Solar Panel Voltage Regulator Circuit

Innlegget beskriver hvordan du konstruerer en enkel kretskortkrets for solcellepaneler hjemme for lading av små batterier som 12V 7AH batteri ved hjelp av lite solcellepanel

Bruke et solcellepanel

Vi vet alle ganske godt om solcellepaneler og deres funksjoner. De grunnleggende funksjonene til disse fantastiske enhetene er å konvertere solenergi eller sollys til elektrisitet.

I utgangspunktet er et solcellepanel laget med diskrete deler av individuelle fotovoltaiske celler. Hver av disse cellene er i stand til å generere en liten størrelsesorden elektrisk kraft, vanligvis rundt 1,5 til 3 volt.

Mange av disse cellene over panelet er koblet i serie slik at den totale effektive spenningen som genereres av hele enheten monteres opp til en brukbar 12 volt eller 24 volt utgang.

Strømmen som genereres av enheten er direkte proporsjonal med nivået på sollyset som faller over overflaten av panelet. Effekten som genereres fra et solcellepanel brukes normalt til å lade et blybatteri.

Blybatteriet, når det er fulladet, brukes sammen med en inverter for å skaffe den nødvendige vekselstrømspenningen for strømforsyning til huset. Ideelt sett bør solstrålene rase over overflaten av panelet for at det skal fungere optimalt.

Men siden solen aldri er stille, må panelet spore eller følge solens vei hele tiden slik at den genererer strøm til en effektiv hastighet.

Hvis du er interessert i å bygge en automatisk dual tracker solcellepanel system du kan henvise til en av mine tidligere artikler. Uten en solfanger, vil solcellepanelet være i stand til å gjøre konverteringene bare med rundt 30% effektivitet.

Når vi kommer tilbake til våre faktiske diskusjoner om solcellepaneler, kan denne enheten betraktes som hjertet i systemet når det gjelder å konvertere solenergi til elektrisitet, men den genererte elektrisiteten krever mye dimensjonering før den kan brukes effektivt i foregående rutenettbåndsystem.

Hvorfor trenger vi en solregulator

Spenningen som er anskaffet fra et solcellepanel er aldri stabil og varierer drastisk avhengig av solens posisjon og intensiteten til solstrålene og selvfølgelig på graden av forekomst over solcellepanelet.

Denne spenningen hvis den mates til batteriet for lading, kan forårsake skade og unødvendig oppvarming av batteriet og tilhørende elektronikk, og kan derfor være farlig for hele systemet.

For å regulere spenningen fra solcellepanelet brukes vanligvis en spenningsregulator krets mellom solcellepanelets utgang og batteriinngangen.

Denne kretsen sørger for at spenningen fra solcellepanelet aldri overstiger den sikre verdien som kreves av batteriet for lading.

Normalt for å få optimale resultater fra solcellepanelet, bør minimumsspenningseffekten fra panelet være høyere enn den nødvendige batteriladingsspenningen, noe som betyr at selv under ugunstige forhold når solstrålene ikke er skarpe eller optimale, bør solcellepanelet fortsatt være i stand til å generer en spenning på mer enn si 12 volt, som kan være batterispenningen under lading.

Solar Voltage regulators tilgjengelig på markedet kan være for kostbare og ikke så pålitelige, men å gjøre en slik regulator hjemme ved hjelp av vanlige elektroniske komponenter kan ikke bare være morsom, men også veldig økonomisk.

Det kan også være lurt å lese om dette 100 Ah spenningsregulator krets

Kretsdiagram

MERK : VENNLIGST FJERN R4, SOM DEN IKKE HAR VIRKELIG VIKTIGHET. Du kan erstatte den med en ledningslenk.

PCB-design på sporsiden (R4, Diode og S1 ikke inkludert) R4 er faktisk ikke viktig og kan erstattes med en jumperwire.

Hvordan det fungerer

Med henvisning til den foreslåtte solcellepanelets spenningsregulator krets ser vi et design som bruker veldig vanlige komponenter og som likevel oppfyller behovene akkurat som våre spesifikasjoner krever.

En eneste IC LM 338 blir hjertet i hele konfigurasjonen og blir ansvarlig for å implementere de ønskede spenningsforskriftene alene.

Den viste solcellepanelregulatorkretsen er innrammet i henhold til standardmodus for IC 338-konfigurasjonen.

Inngangen blir gitt til de viste inngangspunktene til IC og utgangen for batteriet mottatt ved utgangen til IC. Gryten eller forhåndsinnstillingen brukes til å stille inn nøyaktig spenningsnivået som kan betraktes som den sikre verdien for batteriet.

