Solar İnvertör Devresi Nasıl Tasarlanır

Bir DC'den AC'ye invertör bir güneş paneli aracılığıyla çalıştırıldığında, buna güneş invertörü denir. Güneş paneli gücü ya doğrudan invertörü çalıştırmak için kullanılır ya da invertör pilini şarj etmek için kullanılır. Her iki durumda da inverter, şebeke şebeke gücüne bağlı olmadan çalışır.

Tasarlamak güneş invertörü devre esas olarak iki parametrenin doğru şekilde yapılandırılmasını gerektirir, yani inverter devresi ve güneş paneli özellikleri. Aşağıdaki eğitim, ayrıntıları ayrıntılı bir şekilde açıklamaktadır.

Güneş Enerjisi İnvertörü Yapmak

Eğer ilgileniyorsanız kendi güneş invertörünüzü oluşturun o zaman invertör veya dönüştürücü devreleri hakkında kapsamlı bir bilgiye sahip olmanız ve doğru güneş panelleri nasıl seçilir .

Buradan devam etmek için iki seçenek var: Bir invertör yapmanın çok karmaşık olduğunu düşünüyorsanız, bu durumda bugün her türlü şekil, boyut ve spesifikasyonda bol miktarda bulunan hazır bir invertör satın almayı tercih edebilir ve sonra basitçe öğrenebilirsiniz. sadece gerekli entegrasyon / kurulum için güneş panelleri hakkında.

Diğer seçenek, her iki muadilini de öğrenmek ve ardından adım adım kendi DIY güneş invertörünüzü oluşturmanın tadını çıkarmaktır.

Her iki durumda da güneş paneli hakkında bilgi edinmek, işlemlerin önemli bir parçası haline gelir, bu yüzden önce bu önemli cihazı öğrenelim.

Güneş Paneli Özellikleri

Bir güneş paneli, bir tür saf DC üreten güç kaynağı .

Bu DC güneş ışınlarının yoğunluğuna bağlı olduğundan, çıktı normalde tutarsızdır ve güneş ışığının konumu ve iklim koşullarına göre değişir.

Güneş paneli aynı zamanda bir güç kaynağı biçimi olmasına rağmen, transformatör veya SMPS kullanan normal ev güç kaynaklarından önemli ölçüde farklıdır. Fark, bu iki değişken arasındaki akım ve voltaj özelliklerinde bulunmaktadır.

Ev DC güç kaynaklarımız, daha yüksek miktarda akım üretecek şekilde ve belirli bir yük veya uygulamaya mükemmel şekilde uyan voltajlarla derecelendirilmiştir.

Örneğin a mobil şarj cihazı, bir akıllı telefonu şarj etmek için 1 amperde 5V üretecek şekilde donatılabilir , burada 1 amper fazlasıyla yüksektir ve 5V mükemmel uyumludur, bu da uygulama ihtiyacına göre işleri son derece verimli hale getirir.

Bir güneş paneli tam tersi olabilse de, genellikle akımdan yoksundur ve çok daha yüksek voltajlar üretecek şekilde derecelendirilebilir, bu da 12V akü invertörü, mobil şarj cihazı vb. Gibi genel DC yükleri için çok uygun olmayabilir.

Bu husus, bir solar inverter tasarlamayı biraz zorlaştırır ve teknik olarak doğru ve verimli bir sistem elde etmek için bazı hesaplamalar ve düşünmeyi gerektirir.

Doğru Güneş Panelini Seçme

İçin doğru güneş panelini seçmek , dikkate alınması gereken temel şey, ortalama güneş enerjisinin ortalama yük watt tüketiminden daha az olmaması gerektiğidir.

Diyelim ki 12V bir pilin 10 amper oranında şarj edilmesi gerekiyor, o zaman güneş paneli makul miktarda güneş ışığı olduğu sürece herhangi bir anda minimum 12 x 10 = 120 watt sağlayacak şekilde derecelendirilmelidir.

