9 enkle solcelleladekredsløb

9 enkle solcelleladekredsløb

Enkel soloplader er små enheder, der giver dig mulighed for at oplade et batteri hurtigt og billigt gennem solenergi.



En simpel soloplader skal have indbygget 3 grundlæggende funktioner:

  • Det skal være til en lav pris.
  • Lægmand venlig og nem at bygge.
  • Skal være effektiv nok til at tilfredsstille de grundlæggende batteriopladningsbehov.

Indlægget forklarer udførligt ni bedste endnu enkle solcelleladekredsløb ved hjælp af IC LM338, transistorer, MOSFET, buck converter osv., Som kan bygges og installeres selv af en lægmand til oplader alle typer batterier og drift af andet relateret udstyr





Oversigt

Solpaneler er ikke nye for os, og i dag er det i vid udstrækning ansat i alle sektorer. Hovedegenskaben ved denne enhed til at konvertere solenergi til elektrisk energi har gjort den meget populær, og nu betragtes den stærkt som den fremtidige løsning på al elektrisk krise eller mangel.

Solenergi kan bruges direkte til strømforsyning af elektrisk udstyr eller simpelthen opbevares i en passende lagerenhed til senere brug.



Normalt er der kun én effektiv måde at lagre elektrisk strøm på, og det er ved hjælp af genopladelige batterier.

Genopladelige batterier er sandsynligvis den bedste og mest effektive måde at indsamle eller opbevare elektrisk energi til senere brug.

Energien fra en solcelle eller et solpanel kan også lagres effektivt, så den kan bruges efter deres egne præferencer, normalt efter at solen er gået ned, eller når det er mørkt, og når den lagrede strøm bliver meget nødvendigt til at betjene lysene.

Selvom det måske ser ret simpelt ud, er det aldrig let at oplade et batteri fra et solpanel på grund af to grunde:

Spændingen fra et solpanel kan variere enormt afhængigt af de indfaldende solstråler og

Strømmen varierer også på grund af de samme ovenstående grunde.

Ovennævnte to årsager kan gøre opladningsparametrene til et typisk genopladeligt batteri meget uforudsigeligt og farligt.

OPDATERING:

Inden du går i dybden med følgende koncepter, kan du sandsynligvis prøve denne super nemme solbatterioplader, der sikrer en sikker og garanteret opladning af et lille 12V 7 Ah batteri gennem et lille solpanel:

Nødvendige dele

  • Solpanel - 20V, 1 amp
  • IC 7812 - 1 nr
  • 1N4007 Dioder - 3 nr
  • 2k2 1/4 watt modstand - 1 nr

Det ser sejt ud, er det ikke. Faktisk kunne IC og dioderne allerede hvile i din elektroniske skraldespand, så det er nødvendigt at købe dem. Lad os nu se, hvordan disse kan konfigureres til det endelige resultat.

Anslået tid, det tager at oplade batteriet fra 11V til 14V, er ca. 8 timer.

Som vi ved, producerer IC 7812 en fast 12V ved udgangen, som ikke kan bruges til opladning af et 12V batteri. De 3 dioder, der er tilsluttet ved jordklemmerne (GND), introduceres specifikt for at imødegå dette problem og for at opgradere IC-udgangen til ca. 12 + 0,7 + 0,7 + 0,7 V = 14,1 V, hvilket er nøjagtigt det, der kræves for opladning af en 12 V batteriet fuldt ud.

Faldet på 0,7 V over hver diode hæver IC's jordforbindelse ved et bestemt niveau, der tvinger IC til at regulere udgangen ved 14,1 V i stedet for 12 V. 2k2-modstanden bruges til at aktivere eller forspænde dioderne, så den kan lede og håndhæve det tilsigtede fald på 2,1 V i alt.

Gør det endnu enklere

Hvis du er på udkig efter en endnu enklere soloplader, kan der sandsynligvis ikke være noget mere ligetil end at forbinde et passende vurderet solpanel direkte med det matchende batteri via en blokerende diode, som vist nedenfor:

Selvom ovenstående design ikke indeholder en regulator, fungerer den stadig, da panelets strømudgang er nominel, og denne værdi viser kun en forværring, når solen ændrer sin position.

For et batteri, der ikke er helt afladet, kan ovenstående enkle opsætning imidlertid medføre en vis skade på batteriet, da batteriet har tendens til hurtigt at blive opladet og fortsætter med at blive opladet til usikre niveauer og i længere perioder.

1) Brug af LM338 som Solar Controller

Men takket være de moderne meget alsidige chips som LM 338 og LM 317 , som kan håndtere ovenstående situationer meget effektivt, hvilket gør opladningsprocessen for alle genopladelige batterier gennem et solpanel meget sikker og ønskelig.

Kredsløbet til en simpel LM338-batterioplader vises nedenfor ved hjælp af IC LM338:

Kredsløbsdiagrammet viser en enkel opsætning ved hjælp af IC LM 338 som er konfigureret i sin standardregulerede strømforsyningstilstand.

Brug af en aktuel kontrolfunktion

Designets specialitet er, at det indeholder en nuværende kontrol funktion også.

Det betyder, at hvis strømmen har en tendens til at stige ved indgangen, hvilket normalt kan finde sted, når solstrålens intensitet øges forholdsmæssigt, falder opladeren spændingsvis proportionalt og trækker strømmen tilbage til den specificerede klassificering.

Som vi kan se i diagrammet, er samleren / emitteren til transistoren BC547 forbundet over ADJ og jorden, den bliver ansvarlig for at igangsætte de aktuelle kontrolhandlinger.

Når indgangsstrømmen stiger, begynder batteriet at trække mere strøm, dette opbygger en spænding over R3, der oversættes til et tilsvarende basedrev til transistoren.

Transistoren leder og korrigerer spændingen via C LM338, så den aktuelle hastighed justeres i henhold til batteriets sikre krav.

