Według Krajowego Laboratorium Energii Odnawialnej, światło słoneczne odbierane przez Ziemię w ciągu jednej godziny wystarczy, aby zaspokoić roczne zapotrzebowanie na energię wszystkich ludzi na całym świecie. Energia słoneczna nadaje się do ogrzewania i wytwarzania energii elektrycznej za pomocą ogniw fotowoltaicznych (PVC). Energia słoneczna może ograniczyć zmiany klimatyczne, ponieważ nie wytwarza emisji dwutlenku węgla. W tym artykule omówimy hybrydową ładowarkę słoneczną.
Energia słoneczna jest najlepszą alternatywą, która może zastąpić paliwa kopalne, takie jak węgiel i gaz, do wytwarzania energii elektrycznej, która powoduje zanieczyszczenie powietrza, wody i gleby. Energię słoneczną (tj. Energię w postaci prądu stałego) można przechowywać w baterii do wykorzystania w przyszłości.
Sprawność konwersji ogniwa słonecznego to procent energii słonecznej padającej na ogniwo fotowoltaiczne, która jest przetwarzana na użyteczną energię elektryczną.
Hybrydowa ładowarka słoneczna
Sprawność systemu ładowania słonecznego zależy od warunków pogodowych. Panele słoneczne generują najwięcej energii elektrycznej w pogodne dni z dużym nasłonecznieniem. Zwykle panel słoneczny dostaje od czterech do pięciu godzin jasnego światła słonecznego w ciągu dnia. Pochmurna pogoda wpływa na proces ładowania akumulatora i akumulator nie jest w pełni naładowany.
Ta prosta hybrydowa ładowarka słoneczna może rozwiązać ten problem. Może ładować akumulator zarówno przy użyciu energii słonecznej, jak i zasilania sieciowego. Gdy moc wyjściowa z panelu słonecznego przekracza 12 woltów, akumulator ładuje się za pomocą energii słonecznej, a gdy napięcie wyjściowe spada poniżej 12 woltów, akumulator ładuje się z sieci prądu przemiennego.
Obwód hybrydowej ładowarki słonecznej
Poniższy rysunek przedstawia hybrydowy obwód ładowarki słonecznej. Następujące komponenty sprzętowe wymagane do zbudowania hybrydowego obwodu ładowarki słonecznej.
- Panel słoneczny 12 V, 10 W (podłączony do SP1)
- Wzmacniacz operacyjny CA3130 (IC1)
- Przekaźnik z pojedynczym przełączaniem 12 V (RL1)
- 1N4007 Diody
- Transformator obniżający napięcie X1
- Tranzystor BC547 (T1)
- Kilka innych komponentów RLC
Obwód hybrydowej ładowarki słonecznej
Panel słoneczny 10 W, 12 V.
W tym obwodzie użyliśmy 10-watowego, 12-woltowego panelu słonecznego. Zapewni wystarczającą moc do naładowania akumulatora 12 V.
Panel słoneczny 10 W, 12 V.
Ten moduł 10w-12v to zestaw 36 wielokrystalicznych krzemowych ogniw słonecznych o podobnej wydajności, połączonych szeregowo w celu uzyskania 12-woltowego wyjścia.
Te ogniwa słoneczne są zamontowane na wytrzymałej ramie z anodyzowanego aluminium, która zapewnia wytrzymałość. Dla każdego szeregu 18 ogniw zainstalowana jest jedna dioda bocznikująca. Komórki te są laminowane między szkłem hartowanym o wysokiej przepuszczalności, o niskiej zawartości żelaza, o grubości 3 mm, a arkuszem materiału Tedlar Polyester Tedlar (TPT) przez dwa arkusze etylenu i octanu winylu (EVA). Taka konfiguracja chroni przed wnikaniem wilgoci do modułu.
