Boost pretvarač sa MPPT kontrolerom punjenja za solarne panele. Solarni panel napaja “dnevnu lampu” i VHF prijemnik.

Uređaj je jednostavan boost pretvarač i limiter napona koji puni 12V baterije sa 6V solarnog panela. Uređaj također ima MPPT (Maximum Power Point Tracking) funkciju. Kada razmišljamo o MPPT, obično mislimo na mikrokontrolere i složene algoritme za računanje snage. Međutim, takvi algoritmi zapravo nisu potrebni.

U članku su prikazana dva shematska rješenja. Prvi krug jednostavno ilustrira pojačani prekidački pretvarač, dok drugi prikazuje domaći radni krug uređaja. Preporučuje se naprednijim eksperimentatorima koji imaju na raspolaganju osciloskop. Kolo bi također moglo biti od interesa za studente i one koji jednostavno žele proširiti svoje znanje o elektronici.

Dijagrami topologije pojačanog pretvarača i dijagram kola domaćeg solarnog pretvarača

TeorijskiinteligencijaOpovećanjekonverter

U dijagramu topologije pojačanog pretvarača, zavojnica L1 se puni kada je tranzistor Q1 uključen. Kada je tranzistor Q1 isključen, zavojnica L1 se prazni u bateriju preko zener diode D1. Izvođenje ove operacije nekoliko hiljada puta u sekundi rezultiraće značajnom izlaznom strujom. Ovaj proces se još naziva induktivno pražnjenje. Da bi funkcionisao, ulazni napon mora biti niži od izlaznog. Također, ako imate solarni panel, morate koristiti element za pohranu energije - kondenzator (C1), koji će omogućiti solarnom panelu da kontinuirano proizvodi struju između ciklusa.

Opis dijagrama strujnog kruga pojačivača

Kolo se sastoji od tri glavna bloka, uključujući 555 MOS gejt generator, 555 PWM modulator i operaciono pojačalo sa graničnikom napona. Serija 555 sa kaskadnim izlazom može pružiti struju od oko 200 mA i čini odličan generator impulsa male snage. 555 PWM modulator je klasično oscilatorsko kolo bazirano na 555 seriji. Za podešavanje vremena pražnjenja kondenzatora C3 (vrijeme punjenja zavojnice), na pin 5 se primjenjuje napon od 5V.

Ograničenjevoltaža

Operativno pojačalo U1A izračunava signal napona baterije kada se podijeljena zadana vrijednost napona uporedi sa referentnim naponom od 5V. Kada napon premaši postavljenu vrijednost, izlaz se prebacuje u negativnom smjeru, čime se smanjuje frekvencija PWM impulsa generatora i ograničava svako naknadno punjenje. Ovo efikasno sprečava prekomerno punjenje.

Napajanje kruga iz solarne ploče

Kako bi se spriječilo nepotrebno pražnjenje baterije kada sunce ne sija, svi krugovi se napajaju preko solarne ploče, s izuzetkom razdjelnika napona zatvorene petlje, koji troši oko 280uA.

MOSFET logikanivo

Budući da kolo mora raditi na niskim naponskim nivoima (ovo kolo radi od ulaznog napona od najmanje 4V), potrebno je ugraditi MOSFET logičkog nivoa. Otvara se na naponu od 4,5V. U tu svrhu koristio sam energetski MOSFET tranzistor MTP3055.

Stezanje napona pomoću zener diodeD2

U ovom krugu NEMOJTE ODSKLJUČITI bateriju, inače će MOSFET tranzistor izgorjeti. Stoga, da bih ga zaštitio, ugradio sam 24V zener diodu D2. Bez ove zener diode, ja sam spalio mnoge MOS tranzistore.

MPPT funkcija

Kada se napon/struja solarnog panela poveća, PWM generator povećava frekvenciju impulsa, što zauzvrat uzrokuje povećanje izlazne struje. Istovremeno se na zavojnicu primjenjuje dodatni napon, čime se povećava njegova struja punjenja. Rezultat je da pojačani konvertor zapravo "ide teško" kada napon poraste, ili "ide teško" kada napon padne. Da bi se maksimizirao prijenos energije na jakoj sunčevoj svjetlosti, potenciometar R8 je podešen tako da je struja punjenja baterije maksimalna - to će biti tačka maksimalne snage. Ako krug radi ispravno, pojavit će se vrlo ravan vrh kada se R2 rotira. Dioda D3 vrši automatsku MPPT regulaciju preciznije oduzimanjem fiksnog napona od razlike napona između baterije i prosječnog napona kroz kondenzator C3. U uslovima slabog osvetljenja naći ćete da otpornik R3 nije optimalan, ali neće biti potpuno uklonjen iz lanca. Imajte na umu da pametni MPPT kontroleri takođe mogu bolje da rade u punom opsegu, ali ovo poboljšanje je izuzetno neefikasno.