Nuværende grænse Formel:

R3 kan beregnes med følgende formel

R3 = 0,7 / maks. Strømgrænse

PCB-design til det ovenfor forklarede enkle solcelleladekredsløb er angivet nedenfor:

Måleren og indgangsdioden er ikke inkluderet i printkortet.

2) $ 1 solbatteriladekreds

Det andet design forklarer et billigt, men alligevel effektivt, mindre end $ 1 billigt, men effektivt solopladerkredsløb, som kan bygges selv af en lægmand til at udnytte effektiv opladning af solbatterier.

Du skal bare bruge et solpanelpanel, en omskifter og nogle dioder for at få en rimelig effektiv soloplader opsat.

Hvad er Maximum Power Point Solar Tracking?

For en lægmand ville dette være noget for komplekst og sofistikeret at forstå og et system, der involverer ekstrem elektronik.

På en måde kan det være sandt, og MPPT'er er helt sikkert sofistikerede avancerede enheder, der er beregnet til at optimere opladningen af ​​batteriet uden at ændre solpanelets V / I-kurve.

Med enkle ord an MPPT sporer den øjeblikkelige maksimale tilgængelige spænding fra solpanelet og justerer batteriets opladningshastighed, så panelspændingen forbliver upåvirket eller væk fra belastning.

Enkelt sagt ville et solpanel fungere mest effektivt, hvis dets maksimale øjeblikkelige spænding ikke trækkes ned tæt på den tilsluttede batterispænding, som oplades.

For eksempel, hvis dit solpanels åbne kredsløb er 20V, og batteriet, der skal oplades, er bedømt til 12V, og hvis du tilslutter de to direkte, ville panelspændingen falde til batterispændingen, hvilket ville gøre tingene for ineffektive .

Omvendt, hvis du kunne holde panelspændingen uændret, men alligevel udtrække den bedst mulige opladningsmulighed fra den, ville få systemet til at fungere med MPPT-princippet.

Så det handler om at oplade batteriet optimalt uden at påvirke eller tabe panelspændingen.

Der er en enkel og nul omkostningsmetode til implementering af ovenstående betingelser.

Vælg et solpanel, hvis åbne kredsløbsspænding svarer til batteriets opladningsspænding. Betydning for en 12V batteri du kan vælge et panel med 15V, og det vil give maksimal optimering af begge parametre.

Imidlertid kan praktisk talt ovenstående betingelser være vanskelige at opnå, fordi solpaneler aldrig producerer konstante output og har tendens til at generere forværrede effektniveauer som reaktion på varierende solstrålepositioner.

Derfor anbefales altid et meget højere klassificeret solpanel, så det selv under dårligere dagsforhold holder batteriet opladet.

Når det er sagt, er det på ingen måde nødvendigt at gå efter dyre MPPT-systemer, du kan få lignende resultater ved at bruge et par dollars på det. Den følgende diskussion vil gøre procedurerne klare.

Sådan fungerer kredsløbet

Som beskrevet ovenfor, for at undgå unødvendig belastning af panelet, skal vi have betingelser, der ideelt set matcher PV-spændingen med batterispændingen.

Dette kan gøres ved hjælp af et par dioder, et billigt voltmeter eller dit eksisterende multimeter og en drejekontakt. Selvfølgelig på omkring $ 1 kan du ikke forvente, at den er automatisk, du bliver muligvis nødt til at arbejde med kontakten et par gange hver dag.

Vi ved, at en ensretterdiodes fremspændingsfald er omkring 0,6 volt, så ved at tilføje mange dioder i serie kan det være muligt at isolere panelet fra at blive trukket til den tilsluttede batterispænding.

Med henvisning til kredsløbets digaram nedenfor, kan en kølig lille MPPT-oplader arrangeres ved hjælp af de viste billige komponenter.

Lad os antage i diagrammet, at panelets åbne kredsløbsspænding er 20V, og at batteriet vurderes til 12V.

Hvis du forbinder dem direkte, trækkes panelets spænding til batteriniveauet, hvilket gør tingene upassende.

Ved at tilføje 9 dioder i serie isolerer vi effektivt panelet fra at blive belastet og trukket til batterispændingen og alligevel trækker den maksimale opladningsstrøm ud af det.

Det samlede fald fremad for de kombinerede dioder vil være omkring 5V plus batteriladningsspænding 14,4V giver omkring 20V, hvilket betyder, at når de først er forbundet med alle dioderne i serie under maksimalt solskin, vil panelspændingen falde marginalt til at være omkring 19V, hvilket resulterer i en effektiv opladning af batteriet.

Antag nu, at solen begynder at dyppe, hvilket får panelspændingen til at falde under den nominelle spænding, dette kan overvåges over det tilsluttede voltmeter, og et par dioder springes over, indtil batteriet gendannes med modtagende optimal effekt.

Det viste pilsymbol forbundet med panelspændingen positiv kan udskiftes med en drejekontakt til det anbefalede valg af dioderne i serie.

Med den ovenstående situation implementeret, kan klare MPPT-opladningsforhold simuleres effektivt uden at anvende dyre enheder. Du kan gøre dette til alle typer paneler og batterier ved blot at inkludere flere antal dioder i serie.

enkleste soloplader kun ved hjælp af dioder

3) Soloplader og førerkredsløb til 10W / 20W / 30W / 50W hvid høj effekt SMD LED

Den 3. idé lærer os, hvordan man bygger en simpel sol-LED med batteriopladekredsløb til lysende høj effekt LED (SMD) lys i størrelsesordenen 10 watt til 50 watt. SMD-lysdioderne er fuldt beskyttet termisk og mod overstrøm ved hjælp af et billigt LM 338 strømbegrænsertrin. Idéen blev anmodet om af hr. Sarfraz Ahmad.

