר הדולר שניתן להשתמש בו עם מתח סולארי נתון גבוה יותר / זרם נמוך כדי להשיג מתח נמוך יותר / תפוקת זרם גבוהה יותר, בהתאם למפרט העומס, המספק את המשוואה:

(o / p watt) חלקי (i / p watt) = קרוב ל -1

אם אופטימיזציה של ממיר באק לעיל נראית קשה, סביר להניח שתלך לבדיקה הבאה מעגל ממיר מטען סולארי PWM אוֹפְּצִיָה:

כאן ניתן לשנות את ה- R8, R9 לצורך התאמת מתח המוצא, ואת ה- R13 לאופטימיזציה של התפוקה הנוכחית.

לאחר בנייה והגדרת התצורה של ממיר הכסף עם פאנל סולארי מתאים, ניתן היה לצפות לפלט ממוטב לחלוטין לטעינה של סוללה נתונה.

כעת, מכיוון שלא ניתן להקל על הממירים שלעיל עם ניתוק טעינה מלא, ייתכן שיהיה צורך במעגל ניתוק חיצוני מבוסס אופמפ. תכונת טעינה אוטומטית לחלוטין כפי שמוצג מטה.

הוספת חיתוך טעינה מלא ליציאת הממיר באק

• ניתן להוסיף את מעגל הפסקת הטעינה המלא המוצג עם כל אחד מממירי הבאק כדי להבטיח שהסוללה לעולם לא טעונה יתר על המידה ברגע שהיא מגיעה לרמת הטעינה המלאה שצוינה.
• עיצוב ממיר הדלק הנ'ל יאפשר לך לקבל טעינה יעילה ואופטימלית למדי עבור הסוללה המחוברת.
• למרות שממיר באק זה יספק תוצאות טובות, היעילות עלולה להידרדר עם שקיעת השמש.
• כדי להתמודד עם זה, אפשר לחשוב על שימוש במעגל מטען MPPT לרכישת התפוקה האופטימלית ביותר ממעגל הבוק.
• כך שמעגל באק בשילוב עם מעגל MPPT המותאם באופן עצמאי יכול לעזור בכריתת המקסימום מאור השמש הזמין.
• כבר הסברתי א פוסט קשור באחד מההודעות הקודמות שלי, ניתן ליישם את אותו הדבר בעת תכנון מעגל מהפך סולארי

סוֹלָרִי מהפך ללא ממיר באק או MPPT

בחלק הקודם למדנו לתכנן ממיר סולארי באמצעות ממיר באק לממירים בעלי דירוג מתח סוללה נמוך יותר מהלוח ואשר מיועדים להפעלה בשעות הלילה, תוך שימוש באותה סוללה שהוטענה במהלך היום.

פירוש הדבר להפך הוא שאם מתח הסוללה ישודרג איכשהו כדי להתאים בערך לזה של מתח הפאנל, ניתן היה למנוע ממיר באק.

זה עשוי להיות נכון גם לגבי מהפך שעשוי להיות מיועד להפעלה LIVE במהלך היום, כלומר במקביל בזמן שהלוח מייצר חשמל מאור השמש.

להפעלת זמן יום בו זמנית, ניתן להגדיר ישירות את המהפך המתוכנן כראוי עם פאנל סולארי מחושב עם המפרט הנכון כמוצג להלן.

שוב עלינו לוודא שהספק הממוצע של הפאנל גבוה מצריכת הספק המרבית הנדרשת של עומס המהפך.

בוא נגיד שיש לנו מהפך מדורג לעבודה עם עומס של 200 וואט , אז הפאנל חייב להיות מדורג ב -250 וואט לקבלת תגובה עקבית.

לכן הפאנל יכול להיות 60V, מדורג 5 אמפר, ואת מהפך יכול להיות מדורג בסביבות 48V, 4amp כפי שמוצג בתרשים הבא:

בממיר סולארי זה ניתן לראות את הפאנל מחובר ישירות עם מעגל המהפך והמהפך מסוגל לייצר את הכוח הנדרש כל עוד קרני השמש נופלות בצורה אופטימלית על הפאנל.

המהפך ימשיך לפעול בקצב הספק טוב למדי כל עוד הפאנל מייצר מתח מעל 45 וולט ... כלומר 60 וולט בשיא וירד ל 45 וולט כנראה בשעות אחר הצהריים.

ממעגל המהפך 48V המוצג לעיל ניכר כי תכנון מהפך סולארי אינו צריך להיות מכריע מדי בתכונותיו ובמפרטיו.

ניתן לחבר כל צורה של מהפך לכל פאנל סולארי לקבלת התוצאות הנדרשות.

זה מרמז שאתה יכול בחר כל מעגל מהפך מהרשימה , וקבעו תצורה עם פאנל סולארי שנרכש, והתחילו לקצור חשמל בחינם כרצונכם.

הפרמטרים החשובים היחידים אך הקלים ליישום הם המתח והמפרט הנוכחי של המהפך והפאנל הסולרי, אשר אינם יכולים להיות שונים בהרבה, כפי שהוסבר בדיון הקודם שלנו.

מעגל מהפך סולארי גל סינוס

כל העיצובים שנדונו עד כה נועדו לייצר פלט גלי ריבוע, אולם עבור יישומים מסוימים גל מרובע עשוי להיות לא רצוי ועשוי לדרוש צורת גל משופרת המקבילה לגל סינוס, עבור דרישות כאלה ניתן ליישם מעגל מוזר PWM כפי שמוצג. לְהַלָן:

הערה: סיכת ה- SD מספר 5 מוצגת בטעות מחוברת עם Ct, אנא הקפד לחבר אותה עם קו קרקע ולא עם Ct.

את המעגל המהפך הסולארי שלעיל באמצעות גל סינוס PWM ניתן ללמוד בהרחבה במאמר שכותרתו מעגל מהפך סולארי 1.5 טון AC

מההדרכה שלעיל ברור כעת שתכנון מהפך סולארי הוא בכל זאת לא כל כך קשה ויכול להיות מיושם ביעילות אם אתה מצויד בידע בסיסי כלשהו במושגים אלקטרוניים כגון ממיר באק, פאנל סולארי וממירים.

גרסת סינוס של האמור לעיל יכולה להיות נראה כאן :

עדיין מבולבל? אל תהסס להשתמש בתיבת ההערות לביטוי מחשבותיך היקרות.