Cara Merangka Litar Solar Inverter

Apabila penyongsang DC ke AC dikendalikan melalui panel solar, ia dipanggil penyongsang solar. Tenaga panel solar digunakan secara langsung untuk mengendalikan penyongsang atau digunakan untuk mengecas bateri penyongsang. Dalam kedua-dua kes, penyongsang berfungsi tanpa bergantung pada kuasa grid utiliti utama.

Merancang a penyongsang solar litar pada dasarnya memerlukan dua parameter untuk dikonfigurasi dengan betul, iaitu litar penyongsang dan spesifikasi panel solar. Tutorial berikut menerangkan perinciannya secara menyeluruh.

Membina Solar Inverter

Sekiranya anda berminat untuk membina penyongsang solar anda sendiri maka anda semestinya mempunyai pengetahuan mendalam mengenai litar penyongsang atau penukar, dan mengenai cara memilih panel solar dengan betul .

Terdapat dua pilihan untuk pergi dari sini: Sekiranya anda fikir membuat penyongsang jauh lebih rumit, sekiranya anda lebih suka membeli penyongsang siap pakai yang banyak tersedia hari ini dalam pelbagai bentuk, saiz dan spesifikasi, dan kemudian belajar hanya mengenai panel solar untuk integrasi / pemasangan yang diperlukan.

Pilihan lain adalah mempelajari kedua rakan sejawat dan kemudian menikmati membina inverter solar DIY anda sendiri.

Dalam kedua-dua kes, belajar mengenai panel suria menjadi bahagian penting dalam proses, jadi mari kita pelajari terlebih dahulu mengenai peranti penting ini.

Spesifikasi Panel Suria

Panel solar tidak lain adalah bentuk bekalan kuasa yang menghasilkan DC tulen .

Oleh kerana DC ini bergantung pada intensitas sinar matahari, outputnya biasanya tidak konsisten dan berbeza dengan kedudukan cahaya matahari dan keadaan iklim.

Walaupun panel solar juga merupakan bentuk bekalan kuasa, ia jauh berbeza dengan bekalan kuasa rumah biasa kita menggunakan transformer atau SMPS. Perbezaannya adalah pada spesifikasi arus dan voltan antara kedua varian ini.

Bekalan kuasa DC di rumah kami dinilai untuk menghasilkan arus yang lebih tinggi, dan dengan voltan yang sesuai dengan beban atau aplikasi tertentu.

Contohnya a pengecas mudah alih mungkin dilengkapi untuk menghasilkan 5V pada 1 amp untuk mengecas telefon pintar , di sini 1 amp sangat tinggi dan 5V serasi dengan sempurna, menjadikan semuanya sangat efisien untuk keperluan aplikasi.

Manakala panel suria mungkin sebaliknya, biasanya kekurangan arus dan boleh dinilai untuk menghasilkan voltan yang jauh lebih tinggi, yang mungkin sangat tidak sesuai untuk beban DC umum seperti penyongsang bateri 12V, pengecas mudah alih dll.

Aspek ini menjadikan merancang penyongsang solar agak sukar dan memerlukan beberapa pengiraan dan pemikiran untuk mendapatkan sistem yang betul dan efisien secara teknikal.

Memilih Panel Suria yang Tepat

Untuk memilih panel solar yang betul , perkara asas yang perlu dipertimbangkan adalah bahawa purata watt solar tidak boleh kurang daripada purata penggunaan watt.

Katakan bateri 12V perlu dicas pada kadar 10amp, maka panel solar mesti dinilai untuk memberikan minimum 12 x 10 = 120 watt pada bila-bila masa selagi ada jumlah cahaya matahari yang munasabah.

Oleh kerana pada amnya sukar untuk mencari panel suria yang mempunyai voltan yang lebih rendah dan spesifikasi arus yang lebih tinggi, kita harus terus bergerak dengan apa yang mudah didapati di pasaran (dengan voltan tinggi, spesifikasi arus rendah), dan kemudian mengurangkan syarat yang sesuai.

Sebagai contoh jika keperluan muatan anda adalah 12V, 10 amp, dan anda tidak dapat mendapatkan panel solar dengan spesifikasi ini, anda mungkin terpaksa memilih perlawanan yang tidak sesuai seperti panel solar 48V, 3 amp yang kelihatannya layak mendapatkan.

Di sini panel memberi kita kelebihan voltan, tetapi kekurangan semasa.

Oleh itu, anda tidak dapat menyambungkan panel 48V / 3amp secara langsung dengan beban 12V 10 amp anda (seperti bateri 12V 100 AH) kerana melakukan ini akan memaksa voltan panel jatuh ke 12V, pada 3 amp menjadikan keadaan menjadi sangat tidak cekap.

Ini bermaksud membayar panel 48 x 3 = 144 watt dan sebagai gantinya mendapat output 12 x 3 = 36 watt ... itu tidak bagus.

Untuk memastikan kecekapan yang optimum, kita perlu memanfaatkan kelebihan voltan panel dan mengubahnya menjadi arus yang setara untuk beban 'tidak serasi' kita.