Tekniske specifikationer

Grundlæggende er jeg en certificeret maskiningeniør fra Tyskland for 35 år siden og arbejdede i udlandet i mange år og forlod for mange år siden på grund af personlige problemer derhjemme.
Jeg er ked af at genere dig, men jeg kender til dine evner og ekspertise inden for elektronik og oprigtighed til at hjælpe og styre begyndelsen som mig. Jeg har set dette kredsløb noget hvor for 12 vdc.

Jeg har knyttet til SMD, 12v 10 watt, cap 1000uf, 16 volt og en bridge-ensretter, kan du se varenummeret på det. Når jeg tænder, begynder lysene på ensretteren at varme op og begge SMD'er også. Jeg er bange for, hvis disse lys er tændt i lang tid, kan det beskadige SMD'er og ensretter. Jeg ved ikke, hvor problemet er. Du kan hjælpe mig.

Jeg har et lys i en veranda, der tændes ved disk og slukkes ved daggry. Desværre forbliver lyset slukket, indtil strømmen er tilbage på grund af belastning, når der ikke er elektricitet.

Jeg vil installere mindst to SMD (12 volt) med LDR, så snart lyset slukker, tænder SMD-lysene. Jeg vil have yderligere to lignende lys andre steder i verandaen for at holde hele lyset. Jeg tror, ​​at hvis jeg forbinder alle disse fire SMD-lys med 12 volt strømforsyning, som får strømmen fra UPS-kredsløbet.

Selvfølgelig vil det lægge ekstra belastning på UPS-batteriet, som næppe er fuldt opladet på grund af hyppig belastning. Den anden bedste løsning er at installere 12 volt solcellepanel og fastgøre alle disse fire SMD-lys med det. Det oplader batteriet og tænder / slukker for lysene.

Dette solpanel skal være i stand til at holde disse lys hele natten og slukkes ved daggry. Hjælp mig også med at give detaljer om dette kredsløb / projekt.

Du kan tage dig tid til at finde ud af, hvordan du gør det. Jeg skriver til dig, da der desværre ikke er nogen elektronik- eller solvarmesælger på vores lokale marked, der er villig til at give mig nogen hjælp, ingen af ​​dem ser ud til at være tekniske kvalificerede, og de vil bare have at sælge deres dele.

Sarfraz Ahmad

Rawalpindi, Pakistan

strømstyret soloplader med LED-bank

Designet

I det viste 10 watt til 50 watt SMD sol-LED-lyskredsløb med automatisk oplader ovenfor ser vi følgende trin:

  • Til solpanel
  • Et par strømstyrede LM338 regulator kredsløb
  • Et skifterelæ
  • Et genopladeligt batteri
  • og et 40 watt LED SMD-modul

Ovenstående trin er integreret på følgende forklarede måde:

De to LM 338-trin er konfigureret i standardstrømregulatortilstande ved anvendelse af de respektive strømfølende modstande for at sikre en strømstyret udgang til den relevante tilsluttede belastning.

Belastningen for venstre LM338 er batteriet, der oplades fra dette LM338-trin og en solpanelindgangskilde. Modstanden Rx beregnes således, at batteriet modtager den fastsatte mængde strøm og ikke er for drevet eller for opladet.

Højre side LM 338 er fyldt med LED-modulet, og også her sørger Ry for, at modulet leveres med den korrekte specificerede strøm for at beskytte enhederne mod en termisk løbssituation.

Specifikationer for solpanelets spænding kan være hvor som helst mellem 18V og 24V.

Et relæ introduceres i kredsløbet og er forbundet med LED-modulet, så det kun er tændt om natten, eller når det er mørkt under tærsklen for solpanelet til at generere den krævede strøm.

Så længe solspændingen er tilgængelig, forbliver relæet strømforsynet og isolerer LED-modulet fra batteriet og sørger for, at LED-modulet på 40 watt forbliver slukket i løbet af dagen og mens batteriet oplades.

Efter skumring, når solspændingen bliver tilstrækkelig lav, er relæet ikke længere i stand til at holde sin N / O-position og vender til N / C-skiftet, forbinder batteriet med LED-modulet og belyser arrayet gennem det tilgængelige fuldt opladede batteristrøm.

LED-modulet kan ses fastgjort med et kølelegeme, der skal være tilstrækkeligt stort for at opnå et optimalt resultat fra modulet og for at sikre længere levetid og lysstyrke fra enheden.

Beregning af modstandsværdier

De angivne begrænsningsmodstande kan beregnes ud fra de givne formler:

Rx = 1,25 / batteriopladningsstrøm

Ry = 1,25 / LED-strømværdi.

Antages det, at batteriet er et 40 AH blybatteri, bør den foretrukne opladningsstrøm være 4 ampere.

derfor er Rx = 1,25 / 4 = 0,31 ohm

wattforbrug = 1,25 x 4 = 5 watt

LED-strømmen kan findes ved at dividere den samlede wattforbrug med spændingsvurderingen, det vil sige 40/12 = 3,3 ampere

derfor er Ry = 1,25 / 3 = 0,4 ohm

wattforbrug = 1,25 x 3 = 3,75 watt eller 4 watt.

Begrænsningsmodstande anvendes ikke til 10 watt-lysdioderne, da indgangsspændingen fra batteriet er på niveau med den specificerede 12V-grænse for LED-modulet og derfor ikke kan overskride de sikre grænser.

Ovenstående forklaring afslører, hvordan IC LM338 simpelthen kan bruges til at lave et nyttigt sol-LED-lyskredsløb med en automatisk oplader.

4) Automatisk sollyskredsløb ved hjælp af et relæ

I vores 4. automatiske sollyskredsløb inkorporerer vi et enkelt relæ som en switch til opladning af et batteri i løbet af dagen eller så længe solpanelet genererer elektricitet og til at belyse en tilsluttet LED, mens panelet ikke er aktivt.