Genel olarak daha düşük voltaj ve daha yüksek akım özelliklerine sahip güneş panelleri bulmak zor olduğundan, piyasada kolayca erişilebilir olanlara (yüksek voltaj, düşük akım özelliklerine sahip) devam etmeli ve ardından koşulları buna göre azaltmalıyız.

Örneğin, yük gereksiniminiz 12V, 10 amper ise ve bu özelliklere sahip bir güneş paneli alamıyorsanız, çok uygun görünen 48V, 3 amper güneş paneli gibi uyumsuz bir eşleşme seçmek zorunda kalabilirsiniz. tedarik.

Burada panel bize voltaj avantajı sağlar ancak akım dezavantajı sağlar.

Bu nedenle, 48V / 3amp bir paneli doğrudan 12V 10 amper yükünüzle (12V 100 AH pil gibi) bağlayamazsınız çünkü bunu yapmak panel voltajını 3 amperde 12V'a düşmeye zorlar ve işleri çok verimsiz hale getirir.

48 x 3 = 144 watt panel için ödeme yapmak ve karşılığında 12 x 3 = 36 watt çıktı almak anlamına gelir ... bu iyi değil.

Optimal bir verimlilik sağlamak için, panelin voltaj avantajından yararlanmamız ve onu 'uyumsuz' yükümüz için eşdeğer bir akıma dönüştürmemiz gerekir.

Bu, bir buck dönüştürücü kullanılarak çok kolay bir şekilde yapılabilir.

Solar İnvertör Yapmak İçin Buck Dönüştürücüye İhtiyacınız Olacak

Bir kova dönüştürücü etkin bir şekilde AŞIRI Güneş panelinizden gelen voltajı eşdeğer miktarda akıma (amper) dönüştürerek optimum çıkış / giriş = 1 oran sağlar.

Burada dikkate alınması gereken birkaç husus var. Daha sonra bir inveter ile kullanmak için daha düşük voltaj oranlı bir pili şarj etmeyi düşünüyorsanız, uygulamanıza bir kova dönüştürücü uygun olacaktır.

Ancak, inverteri güç üretirken gündüz saatlerinde aynı anda güneş paneli çıkışı ile kullanmayı planlıyorsanız, bir buck konvertör gerekli olmayacaktır, bunun yerine invertörü doğrudan panele bağlayabilirsiniz. Her iki seçeneği de ayrı ayrı tartışacağız.

Özellikle pil voltajı panel voltajından çok daha düşük olduğunda, daha sonra bir invertörle kullanmak için bir pili şarj etmeniz gerekebilecek ilk durumda, bir kova dönüştürücü zorunlu olabilir.

Kova dönüştürücü ile ilgili birkaç makaleyi daha önce tartıştım ve bir güneş invertörü uygulaması için bir kova konvektörü tasarlarken doğrudan uygulanabilecek son denklemleri türettim, kavramı kolay bir şekilde anlamak için aşağıdaki iki makaleyi inceleyebilirsiniz.

Buck Dönüştürücüleri Nasıl Çalışır?

Buck Endüktöründe Gerilim, Akım Hesaplama

Yukarıdaki yazıları okuduktan sonra, bir solar inverter devresi tasarlarken bir buck konvertörünün nasıl uygulanacağını kabaca anlamış olabilirsiniz.

Formüller ve hesaplamalar konusunda rahat değilseniz, güneş paneliniz için en uygun kova dönüştürücü tasarım çıktısını elde etmek için aşağıdaki pratik yaklaşım kullanılabilir:

En Basit Buck-Dönüştürücü Devresi

Yukarıdaki diyagram, basit bir IC 555 tabanlı kova dönüştürücü devresini göstermektedir.

İki tencere görebiliriz, üst kap kova frekansını optimize eder ve alt kap PWM'yi optimize eder, bu ayarların her ikisi de C boyunca optimum yanıt almak için ince ayar yapılabilir.

