Kā izveidot saules invertora shēmu

Ja līdzstrāvas līdz maiņstrāvas invertoru darbina caur saules paneli, to sauc par saules invertoru. Saules paneļa jauda tiek vai nu tieši izmantota invertora darbināšanai, vai arī tā tiek izmantota invertora akumulatora uzlādēšanai. Abos gadījumos invertors darbojas neatkarīgi no elektrotīkla tīkla jaudas.

Projektēšana a saules invertors ķēdē būtībā ir pareizi jākonfigurē divi parametri, proti, invertora ķēde un saules paneļa specifikācijas. Šajā apmācībā ir detalizēti izskaidrota informācija.

Saules invertora veidošana

Ja jūs interesē izveidojiet pats savu saules invertoru tad jums vajadzētu būt padziļinātām zināšanām par invertora vai pārveidotāja ķēdēm un par tām kā pareizi izvēlēties saules baterijas .

Šeit ir divas iespējas: ja jūs domājat, ka invertora izgatavošana ir daudz sarežģīta, tādā gadījumā jūs varētu izvēlēties iegādāties gatavu invertoru, kas šodien ir plaši pieejams visu veidu formās, izmēros un specifikācijās, un pēc tam vienkārši iemācieties tikai par saules paneļiem vajadzīgajai integrācijai / uzstādīšanai.

Otra iespēja ir iemācīties abus kolēģus un pēc tam baudīt soli gudri veidot savu DIY saules invertoru.

Jebkurā gadījumā uzzināšana par saules baterijām kļūst par izšķirošo procesa daļu, tāpēc vispirms uzzināsim par šo svarīgo ierīci.

Saules paneļa specifikācija

Saules panelis ir nekas cits kā forma barošanas avots, kas ražo tīru līdzstrāvu .

Tā kā šī līdzstrāva ir atkarīga no saules staru intensitātes, izeja parasti ir pretrunīga un mainās atkarībā no saules gaismas stāvokļa un klimatiskajiem apstākļiem.

Lai gan saules panelis ir arī enerģijas piegādes veids, tas ievērojami atšķiras no mūsu parastajiem mājas barošanas avotiem, izmantojot transformatorus vai SMPS. Starpība starp pašreizējiem un sprieguma parametriem starp šiem diviem variantiem.

Mūsu mājas līdzstrāvas barošanas avoti ir novērtēti tā, lai radītu lielāku strāvas daudzumu un ar spriegumu, kas lieliski atbilst noteiktai slodzei vai lietojumam.

Piemēram, a mobilais lādētājs var būt aprīkots, lai ražotu 5 V ar 1 amp. viedtālruņa uzlādēšanai , šeit 1 ampērs ir pietiekami augsts, un 5 V ir pilnīgi saderīgs, padarot lietas ārkārtīgi efektīvas lietojumprogrammas vajadzībām.

Kaut arī saules panelis var būt tieši pretējs, tam parasti trūkst strāvas, un to var novērtēt, lai radītu daudz lielāku spriegumu, kas varētu būt ļoti nepiemērots vispārējām līdzstrāvas slodzēm, piemēram, 12 V akumulatora invertoram, mobilajam lādētājam utt.

Šis aspekts padara saules invertora projektēšanu nedaudz sarežģītu un prasa dažus aprēķinus un domāšanu, lai iegūtu tehniski pareizu un efektīvu sistēmu.

Labā saules paneļa izvēle

Priekš izvēloties pareizo saules paneli , kas jāņem vērā, ir tas, ka vidējā saules jauda nedrīkst būt mazāka par vidējo slodzes jaudas patēriņu.

Pieņemsim, ka 12 V akumulators ir jāuzlādē ar 10amp ātrumu, tad saules bateriju panelis ir jānovērtē tā, lai tas jebkurā brīdī nodrošinātu vismaz 12 x 10 = 120 vatus, ja vien ir pietiekams saules spīdums.

