Σύμφωνα με το Εθνικό Εργαστήριο Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας, το φως του ήλιου που λαμβάνεται από τη γη σε μία ώρα είναι αρκετό για να καλύψει τις ετήσιες ενεργειακές ανάγκες όλων των ανθρώπων παγκοσμίως. Ηλιακή ενέργεια είναι κατάλληλο για θέρμανση και παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας χρησιμοποιώντας φωτοβολταϊκά κύτταρα (PVC). Η ηλιακή ενέργεια μπορεί να περιορίσει την κλιματική αλλαγή καθώς δεν παράγει εκπομπές άνθρακα. Εδώ σε αυτό το άρθρο, θα συζητήσουμε για το Hybrid Solar Charger.
Η ηλιακή ενέργεια είναι η καλύτερη εναλλακτική λύση, η οποία μπορεί να αντικαταστήσει τα ορυκτά καύσιμα όπως ο άνθρακας και το αέριο για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας που δημιουργούν ατμοσφαιρική ρύπανση, νερό και γη. Η ηλιακή ενέργεια (δηλ. Μορφή ενέργειας DC) μπορεί να αποθηκευτεί σε μπαταρία για μελλοντική χρήση.
Η απόδοση μετατροπής ενός ηλιακού στοιχείου είναι το ποσοστό της ηλιακής ενέργειας που λάμπει σε μια φωτοβολταϊκή κυψέλη που μετατρέπεται σε χρησιμοποιήσιμη ηλεκτρική ενέργεια.
Υβριδικός ηλιακός φορτιστής
Η αποτελεσματικότητα ενός ηλιακού συστήματος φόρτισης εξαρτάται από τις καιρικές συνθήκες. Οι ηλιακοί συλλέκτες παράγουν την περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια σε καθαρές ημέρες με άφθονη ηλιοφάνεια. Συνήθως, το ηλιακό πλαίσιο λαμβάνει τέσσερις έως πέντε ώρες έντονο ηλιακό φως σε μια μέρα. Εάν ο καιρός είναι θολός, επηρεάζει τη διαδικασία φόρτισης της μπαταρίας και η μπαταρία δεν φορτίζει πλήρως.
Αυτός ο απλός υβριδικός ηλιακός φορτιστής μπορεί να δώσει τη λύση για αυτό το πρόβλημα. Μπορεί να φορτίσει την μπαταρία χρησιμοποιώντας τόσο ηλιακή ενέργεια όσο και τροφοδοσία AC. Όταν η έξοδος από το ηλιακό πάνελ είναι πάνω από 12 βολτ, η μπαταρία φορτίζει χρησιμοποιώντας την ηλιακή ενέργεια και όταν η έξοδος πέσει κάτω από 12 βολτ, η μπαταρία φορτίζεται μέσω τροφοδοσίας AC.
Κύκλωμα υβριδικού ηλιακού φορτιστή
Η παρακάτω εικόνα δείχνει το κύκλωμα υβριδικού ηλιακού φορτιστή. Απαιτούνται τα ακόλουθα στοιχεία υλικού για την κατασκευή του υβριδικού κυκλώματος ηλιακού φορτιστή.
- Ηλιακό πάνελ 12V, 10W (συνδεδεμένο στο SP1)
- Τελεστικος ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ CA3130 (IC1)
- 12V ρελέ μονής αλλαγής (RL1)
- 1N4007 Δίοδοι
- Μετασχηματιστής κατεβάσματος X1
- Τρανζίστορ BC547 (T1)
- Λίγα άλλα στοιχεία RLC
Κύκλωμα υβριδικού ηλιακού φορτιστή
Ηλιακό πλαίσιο 10 Watt, 12 Volt
Σε αυτό το κύκλωμα, χρησιμοποιήσαμε ηλιακό πάνελ 10 Watt, 12 Volt. Θα παρέχει αρκετή ισχύ για να φορτίσει μια μπαταρία 12V.
Ηλιακό πλαίσιο 10 Watt, 12 Volt
Αυτή η μονάδα 10w-12v είναι μια σειρά 36 ηλιακών κυψελίδων πολυκρυσταλλικού πυριτίου παρόμοιας απόδοσης, που διασυνδέονται σε σειρά για να αποκτήσουν την έξοδο 12 volt.
Αυτά τα ηλιακά στοιχεία είναι τοποθετημένα σε ένα βαρέως τύπου ανοδιωμένο πλαίσιο αλουμινίου που παρέχει αντοχή. Για κάθε σειρά σειρών 18 κελιών, εγκαθίσταται μία δίοδος παράκαμψης. Αυτά τα κύτταρα ελασματοποιούνται μεταξύ υψηλής μετάδοσης, χαμηλού σιδήρου, γυαλιού 3 mm και φύλλου υλικού Tedlar Polyester Tedlar (TPT) από δύο φύλλα οξικού αιθυλενίου βινυλίου (EVA). Αυτή η εγκατάσταση προστατεύει από την υγρασία που διεισδύει στη μονάδα.
