Obvod regulátora napätia solárneho panelu

Vyskúšajte Náš Nástroj Na Odstránenie Problémov





Príspevok podrobne popisuje, ako skonštruovať jednoduchý riadiaci obvod regulátora solárneho panelu doma na nabíjanie malých batérií, ako je batéria 12V 7AH, pomocou malého solárneho panelu

Používanie solárneho panelu

Všetci dobre vieme o solárnych paneloch a ich funkciách. Základnou funkciou týchto úžasných zariadení je premena slnečnej energie alebo slnečného svetla na elektrinu.



Solárny panel je v zásade tvorený samostatnými sekciami jednotlivých fotovoltaických článkov. Každý z týchto článkov je schopný generovať malú veľkosť elektrickej energie, zvyčajne okolo 1,5 až 3 voltov.

Mnoho z týchto článkov nad panelom je zapojených do série, takže celkové efektívne napätie generované celou jednotkou stúpa na použiteľný výstup 12 voltov alebo 24 voltov.



Prúd generovaný jednotkou je priamo úmerný úrovni slnečného svetla dopadajúceho na povrch panelu. Energia vyrobená zo solárneho panelu sa zvyčajne používa na nabíjanie olovenej batérie.

Olovený akumulátor, keď je úplne nabitý, sa používa s meničom na získanie požadovaného sieťového napätia AC na napájanie elektrickej energie v domácnosti. V ideálnom prípade by slnečné lúče mali dopadať na povrch panelu, aby optimálne fungoval.

Pretože však slnko nikdy nie je stále, panel musí neustále sledovať alebo sledovať dráhu slnka, aby mohla účinne vyrábať elektrinu.

Ak máte záujem o stavbu automatický systém so solárnymi panelmi s dvojitým sledovaním môžete odkázať na jeden z mojich predchádzajúcich článkov. Bez solárneho sledovača bude solárny panel schopný robiť konverzie iba s účinnosťou okolo 30%.

Keď sa vrátime k našim skutočným diskusiám o solárnych paneloch, toto zariadenie možno považovať za srdce systému, pokiaľ ide o premenu solárnej energie na elektrinu, avšak vyrobená elektrina si vyžaduje veľa dimenzovania, aby mohla byť efektívne použitá v predchádzajúci systém viazania mriežky.

Prečo potrebujeme solárny regulátor

Napätie získané zo solárneho panelu nie je nikdy stabilné a drasticky sa líši podľa polohy slnka a intenzity slnečných lúčov a samozrejme od stupňa dopadu na solárny panel.

Ak je toto napätie napájané z akumulátora na účely nabíjania, môže spôsobiť poškodenie a zbytočné zahrievanie akumulátora a súvisiacej elektroniky, a teda môže byť nebezpečné pre celý systém.

Na reguláciu napätia zo solárneho panelu sa medzi výstupom zo solárneho panelu a vstupom z batérie obvykle používa obvod regulátora napätia.

Tento obvod zaisťuje, že napätie zo solárneho panelu nikdy neprekročí bezpečnú hodnotu požadovanú batériou na nabíjanie.

Normálne pre dosiahnutie optimálnych výsledkov zo solárneho panelu by minimálny výstup napätia z panela mal byť vyšší ako požadované nabíjacie napätie batérie, čo znamená, že aj za nepriaznivých podmienok, keď slnečné lúče nie sú ostré alebo optimálne, by solárny panel mal byť schopný generovať napätie viac ako 12 voltov, čo môže byť napätie batérie pri nabíjaní.

Solárne regulátory napätia dostupné na trhu môžu byť príliš nákladné a nie tak spoľahlivé, avšak výroba jedného z týchto regulátorov doma pomocou bežných elektronických súčiastok môže byť nielen zábavná, ale aj veľmi ekonomická.


Možno si budete chcieť prečítať aj toto Obvod regulátora napätia 100 Ah


Schéma zapojenia

Regulátor napätia solárneho panelu

POZNÁMKA : PROSÍM ODSTRÁNTE R4, AKO NEMÁ ŽIADNY SKUTOČNÝ VÝZNAM. MÔŽETE TO VYMENIŤ DRÁTOVÝM ODKAZOM.

Dizajn DPS na trati (R4, dióda a S1 nie sú súčasťou balenia ... R4 v skutočnosti nie je dôležitý a môže byť nahradený prepojovacím vodičom.

Usporiadanie DPS regulátora napätia solárneho panelu

Ako to funguje

Pokiaľ ide o navrhovaný obvod regulátora napätia solárneho panelu, vidíme dizajn, ktorý využíva veľmi bežné komponenty a napriek tomu spĺňa potreby, tak ako to vyžadujú naše špecifikácie.

Slobodný IC LM 338 sa stáva srdcom celej konfigurácie a stáva sa zodpovedným za vykonávanie požadovaných regulácií napätia jednou rukou.

Zobrazený obvod regulátora solárneho panelu je orámovaný podľa štandardného režimu konfigurácie IC 338.

Vstup sa dáva zobrazeným vstupným bodom IC a výstup pre batériu prijatý na výstupe IC. Hrniec alebo predvoľba sa používajú na presné nastavenie úrovne napätia, ktorá sa môže považovať za bezpečnú hodnotu pre batériu.

