Kui alalisvoolu kuni vahelduvvoolu muundurit juhitakse päikesepaneeli kaudu, nimetatakse seda päikese muunduriks. Päikesepaneelide toiteallikat kasutatakse otseselt inverteri käitamiseks või inverteri aku laadimiseks. Mõlemal juhul töötab inverter sõltumata elektrivõrgu võimsusest.

Kujundamine a päikese inverter vooluahel vajab sisuliselt kahte parameetrit, nimelt inverterahelat ja päikesepaneeli tehnilisi andmeid. Järgmine juhendaja selgitab üksikasju põhjalikult.

Päikese muunduri ehitamine

Kui olete huvitatud ehitage ise päikeseinverter siis peaksid teil olema põhjalikud teadmised muunduri või muunduri ahelatest ja nende kohta kuidas päikesepaneele õigesti valida .

Siit on kaks võimalust: kui arvate, et inverteri valmistamine on palju keeruline, võiksite sellisel juhul eelistada valmis inverteri ostmist, mis on tänapäeval rikkalikult saadaval igasuguste kuju, suuruse ja tehniliste andmetega, ning seejärel lihtsalt õppida ainult päikesepaneelide kohta vajalikuks integreerimiseks / paigaldamiseks.

Teine võimalus on õppida mõlemad kolleegid ja seejärel nautida oma DIY päikeseenergiamuunduri ehitamist.

Mõlemal juhul saab päikesepaneelide tundmaõppimine menetluse ülioluliseks osaks, nii et uurime kõigepealt selle olulise seadme kohta.

Päikesepaneeli spetsifikatsioon

Päikesepaneel pole muud kui vorm toiteallikas, mis toodab puhast alalisvoolu .

Kuna see alalisvool sõltub päikesekiirte intensiivsusest, on väljund tavaliselt ebajärjekindel ja varieerub vastavalt päikese valguse asendile ja kliimatingimustele.

Kuigi päikesepaneel on ka toiteallikas, erineb see oluliselt meie tavapärastest trafosid või SMPS-i kasutavatest toiteallikatest. Nende kahe variandi erinevus voolu ja pinge näitajates.

Meie kodu alalisvoolu toiteallikad on ette nähtud suurema vooluhulga tootmiseks ja pingetega, mis sobivad ideaalselt antud koormuse või rakendusega.

Näiteks a mobiililaadija võib olla varustatud nutitelefoni laadimiseks 5 V pingega 1 ampriga , siin on 1 ampr piisavalt palju ja 5 V on täiesti ühilduv, muutes asjad rakenduse vajaduste jaoks äärmiselt tõhusaks.

Kui päikesepaneel võib olla just vastupidine, puudub sellel tavaliselt vool ja see võib olla hinnatud palju kõrgema pinge tootmiseks, mis võib olla tohutult sobimatu üldiste alalisvoolu koormuste jaoks, näiteks 12 V aku inverter, mobiilne laadija jne.

See aspekt muudab päikeseenergia muunduri kavandamise veidi keeruliseks ning nõuab tehniliselt korrektse ja tõhusa süsteemi saamiseks mõningaid arvutusi ja mõtlemist.

Õige päikesepaneeli valimine

Sest õige päikesepaneeli valimine , tuleb arvestada põhiliselt sellega, et keskmine päikese võimsus ei tohi olla väiksem kui keskmine koormuse võimsuse tarbimine.

Oletame, et 12 V akut tuleb laadida 10-amprise kiirusega, siis peab päikesepaneel olema hinnatud nii, et see annaks igal hetkel minimaalselt 12 x 10 = 120 vatti, kuni päikest paistab mõistlikult.

Kuna üldiselt on madalama pinge ja kõrgema voolutugevusega spetsifikatsioonidega päikesepaneelide leidmine keeruline, peame liikuma edasi turul hõlpsasti kättesaadavate asjadega (kõrgepinge, nõrkvoolu tehniliste näitajatega) ja seejärel tingimused vastavalt jaotama.

Näiteks kui teie koormusvajadus on näiteks 12 V, 10 amprit ja te ei saa selle spetsifikatsiooniga päikesepaneeli, võite olla sunnitud valima sobimatu vaste, näiteks 48 V, 3 amprise päikesepaneeli, mis tundub palju teostatav hankima.

Siin annab paneel meile pingeeelise, kuid praeguse puuduse.

Seetõttu ei saa te 48V / 3amp-paneeli otse ühendada oma 12V 10-amprise koormusega (näiteks 12V 100 AH aku), kuna see sunnib paneeli pinget langema 12V-le, 3 ampril, muutes asjad väga ebaefektiivseks.

See tähendaks 48 x 3 = 144 vatti paneeli eest tasumist ja vastutasuks 12 x 3 = 36 vatti väljundi saamist ... see pole hea.