Opgradering til en relæskifte

I en af ​​min tidligere artikel, der forklarede en simpel sol haven lys kredsløb , anvendte vi en enkelt transistor til skifteoperationen.

En ulempe ved det tidligere kredsløb er, at det ikke giver en reguleret opladning af batteriet, selvom det ikke måske er strengt nødvendigt, da batteriet aldrig oplades til sit fulde potentiale, dette aspekt kan kræve en forbedring.

En anden tilknyttet ulempe ved det tidligere kredsløb er dets specielle laveffekt, som begrænser det fra at bruge batterier og lysdioder med høj effekt.

Det følgende kredsløb løser effektivt begge de ovennævnte to problemer ved hjælp af et relæ og et emitter-tilhængertransistortrin.

Kredsløbsdiagram

Relæstyret automatisk sollyskredsløb

Hvordan det virker

Under optimal solskin får relæet tilstrækkelig strøm fra panelet og forbliver tændt med N / O-kontakter aktiveret.

Dette gør det muligt for batteriet at få opladningsspændingen gennem en transistoremitterfølger-spændingsregulator.

Det emitter tilhænger design er konfigureret ved hjælp af en TIP122, en modstand og en zenerdiode. Modstanden tilvejebringer den nødvendige forspænding for transistoren til at lede, mens zenerdiodeværdien klemmer emitterspændingen styret lige under zenerspændingsværdien.

Zenerværdien vælges derfor passende til at matche opladningsspændingen på det tilsluttede batteri.

For et 6V batteri kunne zenerspændingen vælges som 7,5V, for 12V batteri kunne zenerspændingen være omkring 15V og så videre.

Emitterfølgeren sørger også for, at batteriet aldrig får overopladning over den tildelte opladningsgrænse.

Om aftenen, når der registreres et betydeligt fald i sollys, forhindres relæet fra den krævede minimale holdespænding, hvilket får det til at skifte fra sin N / O til N / C-kontakt.

Ovenstående relæskifte vender øjeblikkeligt batteriet fra opladningstilstand til LED-tilstand og belyser LED gennem batterispændingen.

Deleliste til en 6V / 4AH automatisk sollys kredsløb ved hjælp af en relæskifte

  1. Solpanel = 9V, 1amp
  2. Relæ = 6V / 200mA
  3. Rx = 10 ohm / 2 watt
  4. zenerdiode = 7,5 V, 1/2 watt

5) Transistoriseret solopladerkontrolkredsløb

Den femte idé, der præsenteres nedenfor, beskriver et simpelt solopladerkredsløb med automatisk afskæring ved hjælp af kun transistorer. Idéen blev anmodet om af Mr. Mubarak Idris.

Kredsløbsmål og krav

  1. Venligst sir, kan du lave mig et 12V, 28.8AH lithiumionbatteri, automatisk opladningsregulator ved hjælp af solcellepanel som forsyning, som er 17V ved 4,5A ved maksimalt sollys.
  2. Opladningsregulatoren skal kunne have overopladningsbeskyttelse og lavt batteriniveau afbrudt, og kredsløbet skal være enkelt at gøre for begyndere uden IC- eller mikrocontroller.
  3. Kredsløbet skal bruge relæ- eller bjt-transistorer som en switch og zener til spændingsreference tak, hr. Håber at høre fra dig snart!

Designet

fuldt transistoriseret soloplader med afskåret belastning

Printkortdesign (komponentside)

Med henvisning til ovenstående enkle solopladerkredsløb ved hjælp af transistorer afbrydes den automatiske afbrydelse for fuldt opladningsniveau og det lavere niveau gennem et par BJT'er konfigureret som komparatorer.

Husk det tidligere indikator kredsløb med lavt batteri ved hjælp af transistorer , hvor det lave batteriniveau blev angivet ved hjælp af kun to transistorer og et par andre passive komponenter.

Her anvender vi et identisk design til registrering af batteriniveauer og til at håndhæve den krævede skift af batteriet over solpanelet og den tilsluttede belastning.

Lad os antage, at vi oprindeligt har et delvist afladet batteri, som får den første BC547 fra venstre til at stoppe med at lede (dette indstilles ved at justere basisindstillingen til denne tærskelgrænse), og tillader den næste BC547 at lede.

Når denne BC547 udfører, gør det TIP127 i stand til at tænde, hvilket igen tillader, at solpanelspændingen når batteriet og begynder at oplade det.

Ovenstående situation holder TIP122 omvendt OFF, så belastningen ikke kan fungere.

Når batteriet begynder at blive opladet, begynder spændingen over forsyningsskinnerne også at stige til et punkt, hvor venstre side BC547 bare er i stand til at lede, hvilket får højre side BC547 til at stoppe med at lede længere.

Så snart dette sker, forhindres TIP127 fra de negative basissignaler, og den holder gradvist op med at lede sådan, at batteriet gradvist bliver afskåret fra solpanelets spænding.

Imidlertid tillader ovenstående situation, at TIP122 langsomt kan modtage en base-forspændingsudløser, og den begynder at lede .... hvilket sikrer, at belastningen nu er i stand til at få den nødvendige forsyning til dens operationer.

Ovenstående forklarede solopladerkredsløb ved hjælp af transistorer og med automatiske afskærmninger kan bruges til alle applikationer i mindre skala til solcellestyring, f.eks. Til opladning af mobiltelefonbatterier eller andre former for Li-ion-batterier sikkert.

Til får en reguleret opladningsforsyning

Følgende design viser, hvordan man konverterer eller opgraderer ovenstående kredsløbsdiagram til en reguleret oplader, så batteriet forsynes med et fast og et stabiliseret output uanset en stigende spænding fra solpanelet.

