Ak je striedač DC na AC prevádzkovaný prostredníctvom solárneho panelu, nazýva sa to solárny invertor. Napájanie solárneho panelu sa používa buď priamo na prevádzku meniča, alebo na nabíjanie batérie meniča. V obidvoch prípadoch invertor pracuje bez závislosti na sieťovom výkone.

Navrhovanie a solárny invertor obvod v zásade vyžaduje, aby boli správne nakonfigurované dva parametre, a to obvod meniča a špecifikácia solárneho panelu. Nasledujúci tutoriál podrobne vysvetľuje.

Stavba solárneho invertora

Ak máte záujem zostrojte si vlastný solárny invertor potom by ste mali mať dôkladné znalosti o obvodoch invertora alebo prevodníka a o nich ako správne vyberať solárne panely .

Odtiaľto môžete prejsť dvoma spôsobmi: Ak si myslíte, že výroba invertora je oveľa zložitejšia, v takom prípade by ste mohli uprednostniť nákup hotového invertora, ktorý je dnes hojne dostupný v najrôznejších tvaroch, veľkostiach a špecifikáciách, a potom sa jednoducho naučiť iba o solárnych paneloch pre požadovanú integráciu / inštaláciu.

Druhou možnosťou je naučiť sa náprotivky a potom si postupne budovať svoj vlastný DIY solárny invertor.

V obidvoch prípadoch sa učenie o solárnych paneloch stáva rozhodujúcou súčasťou konania, poďme sa teda najskôr oboznámiť s týmto dôležitým zariadením.

Špecifikácia solárnych panelov

Solárny panel nie je nič iné ako forma napájací zdroj, ktorý produkuje čistý jednosmerný prúd .

Pretože tento DC závisí od intenzity slnečných lúčov, je výstup zvyčajne nekonzistentný a líši sa podľa polohy slnečného svetla a klimatických podmienok.

Aj keď je solárny panel tiež formou napájania, výrazne sa líši od našich bežných domácich zdrojov napájania pomocou transformátorov alebo SMPS. Rozdiel je v prúdových a napäťových parametroch medzi týmito dvoma variantmi.

Naše domáce jednosmerné napájacie zdroje sú dimenzované na produkciu väčšieho množstva prúdu a s napätím, ktoré dokonale vyhovuje danej záťaži alebo použitiu.

Napríklad a mobilná nabíjačka môže byť vybavená tak, aby produkovala 5 V pri 1 A pre nabíjanie inteligentného telefónu , tu je 1 zosilňovač dostatočne vysoký a 5 V je dokonale kompatibilný, čo robí veci mimoriadne efektívne pre potreby aplikácie.

Zatiaľ čo solárny panel môže byť práve naopak, zvyčajne mu chýba prúd a môže byť dimenzovaný tak, aby produkoval oveľa vyššie napätie, ktoré by mohlo byť veľmi nevhodné pre všeobecné jednosmerné záťaže, ako je invertor batérií 12V, mobilná nabíjačka atď.

Tento aspekt trochu sťažuje návrh solárneho invertora a vyžaduje určité výpočty a premýšľanie, aby sa získal technicky správny a efektívny systém.

Výber správneho solárneho panelu

Pre výber správneho solárneho panelu , je potrebné vziať do úvahy to, že priemerný solárny výkon nesmie byť nižší ako priemerná spotreba energie v záťaži.

Povedzme, že 12V batériu je potrebné nabíjať rýchlosťou 10amp, potom musí byť solárny panel dimenzovaný tak, aby poskytoval minimálne 12 x 10 = 120 wattov v každom okamihu, pokiaľ bude existovať primerané množstvo slnečného žiarenia.

Pretože vo všeobecnosti je ťažké nájsť solárne panely so špecifikáciami nižšieho napätia a vyššieho prúdu, musíme pokračovať v tom, čo je na trhu ľahko dostupné (so špecifikáciami vysokého napätia a nízkeho prúdu), a potom podľa toho zmerať podmienky.

Napríklad, ak je vaša požiadavka na zaťaženie napríklad 12 V, 10 A a nie ste schopní získať solárny panel s týmito parametrami, budete pravdepodobne nútení rozhodnúť sa pre nekompatibilnú zhodu, ako napríklad 48V, 3A solárny panel, ktorý vyzerá skutočne dobre. zaobstarať.

Tu nám panel poskytuje výhodu napätia, ale súčasnú nevýhodu.

Preto nemôžete pripojiť panel 48V / 3amp priamo k záťaži 12V 10 amp (napríklad batérii 12V 100 AH), pretože by to prinútilo napätie panelu klesnúť na 12V pri 3 ampéroch, čo robí veci veľmi neefektívne.

Znamenalo by to zaplatiť za panel s výkonom 48 x 3 = 144 wattov a na oplátku získať výkon 12 x 3 = 36 wattov ... to nie je dobré.

