Šajā rakstā mēs centīsimies izprast saules invertora pamatjēdzienu un arī to, kā izveidot vienkāršu, bet jaudīgu saules invertora ķēdi.

Saules enerģija mums ir plaši pieejama un to var brīvi izmantot, turklāt tas ir neierobežots, nebeidzams dabisks enerģijas avots, kas mums visiem ir viegli pieejams.

Kas ir tik svarīgs par saules invertoriem?

Patiesībā saules invertoriem nav nekā būtiska. Jūs varat izmantot jebkuru normāla invertora ķēde , piesaistiet to ar saules bateriju un iegūstiet nepieciešamo invertora līdzstrāvas un maiņstrāvas izvadi.

To sakot, jums, iespējams, būs jāizvēlas un konfigurēt specifikācijas pareizi, pretējā gadījumā jūs varat riskēt sabojāt invertoru vai izraisīt neefektīvu jaudas pārveidošanu.

Kāpēc Solar Inverter

Mēs jau esam apsprieduši, kā izmantot saules baterijas elektroenerģijas ražošanai no saules vai saules enerģijas, šajā rakstā mēs apspriedīsim vienkāršu kārtību, kas ļaus mums izmantot saules enerģiju mūsu sadzīves tehnikas darbināšanai.

Saules panelis spēj pārvērst saules starus līdzstrāvā zemākā potenciāla līmenī. Piemēram, var noteikt saules paneli, lai optimālos apstākļos darbinātu 36 voltus pie 8 ampēriem.

Tomēr šo jaudas lielumu mēs nevaram izmantot sadzīves tehnikas darbināšanai, jo šīs ierīces var darboties tikai ar tīkla potenciālu vai pie sprieguma diapazonā no 120 līdz 230 V.

Turklāt strāvai jābūt maiņstrāvai, nevis līdzstrāvai, kā parasti saņem no saules paneļa.

Mēs esam saskārušies ar vairākiem invertora shēmas ievietots šajā emuārā, un mēs esam izpētījuši, kā viņi strādā.

Invertorus izmanto, lai pārveidotu un palielinātu zemsprieguma akumulatora enerģiju augstsprieguma maiņstrāvas tīklā.

Tāpēc invertorus var efektīvi izmantot, lai pārveidotu līdzstrāvu no saules paneļa par tīkla izvadiem, kas atbilstoši darbinātu mūsu sadzīves iekārtas.

Pārsvarā invertoros pārveidošana no zema potenciāla uz paaugstinātu tīkla līmeni kļūst iespējama lielās strāvas dēļ, kas parasti ir pieejama no līdzstrāvas ieejām, piemēram, akumulatora vai saules paneļa. Kopējā jauda paliek nemainīga.

Izpratne par sprieguma strāvas specifikācijām

Piemēram, ja invertoram piegādājam 36 voltu @ 8 ampēru ieeju un iegūstam 220 V @ 1,2 ampēru jaudu, tas nozīmētu, ka mēs vienkārši pārveidojām ievades jaudu 36 × 8 = 288 vati 220 × 1,2 = 264 vatos.

Tāpēc mēs varam redzēt, ka tā nav maģija, tikai attiecīgo parametru modifikācijas.

Ja saules panelis spēj radīt pietiekami daudz strāvas un sprieguma, tā izeju var izmantot invertora un pievienoto sadzīves tehnikas tiešai darbībai, kā arī vienlaikus akumulatora uzlādēšanai.

Var izmantot uzlādētu akumulatoru strāvas padeve caur invertoru , nakts laikā, kad saules enerģijas nav.

Tomēr, ja saules panelis ir mazāka izmēra un nespēj radīt pietiekami daudz enerģijas, to var izmantot tikai akumulatora uzlādēšanai un tas ir noderīgs invertora darbināšanai tikai pēc saulrieta.

Ķēdes darbība

Atsaucoties uz shēmas shēmu, mēs varam redzēt vienkāršu uzstādīšanu, izmantojot saules paneli, invertoru un akumulatoru.

Trīs vienības ir savienotas caur a saules regulatora ķēde kas sadala enerģiju attiecīgajām vienībām pēc attiecīgiem noteikumiem par saņemto enerģiju no saules paneļa.