6) Solar Pocket LED Light Circuit

Det sjette design forklarer her et simpelt billigt LED-lyskredsløb til solenergi, som kunne bruges af de trængende og underprivilegerede dele af samfundet til at oplyse deres huse om natten billigt.

Ideen blev anmodet om af Mr. R.K. Rao

Kredsløbsmål og krav

  1. Jeg vil lave et SOLAR-LED-lys med en 9 cm x 5 cm x 3 cm gennemsigtig plastkasse [tilgængelig på markedet for Rs.3 / -] ved hjælp af en 1 watt LED / 20 mA LED'er drevet af et 4v 1A genopladeligt forseglet blybatteri [SUNCA / VICTARI] & også med en bestemmelse til opladning med en mobiltelefonoplader [hvor netstrøm er tilgængelig].
  2. Batteriet skal udskiftes, når det er dødt efter brug i 2/3 år / foreskrevet levetid af landdistrikterne / stammebrugere.
  3. Dette er beregnet til brug af stamme- / landdistriktsbørn til at tænde en bog, der er bedre led-lys på markedet til omkring Rs.500 [d.light], for Rs.200 [Trives].
  4. Disse lys er gode bortset fra at de har et mini solpanel og en lys LED med en levetid på ti år, hvis ikke mere, men med et genopladeligt batteri uden en bestemmelse om, at det kan udskiftes, når det er dødt efter to eller tre års brug. spild af ressource og uetisk.
  5. Det projekt, jeg forestiller mig, er et, hvor batteriet kan udskiftes, være lokalt tilgængeligt til en lav pris. Prisen på lyset bør ikke overstige Rs.100 / 150.
  6. Det vil blive markedsført uden fortjeneste gennem NGO'er i stammeområder og i sidste ende levere sæt til stamme / landdistrikter for at gøre dem i landsbyen.
  7. Jeg har sammen med en kollega lavet nogle lys med 7V EW-batterier med høj effekt og 2x20mA pirahna-lysdioder og testet dem - de varede i over 30 timers kontinuerlig belysning, der var tilstrækkelig til at tænde en bog fra en halv meters afstand og en anden med et 4v solbatteri og 1 watt 350A LED giver nok lys til madlavning i en hytte.
  8. Kan du foreslå et kredsløb med et genopladeligt AA / AAA-batteri, et mini-solpanel, der passer til kassedækslet på 9x5 cm og en DC-DC-booster og 20 mA lysdioder. Hvis du vil have mig til at komme hen til dit sted for diskussioner, kan jeg.
  9. Du kan se de lys, vi har lavet i google-fotos på https://goo.gl/photos/QyYU1v5Kaag8T1WWA Tak,

Designet

I henhold til anmodningen skal LED-lyskredsløbene til solenergi være kompakte, arbejde med en enkelt 1.5AAA-celle ved hjælp af en DC-DC-konverter og udstyret med en selvregulerende soloplader kredsløb .

Nedenstående kredsløbsdiagram opfylder sandsynligvis alle ovenstående specifikationer og forbliver alligevel inden for den overkommelige grænse.

Kredsløbsdiagram

sol lomme LED lys kredsløb ved hjælp af joule tyv

Designet er et grundlæggende joule tyv kredsløb ved hjælp af en enkelt penlight-celle, en BJT og en induktor til at tænde for enhver standard 3,3 V LED.

I designet vises en 1 watt LED, selvom en mindre 30mA høj lysdiode kunne bruges.

Det sol-LED-kredsløb er i stand til at skubbe den sidste dråbe 'joule' eller ladningen ud af cellen og deraf navnet joule tyv, hvilket også indebærer, at LED'en vil holde oplyst, indtil der næsten ikke er noget tilbage inde i cellen. Imidlertid anbefales det ikke, at cellen her er en genopladelig type, at den aflades under 1V.

1,5 V-batteriopladeren i designet er bygget ved hjælp af en anden BJT med lav effekt, der er konfigureret i sin emitterfollower-konfiguration, som gør det muligt at producere en emitter-spændingsudgang, der er nøjagtigt lig med potentialet ved basen, indstillet af 1K-forudindstillingen. Dette skal indstilles nøjagtigt således, at emitteren ikke producerer mere end 1,8 V med en DC-indgang på over 3 V.

DC-inputkilden er et solcellepanel, som muligvis kan producere et overskud på 3V i optimalt sollys og giver opladeren mulighed for at oplade batteriet med et maksimum på 1,8 V-output.

Når dette niveau er nået, hæmmer emitterfølgeren simpelthen yderligere opladning af cellen, hvilket forhindrer enhver mulighed for overopladning.

Induktoren til lommelys-LED-lyskredsløbet består af en lille ferritringstransformator med 20:20 omdrejninger, som passende kan ændres og optimeres til at muliggøre den mest gunstige spænding for den tilsluttede LED, som kan vare selv indtil spændingen er faldet under 1,2 V .

7) Enkel soloplader til gadebelysning

Den syvende soloplader, der diskuteres her, er bedst egnet, da et sol-LED-gadebelysningssystem er specielt designet til den nye hobbyist, der kan bygge det simpelthen ved at henvise til det billedskema, der præsenteres her.

På grund af det ligefremme og relativt billigere design kan systemet passende bruges til landsbybelysning eller i andre lignende fjerntliggende områder, ikke desto mindre begrænser dette på ingen måde det også til at blive brugt i byer.

Hovedfunktionerne i dette system er:

1) Spændingsstyret opladning

2) Aktuel styret LED-drift

3) Ingen relæer brugt, alle Solid State-design

4) Lav kritisk spændingsbelastningsafskæring

5) Lavspændings- og kritiske spændingsindikatorer

6) Fuld opladning er ikke inkluderet for enkelheds skyld, og fordi opladningen er begrænset til et kontrolleret niveau, som aldrig giver batteriet mulighed for at overoplade.

