Схема на регулатора на напрежението на слънчевия панел

Публикацията разказва подробно как да се конструира обикновена схема на контролер на регулатора на соларен панел у дома за зареждане на малки батерии като 12V 7AH батерия с помощта на малък слънчев панел

Използване на слънчев панел

Всички знаем доста добре за слънчевите панели и техните функции. Основните функции на тези удивителни устройства са да преобразуват слънчевата енергия или слънчевата светлина в електричество.

По принцип слънчевият панел е съставен от отделни секции на отделни фотоволтаични клетки. Всяка от тези клетки е в състояние да генерира минимум електрическа мощност, обикновено около 1,5 до 3 волта.

Много от тези клетки над панела са свързани последователно, така че общото ефективно напрежение, генерирано от цялото устройство, се увеличава до използваеми 12 волта или 24 волта изходи.

Токът, генериран от устройството, е право пропорционален на нивото на слънчевата светлина, падаща върху повърхността на панела. Мощността, генерирана от слънчев панел, обикновено се използва за зареждане на оловно-киселинна батерия.

Оловно-киселинната батерия, когато е напълно заредена, се използва с инвертор за придобиване на необходимото мрежово напрежение за захранване на къщата. В идеалния случай слънчевите лъчи трябва да падат върху повърхността на панела, за да функционира оптимално.

Тъй като обаче слънцето никога не е неподвижно, панелът трябва постоянно да проследява или следва пътя на слънца, така че да генерира електричество с ефективна скорост.

Ако се интересувате да създадете автоматична двойна система за проследяване на слънчеви панели може да се обърнете към една от по-ранните ми статии. Без соларен тракер слънчевият панел ще може да извършва преобразуванията само с около 30% ефективност.

Връщайки се към нашите реални дискусии за слънчевите панели, това устройство може да се счита за сърцето на системата, що се отнася до преобразуването на слънчевата енергия в електричество, но генерираната електроенергия изисква много оразмеряване, преди да може да се използва ефективно в предшестваща система за мрежова връзка.

Защо се нуждаем от слънчев регулатор

Напрежението, получено от слънчев панел, никога не е стабилно и варира драстично в зависимост от положението на слънцето и интензивността на слънчевите лъчи и разбира се от степента на падане върху слънчевия панел.

Това напрежение, ако се подава към батерията за зареждане, може да причини вреда и ненужно нагряване на батерията и свързаната с нея електроника, следователно може да бъде опасно за цялата система.

За да се регулира напрежението от слънчевия панел, обикновено се използва верига на регулатора на напрежението между изхода на соларния панел и входа на батерията.

Тази схема гарантира, че напрежението от слънчевия панел никога не надвишава безопасната стойност, изисквана от батерията за зареждане.

Обикновено, за да се получат оптимални резултати от слънчевия панел, минималното изходно напрежение от панела трябва да бъде по-високо от необходимото напрежение за зареждане на батерията, което означава, че дори при неблагоприятни условия, когато слънчевите лъчи не са остри или оптимални, слънчевият панел все още трябва да може генерирайте напрежение повече от да кажем 12 волта, което може да е напрежението на батерията под зареждане.

Предлаганите на пазара регулатори на слънчево напрежение могат да бъдат твърде скъпи и не толкова надеждни, но създаването на такъв регулатор у дома, използвайки обикновени електронни компоненти, може да бъде не само забавно, но и много икономично.

Може да искате да прочетете и за това Верига на регулатора на напрежение 100 Ah

Електрическа схема

ЗАБЕЛЕЖКА : МОЛЯ, ОТСТРАНЕТЕ R4, КАТО НЯМА РЕАЛНО ЗНАЧЕНИЕ. МОЖЕТЕ ДА ГО ЗАМЕНИТЕ С ВРЪЗКА С ПРОВОД.

Дизайн на печатната платка от страна на коловоза (R4, диод и S1 не са включени ... R4 всъщност не е важен и може да бъде заменен с джъмпер.

Как работи

Позовавайки се на предложената схема на регулатора на напрежението на слънчевия панел, ние виждаме дизайн, който използва съвсем обикновени компоненти и въпреки това отговаря на нуждите точно както се изисква от нашите спецификации.

Сингъл IC LM 338 се превръща в сърцето на цялата конфигурация и става отговорен за самостоятелното прилагане на желаните регулации на напрежението.

Показаната схема на регулатора на соларния панел е рамкирана според стандартния режим на конфигурацията IC 338.

Входът се дава на показаните входни точки на IC и изходът за батерията, получен на изхода на IC. Тенджерата или предварителната настройка се използват за точно задаване на нивото на напрежение, което може да се счита за безопасна стойност за батерията.