Pieņemot, ka spriegums ir 36 un strāva ir 10 ampēri no saules paneļa, invertoru izvēlas ar ieejas darba spriegumu 24 volti @ 6 ampēri, nodrošinot kopējo jaudu aptuveni 120 vati.

Daļa saules paneļu ampēra, kas ir aptuveni 3 ampēri, tiek taupīta akumulatora uzlādēšanai, kuru paredzēts izmantot pēc saulrieta.

Mēs arī pieņemam, ka saules panelis ir uzstādīts virs a saules izsekotājs lai tas spētu izpildīt noteiktās prasības, kamēr saule ir redzama virs debesīm.

36 voltu ieejas jauda tiek lietota regulatora ieejai, kas to apgriež līdz 24 voltiem.

Slodze, kas savienota ar invertora izeju, tiek izvēlēta tā, lai tā nepiespiestu invertoru no saules paneļa vairāk par 6 ampēriem. No atlikušajiem 4 ampēriem akumulatoram tiek piegādāti 2 ampēri, lai to uzlādētu.

Atlikušie 2 ampēri netiek izmantoti, lai saglabātu visas sistēmas labāku efektivitāti.

Shēmas ir visas tās, kas jau ir apskatītas manos emuāros. Mēs varam redzēt, kā tās ir saprātīgi konfigurētas viena otrai nepieciešamo darbību veikšanai.

Lai iegūtu pilnīgu apmācību, lūdzu, skatiet šo rakstu: Saules invertora apmācība

LM338 lādētāja sadaļas detaļu saraksts

Visiem rezistoriem ir 1/4 vatu 5% CFR, ja vien nav norādīts.
R1 = 120 omi
P1 = 10K katls (2K ir parādīts nepareizi)
R4 = aizstāt iit ar saiti
R3 = 0,6 x 10 / AH akumulators
Transistors = BC547 (nevis BC557, tas ir kļūdaini parādīts)
Regulatora IC = LM338
Invertora sadaļas detaļu saraksts
Visas detaļas ir 1/4 vatu, ja vien nav norādīts
R1 = 100k katls
R2 = 10K
R3 = 100K
R4, R5 = 1K
T1, T2 = IRF540
N1 --- N4 = IC 4093

Atlikušās dažas detaļas nav jānorāda, un tās var nokopēt, kā parādīts diagrammā.

Akumulatoru lādēšanai līdz 250 Ah

Iepriekšminētās ķēdes lādētāja sadaļu var atbilstoši modernizēt, lai varētu uzlādēt lielas strāvas baterijas no 100 AH līdz 250 Ah.

Priekš 100Ah akumulators jūs varat vienkārši nomainīt LM338 ar LM196 kas ir LM338 10 amp versija.

Piekaramais tranzistors TIP36 ir atbilstoši integrēts IC 338, lai atvieglotu nepieciešamo augstas strāvas uzlāde .

TIP36 izstarojošais rezistors ir jāaprēķina atbilstoši, pretējā gadījumā tranzistors var vienkārši nopūsties, dariet to ar izmēģinājumu un kļūdu metodi, sākotnēji sāciet ar 1 omi, pēc tam pakāpeniski turpiniet to samazināt, līdz izejā kļūst sasniedzams nepieciešamais strāvas daudzums.

lieljaudas saules invertors ar lielas strāvas akumulatora lādētāju

PWM funkcijas pievienošana

Lai nodrošinātu fiksētu 220 V vai 120 V izeju, iepriekš minētajiem dizainparaugiem varētu pievienot PWM vadību, kā parādīts šajā diagrammā. Kā redzams, vārti N1, kas būtībā ir konfigurēts kā 50 vai 60 Hz oscilators, ir uzlabots ar diodēm un trauku, lai iespējotu mainīgu darba cikla opciju.

Pielāgojot šo katlu, mēs varam piespiest oscilatoru radīt frekvences ar dažādiem ieslēgšanas / izslēgšanas periodiem, kas savukārt ļaus mosfets, lai ieslēgtu un izslēgtu ar tādu pašu likmi.

Pielāgojot mosfet ON / OFF laiku, mēs proporcionāli varam mainīt strāvas indukciju transformatorā, kas galu galā ļaus mums pielāgot invertora izejas RMS spriegumu.

Kad izejas RMS ir fiksēts, invertors spēs radīt pastāvīgu jaudu neatkarīgi no saules sprieguma izmaiņām, līdz, protams, spriegums, protams, nokrītas zem transformatora primārā tinuma sprieguma specifikācijas.

