Когато DC към AC инвертор се управлява чрез слънчев панел, той се нарича слънчев инвертор. Мощността на слънчевия панел се използва или директно за работа с инвертора, или се използва за зареждане на батерията на инвертора. И в двата случая инверторът работи, без да зависи от мощността на мрежовата мрежа.

Проектиране a слънчев инвертор схема по същество изисква два параметъра да бъдат конфигурирани правилно, а именно инверторната схема и спецификациите на слънчевия панел. Следният урок обяснява подробно подробностите.

Изграждане на слънчев инвертор

Ако се интересувате от изградете свой собствен слънчев инвертор тогава трябва да имате задълбочени познания за инверторните или преобразувателните вериги и относно как да изберете правилно слънчеви панели .

От тук има две възможности: Ако смятате, че изработването на инвертор е много сложно, в този случай бихте предпочели да закупите готов инвертор, който днес е в изобилие във всякакви форми, размери и спецификации, а след това просто научете само за слънчеви панели за необходимата интеграция / инсталация.

Другият вариант е да научите и двамата аналози и след това да се насладите на изграждането на своя собствена стъпка от слънчевия инвертор.

И в двата случая изучаването на слънчевия панел става решаваща част от процедурата, така че нека първо научим за това важно устройство.

Спецификация на слънчевия панел

Слънчевият панел не е нищо друго освен форма на захранване, което произвежда чисто DC .

Тъй като този постоянен ток зависи от интензивността на слънчевите лъчи, изходът обикновено е несъвместим и варира в зависимост от положението на слънчевата светлина и климатичните условия.

Въпреки че слънчевият панел също е форма на захранване, той значително се различава от обичайните ни домашни захранвания, използващи трансформатори или SMPS. Разликата е в характеристиките на тока и напрежението между тези два варианта.

Нашите домашни DC захранвания са предназначени да произвеждат по-големи количества ток и с напрежения, напълно подходящи за даден товар или приложение.

Например а мобилното зарядно устройство може да бъде оборудвано за производство на 5V при 1 ампер за зареждане на смарт телефон , тук 1 усилвателят е достатъчно висок, а 5V е напълно съвместим, което прави нещата изключително ефективни за нуждите на приложението.

Докато слънчевият панел може да бъде точно обратното, той обикновено няма ток и може да бъде оценен да произвежда много по-високи напрежения, което може да бъде крайно неподходящо за общи DC натоварвания, като 12V инвертор на батерията, мобилно зарядно и т.н.

Този аспект прави проектирането на слънчевия инвертор малко трудно и изисква някои изчисления и мислене, за да се получи технически правилна и ефективна система.

Избиране на десния слънчев панел

За избор на правилния слънчев панел , основното нещо, което трябва да се има предвид, е, че средната слънчева мощност не трябва да бъде по-малка от средната консумация на мощност на товара.

Да приемем, че 12V батерия трябва да се зарежда със скорост 10amp, тогава слънчевият панел трябва да бъде оценен така, че да осигурява минимум 12 x 10 = 120 вата във всеки един момент, стига да има разумно количество слънчев блясък.

Тъй като обикновено е трудно да се намерят слънчеви панели с по-ниско напрежение и по-високи спецификации на тока, трябва да продължим с това, което е лесно достъпно на пазара (с високо напрежение, спецификации с нисък ток), и след това да променим условията съответно.

Например, ако вашето изискване за натоварване е да кажем 12V, 10 ампера и не можете да получите слънчев панел с тези спецификации, може да сте принудени да изберете несъвместимо съвпадение като 48V, 3 ампер слънчев панел, който изглежда много осъществимо набавете.

Тук панелът ни осигурява предимство на напрежението, но недостатък в момента.

Следователно не можете да свържете 48V / 3amp панел директно с натоварването си от 12V 10 ампера (като батерия 12V 100 AH), тъй като това би принудило напрежението на панела да падне до 12V при 3 ампера, което прави нещата много неефективни.

Това би означавало да платите за 48 x 3 = 144 вата панел и в замяна да получите 12 x 3 = 36 вата мощност ... това не е добре.

За да осигурим оптимална ефективност, ще трябва да използваме предимството на напрежението на панела и да го преобразуваме в еквивалентен ток за нашия „несъвместим“ товар.