BC557 transistörü ve 0,6 ohm direnç, TIP127'yi (sürücü transistörü) ayarlama işlemi sırasında aşırı akımdan korumak için bir akım sınırlayıcı oluşturur, daha sonra bu direnç değeri, daha yüksek bir sürücü transistörü ile birlikte daha yüksek akım çıkışları için ayarlanabilir.

İndüktörün seçilmesi zor olabilir .....

1) Frekans, bobin çap, daha düşük çap daha yüksek frekans gerektirir ve bunun tersi de geçerlidir,

iki) Dönüş sayısı çıkış voltajını ve ayrıca çıkış akımını etkileyecektir ve bu parametre PWM ayarlamaları ile ilgili olacaktır.

3) Telin kalınlığı, çıktı için akım sınırını belirleyecektir, tüm bunların bazı deneme yanılma ile optimize edilmesi gerekecektir.

Genel bir kural olarak, 1/2 inç çapında ve besleme voltajına eşit dönüş sayısı ile başlayın .... çekirdek olarak ferrit kullanın ve bundan sonra yukarıda önerilen optimizasyon sürecine başlayabilirsiniz.

Bu, yük özelliklerine göre eşit olarak optimize edilmiş bir düşük voltaj / daha yüksek akım çıkışı elde etmek için belirli bir yüksek voltaj / düşük akım güneş paneli ile kullanılabilen kova dönüştürücüsünün bakımını yapar ve denklemi sağlar:

(o / p watt) bölü (i / p watt) = 1'e yakın

Yukarıdaki kova dönüştürücü optimizasyonu zor görünüyorsa, muhtemelen aşağıdakileri test edebilirsiniz. PWM solar şarj cihazı kova dönüştürücü devresi seçenek:

Burada, çıkış voltajını ayarlamak için R8, R9 ve akım çıkışını optimize etmek için R13 ince ayar yapılabilir.

Buck dönüştürücüyü uygun bir güneş paneli ile oluşturup yapılandırdıktan sonra, belirli bir aküyü şarj etmek için mükemmel şekilde optimize edilmiş bir çıktı beklenebilir.

Şimdi, yukarıdaki dönüştürücüler tam bir şarj kesintisi ile kolaylaştırılmadığından, harici bir opamp tabanlı kesme devresi ek olarak bir tam otomatik şarj özelliği Aşağıda gösterildiği gibi.

Buck Dönüştürücü Çıkışına Tam Şarj Kesmesi Ekleme

• Gösterilen basit tam şarj kesme devresi, pilin belirtilen tam şarj düzeyine ulaştığında asla aşırı şarj edilmemesini sağlamak için herhangi bir dönüştürücü ile eklenebilir.
• Yukarıdaki kova dönüştürücü tasarımı, bağlı pil için makul derecede verimli ve optimum bir şarj elde etmenizi sağlayacaktır.
• Bu kova dönüştürücü iyi sonuçlar verse de güneş battıkça verimlilik bozulabilir.
• Bunun üstesinden gelmek için, kova devresinden en uygun çıkışı elde etmek için bir MPPT şarj devresi kullanmayı düşünebiliriz.
• Bu nedenle, kendi kendini optimize eden bir MPPT devresiyle birlikte bir Buck devresi, mevcut güneş ışığından maksimum düzeyde çıkmaya yardımcı olabilir.
• Zaten açıkladım bir ilgili gönderi önceki gönderilerimden birinde, aynı şey bir güneş invertörü devre tasarımı sırasında da uygulanabilir

Güneş Buck Converter veya MPPT'siz inverter

Önceki bölümde, panelden daha düşük batarya voltaj değerine sahip ve gece çalıştırılması amaçlanan eviriciler için, gündüz şarj edilen aynı bataryayı kullanarak bir kova dönüştürücü kullanarak bir solar inverter tasarlamayı öğrendik.

