מעגל רגולטור מתח פאנל סולארי

ההודעה מפרטת כיצד לבנות מעגל בקר רגולטור פשוט של פנל סולארי בבית לטעינה של סוללות קטנות כגון סוללת 12V 7AH באמצעות פנל סולארי קטן.

שימוש בפאנל סולארי

כולנו יודעים די טוב על פאנלים סולאריים ותפקידיהם. הפונקציות הבסיסיות של מכשירים מדהימים אלה הן להמיר אנרגיה סולארית או אור שמש לחשמל.

ביסודו של דבר פאנל סולארי מורכב מחלקים נפרדים של תאי צילום וולטאיים בודדים. כל אחד מהתאים הללו מצליח לייצר כוח חשמלי זעיר, בדרך כלל סביב 1.5 עד 3 וולט.

רבים מהתאים הללו מעל הפאנל מחוברים בסדרה כך שהמתח האפקטיבי הכולל שנוצר על ידי היחידה כולה עולה עד 12 וולט או 24 וולט.

הזרם שנוצר על ידי היחידה עומד ביחס ישר לרמת אור השמש המתרחש מעל פני הלוח. ההספק הנוצר מפאנל סולארי משמש בדרך כלל להטענת סוללת חומצה עופרת.

סוללת חומצת עופרת כאשר היא טעונה במלואה משמשת עם מהפך להשגת מתח החשמל הנדרש להפעלת חשמל בבית. באופן אידיאלי קרני השמש צריכות להתרחש מעל פני הלוח בכדי שהוא יתפקד בצורה מיטבית.

אולם מכיוון שהשמש לעולם לא דוממת, הפאנל צריך לעקוב אחר מסלול השמש או לעקוב אחריו ללא הרף כך שייצר חשמל בקצב יעיל.

אם אתה מעוניין לבנות מערכת פנלים סולאריים כפולה אוטומטית אתה יכול להפנות לאחד המאמרים הקודמים שלי. ללא גשש סולארי, הפאנל הסולארי יוכל לבצע את ההמרות רק ביעילות של כ -30%.

אם נחזור לדיונים האמיתיים שלנו אודות פאנלים סולאריים, מכשיר זה עשוי להיחשב ללב המערכת בכל הנוגע להמרת אנרגיה סולארית לחשמל, אולם החשמל המופק דורש לבצע מידה רבה לפני שניתן יהיה להשתמש בו ביעילות מערכת קשירת הרשת הקודמת.

מדוע אנו זקוקים לווסת שמש

המתח הנרכש מפאנל סולארי לעולם אינו יציב ומשתנה באופן דרסטי בהתאם למיקום השמש ולעוצמת קרני השמש וכמובן לפי מידת ההיארעות מעל הפאנל הסולארי.

מתח זה אם הוא מוזן לסוללה לטעינה עלול לגרום נזק וחימום מיותר של הסוללה והאלקטרוניקה הנלווית לכן עלולה להיות מסוכנת לכל המערכת.

על מנת לווסת את המתח מהפנל הסולרי בדרך כלל משתמשים במעגל ווסת מתח בין פלט הפאנל הסולארי לבין קלט הסוללה.

מעגל זה מוודא שהמתח מהלוח הסולארי לעולם אינו עולה על הערך הבטוח הנדרש על ידי הסוללה לטעינה.

בדרך כלל כדי להשיג תוצאות מיטביות מהפאנל הסולארי, תפוקת המתח המינימלית מהלוח צריכה להיות גבוהה יותר ממתח הטעינה של הסוללה הנדרש, כלומר גם בתנאים קשים כאשר קרני השמש אינן חדות או אופטימליות, הפאנל הסולארי עדיין צריך להיות מסוגל לייצר מתח העולה על 12 וולט, שעשוי להיות מתח הסוללה הטעון.

ויסות מתח סולארי הקיימות בשוק יכולות להיות יקרות מדי ולא כל כך אמינות אולם הפיכת רגולטור כזה בבית באמצעות רכיבים אלקטרוניים רגילים יכולה להיות לא רק מהנה אלא גם חסכונית מאוד.

אולי תרצה לקרוא על זה מעגל רגולטור מתח 100 Ah

תרשים מעגלים

פתק : אנא הסר את R4, מכיוון שאין לו חשיבות אמיתית. אתה יכול להחליף אותו בקישור חוטים.

עיצוב PCB בצד המסלול (R4, דיודה ו- S1 לא כלול ... R4 הוא למעשה לא חשוב וניתן להחליפו בחוט מגשר.

איך זה עובד

בהתייחס למעגל הרגולציה של מתח השמש המוצג אנו רואים תכנון המשתמש ברכיבים רגילים מאוד ועם זאת ממלא את הצרכים בדיוק כנדרש במפרט שלנו.

בודד IC LM 338 הופך ללב התצורה כולה והופך באחריות ליישום תקנות המתח הרצויות באופן יחידני.

מעגל הרגולטורים של הפאנל הסולארי המוצג ממוסגר בהתאם למצב הסטנדרטי של תצורת IC 338.

הקלט ניתן לנקודות הקלט המוצגות של ה- IC והפלט עבור הסוללה המתקבלת ביציאת ה- IC. הסיר או הקביעה המוגדרת מראש משמשים לקביעת מדויק של רמת המתח העשויה להיחשב כערך הבטוח לסוללה.