Optimaalse efektiivsuse tagamiseks peame ära kasutama paneeli pinge eeliseid ja muundama selle meie ühildumatu koormuse ekvivalentseks vooluks.

Seda saab buck converteriga väga lihtsalt teha.

Päikese muunduri valmistamiseks vajate Buck-konverterit

Buck converter teisendab efektiivselt ülejääk pinge teie päikesepaneelilt samaväärsesse vooluhulka (ampritesse), tagades optimaalse väljundi / sisendi = 1 suhte.

Siin on mõned aspektid, mida tuleb kaaluda. Kui kavatsete laadida madalama pingega akut hilisemaks inverteriga kasutamiseks, siis sobiks teie rakendusele patarei muundur.

Kuid kui kavatsete kasutada inverterit päikesepaneeli väljundiga päevasel ajal samal ajal, kui see tekitab võimsust, ei oleks buck-muundur hädavajalik, pigem võiksite inverteri otse paneeliga ühendada. Arutame mõlemat võimalust eraldi.

Esimesel juhul, kui peate võib-olla inverteriga hilisemaks kasutamiseks akut laadima, eriti kui aku pinge on paneeli pingest palju madalam, võib tungiv muundur olla hädavajalik.

Olen juba arutanud paari buck konverteriga seotud artiklit ja olen tuletanud lõplikud võrrandid, mida saab otse rakendada päikeseenergia muunduri rakenduse jaoks buck conveteri kujundamisel. Mõiste hõlpsaks mõistmiseks võite läbida järgmised kaks artiklit.

Kuidas Bucki muundurid töötavad

Bucki induktori pinge ja voolu arvutamine

Pärast ülaltoodud postituste lugemist võite olla umbes aru saanud, kuidas rakendada päikese muunduri vooluahela kujundamise ajal muundurit.

Kui teile valemid ja arvutused ei meeldi, võiksite oma päikesepaneelile kõige soodsama buck-konverteri disaini väljundi saamiseks kasutada järgmist praktilist lähenemisviisi:

Lihtsaim Buck-Converter vooluring

Ülaltoodud diagramm näitab lihtsat IC 555-l põhinevat muundurlülitust.

Näeme kahte potti, ülemine pott optimeerib võnkesagedust ja alumine pott optimeerib PWM-i, mõlemat kohandust saaks muuta optimaalse reaktsiooni saamiseks kogu C-s.

BC557 transistor ja 0,6 oomi takisti moodustavad voolupiiraja TIP127 (draiveri transistori) ülevoolu kaitsmiseks reguleerimisprotsessi ajal, hiljem saab seda takistuse väärtust reguleerida suurema voolu väljundite jaoks koos kõrgema nimega draiveri transistoriga.

Induktori valimine võib olla keeruline .....

1) Sagedus võib olla seotud sagedusega induktor läbimõõt, väiksem läbimõõt nõuab suuremat sagedust ja vastupidi,

2) Pöörete arv mõjutab väljundpinget ja ka väljundvoolu ning see parameeter oleks seotud PWM reguleerimisega.

3) Traadi paksus määraks väljundi praeguse piiri, kõik need tuleb mõne katse-eksituse meetodil optimeerida.

Rusikareeglina alustage läbimõõdust 1/2 pöördeid ja toitepingega võrdset pöörete arvu .... kasutage südamikuna ferriiti ja pärast seda võite alustada ülaltoodud soovitatud optimeerimisprotsessi.

See hoolitseb selle muunduri eest, mida saab kasutada antud kõrgema pinge / väikese vooluga päikesepaneeliga, et saada ekvivalentselt optimeeritud madalama pinge / suurema voolu väljund vastavalt koormuse spetsifikatsioonidele, mis vastab võrrandile:

(o / p vatt) jagatud (i / p vattiga) = lähedal 1

Kui ülaltoodud buck converteri optimeerimine tundub keeruline, võiksite tõenäoliselt proovida järgmist PWM päikeselaadija patarei muunduri ahel võimalus:

Siin saab väljundpinge reguleerimiseks kohandada R8, R9 ja voolu väljundi optimeerimiseks R13.

Pärast sobiva päikesepaneeliga buck konverteri ehitamist ja konfigureerimist võib antud aku laadimiseks oodata täiesti optimeeritud väljundit.

Kuna ülaltoodud muundureid ei hõlbustata täislaadimise katkestusega, võib vajada täiendavat välise opamp-põhist väljalülitusahelat täisautomaatne laadimisfunktsioon nagu allpool näidatud.

