Napelemes feszültségszabályozó áramkör

A bejegyzés részletezi, hogyan lehet otthon elkészíteni egy egyszerű napelemes szabályozó vezérlő áramkört kis elemek, például 12 V 7AH akkumulátor töltésére kis napelem segítségével

Napelem használata

Mindannyian elég jól tudunk a napelemekről és azok funkcióiról. Ezeknek a csodálatos eszközöknek az alapvető funkciója a napenergia vagy a napfény villamos energiává történő átalakítása.

Alapvetően a napelem különálló fotovoltaikus cellák különálló szakaszaiból áll. Ezen cellák mindegyike képes egy kis nagyságrendű villamos energia előállítására, általában 1,5 - 3 volt körül.

Ezen panelek közül sok a panelen sorba van kötve, így a teljes egység által generált teljes effektív feszültség felhasználható 12 voltos vagy 24 voltos kimenetig terjed.

Az egység által generált áram egyenesen arányos a panel felületén beeső napfény szintjével. A napelem által termelt energiát általában ólom savas akkumulátor töltésére használják.

A teljesen feltöltött ólomsav-akkumulátort inverterrel együtt használják a ház elektromos áramellátásához szükséges váltóáramú hálózati feszültség megszerzésére. Ideális esetben a napsugaraknak be kell esniük a panel felületén, hogy az optimálisan működjön.

Mivel azonban a nap soha nem mozdul el, a központnak folyamatosan nyomon kell követnie vagy követnie kell a napsütés útját, hogy hatékony áramot termeljen.

Ha érdekel egy automatikus dual tracker napelemes rendszer hivatkozhat egyik korábbi cikkemre. Napelemző nélkül a napelem csak 30% -os hatékonysággal képes elvégezni az átalakításokat.

Visszatérve a napelemekkel kapcsolatos tényleges megbeszéléseinkre, ez az eszköz a rendszer szívének tekinthető a napenergia villamos energiává történő átalakításában, azonban a termelt villamos energia sok méretezést igényel, mielőtt hatékonyan felhasználható lenne a megelőző rácskötő rendszer.

Miért van szükségünk napelemes szabályozóra

A napelemről szerzett feszültség soha nem stabil, és drasztikusan változik a nap helyzetétől és a napsugarak intenzitásától, és természetesen a napelem fölötti beesés mértékétől függően.

Ez a feszültség, ha töltés céljából az akkumulátort táplálja, kárt okozhat, és feleslegesen felmelegítheti az akkumulátort, és a kapcsolódó elektronika ezért veszélyes lehet az egész rendszerre.

A napelem feszültségének normális szabályozása érdekében feszültségszabályozó áramkört használnak a napelem kimenete és az akkumulátor bemenete között.

Ez az áramkör biztosítja, hogy a napelempanel feszültsége soha ne haladja meg az akkumulátor által a töltéshez szükséges biztonságos értéket.

Normális esetben a napelem optimális eredményeinek elérése érdekében a panel minimális kimeneti feszültségének magasabbnak kell lennie, mint a szükséges akkumulátor töltési feszültség, vagyis még a kedvezőtlen körülmények között is, amikor a napsugarak nem élesek vagy optimálisak, a napelemnek továbbra is képesnek kell lennie mondjuk 12 voltnál nagyobb feszültséget generál, ami lehet az akkumulátor feszültsége töltés alatt.

A piacon kapható napfeszültség-szabályozók túl költségesek lehetnek, és nem is annyira megbízhatóak, azonban egy ilyen szabályozó otthoni gyártása nem csak szórakoztató, hanem nagyon gazdaságos is lehet.

Érdemes erről is olvasni 100 Ah feszültségszabályozó áramkör

Kördiagramm

JEGYZET : KÉRJÜK, Távolítsa el az R4-et, mivel annak nincs igazi jelentősége. HÁLÓZATTAL CSERÉLHET.

A pálya menti nyomtatott áramköri kivitel (az R4, a dióda és az S1 nem tartozék ... Az R4 valójában nem fontos, és helyettesíthető egy áthidaló vezetékkel.

Hogyan működik

A javasolt napelemes feszültségszabályozó áramkörre hivatkozva egy olyan kialakítást látunk, amely nagyon hétköznapi alkatrészeket használ fel, és mégis megfelel az igényeknek, ahogyan a specifikációink megkövetelik.

Egyetlen IC LM 338 a teljes konfiguráció szívévé válik, és felelősséggel válik a kívánt feszültségszabályozások egyedüli végrehajtásáért.

A bemutatott szolár panel szabályozó áramköre az IC 338 konfiguráció normál módjának megfelelően van kialakítva.

A bemenet az IC jelzett bemeneti pontjaihoz és az IC kimeneténél kapott akkumulátor kimenetéhez kerül. Az edényt vagy az előre beállított értéket használják az akkumulátor biztonságos értékének tekinthető feszültségszint pontos beállítására.

Jelenleg ellenőrzött töltés

Ez a szolárszabályozó vezérlő áramkör egy áramszabályozási funkciót is kínál, amely biztosítja, hogy az akkumulátor mindig fix előre meghatározott töltési áramerősséget kapjon, és soha ne legyen túlhajtva. A modul beköthető az ábra szerint.