7) Brug af populære IC'er som LM338 og transistorer som BC547 sikrer problemfri indkøb

8) Føler om dagen om natten, der sikrer automatisk slukning ved skumring og tændes ved daggry.

Hele kredsløbsdesignet af det foreslåede enkle LED-gadebelysningssystem er illustreret nedenfor:

Kredsløbsdiagram

Solar controller oplader ved hjælp af 2N3055 transistorer

Kredsløbstrinnet omfattende T1, T2 og P1 er konfigureret til et simpelt lav batterisensor, indikator kredsløb

Et nøjagtigt identisk trin kan også ses lige nedenfor ved hjælp af T3, T4 og de tilhørende dele, der danner et andet lavspændingsdetektortrin.

T1, T2-trinnet registrerer batterispændingen, når den falder til 13V ved at belyse den tilsluttede LED ved samleren af ​​T2, mens T3, T4-trinnet registrerer batterispændingen, når den når under 11V, og indikerer situationen ved at belyse den tilhørende LED med samleren af ​​T4.

P1 bruges til at justere T1 / T2-trinnet således, at T2 LED bare lyser ved 12 V, ligesom P2 justeres for at få T4 LED til at begynde at lyse ved spændinger under 11 V.

IC1 LM338 er konfigureret som en simpel reguleret spændingsforsyning til regulering af solpanelets spænding til en præcis 14V, dette gøres ved at justere den forudindstillede P3 korrekt.

Denne udgang fra IC1 bruges til opladning af gadebelysningsbatteriet i løbet af dagen og maksimalt solskin.

IC2 er en anden LM338 IC, kablet i en nuværende controller-tilstand, dens indgangsstift er forbundet med batteriet positivt, mens output er forbundet med LED-modulet.

IC2 begrænser det aktuelle niveau fra batteriet og leverer den rigtige mængde strøm til LED-modulet, så det er i stand til at fungere sikkert i sikkerhedskopieringstilstand om natten.

T5 er en effekttransistor, der fungerer som en switch og udløses af det kritiske lavt batteritrin, når batterispændingen har en tendens til at nå det kritiske niveau.

Når dette sker, er basen af ​​T5 straks jordforbundet af T4 og lukker den straks af. Med T5 slukket er LED-modulet i stand til at lyse, og det er derfor også slukket.

Denne tilstand forhindrer og beskytter batteriet i at blive for afladet og beskadiget. I sådanne situationer kan batteriet muligvis have brug for ekstern opladning fra lysnettet ved hjælp af en 24V strømforsyning på tværs af solpanelets forsyningsledninger, over katoden på D1 og jorden.

Strømmen fra denne forsyning kunne specificeres til omkring 20% ​​af batteriets AH, og batteriet kan oplades, indtil begge lysdioder holder op med at lyse.

T6-transistoren sammen med dens basismodstande er placeret til at detektere forsyningen fra solpanelet og sikre, at LED-modulet forbliver deaktiveret, så længe der er en rimelig mængde forsyning tilgængelig fra panelet, eller med andre ord T6 holder LED-modulet lukket slukket, indtil det er mørkt nok til LED-modulet og derefter tændes. Det modsatte sker ved daggry, når LED-modulet automatisk slukkes. R12, R13 skal omhyggeligt justeres eller vælges for at bestemme de ønskede tærskler for LED-modulets ON / OFF-cyklusser

Hvordan man bygger

For at fuldføre dette enkle gadebelysningssystem skal de forklarede stadier bygges separat og verificeres separat, før de integreres sammen.

Saml først T1, T2 scenen sammen med R1, R2, R3, R4, P1 og LED.

Brug derefter en variabel strømforsyning til at anvende en præcis 13V til dette T1, T2-trin, og juster P1 således, at LED'en bare lyser, øg forsyningen lidt for at sige 13,5V, og LED'en skal slukke. Denne test bekræfter, at dette lavspændingsindikatorfunktion fungerer korrekt.

Lav identisk T3 / T4-scenen og indstil P2 på en lignende måde for at gøre det muligt for LED'en at lyse ved 11V, hvilket bliver den kritiske niveauindstilling for scenen.

Herefter kan du gå videre med IC1-trinnet og justere spændingen over dets 'krop' og jord til 14V ved at justere P3 i det rigtige omfang. Dette skal igen gøres ved at føre en 20V- eller 24V-forsyning over dens indgangsstift og jordlinje.

IC2-trinnet kan bygges som vist og vil ikke kræve nogen konfigurationsprocedure undtagen udvælgelsen af ​​R11, som kan udføres ved hjælp af formlen som udtrykt i denne artikel med universel strømbegrænser

Liste over dele

  • R1, R2, R3 R4, R5, R6, R7 R8, R9, R12 = 10k, 1/4 WATT
  • P1, P2, P3 = 10K FORINDSTILLINGER
  • R10 = 240 OHMS 1/4 WATT
  • R13 = 22K
  • D1, D3 = 6A4 DIODE
  • D2, D4 = 1N4007
  • T1, T2, T3, T4 = BC547
  • T5 = TIP142
  • R11 = SE TEKST
  • IC1, IC2 = LM338 IC TO3-pakke
  • LED-modul = Lavet ved at forbinde 24nos 1 WATT-LED'er i serie- og parallelforbindelser
  • Batteri = 12V SMF, 40 AH
  • Solpanel = 20 / 24V, 7 Amp

Fremstilling af 24 watt LED-modul

24 watt LED-modulet til det ovennævnte enkle solcellebelysningssystem kunne bygges ved blot at forbinde 24 nr. 1 watt LED'er som vist i følgende billede:

8) Solar Panel Buck Converter Circuit med overbelastningsbeskyttelse

Det 8. solskoncept, der diskuteres nedenfor, taler om et simpelt solcelleanlæg, der kan bruges til at opnå en hvilken som helst ønsket lavbukket spænding fra 40 til 60V indgange. Kredsløbet sikrer en meget effektiv spændingskonvertering. Ideen blev anmodet af Mr. Deepak.