Ini boleh dilakukan dengan mudah menggunakan penukar wang.

Anda akan memerlukan Buck-Converter untuk Membuat Solar Inverter

Penukar wang dengan berkesan akan menukar berlebihan voltan dari panel solar anda menjadi jumlah arus yang setara (amp) memastikan nisbah output / input optimum = 1.

Terdapat beberapa aspek di sini yang perlu dipertimbangkan. Sekiranya anda berhasrat untuk mengecas bateri berkadar voltan rendah untuk digunakan kemudian dengan inveter, maka penukar buck akan sesuai dengan aplikasi anda.

Walau bagaimanapun, jika anda berhasrat untuk menggunakan penyongsang dengan output panel surya pada waktu siang secara serentak semasa kuasa penjanaannya, maka penukar buck tidak penting, sebaliknya anda boleh menyambungkan penyongsang secara langsung dengan panel. Kami akan membincangkan kedua-dua pilihan ini secara berasingan.

Untuk kes pertama di mana anda mungkin perlu mengecas bateri untuk digunakan kemudian dengan penyongsang terutamanya apabila voltan bateri jauh lebih rendah daripada voltan panel, maka penukar wang boleh menjadi mustahak.

Saya telah membincangkan beberapa artikel yang berkaitan dengan penukar wang dan saya telah memperoleh persamaan terakhir yang dapat dilaksanakan secara langsung semasa merancang konvensional buck untuk aplikasi penyongsang suria, anda boleh melalui dua artikel berikut untuk mendapatkan pemahaman konsep yang mudah.

Bagaimana Penukar Buck Berfungsi

Mengira Voltan, Arus dalam Induktor Buck

Setelah membaca catatan di atas, anda mungkin telah memahami secara kasar mengenai bagaimana melaksanakan penukar buck semasa merancang litar penyongsang solar.

Sekiranya anda tidak selesa dengan formula dan pengiraan, pendekatan praktikal berikut dapat digunakan untuk mendapatkan output reka bentuk penukar buck yang paling baik untuk panel solar anda:

Litar Buck-Converter Paling Mudah

Rajah di atas menunjukkan litar penukar buck berasaskan IC 555 ringkas.

Kita dapat melihat dua pot, periuk atas mengoptimumkan frekuensi uang, dan pot bawah mengoptimumkan PWM, kedua penyesuaian ini dapat disesuaikan untuk mendapatkan respons optimum di seluruh C.

Transistor BC557 dan perintang 0.6 ohm membentuk pengehad arus untuk melindungi TIP127 (transistor pemandu) dari arus lebih semasa proses penyesuaian, kemudian nilai rintangan ini dapat disesuaikan untuk output arus yang lebih tinggi bersama dengan transistor pemacu yang lebih tinggi.

Memilih induktor boleh menjadi sukar .....

1) Kekerapan mungkin berkaitan dengan induktor diameter, diameter bawah memerlukan frekuensi yang lebih tinggi dan sebaliknya,

dua) Jumlah giliran akan mempengaruhi voltan output dan juga arus keluaran dan parameter ini akan berkaitan dengan penyesuaian PWM.

3) Ketebalan wayar akan menentukan had semasa untuk output, semua ini perlu dioptimumkan oleh beberapa percubaan dan kesalahan.

Sebagai peraturan, mulailah dengan diameter 1/2 inci dan bilangan putaran sama dengan voltan bekalan .... gunakan ferit sebagai inti, dan setelah ini anda dapat memulakan proses pengoptimuman yang disarankan di atas.

Ini mengurus penukar buck yang dapat digunakan dengan panel surya voltan / arus rendah yang lebih tinggi untuk mendapatkan output voltan rendah / arus yang lebih tinggi yang dioptimumkan, seperti pada spesifikasi beban, yang memenuhi persamaan:

(o / p watt) dibahagi dengan (i / p watt) = Dekat dengan 1

Sekiranya pengoptimuman penukar buck di atas kelihatan sukar, anda mungkin boleh menjalani ujian berikut Litar penukar pengecas solar PWM pilihan:

Di sini R8, R9 dapat disesuaikan untuk menyesuaikan voltan keluaran, dan R13 untuk mengoptimumkan output semasa.

Setelah membina dan mengkonfigurasi penukar buck dengan panel solar yang sesuai, diharapkan output yang dioptimumkan dengan sempurna untuk mengecas bateri tertentu.

Sekarang, kerana penukar di atas tidak difasilitasi dengan pemotongan cas penuh, litar pemotongan berdasarkan opamp luaran mungkin juga diperlukan untuk mengaktifkan ciri pengecasan automatik sepenuhnya seperti yang ditunjukkan di bawah.