Aktuálne riadené nabíjanie

Tento riadiaci obvod solárneho regulátora tiež ponúka funkciu regulácie prúdu, ktorá zaisťuje, že batéria vždy dostane pevne stanovenú rýchlosť nabíjacieho prúdu a nikdy nebude prehnaná. Modul je možné zapojiť podľa pokynov na schéme.

Príslušné označené polohy môžu byť jednoducho zapojené aj laikom. O zvyšok funkcie sa stará obvod regulátora. Keď je batéria úplne nabitá (ako je znázornené na glukometri), prepínač S1 by sa mal prepnúť do režimu invertora.

Výpočet nabíjacieho prúdu pre batériu

Nabíjací prúd je možné zvoliť vhodným výberom hodnoty rezistorov R3. Dá sa to vyriešiť vzorcom: 0,6 / R3 = 1/10 batéria AH Predvolená VR1 je upravená na získanie požadovaného nabíjacieho napätia z regulátora.

Solárny regulátor využívajúci IC LM324

Pre všetky systémy so solárnymi panelmi, tento jediný IC LM324 Zaručený účinný regulačný obvod založený na energii ponúka energeticky úspornú odpoveď na nabíjanie batérií olovnatého typu, ktoré sa bežne vyskytujú v motorových vozidlách.

Nezohľadňujúc cenu solárnych článkov, o ktorých sa predpokladá, že sú pred vami, aby ste ich mohli použiť v rôznych iných plánoch, je samotný solárny regulátor nižší ako 10 dolárov.

solárny regulátor napätia pomocou IC LM324

Na rozdiel od mnohých ďalších regulátory bočníka ktorý presmeruje prúd cez odpor, akonáhle je batéria úplne nabitá, tento obvod odpojí nabíjací zdroj od batérie, čo eliminuje potrebu objemných bočníkových rezistorov.

Ako funguje obvod

Akonáhle je napätie batérie nižšie ako 13,5 voltov (obvykle napätie naprázdno 12 V batérie), tranzistory Q1, Q2 a Q3 sa zapnú a nabíjací prúd prechádza solárnymi panelmi podľa určenia.

Aktívna zelená LED ukazuje, že sa batéria nabíja. Keď sa napätie na svorke batérie blíži napätiu otvoreného obvodu solárneho panelu, operačný zosilňovač A1a vypne tranzistory Q1-Q3.

Táto situácia sa zablokuje, pokiaľ napätie batérie klesne na 13,2 V, a potom sa znovu obnoví spustenie procesu nabíjania batérie.

Ak chýba solárny panel, keď napätie batérie stále klesá z 13,2 V na zhruba 11,4 V, čo znamená, že úplne vybitá batéria, výstup A1b, sa prepne na 0 V, čo spustí blikanie pripojenej ČERVENEJ LED diódy rýchlosťou stanovenou astabilným multivibrátorom. A1c.

V tejto situácii bliká rýchlosťou 2 Hz. Operačný zosilňovač A1d dáva referenciu 6 V na udržanie prahov spínania na úrovniach 11,4 V a 13,2 V.

Navrhovaný obvod regulátora LM324 je navrhnutý tak, aby zvládal prúdy až do 3 ampérov.

Pre prácu s podstatnejšími prúdmi môže byť nevyhnutné zvýšiť základné prúdy Q2, Q3, aby sa zabezpečilo, že všetky tieto tranzistory môžu udržiavať saturáciu počas nabíjacích relácií.

Solárny regulátor elektrickej energie využívajúci IC 741

Väčšina typických solárnych panelov poskytuje zaťaženie okolo 19 V. To umožňuje získať pokles 0,6 V cez usmerňovaciu diódu pri nabíjaní olovnatej batérie s napätím 12 V. Dióda zakazuje pohyb prúdu batérie cez solárny panel počas noci.

Toto nastavenie môže byť skvelé, pokiaľ sa batéria nenabíja nadmerne, pretože batéria 12 V sa môže ľahko prebit 'na viac ako 1 V5, ak nie je regulované napájanie.

Pokles napätia indukovaný sériovým prechodom BJT je zvyčajne približne 1,2 V, čo sa zdá byť príliš vysoké na to, aby takmer všetky solárne panely fungovali efektívne.

Obe vyššie uvedené chyby sú v tomto jednoduchom obvode solárneho regulátora účinne odstránené. Tu sa energia zo solárneho panelu dodáva do batérie cez relé a usmerňovaciu diódu.

Ako funguje obvod

Keď napätie batérie stúpne na 13,8 V, kontakty relé zacvaknú, takže tranzistor 2N3055 začne nabíjať batériu optimálne na 14,2V.

Táto úroveň úplného nabíjacieho napätia by mohla byť stanovená o niečo nižšia, a to napriek skutočnosti, že väčšina olovených batérií začína plynovať pri 13,6 V. Toto preplyňovanie sa pri prebíjaní napätia výrazne zvyšuje.

Kontakty relé pracujú, keď napätie batérie klesne pod 13,8V. Batéria sa nevyužíva na prevádzku obvodu.

Plod slúži ako zdroj konštantného prúdu.




Predchádzajúci: Jednoduchý solárny sledovací systém - mechanizmy a fungovanie Ďalej: Vysvetlenie 8 obvodov operačného zosilňovača Easy IC 741