Solárny invertor pre 1,5 tonovú klimatizáciu

Tu sa naučíme, ako zostaviť solárny invertorový obvod pre 1,5 tonovú klimatizáciu (AC) na napájanie striedavého prúdu počas dňa priamo zo solárnych panelov bez závislosti na napájaní zo siete. O túto myšlienku požiadal pán Subhashish.

Hlavné špecifikácie

1,5 tonová klimatizácia zodpovedá zaťaženiu približne 1,5 x 1 200 = 1 800 wattov, čo je dosť veľké. Na splnenie tejto impozantnej záťaže musia byť parametre solárneho panelu rovnako robustné a dimenzované s dostatočne vysokými parametrami napätia a prúdu.

Solárne panely sú všeobecne dimenzované na nižšie prúdy v porovnaní s ich menovitým napätím, ktoré zase výrazne závisí od slnečného žiarenia. Vďaka týmto parametrom je prevádzka týchto zariadení dosť neefektívna a optimálne riadenie ich napájania sa pre konečného používateľa stáva náročnou úlohou.

Aby sme to zvládli, prepracované ovládače napr Regulátor solárneho nabíjania MPPT sú navrhnuté a je možné ich efektívne implementovať na získanie maxima zo solárnych panelov výpočet solárneho panelu pre vyššie zaťaženie nie je nikdy ľahká práca pre každého príslušného technika.

Klimatizácia s hmotnosťou 1,5 tony bude pravdepodobne vyžadovať solárny panel s príkonom 2 000 W, túto hodnotu bude potrebné zistiť pomocou praktických experimentov.

Klimatizáciou bude zvyčajne zariadenie napájané z 220 V alebo 120 V, a preto bude treba panel ideálne dimenzovať aj na toto napätie, aby bolo možné dosiahnuť čo najefektívnejšie výsledky bez použitia zložitých obvodov ovládača.

To je možné realizovať použitím 60V panelov v sérii, čo znamená, že by ich potrebovalo 5 takýchto panelov
byť pripojený k sérii, pričom každá tabuľa je dimenzovaná na 2000/300 = 6,66 ampérov, alebo by prakticky stačila hodnota 10amp.

Toto napätie bude čisto jednosmerné, preto ho bude pri prevádzke klimatizácie potrebné previesť na striedavé napätie.

Konverziu z jednosmerného prúdu na striedavý prúd je možné jednoducho vykonať pomocou a celý mostíkový invertorový obvod ako je uvedené nižšie:

Schéma zapojenia a opis

IC IRS2453 umožňuje extrémne ľahké vytvorenie efektívneho obvodu úplného mostového invertora. Ako je vidno, výstup integrovaného obvodu potrebuje iba 4 M kanálové mosfety, ktoré je treba integrovať, aby bolo možné vykonať akcie úplného mostového invertora.

Integrovaný obvod má zabudovaný oscilátor, takže na spustenie zobrazeného obvodu integrovaného obvodu IRS2453 nie je potrebný žiadny externý stupeň oscilátora. Sieť Rt, Ct spojená s IC určuje prevádzkovú frekvenciu invertora a má byť nastavená na 50 Hz alebo 60 Hz v závislosti od toho, či je prevádzkové napätie klimatizácie 220 V alebo 120 V.

IC 555 zobrazená vľavo od konštrukcie je použitá na generovanie napájania PWM s ekvivalentom sínusovej vlny pre výstup celého mostíka invertora.

Kontrolovaná PWM z IC 555 je privádzaný do brán nízkofrekvenčných mosfetov cez vyrovnávací tranzistorový stupeň vyrobený cez páry BC547 / BC557.

Vyššie uvedený príkon PWM pomáha záťaži pracovať s optimalizovaným RMS a striedavým prúdom, pri ktorom sa dá očakávať, že bude blízkym ekvivalentom sínusového priebehu striedavého prúdu v sieti.

Je potrebné správne nastaviť dva hrnce spojené s IC 555, kým sa pre klimatizáciu nezistí požadovaný RMS a tvar vlny.

Špecifikácie solárnych panelov

300 V zo solárneho panelu je vidno prepojených s vysokofrekvenčnými odtokmi MOSFET, ktoré sa znižujú na 15 V prostredníctvom uvedených 33 K, a 15 V zenerovou diódou na zabezpečenie bezpečného prevádzkového napätia Vcc pre dva integrované obvody.

Po implementácii a vhodnom nastavení vyššie uvedených postupov je možné navrhnutú 1,5 tonovú klimatizáciu efektívne prevádzkovať po celý deň iba pomocou solárnych panelov bez potreby akýchkoľvek sieťových alebo energetických vstupov.