Ocjene komponenti

Kolo je konfigurisano za napon od 9V, solarni panel za snagu od 3W. Boost pretvarači su prilično izbirljivi i neće raditi u širokom rasponu uvjeta - ako vaš sistem koristi različita ograničenja nazivne snage za solarni panel, očekujte problem. Jedine komponente koje zahtijevaju podešavanje su zavojnica L1 i kondenzator C3. Bio sam iznenađen da je stopa ponavljanja bila vrlo niska (oko 2 kHz). Počeo sam sa kalemom od 100 µH, ali kolo radi bolje na 390 µH - prvobitno sam želio oko 20 kHz. Za najbolje performanse, napunite zavojnicu 5 do 10 puta više od struje solarnog panela, a zatim ostavite dug vremenski period (3X) da omogućite zavojnicu da se potpuno isprazni. Ovo će osigurati prihvatljiv rad kada je napon napajanja blizu napona baterije. Imajte na umu da zavojnice niske impedancije pružaju najbolju efikasnost. Najveći gubitak se zaista događa u Schottky diodi, a najmanji gubitak je ono za što su ove diode dizajnirane.

Obično se preferira visokofrekventni rad. Ovo će smanjiti veličinu zavojnice. Međutim, za eksperimentiranje koristite zavojnicu koja će najbolje raditi.

Predložene komponente su prikazane na dijagramu. Naravno, punjač se može prilagoditi vašim zahtjevima.

Oscilogrami

Spisak radioelemenata

Sistemi napajanja uz istovremenu upotrebu tradicionalne struje i električne energije iz sunca su ekonomski isplativo rješenje za privatna domaćinstva, vikendice i vikendice i industrijske prostore.

Neizostavan element kompleksa je hibridni inverter za solarne panele, koji određuje režime napajanja naponom, osiguravajući nesmetan i efikasan rad solarnog sistema.

Da bi sistem efikasno funkcionisao, potrebno je ne samo da izaberete optimalni model, već i da ga pravilno povežete. A kako to učiniti, pogledat ćemo u našem članku. Također ćemo razmotriti postojeće tipove pretvarača i najbolje ponude na tržištu danas.

Korištenje obnovljive solarne energije u kombinaciji s centraliziranim napajanjem daje niz prednosti. Normalno funkcionisanje solarnog sistema osigurava koordiniran rad njegovih glavnih modela: solarnih panela, baterije i jednog od ključnih elemenata - pretvarača.

Solarni inverter je uređaj za pretvaranje jednosmerne struje (DC) koja dolazi iz fotonaponskih panela u naizmeničnu električnu energiju. Kućni aparati rade na struji od 220 V. Bez pretvarača, proizvodnja energije je besmislena.

Šema rada sistema: 1 – solarni moduli, 2 – kontroler punjenja, 3 – baterija, 4 – pretvarač napona (inverter) sa napajanjem izmjeničnom strujom (AC)

Bolje je procijeniti mogućnosti hibridnog modela u usporedbi s operativnim karakteristikama njegovih najbližih konkurenata - autonomnih i umreženih "konvertera".

Mrežni pretvarač tipa

Uređaj radi na opterećenju opće električne mreže. Izlaz iz pretvarača je priključen na potrošače električne energije, na AC mrežu.

Shema je jednostavna, ali ima nekoliko ograničenja:

• rad kada je AC napajanje dostupno u mreži;
• Mrežni napon mora biti relativno stabilan i unutar radnog opsega pretvarača.

Ova sorta je tražena u privatnim kućama s trenutnom "zelenom" tarifom za elektrifikaciju.

Parametri izbora solarnog pretvarača

Efikasnost pretvarača i cjelokupnog sistema napajanja u velikoj mjeri ovisi o pravilnom izboru parametara opreme.

Pored gore opisanih karakteristika, trebali biste procijeniti:

• izlazna snaga;
• vrsta zaštite;
• Radna temperatura;
• ugradne dimenzije;
• dostupnost dodatnih funkcija.