Това може да се направи много лесно с помощта на конвертор за долар.

Ще ви е необходим конвертор за направата на слънчев инвертор

Конверторът за долар ефективно ще преобразува излишък напрежение от вашия слънчев панел в еквивалентно количество ток (ампера), осигуряващо оптимално съотношение изход / вход = 1.

Тук има няколко аспекта, които трябва да бъдат взети под внимание. Ако възнамерявате да зареждате батерия с по-ниско напрежение за по-нататъшна употреба с инвеститор, тогава конверторът на долара ще отговаря на вашето приложение.

Въпреки това, ако възнамерявате да използвате инвертора с изхода на слънчевия панел през деня едновременно, докато генерира мощност, тогава преобразувателят на долара няма да е от съществено значение, а можете да свържете инвертора директно с панела. Ще обсъдим и двата варианта поотделно.

За първия случай, когато може да се наложи да заредите батерия за по-късна употреба с инвертор, особено когато напрежението на батерията е много по-ниско от напрежението на панела, тогава конверторът на долара може да бъде наложителен.

Вече обсъдих няколко статии, свързани с конвертора на долари, и изведох окончателните уравнения, които могат да бъдат директно приложени при проектирането на конвертор за долар за приложение на слънчев инвертор, можете да разгледате следните две статии за лесно разбиране на концепцията.

Как работят конверторите Buck

Изчисляване на напрежение, ток в индуктор

След като прочетете горните публикации, може би грубо сте разбрали как да внедрите конвертор за долар, докато проектирате схема на слънчев инвертор.

Ако не се чувствате добре с формули и изчисления, може да се приложи следният практически подход за получаване на най-благоприятната проектна мощност на конвертора за вашия слънчев панел:

Най-простата верига за конвертор на долари

Горната схема показва проста схема на преобразувател, базирана на IC 555.

Можем да видим два пота, горният пот оптимизира честотата на долара, а долният пот оптимизира PWM, и двете корекции могат да бъдат променени, за да се получи оптимална реакция през C.

Транзисторът BC557 и резисторът 0,6 ома образуват ограничител на тока за защита на TIP127 (транзистор на водача) от свръхток по време на процеса на настройка, по-късно тази стойност на съпротивлението може да бъде коригирана за по-високи токови изходи заедно с по-висок номинален транзистор на драйвера.

Изборът на индуктор може да бъде труден .....

1) Честотата може да бъде свързана с индуктор диаметър, по-малък диаметър ще изисква по-висока честота и обратно,

две) Брой завъртания ще повлияе на изходното напрежение, а също и на изходния ток и този параметър ще бъде свързан с PWM настройките.

3) Дебелината на проводника ще определи текущата граница на изхода, всичко това ще трябва да бъде оптимизирано чрез някои проби и грешки.

Като правило, започнете с диаметър 1/2 инча и брой обороти, равни на захранващото напрежение .... използвайте ферит като сърцевина и след това можете да започнете горния предложен процес на оптимизация.

Това се грижи за преобразувателя, който може да се използва с даден слънчев панел с по-високо напрежение / слаб ток, за да се получи еквивалентно оптимизиран изход за по-ниско напрежение / по-висок ток, според спецификациите на товара, отговарящ на уравнението:

(o / p ват), разделено на (i / p ват) = близо до 1

Ако горната оптимизация на конвертора на долари изглежда трудна, вероятно бихте могли да отидете на следния тест ШИМ слънчево зарядно устройство конвертор верига опция:

Тук R8, R9 могат да бъдат променени за регулиране на изходното напрежение и R13 за оптимизиране на текущия изход.

След изграждането и конфигурирането на конвертора за долар с подходящ слънчев панел, може да се очаква идеално оптимизирана мощност за зареждане на дадена батерия.

Сега, тъй като горепосочените преобразуватели не са улеснени с пълно прекъсване на зареждането, може допълнително да е необходима прекъсваща верига, базирана на външен усилвател, за да се даде възможност на напълно автоматична функция за зареждане както е показано по-долу.