Aby sme zaistili optimálnu účinnosť, museli by sme využiť výhodu napätia panelu a previesť ju na ekvivalentný prúd pre našu „nekompatibilnú“ záťaž.

To sa dá veľmi ľahko urobiť pomocou prevodníka dolárov.

Na výrobu solárneho invertora budete potrebovať prevodník buckov

Prevodník dolárov bude efektívne prevádzať prebytok napätia zo solárneho panelu na ekvivalentné množstvo prúdu (ampérov), čo zaisťuje optimálny pomer výstup / vstup = 1.

Existuje niekoľko aspektov, ktoré je potrebné zvážiť. Ak máte v úmysle nabiť batériu s menším napätím pre neskoršie použitie s invertorom, potom by bol pre vašu aplikáciu vhodný prevodník buck.

Ak však chcete používať striedač s výstupom solárneho panela počas dňa súčasne aj pri jeho výrobe, potom by nebol nevyhnutný prevodník buck, ale môžete ho pripojiť priamo k panelu. O obidvoch týchto možnostiach budeme diskutovať osobitne.

V prvom prípade, keď budete musieť batériu nabiť na neskoršie použitie so striedačom, najmä ak je napätie batérie oveľa nižšie ako napätie na paneli, môže byť nevyhnutne nevyhnutný prevodník buck.

Už som diskutoval o niekoľkých článkoch týkajúcich sa prevodníka buckov a odvodil som konečné rovnice, ktoré je možné priamo implementovať pri navrhovaní buckového konvektora pre aplikáciu solárneho invertora. Pre ľahké pochopenie tohto konceptu si môžete prečítať nasledujúce dva články.

Ako fungujú prevádzače Buck

Výpočet napätia, prúdu v Buck induktore

Po prečítaní vyššie uvedených príspevkov ste možno zhruba pochopili, ako implementovať prevodník buck pri navrhovaní obvodu solárneho invertora.

Ak vám vzorce a výpočty nevyhovujú, môžete na získanie najpriaznivejšieho výstupného výkonu pre prevodník buck pre váš solárny panel použiť nasledujúci praktický prístup:

Najjednoduchší obvod prevodníka buck-konvertorov

Vyššie uvedený diagram zobrazuje jednoduchý obvod prevodníka buck založený na IC 555.

Vidíme dva poty, horný pot optimalizuje frekvenciu dolára a dolný pot optimalizuje PWM, obe tieto úpravy je možné vylepšiť, aby sme dosiahli optimálnu odozvu v C.

Tranzistor BC557 a odpor 0,6 ohmov tvoria prúdový obmedzovač na ochranu TIP127 (budiaci tranzistor) pred nadprúdom počas procesu nastavenia, neskôr by sa táto hodnota odporu mohla upraviť pre výstupy s vyšším prúdom spolu s vyššie menovitým budiacim tranzistorom.

Výber tlmivky by mohol byť zložitý .....

1) Frekvencia môže súvisieť s induktor priemer, nižší priemer bude vyžadovať vyššiu frekvenciu a naopak,

dva) Počet závitov ovplyvní výstupné napätie a tiež výstupný prúd a tento parameter by súvisel s úpravami PWM.

3) Hrúbka drôtu by určovala prúdový limit pre výstup, všetky tieto bude treba optimalizovať nejakým pokusom a omylom.

Ako základné pravidlo začnite s priemerom 1/2 palca a počtom závitov rovnajúcim sa napájaciemu napätiu .... ako jadro použite ferit a potom môžete začať vyššie navrhnutý optimalizačný proces.

Toto sa stará o prevodník buck, ktorý je možné použiť s daným solárnym panelom s vyšším napätím / nízkym prúdom na získanie ekvivalentne optimalizovaného výstupu s nízkym napätím / vyšším prúdom podľa špecifikácií záťaže, čo zodpovedá rovnici:

(o / p watt) vydelený (i / p watt) = takmer 1

Ak vyššie uvedená optimalizácia konvertora buck vyzerá ťažko, pravdepodobne by ste mohli vyskúšať nasledujúce testované Obvod prevodníka solárnej nabíjačky PWM možnosť:

Tu je možné doladiť R8, R9 na úpravu výstupného napätia a R13 na optimalizáciu výstupného prúdu.

Po zostavení a nakonfigurovaní prevodníka Buck s príslušným solárnym panelom možno očakávať dokonale optimalizovaný výkon pre nabíjanie danej batérie.

Teraz, keďže vyššie uvedené prevodníky nie sú uľahčené prerušením plného nabitia, môže byť na aktiváciu nabíjania dodatočne potrebný externý vypínací obvod založený na operačnom zosilňovači. funkcia plne automatického nabíjania ako je uvedené nižšie.