Menambah Potongan Caj Penuh ke Output Penukar Buck

• Litar pemotongan cas penuh yang ditunjukkan dapat ditambahkan dengan mana-mana penukar wang untuk memastikan bahawa bateri tidak akan terisi lebih tinggi setelah mencapai tahap pengisian penuh yang ditentukan.
• Reka bentuk penukar buck di atas akan membolehkan anda mendapatkan pengecasan yang cukup cekap dan optimum untuk bateri yang disambungkan.
• Walaupun penukar buck ini akan memberikan hasil yang baik, kecekapannya dapat merosot ketika matahari terbenam.
• Untuk mengatasi ini, seseorang boleh memikirkan menggunakan rangkaian pengecas MPPT untuk memperoleh output yang paling optimum dari buckcircuit.
• Jadi rangkaian Buck bersamaan dengan rangkaian MPPT yang mengoptimumkan sendiri dapat membantu mengeluarkan maksimum dari cahaya matahari yang ada.
• Saya telah menerangkan a jawatan berkaitan di salah satu catatan saya yang sebelumnya, perkara yang sama dapat digunakan semasa reka bentuk litar penyongsang solar

Suria Inverter tanpa Buck Converter atau MPPT

Pada bahagian sebelumnya kami belajar merancang penyongsang solar menggunakan penukar buck untuk penyongsang dengan penarafan voltan bateri lebih rendah daripada panel dan yang dimaksudkan untuk dikendalikan pada waktu malam, menggunakan bateri yang sama yang diisi pada waktu siang.

Ini sebaliknya bermaksud bahawa jika voltan bateri dinaik taraf agar sesuai dengan voltan panel, maka penukar buck dapat dielakkan.

Ini mungkin juga berlaku untuk penyongsang yang mungkin dimaksudkan untuk dioperasikan secara LANGSUNG pada waktu siang, yang bermaksud serentak semasa panel menjana elektrik dari cahaya matahari.

Untuk operasi waktu siang yang serentak, penyongsang yang dirancang sesuai dapat dikonfigurasi secara langsung dengan panel suria yang dikira mempunyai spesifikasi yang betul seperti yang ditunjukkan di bawah.

Sekali lagi kita mesti memastikan bahawa watt purata panel lebih tinggi daripada penggunaan watt maksimum yang diperlukan dari beban penyongsang.

Katakan kita mempunyai penyongsang dinilai berfungsi dengan beban 200 watt , maka panel mesti dinilai pada 250 watt untuk tindak balas yang konsisten.

Oleh itu panelnya boleh diberi nilai 60V, 5 amp, dan penyongsang boleh dinilai pada sekitar 48V, 4amp , seperti yang ditunjukkan dalam rajah berikut:

Dalam penyongsang solar ini, panel dapat dilihat terpasang langsung dengan litar penyongsang dan penyongsang dapat menghasilkan daya yang diperlukan selagi sinar matahari secara optimum berlaku pada panel.

Penyongsang akan terus berjalan pada kadar output kuasa yang cukup baik selagi panel menghasilkan voltan melebihi 45V ...... iaitu 60V pada puncak dan turun ke 45V mungkin pada waktu petang.

Dari litar penyongsang 48V yang ditunjukkan di atas dapat dilihat bahawa reka bentuk penyongsang solar tidak perlu terlalu penting dengan ciri dan spesifikasinya.

Anda boleh menyambungkan sebarang bentuk penyongsang dengan panel solar untuk mendapatkan hasil yang diperlukan.

Ini menunjukkan bahawa anda boleh pilih mana-mana litar penyongsang dari senarai , dan konfigurasikannya dengan panel suria yang diperoleh, dan mulailah menuai elektrik percuma sesuka hati.

Satu-satunya parameter yang penting tetapi mudah dilaksanakan adalah voltan dan spesifikasi semasa penyongsang dan panel suria yang tidak boleh jauh berbeza, seperti yang dijelaskan dalam perbincangan kami sebelumnya.

Litar sinus suria gelombang sinus

Semua reka bentuk yang selama ini dibincangkan bertujuan untuk menghasilkan output gelombang persegi, namun untuk beberapa aplikasi gelombang persegi mungkin tidak diinginkan dan mungkin memerlukan bentuk gelombang yang ditingkatkan yang setara dengan gelombang sinus, untuk keperluan tersebut litar makan PWM dapat dilaksanakan seperti yang ditunjukkan di bawah:

Catatan: Pin SD # 5 secara salah ditunjukkan disambungkan dengan Ct, pastikan untuk menghubungkannya dengan garis bawah dan bukan dengan Ct.

Litar penyongsang solar di atas menggunakan gelombang sinus PWM dapat dikaji dengan terperinci dalam artikel yang bertajuk Litar penyongsang solar 1.5 tan AC

Dari tutorial di atas sekarang jelas bahawa merancang penyongsang solar tidak begitu sukar dan dapat dilaksanakan dengan cekap jika anda dilengkapi dengan pengetahuan asas mengenai konsep elektronik seperti penukar buck, panel solar dan penyongsang.

Versi sinewave di atas boleh dilihat di sini :

Masih keliru? Jangan teragak-agak untuk menggunakan kotak komen untuk menyatakan pemikiran berharga anda.