Tekniske specifikationer

Jeg leder efter DC - DC buck converter med følgende funktioner.

1. Indgangsspænding = 40 til 60 VDC

2. Udgangsspænding = Reguleret 12, 18 og 24 VDC (flere udgange fra det samme kredsløb er ikke påkrævet. Separat kredsløb for hver o / p-spænding er også fint)

3. Udgangsstrømkapacitet = 5-10A

4. Beskyttelse ved udgang = Overstrøm, kortslutning osv.

5. Lille LED-indikator til enhedsdrift ville være en fordel.

Værdsat, hvis du kunne hjælpe mig med at designe kredsløbet.

Med venlig hilsen,
Deepak

Designet

Det foreslåede 60V til 12V, 24V buck konverter kredsløb er vist i nedenstående figur, detaljerne kan forstås som forklaret nedenfor:

Konfigurationen kunne opdeles i faser, dvs. det astable multivibrator-trin og det mosfet-kontrollerede buck-konverter-trin.

BJT T1, T2 danner sammen med de tilhørende dele et standard AMV-kredsløb, der er kablet til at generere en frekvens med en hastighed på ca. 20 til 50 kHz.

Mosfet Q1 danner sammen med L1 og D1 en standard topkonverteringstopologi til implementering af den krævede buck-spænding over C4.

AMV betjenes af indgangen 40V, og den genererede frekvens føres til porten til det tilsluttede mosfet, som øjeblikkeligt begynder at svinge ved den tilgængelige strøm fra indgangsdrivningen L1, D1-netværket.

Ovennævnte handling genererer den krævede spænding på tværs af C4,

D2 sørger for, at denne spænding aldrig overstiger det nominelle mærke, der kan være fast 30V.

Denne spænding på maks. 30V maks. Grænser tilføres en LM396 spændingsregulator, som kan indstilles til at opnå den endelige ønskede spænding ved udgangen med en hastighed på maksimalt 10 ampere.

Outputtet kan bruges til opladning af det tilsigtede batteri.

Kredsløbsdiagram

Deleliste til ovenstående 60V input, 12V, 24V output buck converter sol til paneler.

  • R1 --- R5 = 10K
  • R6 = 240 OHMS
  • R7 = 10 K POT
  • C1, C2 = 2nF
  • C3 = 100uF / 100V
  • C4 = 100uF / 50V
  • Q1 = ALLE 100V, 20AMP ​​P-kanal MOSFET
  • T1, T2 = BC546
  • D1 = ALLE 10AMP HURTIG GENDRAGSDIODE
  • D2 = 30V ZENER 1 WATT
  • D3 = 1N4007
  • L1 = 30 omdrejninger af 21 SWG superemaljeret kobbertråd viklet over en 10 mm diaferritstang.

9) Hjemmesol til solenergi Opsat til at leve uden for nettet

Det niende unikke design, der er forklaret her, illustrerer en simpel beregnet konfiguration, der kan bruges til at implementere enhver ønsket solpanelelektricitet opsat til fjerntliggende huse eller til at opnå et strømforsyningssystem fra solpaneler.

Tekniske specifikationer

Jeg er meget sikker på, at du skal have denne form for kredsløbsdiagram klar. Mens jeg gennemgik din blog, gik jeg vild og kunne ikke rigtig vælge den bedst egnede til mine behov.

Jeg prøver bare at stille mit krav her og sørge for at forstå det korrekt.

(Dette er et pilotprojekt for mig at vove mig ind på dette felt. Du kan regne mig for at være et stort nul inden for elektrisk viden.)

Mit grundlæggende mål er at maksimere brugen af ​​solenergi og reducere min elregning til et minimum. (Jeg bliver hos Thane. Så du kan forestille dig elregninger.) Så du kan overveje, som om jeg fuldstændig laver et soldrevet belysningssystem til mit hjem.

1. Når der er nok sollys, har jeg ikke brug for noget kunstigt lys.2. Når sollysets intensitet falder til under de acceptable normer, ville jeg ønske, at mine lys tændes automatisk.

Jeg vil dog gerne slå dem fra under sengetid. Mit nuværende belysningssystem (som jeg ønsker at belyse) består af to regelmæssigt lysrørslamper (36W / 880 8000K) og fire 8W CFL'er.

Vil gerne gentage hele opsætningen med soldrevet LED-baseret belysning.

Som jeg sagde, er jeg et stort nul inden for elektricitet. Så hjælp mig også med de forventede installationsomkostninger.

Designet

36 watt x 2 plus 8 watt giver i alt omkring 80 watt, hvilket er det samlede krævede forbrugsniveau her.

Nu da lysene er specificeret til at fungere ved netspændingsniveauer, som er 220 V i Indien, bliver en inverter nødvendig for at konvertere solpanelspændingen til de krævede specifikationer for lysene at lyse.

Da inverteren også har brug for et batteri til at fungere, som kan antages at være et 12 V batteri, kan alle parametre, der er vigtige for opsætningen, beregnes på følgende måde:

Samlet tiltænkt forbrug er = 80 watt.

Ovenstående strøm kan forbruges fra kl. 6 til kl. 18, hvilket bliver den maksimale periode, man kan estimere, og det er cirka 12 timer.

At multiplicere 80 med 12 giver = 960 watt time.

Det indebærer, at solpanelet skal producere denne meget watt time i den ønskede periode på 12 timer i løbet af hele dagen.

Men da vi ikke forventer at modtage optimalt sollys gennem året, kan vi antage, at den gennemsnitlige periode med optimalt dagslys er omkring 8 timer.

At dele 960 med 8 giver = 120 watt, hvilket betyder, at det krævede solpanel skal være mindst 120 watt.

