Solpanel spændingsregulator kredsløb

Indlægget beskriver, hvordan man konstruerer et simpelt solcelle-regulator-controller kredsløb derhjemme til opladning af små batterier såsom 12V 7AH batteri ved hjælp af lille solpanel

Brug af et solpanel

Vi ved alle ret godt om solpaneler og deres funktioner. De grundlæggende funktioner i disse fantastiske enheder er at konvertere solenergi eller sollys til elektricitet.

Dybest set er et solpanel sammensat med diskrete sektioner af individuelle fotovoltaiske celler. Hver af disse celler er i stand til at generere en lille størrelse af elektrisk kraft, normalt omkring 1,5 til 3 volt.

Mange af disse celler over panelet er kabelforbundet i serie, så den samlede effektive spænding, der genereres af hele enheden, monteres op til 12 eller 24 volt udgange, der kan bruges.

Strømmen, der genereres af enheden, er direkte proportional med niveauet for sollyset, der falder ind over panelets overflade. Den strøm, der genereres fra et solpanel, bruges normalt til opladning af et blysyrebatteri.

Blybatteriet, når det er fuldt opladet, bruges sammen med en inverter til at opnå den krævede vekselstrømsspænding til strømforsyning til huset. Ideelt set skal solstrålerne falde ind over panelets overflade, så det fungerer optimalt.

Men da solen aldrig er stille, skal panelet konstant spore eller følge solens sti, så det genererer elektricitet med en effektiv hastighed.

Hvis du er interesseret i at bygge en automatisk dual tracker solpanelsystem du kan henvise en af ​​mine tidligere artikler. Uden en solfanger kan solpanelet kun udføre konverteringerne med en effektivitet på omkring 30%.

Når vi kommer tilbage til vores aktuelle diskussioner om solpaneler, kan denne enhed betragtes som hjertet i systemet, hvad angår konvertering af solenergi til elektricitet, men den genererede elektricitet kræver en masse dimensionering, før den kan bruges effektivt i forudgående gitterbindesystem.

Hvorfor har vi brug for en solregulator

Spændingen, der opnås fra et solpanel, er aldrig stabil og varierer drastisk alt efter solens position og solstrålens intensitet og selvfølgelig på graden af ​​indfald over solpanelet.

Denne spænding, hvis den tilføres batteriet til opladning, kan forårsage skade og unødvendig opvarmning af batteriet og den tilhørende elektronik kan derfor være farlig for hele systemet.

For at regulere spændingen fra solpanelet anvendes normalt et spændingsregulator kredsløb mellem solpanelets output og batteriindgangen.

Dette kredsløb sørger for, at spændingen fra solpanelet aldrig overstiger den sikre værdi, som batteriet kræver for opladning.

Normalt for at få optimale resultater fra solpanelet, skal den mindste spændingsoutput fra panelet være højere end den krævede batterispænding, hvilket betyder, at selv under ugunstige forhold, når solstrålene ikke er skarpe eller optimale, skal solpanelet stadig være i stand til at generere en spænding på mere end sige 12 volt, som kan være batterispændingen under opladning.

Solspændingsregulatorer, der er tilgængelige på markedet, kan være for dyre og ikke så pålidelige, men det kan ikke kun være sjovt, men også meget økonomisk at lave en sådan regulator derhjemme ved hjælp af almindelige elektroniske komponenter.

Det kan også være en god idé at læse om dette 100 Ah spændingsregulator kredsløb

Kredsløbsdiagram

BEMÆRK : FJERN R4, da den ikke har nogen reel betydning. DU KAN UDSKIFTE DET MED ET WIRE LINK.

PCB-design på sporsiden (R4, diode og S1 ikke inkluderet ... R4 er faktisk ikke vigtig og kan erstattes med en jumpertråd.

Hvordan det virker

Med henvisning til det foreslåede solpanel spændingsregulator kredsløb ser vi et design, der bruger meget almindelige komponenter og alligevel opfylder behovene lige som krævet i vores specifikationer.

En enkelt IC LM 338 bliver hjertet i hele konfigurationen og bliver ansvarlig for at implementere de ønskede spændingsregler alene.

Det viste solcellepanelregulator kredsløb er indrammet i henhold til standardtilstanden for IC 338-konfigurationen.

Indgangen gives til de viste inputpunkter for IC og output for batteriet modtaget ved udgangen af ​​IC. Potten eller forudindstillingen bruges til nøjagtigt at indstille spændingsniveauet, der kan betragtes som den sikre værdi for batteriet.