Tā kā parasti ir grūti atrast saules paneļus ar zemāku spriegumu un augstāku strāvas specifikāciju, mums ir jāturpina tas, kas tirgū ir viegli pieejams (ar augstsprieguma, zemas strāvas parametriem), un pēc tam atbilstoši jānosaka nosacījumi.

Piemēram, ja jūsu slodzes prasība ir, piemēram, 12 V, 10 ampēri, un jūs nevarat iegūt saules bateriju ar šīm specifikācijām, iespējams, jums būs jāpiespiež izvēlēties nesaderīgu spēli, piemēram, 48 V, 3 ampēru saules paneli, kas izskatās daudz iespējams sagādāt.

Šeit panelis nodrošina mums sprieguma priekšrocības, bet pašreizējo trūkumu.

Tāpēc jūs nevarat tieši savienot 48V / 3amp paneli ar savu 12V 10 ampēru slodzi (piemēram, 12V 100 AH akumulatoru), jo, to darot, paneļa spriegums nokristos līdz 12V pie 3 ampēriem, padarot lietas ļoti neefektīvas.

Tas nozīmētu maksāt par 48 x 3 = 144 vatu paneli un pretī saņemt 12 x 3 = 36 vatu jaudu ... tas nav labi.

Lai nodrošinātu optimālu efektivitāti, mums jāizmanto paneļa sprieguma priekšrocības un jāpārvērš tā par līdzvērtīgu strāvu mūsu “nesaderīgajai” slodzei.

To var ļoti viegli izdarīt, izmantojot buck pārveidotāju.

Lai izveidotu saules invertoru, jums būs nepieciešams Buck-Converter

Buck pārveidotājs efektīvi pārveidos pārmērība spriegums no saules paneļa līdzvērtīgā strāvas daudzumā (ampēri), nodrošinot optimālu izejas / ieejas = 1 attiecību.

Šeit ir jāņem vērā daži aspekti. Ja jūs plānojat uzlādēt zemāka sprieguma akumulatoru, lai to vēlāk izmantotu ar invertoru, tad jūsu lietojumam būtu piemērots buck pārveidotājs.

Tomēr, ja jūs plānojat izmantot invertoru ar saules paneļa izeju dienas laikā vienlaikus, vienlaikus ģenerējot jaudu, tad sprieguma pārveidotājs nebūtu būtisks, drīzāk jūs varētu savienot invertoru tieši ar paneli. Abas šīs iespējas mēs apspriedīsim atsevišķi.

Pirmajā gadījumā, ja jums, iespējams, būs jāuzlādē akumulators vēlākai lietošanai ar invertoru, it īpaši, ja akumulatora spriegums ir daudz zemāks par paneļa spriegumu, tad obligāti vajadzētu būt sprieguma pārveidotājam.

Es jau esmu apspriedis dažus ar buck pārveidotāju saistītus rakstus, un esmu atvasinājis galīgos vienādojumus, kurus var tieši īstenot, izstrādājot buck inverteru saules invertora lietojumprogrammai, jūs varat iepazīties ar šādiem diviem rakstiem, lai viegli izprastu jēdzienu.

Kā darbojas Buck pārveidotāji

Sprieguma, strāvas aprēķināšana Buka induktorā

Izlasot iepriekš minētos ziņojumus, jūs, iespējams, esat aptuveni sapratuši, kā ieviest buck pārveidotāju, izstrādājot saules invertora ķēdi.

Ja jums nepatīk formulas un aprēķini, lai iegūtu vislabvēlīgāko sprieguma pārveidotāja konstrukcijas izlaidi jūsu saules panelim, varētu izmantot šādu praktisku pieeju:

Vienkāršākā Buck-Converter ķēde

Iepriekš sniegtajā diagrammā ir parādīta vienkārša IC 555 bukuru pārveidotāja shēma.

Mēs varam redzēt divus podus, augšējais katls optimizē sliekšņa biežumu un apakšējais katls optimizē PWM, abus šos pielāgojumus varētu pielāgot, lai iegūtu optimālu reakciju visā C.

