מעגל מטען סוללות סולארי המייעל את עצמו

הפוסט דן במעגל מטען סוללות סולארי פשוט מבוסס IC 555 עם מעגל ממיר באק שמגדיר ומתאים באופן אוטומטי את מתח הטעינה בתגובה לתנאי אור השמש הדועכים, ומנסה לשמור על כוח טעינה אופטימלי לסוללה, ללא קשר לשמש. עוצמות קרניים.

שימוש בעיצוב ממיר באק PWM

ממיר ה- PWM המצורף מבטיח המרה יעילה כך שהלוח לעולם אינו נתון לתנאים מלחיצים.

כבר דנתי באחד המעניין מעגל מטען סולארי מסוג MPPT מבוסס PWM סולארי , העיצוב הבא עשוי להיחשב כגרסה משודרגת של אותו הדבר כמו שהוא כולל שלב ממיר באק שהופך את העיצוב ליעיל עוד יותר מהמקביל הקודם.

הערה: אנא חבר נגד 1K על פני pin5 ואדמה של IC2 לתפקוד תקין של המעגל.

הצעת השמש המייעלת את עצמה מעגל מטען סוללות עם מעגל ממיר באק ניתן לתפוס בעזרת ההסבר הבא:

המעגל מורכב משלושה שלבים בסיסיים דהיינו: ממטב המתח הסולארי PWM המשתמש בכמה IC 555s בצורת IC1 ו- IC2, מגבר זרם ה- PWM של mosfet וממיר ה- buck באמצעות L1 והרכיבים הנלווים.

IC1 מותקן לייצר תדר של כ 80 הרץ ואילו IC2 מוגדר כמשווה ומחולל PWM.

80 הרץ מ- IC 1 מועבר לסיכה 2 של IC2 המשתמשת בתדר זה לייצור גלי משולש על פני C1 .... המשווים עוד יותר את הפוטנציאלים המיידיים שבסיכה 5 שלו למימוד ה- PWM הנכונים בסיכה 3.

פוטנציאל pin5 כפי שניתן לראות בתרשים, נגזר מהפאנל הסולארי דרך שלב מחלק פוטנציאלי וסטגה אספנית משותפת של BJT.

ההגדרה הקבועה מראש עם מחלק פוטנציאלי זה מותאמת בתחילה כראוי כך שבמתח הפאנל הסולארי בשיא הפלט מממיר הדולרים מייצר את המתח האופטימלי המתאים לרמת הטעינה של הסוללה המחוברת.

לאחר הגדרת האמור לעיל מנוחה מטופלת באופן אוטומטי על ידי שלב IC1 / IC2.

במהלך שיא אור השמש PWMs מתקצרים כראוי ומבטיחים מתח מינימלי על הפאנל הסולארי ובכל זאת מייצרים את המתח האופטימלי הנכון עבור הסוללה עקב נוכחות שלב ממיר ה- Buck (סוג של דחיפה של באק הוא השיטה היעילה ביותר להפחתת מקור מתח. מבלי להדגיש את פרמטרי המקור)

כעת, כאשר אור השמש מתחיל להפחית את המתח על פני מחלק הפוטנציאל שנקבע מתחיל לרדת באופן פרופורציונלי אשר מתגלה בפין 5 של IC2 .... על גילוי הידרדרות הדרגתית זו של מתח הדגימה IC2 מתחיל להרחיב את ה- PWM כך שפלט הכסף מסוגל לשמור על מתח טעינת הסוללה האופטימלי הנדרש, זה מרמז שהסוללה ממשיכה לקבל את הכוח הנכון ללא קשר לתאורה המעכבת של השמש.

יש לממד את L1 כראוי כך שהוא מייצר את רמת המתח האופטימלית המשוערת עבור הסוללה כאשר הפאנל הסולארי נמצא במפרט השיא שלו או במילים אחרות כאשר אור השמש נמצא במצב הנוח ביותר לפאנל הסולארי.

RX הוצג לקביעת הגבלת זרם הטעינה המקסימלי לסוללה, והיא עשויה לחשב בעזרת הנוסחה הבאה:

Rx = 0.7 x 10 / סוללה AH

כיצד להגדיר את מעל מעגל מטען סוללות סולארי עם אופטימיזציה עצמית עם מעגל ממיר באק.

נניח ולוח פאנל סולארי בשיא 24 וולט להטענת סוללת 12 וולט, ניתן להגדיר את המעגל בהתאם להוראות להלן:

בתחילה אל תחבר סוללה כלשהי ביציאה

חבר 24 וולט ממתאם C / DC חיצוני על פני הנקודות בהן נדרש להזין את קלט הפאנל הסולרי.