Hvis panelspændingen er valgt til at være omkring 18 V, vil de aktuelle specifikationer være 120/18 = 6,66 ampere eller blot 7 ampere.

Lad os nu beregne den batteristørrelse, der muligvis anvendes til inverteren, og som muligvis skal oplades med ovenstående solpanel.

Igen, da den samlede wattime fra hele dagen beregnes til at være omkring 960 watt, dividerende med batterispændingen (som antages at være 12 V), får vi 960/12 = 80, det er omkring 80 eller simpelthen 100 AH, derfor det krævede batteri skal vurderes til 12 V, 100 AH for at opnå en optimal ydelse hele dagen (12 timers periode).

Vi har også brug for en solopladningsregulator til opladning af batteriet, og da batteriet vil blive opladet i en periode på ca. 8 timer, skal opladningshastigheden være omkring 8% af den nominelle AH, hvilket svarer til 80 x 8 % = 6,4 ampere, derfor skal opladningscontrolleren specificeres for at håndtere mindst 7 amp komfortabelt til den krævede sikre opladning af batteriet.

Dette afslutter hele solpanel, batteri, inverterberegninger, der med succes kan implementeres til enhver lignende form for opsætning beregnet til et ikke-levende formål i landdistrikter eller andre fjerntliggende områder.

For andre V, I-specifikationer kan tallene ændres i den ovenfor forklarede beregning for at opnå de passende resultater.

Hvis batteriet føles unødvendigt, og solpanelet også kan bruges direkte til betjening af inverteren.

Et simpelt solpanel spændingsregulator kredsløb kan ses i følgende diagram, den givne kontakt kan bruges til at vælge en batteriopladningsindstilling eller direkte at køre inverteren gennem panelet.

I ovennævnte tilfælde skal regulatoren producere omkring 7 til 10 ampere strøm, derfor skal en LM396 eller LM196 bruges i opladertrinet.

Ovenstående solcellepanelregulator kan konfigureres med følgende enkle inverterkredsløb, som vil være helt tilstrækkelig til at drive de ønskede lamper gennem det tilsluttede solpanel eller batteriet.

Deleliste til ovenstående inverterkredsløb: R1, R2 = 100 ohm, 10 watt

R3, R4 = 15 ohm 10 watt

T1, T2 = TIP35 på køleplader

Den sidste linje i anmodningen foreslår en LED-version, der skal designes til udskiftning og opgradering af de eksisterende CFL-lysstofrør. Det samme kan implementeres ved blot at fjerne batteriet og inverteren og integrere lysdioderne med solregulatorens output, som vist nedenfor:

Adapterens minus skal tilsluttes og gøres fælles med det negative fra solpanelet

Afsluttende tanker

Så venner, disse var 9 grundlæggende solbatteriladerdesign, som blev håndplukket fra dette websted.

Du finder mange flere sådanne forbedrede solbaserede design i bloggen til yderligere læsning. Og ja, hvis du har nogen yderligere idé, kan du helt sikkert sende den til mig, jeg sørger for at introducere den her til læseglede for vores seere.

Feedback fra en af ​​de ivrige læsere

Hej Swagatam,

Jeg er stødt på dit websted og finder dit arbejde meget inspirerende. Jeg arbejder i øjeblikket på et STEM-program (Science, Technology, Engineering and Math) for år 4-5 studerende i Australien. Projektet fokuserer på at øge børns nysgerrighed omkring videnskab og hvordan det forbinder med virkelige applikationer.

Programmet introducerer også empati i ingeniørdesignprocessen, hvor unge elever introduceres til et ægte projekt (kontekst) og engagerer sig med deres kolleger i skolen for at løse et verdsligt problem. I de næste tre år er vores fokus på at introducere børn til videnskaben bag elektricitet og den virkelige anvendelse af elektroteknik. En introduktion til, hvordan ingeniører løser problemer i den virkelige verden til gavn for samfundet.

Jeg arbejder i øjeblikket på onlineindhold til programmet, som vil fokusere på unge elever (klasse 4-6), der lærer det grundlæggende i elektricitet, især vedvarende energi, dvs. sol i dette tilfælde. Gennem et selvstyret læringsprogram lærer børn og udforsker om elektricitet og energi, da de introduceres til et virkeligt projekt, dvs. belysning til børn, der er beskyttet i flygtningelejrene rundt om i verden. Efter afslutningen af ​​et fem-ugers program grupperes børn i hold til at konstruere sollys, som derefter sendes til dårligt stillede børn rundt om i verden.

Som et ikke-4-profit pædagogisk fundament søger vi din hjælp til at oprette et simpelt kredsløbsdiagram, der kan bruges til opførelse af et 1 watts sollys som praktisk aktivitet i klassen. Vi har også anskaffet 800 sollys-sæt fra en producent, som børnene samler, men vi har brug for nogen til at forenkle kredsløbsdiagrammet for disse lyssæt, som vil blive brugt til enkle lektioner om elektricitet, kredsløb og beregning af strøm, volt, strøm og omdannelse af solenergi til elektrisk energi.

Jeg ser frem til at høre fra dig og fortsætte med dit inspirerende arbejde.

Løsning af anmodningen

Jeg sætter pris på din interesse og din oprigtige indsats for at oplyse den nye generation om solenergi.
Jeg har vedhæftet det mest enkle, men effektive LED-driverkredsløb, der kan bruges til at belyse en 1 watts LED fra et solpanel sikkert med minimale dele.
Sørg for at sætte et køleplade på LED'en, ellers kan den brænde hurtigt på grund af overophedning.
Kredsløbet er spændingsstyret og strømstyret for at sikre optimal sikkerhed til lysdioden.
Lad mig vide, hvis du er i tvivl.




Forrige: Brug af Triacs til styring af induktive belastninger Næste: BEL188 Transistor - Specifikation og datablad