Gjeldende kontrollert lading

Denne kretsen med regulatorregulator har også en strømstyringsfunksjon, som sørger for at batteriet alltid mottar en fast forhåndsbestemt ladestrøm og aldri blir overdrevet. Modulen kan kobles til som vist i diagrammet.

De aktuelle stillingene som er angitt, kan ganske enkelt kobles til og med av en lekmann. Resten av funksjonen blir tatt hånd om av regulatorkretsen. Bryteren S1 skal byttes til omformermodus når batteriet er fulladet (som angitt over måleren).

Beregner ladestrøm for batteriet

Ladestrømmen kan velges ved hensiktsmessig å velge verdien på motstandene R3. Det kan gjøres ved å løse formelen: 0.6 / R3 = 1/10 batteri AH Den forhåndsinnstilte VR1 er justert for å få ønsket ladningsspenning fra regulatoren.

Solar Regulator bruker IC LM324

For alle solcellepanelanlegg, denne singelen IC LM324 basert garantert effektiv regulator krets gir et energibesparende svar på lading av batterier av bly-syre typen som vanligvis ses i motorkjøretøyer.

Ikke tatt i betraktning prisen på solcellene, antatt å være foran deg for bruk i forskjellige andre planer, er solregulatoren alene under $ 10.

I motsetning til en rekke andre shuntregulatorer som vil omdirigere strøm gjennom en motstand når batteriet er fulladet, kobler denne kretsen fra ladetilførselen fra batteriet og eliminerer behovet for store shuntmotstander.

Hvordan kretsen fungerer

Så snart batterispenningen er under 13,5 volt (vanligvis den åpne kretsspenningen til et 12 V batteri), slås transistorer Q1, Q2 og Q3 på og ladestrøm går gjennom solcellepanelene som beregnet.

Den aktive grønne LED-en viser at batteriet lades opp. Når batteripolens spenning nærmer seg solcellepanelets åpne kretsløp, slår op amp A1a AV transistorer Q1-Q3.

Denne situasjonen er låst så lenge batterispenningen synker til 13,2 V, hvoretter utløsningen av batteriladeprosessen igjen gjenopprettes.

I mangel av et solcellepanel, når batterispenningen fortsetter å synke fra 13,2V til omtrent 11,4 V, noe som innebærer et fullstendig utladet batteri, A1b, bytter utgangen til 0V, og utløser den vedlagte RED-lampen til å blinke med en hastighet som er festet av den astable multivibratoren A1c.

I denne situasjonen blinker med en hastighet på 2 hertz. Op amp A1d gir en referanse på 6 V for å beholde brytertersklene ved 11,4 V og 13,2 V nivåene.

Den foreslåtte LM324 regulatorkretsen er designet for å takle strømmer opptil 3 ampere.

For å jobbe med mer betydningsfulle strømmer, kan det være viktig å gjøre Q2, Q3-basestrømmene høyere, for å sikre at alle disse transistorene kan opprettholde metning gjennom hele ladingen.

Solar Electricity Regulator ved bruk av IC 741

De fleste typiske solcellepaneler gir rundt 19V uten belastning. Dette gjør det mulig å få en dråpe på 0,6 V over en likeretterdiode mens du lader et 12 V blybatteri. Dioden forhindrer at batteristrøm beveger seg via solcellepanelet om natten.

Dette oppsettet kan være bra så lenge batteriet ikke blir overladet, siden et 12V batteri lett kan bli overladet til over 1V5, hvis ladetilførselen ikke er kontrollert.

Spenningsfall indusert gjennom et seriekort BJT er vanligvis omtrent 1,2V, noe som ser ut til å være altfor høyt til at nesten alle solcellepaneler kan fungere effektivt.

Begge de ovennevnte feilene fjernes effektivt i denne enkle solregulatorkretsen. Her tilføres energi fra solcellepanelet batteriet via et relé og likeretterdiode.

Hvordan kretsen fungerer

Når batterispenningen strekker seg til 13,8 V, klikker relékontaktene, slik at 2N3055-transistoren begynner å lade batteriet til et optimalt 14,2 V.

Dette fulladede spenningsnivået kan løses litt lavere, til tross for at de fleste blybatterier begynner å gass ved 13,6V. Denne gassen økes betydelig ved overladningsspenning.

Relékontaktene fungerer i det øyeblikket batterispenningen synker under 13,8V. Batteristrøm brukes ikke til å betjene kretsen.

Fosteret fungerer som en konstant strømkilde.