טעינה מבוקרת נוכחית

מעגל בקר הרגולטור הסולארי הזה מציע גם תכונת בקרה נוכחית, שמוודאת שהסוללה תמיד מקבלת קצב זרם טעינה קבוע קבוע מראש ולעולם אינו מונע יתר על המידה. ניתן לחבר את המודול בהתאם להוראות בתרשים.

העמדות הרלוונטיות המצוינות יכולות להיות פשוט מחווטות אפילו על ידי הדיוט. שאר הפונקציה מטופלת על ידי מעגל הרגולטור. יש לעבור את המתג S1 למצב מהפך לאחר שהסוללה נטענת במלואה (כמצוין במד).

חישוב זרם טעינה לסוללה

ניתן לבחור את זרם הטעינה על ידי בחירה מתאימה של ערך הנגדים R3. ניתן לעשות זאת על ידי פתרון הנוסחה: 0.6 / R3 = 1/10 סוללה AH ה- VR1 הקבוע מראש מותאם לקבלת מתח הטעינה הנדרש מהווסת.

רגולטור סולארי באמצעות IC LM324

לכל מערכות הפאנלים הסולאריים, הסינגל הזה IC LM324 מעגל הרגולטור היעיל המובטח מבוסס מציע תשובה לחיסכון באנרגיה להטענת סוללות מסוג חומצת עופרת שנראית בדרך כלל ברכב מנועי.

ללא התחשבות במחיר התאים הסולאריים, הנחשבים לפניכם לשימוש בתוכניות שונות אחרות, הרגולטור הסולארי בפני עצמו נמוך מ -10 $.

בניגוד למספר אחרים רגולטורים מחלפים שיפנה את הזרם דרך הנגר לאחר שהסוללה טעונה לחלוטין, מעגל זה מנתק את אספקת הטעינה מהסוללה מבטל את הצורך בהתנגדות שאנט מגושמת.

איך עובד המעגל

ברגע שמתח הסוללה נמוך מ- 13.5 וולט (בדרך כלל מתח במעגל פתוח של סוללת 12 וולט), הטרנזיסטורים Q1, Q2 ו- Q3 מופעלים וזרם הטעינה עובר דרך הפאנלים הסולאריים כמתוכנן.

הנורית הירוקה הפעילה מראה שהסוללה נטענת. כאשר מתח מסוף הסוללה מתקרב למתח המעגל הפתוח של הפאנל הסולארי, מגבר OP A1a מכבה את הטרנזיסטורים Q1-Q3.

מצב זה ננעל כל עוד מתח הסוללה יורד ל 13.2 וולט, לאחר מכן שוב מפעיל את הפעלת תהליך טעינת הסוללה.

בהיעדר פאנל סולארי, כאשר מתח הסוללה ממשיך לרדת מ 13.2 וולט לכ- 11.4 וולט, מה שמרמז על סוללה פרוקה לחלוטין, A1b, יציאת הפלט עוברת ל 0 וולט, מה שמפעיל את נורית ה- RED המצורפת להבהב בקצב קבוע על ידי רב-ויברטור מדהים. A1c.

במצב זה מהבהב בקצב של 2 הרץ. מגבר אופ A1d נותן הפניה של 6 וולט לשמירה על סף המיתוג ברמות 11.4 וולט ורמות 13.2 וולט.

מעגל הווסת LM324 המוצע נועד להתמודד עם זרמים של עד 3 אמפר.

כדי לעבוד עם זרמים משמעותיים יותר, ייתכן שיהיה חיוני להגביר את זרמי הבסיס Q2, Q3, כדי להבטיח שכל הטרנזיסטורים הללו יוכלו לשמור על הרוויה לאורך כל הפגישות הטעינה.

רגולטור חשמל סולארי באמצעות IC 741

רוב הפאנלים הסולאריים האופייניים מספקים כ- 19 וולט ללא עומס. זה מאפשר ירידה של 0.6 וולט על פני דיודת מיישר בזמן טעינת סוללת עופרת חומצה 12 וולט. הדיודה אוסרת על העברת זרם הסוללה דרך הפאנל הסולארי במהלך הלילה.

התקנה זו יכולה להיות נהדרת כל עוד הסוללה אינה נטענת יתר, מכיוון שסוללה של 12 וולט יכולה להתמלא יתר על המידה מעל ל -1 V5, במקרה שאספקת הטעינה לא נשלטת.

ירידת מתח הנגרמת דרך BJT של סדרת מעבר, היא בדרך כלל כ -1.2 וולט, שנראה כי גבוה מדי מכדי שכמעט כל הפאנלים הסולאריים יפעלו ביעילות.

שני הפגמים לעיל מוסרים ביעילות במעגל הרגולטור הסולארי הפשוט הזה. כאן האנרגיה מהפאנל הסולארי מסופקת לסוללה באמצעות דיודת ממסר ומיישר.

איך עובד המעגל

כאשר מתח הסוללה משתרע על 13.8 וולט, אנשי הקשר הממסרים לוחצים, כך שטרנזיסטור 2N3055 מתחיל לטפטף את הסוללה לאופטימום של 14.2 וולט.

ניתן לתקן את רמת מתח הטעינה המלאה מעט נמוכה יותר, למרות העובדה שרוב הסוללות של חומצות עופרת מתחילות להתפטר ב 13.6 וולט. גזים אלו מוגברים משמעותית במתח יתר.

אנשי הקשר הממסרים פועלים ברגע שמתח הסוללה יורד מתחת ל 13.8 וולט. כוח הסוללה אינו מנוצל להפעלת המעגל.

העובר משמש כמקור זרם קבוע.