A megjelölt vonatkozó pozíciókat akár laikus is egyszerűen bekötheti. A többi funkcióról a szabályozó áramkör gondoskodik. Az S1 kapcsolót inverter üzemmódba kell kapcsolni, amint az akkumulátor teljesen feltöltődik (amint azt a mérőóra jelzi).

Az akkumulátor töltőáramának kiszámítása

A töltőáram az R3 ellenállások értékének megfelelő megválasztásával választható ki. Megtehető a következő képlet megoldásával: 0,6 / R3 = 1/10 akkumulátor AH Az előre beállított VR1-et úgy állítják be, hogy a szükséges töltési feszültséget kapja a szabályozótól.

Napszabályozó az IC LM324 segítségével

Minden napelemes rendszer esetében ez az egyetlen IC LM324 alapú garantáltan hatékony szabályozó áramkör energiatakarékos választ kínál a járművekben jellemzően ólom-sav típusú akkumulátorok töltésére.

Figyelembe nem véve a napelemek árát, amelyekről úgy gondolják, hogy Ön előtt állnak, és különféle más tervekben használhatók, a napszabályozó önmagában 10 dollár alatt van.

Szemben számos mással söntszabályozók amely az ellenálláson átirányítja az áramot, miután az akkumulátor teljesen feltöltődött, ez az áramkör lekapcsolja az akkumulátor töltőellátását, így nincs szükség nagy terjedelmű söntellenállásokra.

Hogyan működik az áramkör

Amint az akkumulátor feszültsége 13,5 volt alatt van (általában egy 12 V-os akkumulátor nyitott áramkörű feszültsége), a Q1, Q2 és Q3 tranzisztorok bekapcsolnak, és a töltőáram a rendeltetésszerűen áthalad a napelemeken.

Az aktív zöld LED azt mutatja, hogy az akkumulátor töltődni kezd. Amint az akkumulátor kapcsa feszültsége megközelíti a napelem nyitott áramkör feszültségét, az A1a op erősítő kikapcsolja a Q1-Q3 tranzisztorokat.

Ez a helyzet addig reteszelődik, amíg az akkumulátor feszültsége 13,2 V-ra csökken, majd az akkumulátor töltési folyamatának kiváltása ismét helyreáll.

Napelem hiányában, amikor az akkumulátor feszültsége folyamatosan csökken 13,2 V-ról nagyjából 11,4 V-ra, ami azt jelenti, hogy egy teljesen lemerült akkumulátor, az A1b kimenet 0 V-ra vált, és a csatlakoztatott RED LED villogni kezd a Astable Multivibrator által rögzített sebességgel A1c.

Ebben a helyzetben villog 2 hertz sebességgel. Az A1d op erősítő 6 V referenciát ad a kapcsolási küszöbértékek 11,4 V és 13,2 V szinten tartására.

A javasolt LM324 szabályozó áramkört legfeljebb 3 amper árammal képes megbirkózni.

A jelentősebb áramokkal való munkavégzéshez elengedhetetlen lehet a Q2, Q3 bázisáramok magasabbra emelése annak biztosítása érdekében, hogy ezek a tranzisztorok a töltési munkamenetek során képesek a telítettséget fenntartani.

Napenergia-szabályozó az IC 741 segítségével

A tipikus napelemek többsége 19 V körüli terhelést biztosít. Ez lehetővé teszi 0,6 V-os csepp elérését egy egyenirányító dióda felett, miközben 12 V-os ólom-savas akkumulátort töltünk. A dióda megakadályozza az akkumulátor áramának mozgását a napelemen keresztül éjszaka.

Ez a beállítás mindaddig nagyszerű lehet, amíg az akkumulátor nem töltődik túl, mivel egy 12 V-os akkumulátor könnyen túltölthető 1 V5 fölé, abban az esetben, ha a töltőellátást nem vezérlik.

A BJT sorozatú áthaladás által kiváltott feszültségesés általában megközelítőleg 1,2 V, ami túl magasnak tűnik ahhoz, hogy szinte az összes napelem hatékonyan működjön.

Mindkét fenti hiba hatékonyan megszűnik ebben az egyszerű napszabályozó áramkörben. Itt a napelempanel energiája relé és egyenirányító diódán keresztül jut az akkumulátorhoz.

Hogyan működik az áramkör

Amikor az akkumulátor feszültsége eléri a 13,8 V-ot, a relé érintkezői kattannak, így a 2N3055 tranzisztor elkezd csepegtetni az akkumulátor optimális 14,2 V-ra történő feltöltését.

Ezt a teljes töltési feszültséget valamivel alacsonyabban lehet rögzíteni, annak ellenére, hogy a legtöbb ólom-sav akkumulátor 13,6 V-nál kezd gázosodni. Ez a gázosodás jelentősen megnövekszik túlfeszültség esetén.

A relés érintkezők abban a pillanatban működnek, amikor az akkumulátor feszültsége 13,8 V alá csökken. Az akkumulátor energiáját nem használják az áramkör működtetésére.

A fet állandó áramforrásként szolgál.