Pridanie prerušenia úplného nabitia do výstupu prevodníka Buck

Zobrazený jednoduchý obvod prerušenia plného nabitia je možné pridať do ľubovoľného z buck prevodníkov na zaistenie toho, že batéria nikdy nebude nadmerne nabitá, akonáhle dosiahne špecifikovanú úroveň úplného nabitia.
Vyššie uvedená konštrukcia prevodníka buck vám umožní získať primerane efektívne a optimálne nabíjanie pripojenej batérie.
Aj keď by tento prevodník buckov poskytoval dobré výsledky, účinnosť by sa mohla znižovať, ako by zapadalo slnko.
Aby sme to mohli vyriešiť, mohlo by nás napadnúť použitie nabíjacieho obvodu MPPT na získanie najoptimálnejšieho výstupu z buckcircuit.
Takže obvod Buck v spojení so samooptimalizovaným obvodom MPPT by mohol pomôcť pri chrlení maxima z dostupného slnečného svetla.
Už som vysvetlil a súvisiaci príspevok v jednom z mojich predchádzajúcich príspevkov to isté bolo možné použiť pri návrhu obvodu solárneho invertora

Solárne Invertor bez prevodníka Buck alebo MPPT

V predchádzajúcej časti sme sa naučili navrhnúť solárny invertor s použitím buck prevodníka pre invertory s menším napätím batérie ako panel, ktoré sú určené na prevádzku v noci, s použitím rovnakej batérie, ktorá bola nabíjaná počas dňa.

To naopak znamená, že ak sa napätie batérie nejako zvýši, aby sa približne zhodovalo s napätím panelového napätia, bolo by možné vyhnúť sa buck prevodníkovi.

To môže platiť aj pre invertor, o ktorom sa predpokladá, že bude prevádzkovaný NAŽIVO počas dňa, to znamená súčasne, keď panel vyrába elektrinu zo slnečného žiarenia.

Pre simultánnu dennú prevádzku je možné vhodne navrhnutý invertor priamo nakonfigurovať pomocou vypočítaného solárneho panelu so správnymi špecifikáciami, ako je uvedené nižšie.

Opäť sa musíme uistiť, že priemerný príkon panelu je vyšší ako maximálna požadovaná spotreba wattu záťaže meniča.

Povedzme, že máme menič, ktorý pracuje so záťažou 200 wattov , potom musí byť panel dimenzovaný na 250 W pre konzistentnú odozvu.

“ako vyrobiť piezoelektrické kryštály ”

Preto by panel mohol byť 60 V, 5 A a menič by mohol byť dimenzovaný na približne 48V, 4amp , ako ukazuje nasledujúci diagram:

Solárny invertor bez prevodníka Buck alebo MPPT

V tomto solárnom invertore je panel viditeľný priamo pripojený k obvodu invertora a invertor je schopný produkovať požadovaný výkon, pokiaľ na panel optimálne dopadajú slnečné lúče.

Invertor bude stále bežať s primerane dobrým výstupným výkonom tak dlho, kým panel bude produkovať napätie nad 45 V ......, čo je 60 V na vrchole a dole až 45 V, pravdepodobne počas popoludnia.

Z vyššie uvedeného 48V invertorového obvodu je zrejmé, že solárny invertor nemusí byť z hľadiska jeho vlastností a technických parametrov príliš zásadný.

Pre získanie požadovaných výsledkov môžete k ľubovoľnému solárnemu panelu pripojiť ktorúkoľvek formu invertora.

Znamená to, že môžete vyberte ľubovoľný obvod meniča zo zoznamu , a nakonfigurujte ho pomocou obstaraného solárneho panelu a podľa potreby začnite zbierať bezplatnú elektrinu.

Jedinými rozhodujúcimi, ale ľahko implementovateľnými parametrami sú napätie a prúdové parametre striedača a solárneho panelu, ktoré sa nesmú veľmi líšiť, ako je vysvetlené v predchádzajúcej diskusii.

Obvod solárneho invertora sínusovej vlny

Všetky návrhy, ktoré sú doposiaľ diskutované, sú určené na produkciu štvorcových vĺn, avšak pre niektoré aplikácie môže byť štvorcová vlna nežiaduca a môže vyžadovať zosilnený tvar vlny ekvivalentný sínusovej vlne, pre také požiadavky je možné implementovať napájaný obvod PWM, ako je znázornené nižšie:

Poznámka: Kolík SD č. 5 je mylne zobrazený ako prepojený s Ct. Nezabudnite ho však pripojiť k zemi a nie k Ct.

Vyššie uvedený solárny invertorový obvod využívajúci sínusovú vlnu PWM je možné podrobne študovať v článku s názvom Solárny invertorový obvod 1,5 tony

Z vyššie uvedeného tutoriálu je teraz zrejmé, že navrhovanie solárneho invertora nie je koniec koncov také zložité a dalo by sa ho efektívne implementovať, ak ste vybavení základnými znalosťami elektronických konceptov, ako sú konverzie buckov, solárny panel a invertory.

Sínusová verzia vyššie uvedeného môže byť vidieť tu :