BC557 tranzistors un 0,6 omu rezistors veido strāvas ierobežotāju TIP127 (vadītāja tranzistora) pasargāšanai no pārmērīgas strāvas regulēšanas procesa laikā, vēlāk šo pretestības vērtību varēja noregulēt lielākām strāvas izejām kopā ar augstāku nominālo vadītāja tranzistoru.

Induktora izvēle var būt sarežģīta .....

1) Biežums var būt saistīts ar induktors diametrs, mazāks diametrs prasīs lielāku frekvenci un otrādi,

divi) Pagriezienu skaits ietekmēs izejas spriegumu un arī izejas strāvu, un šis parametrs būtu saistīts ar PWM korekcijām.

3) stieples biezums noteiktu izejas strāvas robežu, tās visas būs jāoptimizē, veicot dažus izmēģinājumus un kļūdas.

Pēc īkšķa noteikuma sāciet ar 1/2 collu diametru un apgriezienu skaitu, kas vienāds ar barošanas spriegumu .... kā serdi izmantojiet ferītu, un pēc tam jūs varat sākt iepriekš ieteikto optimizācijas procesu.

Tas rūpējas par spraugas pārveidotāju, kuru var izmantot ar noteiktu augstāka sprieguma / zemas strāvas saules bateriju paneli, lai iegūtu līdzvērtīgi optimizētu zemāku spriegumu / lielāku strāvas izeju atbilstoši slodzes specifikācijām, kas atbilst vienādojumam:

(o / p vati) dalīts ar (i / p vatu) = tuvu 1

Ja iepriekšminētā buck pārveidotāja optimizācija izskatās sarežģīta, jūs, iespējams, varētu izmantot šo pārbaudīto PWM saules lādētāja sprieguma pārveidotāja ķēde iespēja:

Šeit R8, R9 var pielāgot, lai pielāgotu izejas spriegumu, un R13, lai optimizētu strāvas izeju.

Pēc tam, kad ir izveidots un konfigurēts sprādzes pārveidotājs ar atbilstošu saules paneli, varētu sagaidīt pilnīgi optimizētu jaudu konkrētas akumulatora uzlādēšanai.

Tā kā iepriekšminētos pārveidotājus neveicina pilnīgas uzlādes pārtraukšana, var būt nepieciešama arī ārēja opamp balstīta atslēgšanas ķēde, lai iespējotu pilnībā automātiska uzlādes funkcija kā parādīts zemāk.

Pilnas uzlādes sliekšņa pievienošana Buck Converter izejai

• Parādīto vienkāršo pilnas uzlādes atslēgšanas ķēdi varētu pievienot jebkuram no pārveidotāju pārveidotājiem, lai nodrošinātu, ka akumulators nekad nav pārāk uzlādēts, tiklīdz tas ir sasniedzis norādīto pilnas uzlādes līmeni.
• Iepriekšminētais buck pārveidotāja dizains ļaus jums iegūt pietiekami efektīvu un optimālu pievienotās akumulatora uzlādi.
• Lai arī šis bukses pārveidotājs sniegtu labus rezultātus, saulei rietot, efektivitāte varētu pasliktināties.
• Lai to novērstu, varētu domāt par MPPT lādētāja ķēdes izmantošanu, lai iegūtu visoptimālāko izejas spriegumu.
• Tātad Buka ķēde kopā ar pašoptimizējošu MPPT ķēdi varētu palīdzēt maksimāli samazināt pieejamo saules gaismu.
• Es jau paskaidroju a saistītā ziņa vienā no maniem iepriekšējiem ierakstiem to pašu varēja piemērot, projektējot saules invertora ķēdi

Saules Invertors bez Buck Converter vai MPPT

Iepriekšējā sadaļā mēs iemācījāmies projektēt saules invertoru, izmantojot sprieguma pārveidotāju invertoriem ar zemāku akumulatora sprieguma pakāpi nekā paneli un kurus paredzēts darboties nakts laikā, izmantojot to pašu akumulatoru, kas tika uzlādēts dienas laikā.