Βασικά χαρακτηριστικά
- 36 υψηλής απόδοσης Silicon Solar Cells
- Βελτιστοποιημένη απόδοση μονάδας με ονομαστική τάση 12 V DC
- Παράκαμψη διόδων για να αποφευχθεί το φαινόμενο hot spot
- Τα κελιά είναι ενσωματωμένα σε ένα φύλλο TPT και EVA
- Ελκυστικά, σταθερά, βαρέως τύπου ανοδιωμένα κουφώματα αλουμινίου με βολικό
- Προκατασκευασμένο με συστήματα γρήγορης σύνδεσης
Κύκλωμα υβριδικού ηλιακού φορτιστή
Στο ηλιόλουστο φως του ήλιου, το ηλιακό πλαίσιο 12V, 10W παρέχει έως και 17 βολτ DC με ρεύμα 0,6-αμπέρ. Η δίοδος D1 παρέχει προστασία αντίστροφης πολικότητας και τάση ρυθμιστή πυκνωτή C1 από το ηλιακό πλαίσιο. Το Op-amp IC1 χρησιμοποιείται ως απλός συγκριτής τάσης.
Δίοδος Ζένερ Το ZD1 παρέχει τάση αναφοράς 11 βολτ στην είσοδο αναστροφής του IC1. Η μη αναστρέψιμη είσοδος του e op-amp λαμβάνει τάση από το ηλιακό πλαίσιο μέσω του R1.
Η λειτουργία του κυκλώματος είναι απλή. Όταν η έξοδος από το ηλιακό πλαίσιο είναι μεγαλύτερη ή ίση με 12 βολτ, η δίοδος Zener ZD1 διεξάγει και παρέχει 11 βολτ στον ακροδέκτη αναστροφής του IC1.
Δεδομένου ότι η μη αναστρέψιμη είσοδος του op-amp λαμβάνει υψηλότερη τάση αυτή τη στιγμή, η έξοδος του συγκριτή γίνεται υψηλή. Το πράσινο LED1 ανάβει όταν η απόδοση του συγκριτή είναι υψηλή.
Το τρανζίστορ Τ1 στη συνέχεια διεξάγει και ενεργοποιεί το ρελέ RL1. Έτσι, η μπαταρία φορτίζεται ρεύμα από το ηλιακό πλαίσιο μέσω του κανονικά ανοιχτού (N / O) και των κοινών επαφών του ρελέ RL1.
Το LED2 υποδεικνύει τη φόρτιση της μπαταρίας. Ο πυκνωτής C3 παρέχεται για καθαρή εναλλαγή του τρανζίστορ T1. Η δίοδος D2 προστατεύει το τρανζίστορ Τ1 από το πίσω EMF και η δίοδος D3 αποτρέπει την εκφόρτιση του ρεύματος της μπαταρίας στο κύκλωμα.
Όταν η έξοδος από το ηλιακό πλαίσιο μειώνεται κάτω από 12 βολτ, η έξοδος του συγκριτή γίνεται χαμηλή και το ρελέ απενεργοποιείται. Τώρα η μπαταρία φορτίζεται ρεύμα από την τροφοδοσία με βάση τον μετασχηματιστή μέσω του κανονικά κλειστού (N / C) και των κοινών επαφών του ρελέ.
Αυτό το τροφοδοτικό περιλαμβάνει μετασχηματιστή step-down X1, διόρθωση διόδων D4 και D5 και εξομάλυνση πυκνωτή C4.
Δοκιμές
Για να ελέγξετε το κύκλωμα για σωστή λειτουργία, ακολουθήστε τις παρακάτω οδηγίες:
- Αφαιρέστε το ηλιακό πλαίσιο από τη φίσα SP1 και συνδέστε μια πηγή μεταβλητής τάσης DC.
- Ρυθμίστε κάποια τάση κάτω από 12V και αυξήστε την αργά.
- Καθώς η τάση φτάνει τα 12V και υπερβαίνει, η λογική στο σημείο δοκιμής TP2 αλλάζει από χαμηλή σε υψηλή.
- Η τάση τροφοδοσίας με βάση τον μετασχηματιστή μπορεί να ελεγχθεί στο σημείο δοκιμής TP3.
Εφαρμογές υβριδικού ηλιακού φορτιστή
Τις τελευταίες ημέρες, η διαδικασία παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από το ηλιακό φως έχει μεγαλύτερη δημοτικότητα από άλλες εναλλακτικές πηγές και τα φωτοβολταϊκά πάνελ είναι απολύτως απαλλαγμένα από ρύπανση και δεν απαιτούν υψηλή συντήρηση. Τα παρακάτω είναι μερικά παραδείγματα.
- Το υβριδικό σύστημα ηλιακού φορτιστή που χρησιμοποιείται για πολλαπλές πηγές ενέργειας για την παροχή εφεδρικής τροφοδοσίας πλήρους απασχόλησης σε άλλες πηγές.
- Οι φωτεινοί σηματοδότες χρησιμοποιούν τα ηλιακά κελιά για να μετατρέψουν το ηλιακό φως σε φορτίο DC. Αυτό το σύστημα χρησιμοποιεί έναν ελεγκτή ηλιακής φόρτισης για να αποθηκεύει DC στις μπαταρίες και χρησιμοποιεί σε πολλές περιοχές.
- Τα οικιακά συστήματα χρησιμοποιούν φωτοβολταϊκή μονάδα για οικιακές εφαρμογές.
Αυτό λοιπόν αφορά τον σχεδιασμό κυκλώματος υβριδικού ηλιακού φορτιστή. Ελπίζω να το έχετε περάσει πολύ καλά. περισσότερες περισσότερες πληροφορίες σχετικά με έργα μηχανικής με βάση την ηλιακή ενέργεια ή οποιοδήποτε ερώτημα σχετικά με αυτό το άρθρο παρακαλώ μοιραστείτε στην παρακάτω ενότητα σχολίων.