Добавяне на прекъсване на пълното зареждане към изхода на конвертора Buck

Показаната проста верига за прекъсване на пълния заряд може да бъде добавена с всеки от конверторите за долар, за да се гарантира, че батерията никога не е презаредена, след като достигне определеното ниво на пълно зареждане.
Горният дизайн на конвертора за долар ще ви позволи да получите разумно ефективно и оптимално зареждане за свързаната батерия.
Въпреки че този доларов конвертор би осигурил добри резултати, ефективността може да се влоши, когато слънцето залезе.
За да се справи с това, може да се помисли за използване на MPPT верига за зарядно устройство за получаване на най-оптималната мощност от веригата.
Така че верига Buck във връзка със самооптимизираща се MPPT схема може да помогне за изхвърлянето на максимума от наличната слънчева светлина.
Вече обясних a свързана публикация в един от предишните ми публикации, същото би могло да се приложи и при проектиране на схема на слънчев инвертор

Слънчева Инвертор без Buck Converter или MPPT

В предишния раздел се научихме да проектираме слънчев инвертор с помощта на конвертор за инвертори с инвертори с по-ниско напрежение на батерията от панела и които са предназначени да работят през нощта, като се използва същата батерия, която беше заредена през деня.

Това обратно означава, че ако напрежението на батерията се повиши по някакъв начин, за да съвпада приблизително с това на напрежението на панела, тогава може да се избегне конвертор на долар.

Това може да е вярно и за инвертор, който може да е предназначен да работи НА ЖИВО през деня, което означава едновременно, докато панелът генерира електричество от слънчева светлина.

За едновременна работа през деня, подходящо проектираният инвертор може да бъде конфигуриран директно с изчислен соларен панел с правилните спецификации, както е показано по-долу.

Отново трябва да се уверим, че средната мощност на панела е по-висока от максимално необходимата консумация на мощност на инверторния товар.

Да кажем, че имаме инвертор с мощност 200 вата , тогава панелът трябва да бъде с мощност 250 вата за последователен отговор.

“единичен срещу двуполюсен превключвател на светлината ”

Следователно панелът може да бъде с 60V, 5 ампера и инверторът може да бъде оценен на около 48V, 4amp , както е показано на следната диаграма:

Слънчев инвертор без Buck Converter или MPPT

В този слънчев инвертор панелът може да се види директно прикрепен към инверторната верига и инверторът е в състояние да произведе необходимата мощност, докато слънчевите лъчи оптимално падат върху панела.

Инверторът ще продължи да работи при сравнително добра изходна мощност, докато панелът произвежда напрежение над 45V ......, което е 60V в пика и вероятно до 45V вероятно през следобеда.

От показаната по-горе 48V инверторна верига е очевидно, че конструкцията на слънчевия инвертор не трябва да бъде твърде важна с неговите характеристики и спецификации.

Можете да свържете всяка форма на инвертор с всеки слънчев панел, за да получите необходимите резултати.

Това предполага, че можете изберете всяка схема на инвертора от списъка и го конфигурирайте със закупен слънчев панел и започнете да извличате безплатно електричество по желание.

Единствените решаващи, но лесни за изпълнение параметри са напрежението и настоящите спецификации на инвертора и слънчевия панел, които не трябва да се различават много, както беше обяснено в предишната ни дискусия.

Синусоидална слънчева инверторна верига

Всички проекти, които са обсъждани досега, са предназначени да произвеждат изход с квадратна вълна, но за някои приложения квадратната вълна може да бъде нежелана и може да изисква подобрена форма на вълната, еквивалентна на синусоида, за такива изисквания може да бъде внедрена захранвана с ШИМ схема, както е показано По-долу:

Забележка: SD щифтът № 5 е показан по погрешка, свързан с Ct, моля, уверете се, че го свързвате със земна линия, а не с Ct.

Горната схема на слънчевия инвертор с използване на PWM синусоида може да бъде проучена подробно в статията, озаглавена 1,5 тонна слънчева инверторна верига

От горния урок сега става ясно, че проектирането на слънчев инвертор в края на краищата не е толкова трудно и би могло да бъде ефективно приложено, ако сте оборудвани с някои основни познания за електронни концепции като конвертори на долари, слънчеви панели и инвертори.

Синусоидална версия на горното може да бъде вижда се тук :