Täislaadimise katkestuse lisamine Buck Converter väljundisse

Näidatud lihtsa täislaadimise väljalülitusvõimaluse võib lisada mis tahes muunduriga, tagamaks, et aku pole kunagi üle laaditud, kui see on määratud täislaadimistasemeni jõudnud.
Ülaltoodud buck-muunduri disain võimaldab teil ühendatud akut mõistlikult tõhusalt ja optimaalselt laadida.
Kuigi see buck konverter annaks häid tulemusi, võib päikese loojudes efektiivsus halveneda.
Selle lahendamiseks võiks mõelda MPPT laadija vooluahela kasutamisele, et saada ahelast kõige optimaalsem väljund.
Nii et Bucki vooluring koos iseenesest optimeeriva MPPT-ahelaga võib aidata saadaolevast päikesevalgusest maksimaalset välja tõmmata.
Olen juba selgitanud a seotud postitus ühes minu eelmises postituses võiks sama rakendada ka päikeseinverterite vooluahela kujundamisel

Päikeseenergia Inverter ilma Bucki muunduri või MPPT-ta

Eelmises osas õppisime kujundama päikeseenergiamuundurit, kasutades muundureid inverterite jaoks, mille aku pinge on madalam kui paneelil ja mis on mõeldud kasutamiseks öösel, kasutades sama akut, mida laaditi päevasel ajal.

See tähendab vastupidi, et kui aku pinget mingil moel uuendada, et see vastaks ligikaudu paneeli pingele, siis saaks vältida muundurit.

See võib kehtida ka inverteri kohta, mis võib olla mõeldud LIVE-režiimil töötamiseks päevasel ajal, see tähendab samaaegselt, kui paneel toodab päikesevalgusest elektrit.

Samaaegseks tööks päevas saab sobiva disainiga inverteri otse konfigureerida arvutatud päikesepaneeliga, millel on õiged spetsifikatsioonid, nagu allpool näidatud.

Jällegi peame veenduma, et paneeli keskmine võimsus on suurem kui inverteri koormuse maksimaalne nõutav võimsuse tarbimine.

Oletame, et meil on inverter, mis on ette nähtud töötama 200-vatise koormusega , siis peab paneel olema järjepideva vastuse saamiseks 250 vatti.

“millised on elektrienergia põhikomponendid ”

Seetõttu võiks paneel olla 60V, 5 amprise nimiväärtusega ja muunduri võimsus võiks olla umbes 48V, 4amp , nagu on näidatud järgmisel diagrammil:

Päikese muundur ilma Bucki muunduri või MPPT-ta

Selles päikeseinverteris on paneeli näha otse inverterahelaga ühendatud ja inverter suudab toota vajalikku võimsust seni, kuni päikesekiired on paneelile optimaalselt langenud.

Inverter töötaks mõistlikult hea väljundvõimsusega seni, kuni paneel tekitab pinget üle 45 V ..., mis on tipus 60 V ja tõenäoliselt pärastlõunal 45 V.

Ülaltoodud 48V muunduri vooluahela põhjal on ilmne, et päikeseenergia muunduri disain ei pea olema oma funktsioonide ja spetsifikatsioonidega liiga oluline.

Nõutavate tulemuste saamiseks võite ühendada mis tahes tüüpi inverteri mis tahes päikesepaneeliga.

See tähendab, et saate valige loendist mis tahes muunduri vooluring ja konfigureerige see hangitud päikesepaneeliga ning hakake oma äranägemise järgi tasuta elektrit lõikama.

Ainsad üliolulised, kuid hõlpsasti rakendatavad parameetrid on inverteri ja päikesepaneeli pinge ja voolutugevus, mis ei tohi palju erineda, nagu on selgitatud meie varasemas arutelus.

Siinuslaine päikeseenergia vooluring

Kõik seni käsitletud kujundused on mõeldud ruutu väljundi tekitamiseks, kuid mõne rakenduse korral võib ruudukujuline laine olla ebasoovitav ja võib vajada siinuslainega samaväärset täiustatud lainekuju. Selliste nõuete jaoks võib PWM-i sisestatud vooluringi rakendada allpool:

Märkus: SD-tihvt nr 5 on ekslikult näidatud ühendatud Ct-ga, veenduge, et see oleks ühendatud maandusliiniga, mitte Ct-ga.

Ülaltoodud PWM siinuslaine abil kasutatavat päikeseinverterite vooluringi saab põhjalikult uurida artiklis pealkirjaga 1,5-tonnine vahelduvvoolu päikeseenergia vooluring

Ülaltoodud õpetuse põhjal on nüüd selge, et päikeseenergia muunduri kujundamine pole lõppkokkuvõttes nii keeruline ja seda saab tõhusalt rakendada, kui olete varustatud mõningate põhiteadmistega elektrooniliste kontseptsioonide kohta, nagu näiteks buck konverterid, päikesepaneel ja inverterid.

Ülaltoodud siinuslaine versioon võib olla siin nähtud :