Saules invertors, izmantojot IC 4047

Kā aprakstīts iepriekš, jūs varat pievienot jebkuru vēlamo invertoru ar saules regulatoru, lai ieviestu vieglu saules invertora funkciju.

Šī diagramma parāda, cik vienkārši IC 4047 invertors var izmantot ar to pašu saules regulatoru, lai iegūtu 220 V maiņstrāvu vai 120 V maiņstrāvu no saules paneļa.

Saules invertors, izmantojot IC 555

Līdzīgi, ja jūs interesē izveidot nelielu saules invertoru, izmantojot IC 555, jūs to ļoti labi varat izdarīt, integrējot IC 555 invertors ar saules bateriju, lai iegūtu nepieciešamo 220 V maiņstrāvu.

Saules pārveidotājs, izmantojot 2N3055 tranzistoru

The 2N3055 tranzistori ir ļoti populāri starp visiem elektronikas entuziastiem. Un šis apbrīnojamais BJT ļauj jums izveidot diezgan jaudīgus invertorus ar minimālu detaļu skaitu.

Ja jūs esat viens no tiem entuziastiem, kuru atkritumu kastē ir dažas no šīm ierīcēm, un esat ieinteresēts izveidot vēsu mazu saules invertoru, izmantojot tos, šāds vienkāršs dizains var palīdzēt jums piepildīt jūsu sapni.

Vienkāršs saules pārveidotājs bez lādētāja kontroliera

Lietotājiem, kuri nav pārāk ieinteresēti iekļaut LM338 lādētāja kontrolieri, vienkāršības labad šāds vienkāršākais PV invertora dizains izskatās labi.

Pat ja akumulatoru var redzēt bez regulatora, akumulators joprojām tiks optimāli uzlādēts, ja saules panelis saņem nepieciešamo pietiekamo daudzumu tiešas saules.

Dizaina vienkāršība norāda arī uz to, ka svina skābes akumulatori galu galā nav tik grūti uzlādēt.

Atcerieties, ka pilnībā izlādētā akumulatora (zem 11 V) akumulatora uzlāde var prasīt vismaz 8 stundas līdz 10 stundas, līdz invertoru var ieslēgt vajadzīgajai 12 V līdz 220 V maiņstrāvai.

Vienkārša saules maiņstrāvas maiņa

Ja vēlaties, lai jūsu saules invertora sistēmai būtu automātiska pāreja no saules paneļa uz tīkla maiņstrāvu, varat pievienot šādas releja modifikācijas LM338 / LM196 regulatora ieejai:

12V adapteris jānovērtē atbilstoši akumulatora spriegumam un Ah specifikācijām. Piemēram, ja akumulatora nominālā vērtība ir 12 V 50 Ah, tad 12 V adapteri var novērtēt no 15 V līdz 20 V un 5 ampēriem

Saules pārveidotājs, izmantojot Buck Converter

Iepriekšminētajā diskusijā mēs uzzinājām, kā izveidot vienkāršu saules invertoru ar akumulatora lādētāju, izmantojot lineāros IC, piemēram, LM338, LM196 , kas ir lieliski, ja saules paneļa spriegums un strāva ir tāda pati kā invertora prasības.

Šādos gadījumos invertora jauda ir maza un ierobežota. Inverteru slodzēm ar ievērojami lielāku jaudu arī saules paneļa izejas jaudai būs jābūt lielai un vienādai ar prasībām.

Šajā scenārijā saules paneļa strāvai būs jābūt ievērojami lielai. Bet, tā kā saules bateriju panelis ir pieejams ar lielu strāvu, zemspriegums, kas padara augstas jaudas saules invertoru no 200 vatu līdz 1 kva, nešķiet viegli izpildāms.

Tomēr augstsprieguma, vājas strāvas saules paneļi ir viegli pieejami. Un tā kā jauda ir W = V x I , saules paneļi ar augstāku spriegumu var viegli veicināt lielāku saules enerģijas paneli.

Tas nozīmē, ka šos augstsprieguma saules paneļus nevar izmantot zemsprieguma, augstas jaudas invertora lietojumiem, jo spriegumi, iespējams, nav saderīgi.