Aktuel styret opladning

Dette kredsløbskontrolkredsløb til solenergi tilbyder også en strømstyringsfunktion, som sørger for, at batteriet altid modtager en fast forudbestemt opladningsstrøm og aldrig er for drevet. Modulet kan tilsluttes som angivet i diagrammet.

De relevante positioner, der er angivet, kan simpelthen ledes selv af en lægmand. Resten af ​​funktionen er taget hånd om af regulatorkredsløbet. Afbryderen S1 skal skiftes til invertertilstand, når batteriet er fuldt opladet (som angivet over måleren).

Beregning af opladningsstrøm for batteriet

Ladestrømmen kan vælges ved passende at vælge værdien af ​​modstandene R3. Det kan gøres ved at løse formlen: 0.6 / R3 = 1/10 batteri AH Den forudindstillede VR1 er justeret til at få den krævede opladningsspænding fra regulatoren.

Solregulator ved hjælp af IC LM324

For alle solpanelsystemer, denne single IC LM324 baseret garanteret effektivt regulator kredsløb giver et energibesparende svar på opladning af batterier af bly-syretypen, der typisk ses i motorkøretøjer.

Uden at tage hensyn til prisen på solcellerne, der antages at være foran dig til brug i forskellige andre planer, er solregulatoren alene under $ 10.

I modsætning til en række andre shuntregulatorer der omdirigerer strøm gennem en modstand, når batteriet er fuldt opladet, afbryder dette kredsløb opladningsforsyningen fra batteriet, hvilket eliminerer behovet for store shuntmodstande.

Sådan fungerer kredsløbet

Så snart batterispændingen er under 13,5 volt (normalt åbent kredsløbsspænding på et 12 V batteri), tænder transistorer Q1, Q2 og Q3, og ladestrøm passerer gennem solpanelerne som beregnet.

Den aktive grønne LED viser, at batteriet oplades. Da batteripolens spænding nærmer sig solpanelets åbne kredsløb, slukker op-forstærker A1a for transistorer Q1-Q3.

Denne situation er låst, så længe batterispændingen falder til 13,2 V, hvorefter udløsningen af ​​batteriopladningsprocessen igen gendannes.

I mangel af et solpanel, når batterispændingen fortsætter med at falde fra 13,2 V til ca. 11,4 V, hvilket betyder et helt afladet batteri, A1b, skifter udgangen til 0 V, hvilket får den tilsluttede RØDE LED til at blinke med en hastighed, der er fastgjort af den astable multivibrator A1c.

I denne situation blinker med en hastighed på 2 hertz. Op amp A1d giver en reference på 6 V for at bevare skiftetærsklerne ved 11,4 V og 13,2 V niveauerne.

Det foreslåede LM324 regulatorkredsløb er designet til at klare strømme op til 3 ampere.

For at arbejde med mere betydelige strømme kan det være vigtigt at gøre Q2, Q3 basisstrømmene højere for at sikre, at alle disse transistorer kan opretholde mætning gennem opladningssessionerne.

Solar Electricity Regulator ved hjælp af IC 741

Størstedelen af ​​typiske solpaneler leverer omkring 19V off-load. Dette gør det muligt at få et fald på 0,6 V over en ensretterdiode, mens du oplader et 12 V blysyrebatteri. Dioden forhindrer batteristrøm i at bevæge sig via solpanelet om natten.

Denne opsætning kan være stor, så længe batteriet ikke bliver overopladet, da et 12V batteri let kan blive overopladet til over 1V5, hvis opladningsforsyningen ikke kontrolleres.

Spændingsfald induceret gennem et seriepas BJT er typisk ca. 1,2 V, hvilket synes at være alt for højt til næsten alle solpaneler til at fungere effektivt.

Begge ovenstående fejl fjernes effektivt i dette enkle solregulator kredsløb. Her tilføres energi fra solpanelet batteriet via et relæ og ensretterdiode.

Sådan fungerer kredsløbet

Når batterispændingen strækker sig til 13,8 V, klikker relækontakterne, så 2N3055 transistoren begynder at sive opladning af batteriet til et optimalt 14,2 V.

Dette fuldt opladede spændingsniveau kunne fastgøres lidt lavere, på trods af at de fleste blysyrebatterier begynder at gassere ved 13,6V. Denne gasning øges markant ved overopladningsspænding.

Relækontakterne fungerer, når batterispændingen falder til under 13,8 V. Batteristrøm bruges ikke til at betjene kredsløbet.

Fostret fungerer som en konstant strømkilde.