Текущо контролирано зареждане

Тази верига на контролера на соларния регулатор предлага и функция за текущ контрол, която гарантира, че батерията винаги получава фиксирана предварително определена скорост на зареждащия ток и никога не се задвижва. Модулът може да бъде свързан според указанията на схемата.

Съответните посочени позиции могат да бъдат свързани просто от лаик. За останалата част от функцията се грижи веригата на регулатора. Превключвателят S1 трябва да се превключи в режим на инвертор, след като батерията се зареди напълно (както е посочено над глюкомера).

Изчисляване на зарядния ток за батерията

Зарядният ток може да бъде избран чрез подходящо избиране на стойността на резисторите R3. Това може да стане чрез решаване на формулата: 0.6 / R3 = 1/10 батерия AH Предварително зададената VR1 е настроена за получаване на необходимото напрежение за зареждане от регулатора.

Слънчев регулатор, използващ IC LM324

За всички системи на слънчеви панели, този единичен IC LM324 базирана гарантирана ефективна регулаторна верига предлага енергоспестяващ отговор на зареждане на акумулаторни батерии от оловно-киселинен тип, които обикновено се срещат в моторните превозни средства.

Без да се взема предвид цената на слънчевите клетки, за които се смята, че са пред вас за използване в различни други планове, самият слънчев регулатор е под 10 долара.

За разлика от редица други шунтови регулатори който ще пренасочи тока през резистор, след като батерията е напълно заредена, тази верига изключва захранващото захранване от батерията, елиминирайки нуждата от обемисти шунтиращи резистори.

Как работи веригата

Веднага щом напрежението на батерията е под 13,5 волта (обикновено напрежението на отворена верига на 12 V батерия), транзисторите Q1, Q2 и Q3 се включват и зарядният ток преминава през слънчевите панели, както е предвидено.

Активният зелен светодиод показва, че батерията се зарежда. Тъй като напрежението на клемата на акумулатора се доближава до напрежението на отворен кръг на соларния панел, операционният усилвател A1a изключва транзисторите Q1-Q3.

Тази ситуация е блокирана, докато напрежението на батерията спадне до 13,2 V, след което задействането на процеса на зареждане на батерията отново се възстановява.

При липса на слънчев панел, когато напрежението на батерията продължава да спада от 13,2V до приблизително 11,4 V, което означава напълно разредена батерия, A1b, изходът превключва на 0V, задействайки прикрепения ЧЕРВЕН LED да мига със скорост, фиксирана от нестабилния мултивибратор A1c.

В тази ситуация мига със скорост 2 херца. Op amp A1d дава справка от 6 V, за да запази праговете на превключване на нивата от 11,4 V и 13,2 V.

Предложената регулаторна схема LM324 е проектирана да се справи с токове до 3 ампера.

За да работите с по-значителни токове, може да е от съществено значение да направите Q2, Q3 базовите токове по-високи, за да се гарантира, че всички тези транзистори могат да поддържат насищане през сесиите на зареждане.

Слънчев регулатор на електричество с помощта на IC 741

По-голямата част от типичните слънчеви панели осигуряват около 19V без товар. Това позволява да се получи спад от 0,6 V над изправителния диод, докато се зарежда 12 V оловно-киселинна батерия. Диодът забранява движението на тока на батерията през слънчевия панел през нощта.

Тази настройка може да бъде страхотна, стига батерията да не се презареди, тъй като 12V батерия може лесно да се презареди до над 1V5, в случай че захранването не се контролира.

Спадът на напрежението, индуциран през сериен проход BJT, обикновено е приблизително 1,2 V, което изглежда твърде високо, за да могат почти всички слънчеви панели да работят ефективно.

И двата горни недостатъка се отстраняват ефективно в тази проста схема на слънчев регулатор. Тук енергията от слънчевия панел се подава към батерията чрез реле и токоизправител диод.

Как работи веригата

Когато напрежението на батерията се разшири до 13,8V, контактите на релето щракват, така че транзисторът 2N3055 започва да се зарежда батерията до оптимално 14,2V.

Това ниво на напрежение с пълен заряд може да бъде фиксирано малко по-ниско, въпреки факта, че повечето оловно-киселинни батерии започват да изпускат газове при 13.6V. Това обгазяване значително се увеличава при напрежение на презареждане.

Релейните контакти работят в момента, в който напрежението на батерията падне под 13,8V. Захранването на батерията не се използва за работа на веригата.

Фетът служи като постоянен източник на ток.