Bu, tersine, eğer pil voltajı, yaklaşık olarak panel voltajınınki ile eşleşecek şekilde yükseltilirse, o zaman bir dönüştürücüden kaçınılabileceği anlamına gelir.

Bu aynı zamanda gündüz LIVE çalışması, yani panel güneş ışığından elektrik üretirken aynı anda çalıştırılması amaçlanan bir invertör için de geçerli olabilir.

Eşzamanlı gündüz çalışma için, uygun şekilde tasarlanmış invertör, aşağıda gösterildiği gibi doğru özelliklere sahip hesaplanmış bir güneş paneli ile doğrudan yapılandırılabilir.

Yine, panelin ortalama watt değerinin, inverter yükünün gerekli maksimum watt tüketiminden daha yüksek olduğundan emin olmalıyız.

Diyelim ki bir 200 watt yük ile çalışacak şekilde derecelendirilmiş invertör , daha sonra panel tutarlı bir yanıt için 250 watt olarak derecelendirilmelidir.

Bu nedenle panel 60V, 5 amper değerinde olabilir ve invertör 48V, 4amp civarında derecelendirilebilir , aşağıdaki diyagramda gösterildiği gibi:

Bu güneş invertöründe, panel doğrudan invertör devresine bağlanmış olarak görülebilir ve inverter, güneş ışınları panele optimum şekilde geldiği sürece gerekli gücü üretebilir.

Panel 45V üzerinde voltaj ürettiği sürece invertör oldukça iyi bir güç çıkış hızında çalışmaya devam edecektir ...... yani zirvede 60V ve muhtemelen öğleden sonra 45V'a kadar.

Yukarıda gösterilen 48V invertör devresinden, bir güneş invertör tasarımının, özellikleri ve spesifikasyonları ile çok önemli olmasına gerek olmadığı açıktır.

İstenilen sonuçları elde etmek için her türlü invertörü herhangi bir güneş paneli ile bağlayabilirsiniz.

Yapabileceğinizi ima ediyor listeden herhangi bir inverter devresini seçin ve satın alınan bir güneş paneli ile yapılandırın ve istediğiniz zaman ücretsiz elektrik toplamaya başlayın.

Tek önemli ancak uygulaması kolay parametreler, daha önceki tartışmamızda açıklandığı gibi, çok fazla farklılık göstermemesi gereken inverter ve güneş panelinin voltaj ve akım spesifikasyonlarıdır.

Sinüs dalgası Güneş İnvertör Devresi

Şimdiye kadar tartışılan tüm tasarımların bir kare dalga çıkışı üretmesi amaçlanmıştır, ancak bazı uygulamalar için bir kare dalga istenmeyebilir ve bir sinüs dalgasına eşdeğer gelişmiş bir dalga formu gerektirebilir, bu tür gereksinimler için bir PWM beslemeli devre gösterildiği gibi uygulanabilir. altında:

Not: SD pini # 5 yanlışlıkla Ct ile bağlanmış olarak gösterilmektedir, lütfen Ct ile değil toprak hattına bağladığınızdan emin olun.

PWM sinüs dalgasını kullanan yukarıdaki güneş invertör devresi, başlıklı makalede ayrıntılı olarak incelenebilir. 1.5 ton AC solar inverter devresi

Yukarıdaki eğitimden, artık bir güneş invertörünün tasarlanmasının o kadar da zor olmadığı ve buck dönüştürücüler, güneş paneli ve invertörler gibi bazı temel elektronik kavramlar bilgisine sahipseniz verimli bir şekilde uygulanabileceği açıktır.

Yukarıdakilerin sinüs dalgası versiyonu olabilir burada görüldü :

Hala kafanız mı karıştı? Değerli düşüncelerinizi ifade etmek için yorum kutusunu kullanmaktan çekinmeyin.