Piemēram, ja mums ir 60 V, 5 Amp saules bateriju panelis un 12 V 300 vatu invertors, kaut arī abu kolēģu jaudas vērtējums var būt līdzīgs, tos nevar savienot sprieguma / strāvas atšķirību dēļ.

Tas ir, ja a buck pārveidotājs ir ļoti ērts, un to var izmantot, lai pārvērstu lieko saules paneļa spriegumu pārmērīgā strāvā un pazeminātu lieko spriegumu atbilstoši invertora prasībām.

300 vatu saules invertora ķēdes izgatavošana

Pieņemsim, ka mēs vēlamies izveidot 300 vatu 12 V invertora ķēdi no saules paneļa, kura nominālā ir 32 V, 15 ampēri.

Tam mums būs nepieciešama izejas strāva 300/12 = 25 ampēri no buck pārveidotāja.

Šis vienkāršais konvertētājs no ti.com izskatās ārkārtīgi efektīvs, nodrošinot nepieciešamo jaudu mūsu 300 vatu saules invertoram.

Mēs izlabojam svarīgos pārveidotāja parametrus, kā norādīts šādos aprēķinos:

Projektēšanas prasības
• Saules paneļa spriegums VI = 32 V
• Buka pārveidotāja izeja VO = 12 V
• Buka pārveidotāja izeja IO = 25 A
• Buka pārveidotāja darbības frekvence fOSC = 20 kHz pārslēgšanās frekvence
• VR = 20 mV no maksimuma līdz maksimumam (VRIPPLE)
• ΔIL = 1,5-A induktora strāvas maiņa

d = darba cikls = VO / VI = 12 V / 32 V = 0,375
f = 20 kHz (projektēšanas mērķis)
tonna = ieslēgšanās laiks (S1 slēgts) = (1 / f) × d = 7,8 μs
toff = izslēgtais laiks (S1 atvērts) = (1 / f) - tonna = 42,2 μs
L ≉ (VI - VO) × tonna / ΔIL
≉ [(32 V - 12 V) × 7,8 μs] / 1,5 A
≉ 104 μH

Tas sniedz mums buck pārveidotāja induktora specifikācijas. Vadu SWG var optimizēt, izmantojot dažus izmēģinājumus un kļūdas. 16 SWG super emaljēta vara stieplei jābūt pietiekami labai, lai apstrādātu 25 ampēru strāvu.

Buka pārveidotāja izejas filtra kondensatora aprēķināšana

Pēc izejas sprieguma induktora noteikšanas izejas filtra kondensatora vērtību var izstrādāt, lai tā atbilstu izejas pulsācijas specifikācijām. Elektrolītisko kondensatoru varētu iedomāties kā virknes induktivitātes, pretestības un kapacitātes attiecības. Lai piedāvātu pienācīgu pulsācijas filtrēšanu, pulsācijas frekvencei jābūt daudz zemākai par frekvencēm, kur virknes induktivitāte kļūst kritiska.

Tāpēc abi izšķirošie elementi ir kapacitāte un faktiskā sērijas pretestība (ESR). augstāko ESR aprēķina saskaņā ar saistību starp izvēlēto pulsācijas spriegumu no maksimuma līdz maksimumam un pulsācijas strāvas augstumu.

ESR = ΔVo (pulsācija) / ΔIL = V / 1,5 = 0,067 omi

Zemākā C kapacitātes vērtība, kas ieteicama, lai rūpētos par VO pulsācijas spriegumu pie mazāka par 100 mV projektēšanas prasību, ir izteikta šādos aprēķinos.

C = ΔIL / 8fΔVo = 1,5 / 8 x 20 x 10³x 0,1 V = 94 uF , kaut arī augstāks par to tikai uzlabos bukas pārveidotāja izejas pulsācijas reakciju.

Saules invertora izejas iestatīšana

Lai precīzi iestatītu izeju 12 V, 25 ampēri, mums jāaprēķina rezistori R8, R9 un R13.

R8 / R9 izlemj izejas spriegumu, kuru varētu pielāgot, nejauši izvēloties 10K R8 un 10k pot R9. Pēc tam noregulējiet 10K pot, lai iegūtu precīzu invertora izejas spriegumu.

R13 kļūst par pašreizējo sensoru rezistoru sprādzes pārveidotājam, un tas nodrošina, ka invertors nekad nespēj no paneļa iegūt vairāk nekā 25 ampēri strāvu, un šādā gadījumā tas tiek izslēgts.