Tas gluži pretēji nozīmē, ka, ja akumulatora spriegums tiek kaut kā uzlabots, lai tas aptuveni atbilstu paneļa spriegumam, tad varētu izvairīties no konvertētāja.

Tas var attiekties arī uz invertoru, kuru, iespējams, paredzēts darbināt LIVE dienas laikā, tas nozīmē vienlaicīgi, kamēr panelis ražo elektrību no saules gaismas.

Vienlaicīgai diennakts darbībai piemēroti projektēto invertoru varētu tieši konfigurēt ar aprēķinātu saules paneli ar pareizām specifikācijām, kā parādīts zemāk.

Atkal mums jāpārliecinās, ka paneļa vidējā jauda ir lielāka par invertora slodzes maksimālo nepieciešamo jaudas patēriņu.

Pieņemsim, ka mums ir invertors, kas paredzēts darbam ar 200 vatu slodzi , tad panelis jānovērtē 250 vati, lai nodrošinātu vienmērīgu reakciju.

Tāpēc panelis varētu būt 60V, 5 amp nomināls un invertoru varēja novērtēt ap 48V, 4amp , kā parādīts šajā diagrammā:

Šajā saules invertorā paneli var redzēt tieši piestiprinātu ar invertora ķēdi, un invertors spēj radīt nepieciešamo jaudu, ja vien saules stari ir optimāli vērojami uz paneļa.

Invertors turpinātu darboties ar samērā labu izejas ātrumu tik ilgi, kamēr panelis rada spriegumu virs 45 V ...... tas ir 60 V maksimumā un, iespējams, pēcpusdienā līdz 45 V.

No iepriekš parādītās 48V invertora shēmas ir skaidrs, ka saules invertora konstrukcijai nav jābūt pārāk izšķirošai ar tās īpašībām un specifikācijām.

Lai iegūtu nepieciešamos rezultātus, jūs varat savienot jebkura veida invertoru ar jebkuru saules paneli.

Tas nozīmē, ka jūs varat sarakstā atlasiet jebkuru invertora shēmu un konfigurējiet to ar iegādāto saules paneli un sāciet gūt bezmaksas elektrību pēc saviem ieskatiem.

Vienīgie izšķirošie, bet viegli īstenojamie parametri ir invertora un saules paneļa spriegums un pašreizējās specifikācijas, kas nedrīkst atšķirties daudz, kā paskaidrots mūsu iepriekšējās diskusijās.

Sinusa viļņa Saules invertora shēma

Visi līdz šim apspriestie projekti ir paredzēti kvadrātveida viļņu izejas radīšanai, tomēr dažos gadījumos kvadrātveida vilnis varētu būt nevēlams, un tam var būt nepieciešama pastiprināta viļņa forma, kas līdzvērtīga sinusoidālajam vilnim. Šādām prasībām varētu ieviest PWM barošanas ķēdi, kā parādīts zemāk:

Piezīme. SD kļūda Nr. 5 kļūdaini tiek parādīta savienojumā ar Ct. Lūdzu, pārliecinieties, vai tas ir savienots ar iezemēto līniju, nevis ar Ct.

Iepriekš minēto saules invertora ķēdi, izmantojot PWM sinusa viļņus, var rūpīgi izpētīt rakstā ar nosaukumu 1,5 tonnu maiņstrāvas saules invertora ķēde

No iepriekš minētās apmācības tagad ir skaidrs, ka saules invertora projektēšana galu galā nav tik sarežģīta un to var efektīvi īstenot, ja esat aprīkots ar dažām pamatzināšanām par elektroniskām koncepcijām, piemēram, pārveidotājus, saules baterijas un invertorus.

Iepriekšminētā sinusoidālā versija var būt redzams šeit :

Joprojām sajaukt? Nevilcinieties izmantot komentāru lodziņu, lai paustu savas vērtīgās domas.