חבר 12 וולט למעגל IC1 / IC2 ממתאם AC / DC אחר.

התאם את חלוקת הפוטנציאל 10k מוגדרת מראש עד לפוטנציאל של כ 11.8 V מושגת בנקודה 5 של IC2.

לאחר מכן, באמצעות שגיאת ניסוי כלשהי, עברו אופטימיזציה של מספר הסיבובים של L1 עד שנמדד 14.5 וולט על פני הפלט שבו נדרשת חיבור הסוללה.

זה הכל! המעגל מוגדר כעת ומוכן לשימוש עם הפאנל הסולארי המיועד לקבלת הליכי טעינה מבוססי PWM באק יעילים במיוחד.

באמור לעיל אופטימיזציה עצמית של מטען סוללות עם מעגל ממיר באק ניסיתי ליישם ולחלץ מתח וזרם זרם משתנה הפוך מהמעגל ביחס לאור השמש, אולם תחקיר מעמיק יותר גרם לי להבין שבעצם זה לא אמור להגיב באופן הפוך המקביל לאור השמש.

מכיוון שב- MPpT אנו רוצים להפיק כוח מרבי בשעת השיא ובמקביל להבטיח שהעומס לא יחזיר את הפאנל ויעילותו.

התרשים המתוקן הבא הגיוני כעת, בואו ננסה לנתח את העיצוב במהירות:

בתכנון המעודכן לעיל ביצעתי את השינוי החשוב הבא:

הוספתי מהפך NPN בפינה 3 של IC 2 כך שכעת ה- PWM מ- IC 2 משפיע על המוספט כדי להפיק כוח מרבי מהלוח ומפחית את הכוח בהדרגה ככל שאור השמש מצטמצם.

פעימות ה- PWM יחד עם ממיר הכסף מבטיחות תאימות מושלמת והפקת כוח מרבית מהלוח, אך פוחתת בהדרגה בתגובה לעוצמת השמש המצטמצמת.

עם זאת, ההגדרה הנ'ל מוודאת לגבי היבט חשוב אחד, והיא מבטיחה יחס כוח קלט / פלט מאוזן שהוא תמיד נושא מפתח במטענים של MPPT.

יתר על כן אם במקרה שהעומס מנסה לחלץ כמות מופרזת של זרם, מגביל הזרם BC557 נכנס מיד לפעולה המונעת שיבוש תפקודו החלק של ה- MPPT על ידי ניתוק החשמל לעומס באותן תקופות.

עדכון

שוקל על תכנון סופי של מעגל MPPT

לאחר שעברתי הערכות קפדניות נוספות, יכולתי סוף סוף להסיק שהתיאוריה השנייה שנדונה לעיל אינה יכולה להיות נכונה. התיאוריה הראשונה הגיונית יותר מכיוון ש- MPPT נועד אך ורק לחלץ ולהמיר את הוולטים הנוספים לזרם שעשוי להיות זמין מפאנל סולארי.

לדוגמא נניח שאם בפאנל הסולרי היו 10 וולט יותר ממפרט העומס, נרצה לתעל את המתח הנוסף הזה לממיר באק דרך PWM כך שממיר באק יוכל לייצר את כמות המתח שצוינה לעומס מבלי להעמיס מהפרמטרים.

על מנת ליישם זאת, ה- PWM יצטרך להיות דק יותר באופן יחסי בזמן שהשמש בשיאה ולשחרר את הוולטים הנוספים.

עם זאת, ככל שכוח השמש פחת, PWMs יידרשו להתרחב כך שממיר הדולר יופעל ברציפות עם הכוח האופטימלי לאספקת העומס בקצב שצוין ללא קשר לעוצמת השמש.

כדי לאפשר להליכים שלעיל להתקיים בצורה חלקה ואופטימלית, נראה כי העיצוב הראשון הוא המתאים ביותר וזה שיכול למלא את הדרישה לעיל בצורה נכונה.

לכן ניתן פשוט להשליך את התכנון השני ולסיים את התכנון הראשון כמעגל MPT מבוסס 555 נכון.

לא מצאתי לנכון למחוק את העיצוב השני מכיוון שישנן הערות שונות שנראות קשורות לעיצוב השני, והסרתו עלולה להפוך את הדיון למבלבל עבור הקוראים, ולכן החלטתי לשמור על הפרטים כפי שהם ולהבהיר את עמדה עם הסבר זה.