Kluczowe cechy
- 36 wysokowydajnych krzemowych ogniw słonecznych
- Zoptymalizowana wydajność modułu przy napięciu znamionowym 12 V DC
- Pomiń diody, aby uniknąć efektu gorącego punktu
- Komórki są osadzone w arkuszu TPT i EVA
- Atrakcyjne, stabilne, wytrzymałe, anodowane aluminiowe ramy z wygodnymi
- Wstępnie okablowane z systemami szybkiego łączenia
Obwód hybrydowej ładowarki słonecznej działa
W słonecznym słońcu panel słoneczny 12 V, 10 W dostarcza do 17 woltów prądu stałego przy prądzie 0,6 ampera. Dioda D1 zapewnia ochronę przed odwrotną polaryzacją, a kondensator C1 buforuje napięcie z panelu słonecznego. Wzmacniacz operacyjny IC1 jest używany jako prosty komparator napięcia.
Dioda Zenera ZD1 dostarcza napięcie odniesienia 11 woltów na wejście odwracające układu scalonego IC1. Nieodwracające wejście wzmacniacza operacyjnego pobiera napięcie z panelu słonecznego przez R1.
Działanie obwodu jest proste. Gdy moc wyjściowa z panelu słonecznego jest większa lub równa 12 woltów, dioda Zenera ZD1 przewodzi i dostarcza 11 woltów do zacisku odwracającego IC1.
Ponieważ nieodwracające wejście wzmacniacza operacyjnego otrzymuje w tym czasie wyższe napięcie, wyjście komparatora staje się wysokie. Zielona dioda LED1 świeci się, gdy wyjście komparatora jest wysokie.
Tranzystor T1 przewodzi wtedy i przekaźnik RL1 jest zasilany. W ten sposób akumulator jest ładowany prądem z panelu słonecznego przez normalnie otwarte (N / O) i wspólne styki przekaźnika RL1.
Dioda LED2 sygnalizuje ładowanie baterii. Kondensator C3 zapewnia czyste przełączanie tranzystora T1. Dioda D2 chroni tranzystor T1 przed tylnym EMF a dioda D3 zapobiega rozładowaniu prądu akumulatora w obwodzie.
Gdy moc wyjściowa z panelu słonecznego spadnie poniżej 12 V, wyjście komparatora staje się niskie, a przekaźnik wyłącza się. Teraz akumulator jest ładowany prądem z zasilacza opartego na transformatorze przez normalnie zamknięte (N / C) i wspólne styki przekaźnika.
Ten zasilacz zawiera transformator obniżający napięcie X1, diody prostownicze D4 i D5 oraz kondensator wygładzający C4.
Testowanie
Aby przetestować obwód pod kątem prawidłowego działania, należy postępować zgodnie z poniższymi instrukcjami:
- Zdejmij panel słoneczny ze złącza SP1 i podłącz źródło zmiennego napięcia DC.
- Ustaw napięcie poniżej 12V i powoli je zwiększaj.
- Gdy napięcie osiąga 12 V i przekracza wartość logiczną w punkcie testowym TP2, zmienia się z niskiego na wysoki.
- Napięcie zasilające z transformatora można sprawdzić w punkcie pomiarowym TP3.
Zastosowania hybrydowej ładowarki słonecznej
W ostatnich dniach proces wytwarzania energii elektrycznej ze światła słonecznego cieszy się większą popularnością niż inne alternatywne źródła, a panele fotowoltaiczne są całkowicie wolne od zanieczyszczeń i nie wymagają skomplikowanej konserwacji. Oto kilka przykładów.
- Hybrydowy system ładowania słonecznego używany do wielu źródeł energii w celu zapewnienia ciągłego zasilania rezerwowego dla innych źródeł.
- Światła uliczne wykorzystują ogniwa słoneczne do przekształcania światła słonecznego w ładunek prądu stałego. Ten system wykorzystuje kontroler ładowania słonecznego do przechowywania prądu stałego w bateriach i wykorzystuje go w wielu obszarach.
- Systemy domowe wykorzystują moduł PV do zastosowań domowych.
A więc chodzi o projekt hybrydowego obwodu ładowarki słonecznej. Mam nadzieję, że przeszedłeś przez to bardzo dobrze. więcej informacji na temat projekty inżynierskie oparte na energii słonecznej lub jakiekolwiek pytania dotyczące tego artykułu prosimy o podzielenie się w sekcji komentarzy poniżej.