Rezistori R1 un R2 nosaka aptuveni 1 V atsauci TL404 iekšējo strāvu ierobežojošā op ampēra invertējošajai ieejai. Rezistors R13, kas ir virknē savienots ar slodzi, piegādā 1 V strāvu ierobežojošās kļūdas op amp neinvertējošajam terminālim, tiklīdz invertora strāva izplešas līdz 25 A. Tādējādi BJT PWM ir atbilstoši ierobežots līdz kontrolēt turpmāku strāvas ieplūdi. R13 vērtību aprēķina, kā norādīts zemāk:

R13 = 1 V / 25 A = 0,04 omi

Jauda = 1 x 25 = 25 vati

Kad iepriekšminētais buck pārveidotājs ir uzbūvēts un pārbaudīts, vai nepieciešams pārsniegt paneļa spriegumu pārmērīgai izejas strāvai, ir pienācis laiks savienot jebkuru labu 300 vatu invertors ar buck pārveidotāju, izmantojot šādu blokshēmu:

“3 fāžu un vienfāzes motori ”

Saules pārveidotājs / lādētājs zinātnes projektam

Nākamajā rakstā ir paskaidrota vienkārša saules invertora shēma iesācējiem vai skolas skolēniem.

Šeit akumulators vienkāršības labad ir tieši savienots ar paneli, un automātiska pārslēgšanas releja sistēma akumulatora pārslēgšanai uz invertoru, ja nav saules enerģijas.

Circuit pieprasīja Swati Ojha kundze.

Ķēdes posmi

Ķēde galvenokārt sastāv no diviem posmiem, ti: a vienkāršs invertors , un automātiskā releja pārslēgšana.

Dienas laikā tik ilgi saules gaisma paliek samērā spēcīga, paneļa spriegumu izmanto akumulatora uzlādēšanai un arī invertora barošana izmantojot releja pārslēgšanas kontaktus.

Automātiskās pārslēgšanas ķēdes sākotnējais iestatījums ir iestatīts tā, lai attiecīgais relejs izslēgtos, kad paneļa spriegums nokrītas zem 13 voltiem.

Iepriekš minētā darbība atvieno saules paneli no invertora un savieno uzlādēto akumulatoru ar invertoru, lai izejas slodzes turpinātu darboties, izmantojot akumulatora enerģiju.

Ķēdes darbība:

Rezistori R1, R2, R3, R4 kopā ar T1, T2 un transformatoru veido invertora sekciju. 12 volti, kas pielikti pāri centrālajam pieskārienam, un zeme nekavējoties iedarbina invertoru, tomēr šeit mēs nepieslēdzam akumulatoru tieši šajos punktos, drīzāk izmantojot releja maiņas posmu.

Transistors T3 ar saistītajām sastāvdaļām un relejs veido releja maiņu visā stadijā. LDR tiek turēts ārpus mājas vai vietā, kur tā var sajust dienas gaismu.

P1 sākotnējais iestatījums ir noregulēts tā, ka T3 vienkārši pārstāj vadīt un pārtrauc releju gadījumā, ja apkārtējā gaisma nokrītas zem noteikta līmeņa vai vienkārši tad, kad spriegums nokrītas zem 13 voltiem.

Tas acīmredzami notiek, kad saules gaisma kļūst pārāk vāja un vairs nespēj uzturēt noteiktos sprieguma līmeņus.

Tomēr, kamēr saules gaisma paliek spilgta, relejs paliek iedarbināts, savienojot saules paneļa spriegumu tieši ar invertoru (transformatora centra krānu), izmantojot N / O kontaktus. Tādējādi invertoru dienas laikā caur saules paneli var izmantot.

Saules paneli vienlaikus izmanto arī akumulatora uzlādēšanai, izmantojot D2 dienas laikā, lai tas pilnībā uzlādētos līdz brīdim, kad iestājas krēsla.

Saules panelis ir izvēlēts tā, lai tas nekad neradītu vairāk par 15 voltiem pat pie maksimālā saules gaismas līmeņa.
Šī invertora maksimālā jauda nebūs lielāka par 60 vatiem.

Piedāvātā saules invertora ar lādētāja ķēdi detaļu saraksts, kas paredzēts zinātnes projektiem.