Kriterijum #1 – snaga uređaja

Ocjena solarnog pretvarača se bira na osnovu maksimalnog opterećenja na mreži i očekivanog vijeka trajanja baterije. U režimu pokretanja, pretvarač je sposoban da isporuči kratkoročno povećanje snage u trenutku puštanja u rad kapacitivnih opterećenja.

Ovaj period je tipičan kada se uključuju mašine za pranje sudova, mašine za pranje veša ili frižideri.

Kada koristite rasvjetne lampe i TV, prikladan je pretvarač male snage od 500-1000 W. U pravilu je potrebno izračunati ukupnu snagu opreme koja se koristi. Potrebna vrijednost je naznačena direktno na tijelu uređaja ili u popratnom dokumentu.

Pregled mogućnosti, načina rada i efikasnosti korištenja višefunkcionalnog pretvarača InfiniSolar od 3 kW:

Projektovanje solarnog sistema napajanja je složen i odgovoran zadatak. Proračun potrebnih parametara, odabir komponenti solarnog kompleksa, povezivanje i puštanje u rad najbolje je povjeriti profesionalcima.

Učinjene greške mogu dovesti do kvarova sistema i neefikasne upotrebe skupe opreme.

Da li birate najbolju opciju pretvarača za rad autonomnog sistema za snabdevanje solarnom energijom? Imate li pitanja koja nismo pokrili u ovom članku? Pitajte ih u komentarima ispod - pokušat ćemo vam pomoći.

Ili ste možda primijetili netačnosti ili nedosljednosti u prezentiranom materijalu? Ili želite dopuniti teoriju praktičnim preporukama zasnovanim na ličnom iskustvu? Pišite nam o tome, podijelite svoje mišljenje.

Postoje različita mišljenja i različiti brojevi o efikasnosti PWM i MPPT kontrolera. Za neke je PWM kontroler efikasniji po oblačnom vremenu, a MPPT radi bolje po sunčanom vremenu. Za druge MPPT kontroler radi bolje u svim aspektima, a ima i onih koji tvrde da je PWM mnogo bolji. Ali ne biste trebali vjerovati svemu odjednom i zauzeti jednoznačno stajalište u svakom slučaju morate posebno razumjeti zašto i kako to funkcionira. Ima ljudi koji čak ni ne znaju kako da koriste svoje kontrolere, a onda kažu da su lošiji ili bolji.

Konvencionalni PWM (PWM) kontroleri rade vrlo jednostavno i struja iz solarnih panela prolazi kroz njih gotovo direktno, pad snage na energetskim tranzistorima je vrlo mali. Stoga, čim napon solarne baterije premaši napon baterije za oko 0,5-1 volt, baterija počinje da se puni. Ali ovi kontroleri ne znaju kako da izvuku svu energiju iz solarne ploče. Za solarne panele, maksimalna struja ne može premašiti svoj maksimum, na primjer, za solarni panel od 12 volti sa snagom od 100 vati, struja opterećenja nije veća od 5,7 A. A kada je napon naše baterije oko 13-14 volti, tada će snaga koja ide na bateriju biti 14 * 5,7 = 79,8 vata, ako se baterija isprazni na 12 volti, tada će snaga biti još manja. U tom slučaju ne može se postići više od 80% maksimalne snage solarnog panela.

Ali ako napon baterije nije 13-14 volti, već na primjer 17 volti, onda 18 * 5,7 = 96,9 vata. Generalno, da bi se izvukla sva energija iz solarnog panela na suncu, dovoljno je da ima 30 elemenata, a ne 36, ali onda po oblačnom vremenu takav panel praktično neće raditi, zbog čega prave paneli sa standardnih 36 elemenata za bateriju od 12V, au praznom hodu napon je oko 21-22 volta za takve panele. Ali u karakteristikama pišu punu snagu panela, a ne kada rade na bateriji od 12 volti preko PWM kontrolera.

MPPT kontroleri rade drugačije, imaju DC-DC pretvarač koji pretvara visoki napon u niži napon, povećavajući struju punjenja. Kontroler skenira napon i struju solarnog panela i uklanja struju na mjestu gdje je maksimalni napon solarnog panela na maksimalnoj struji, a zatim ga pretvara u niski napon kako bi napunio bateriju. Na primjer, ako je panel na 12 volti, tada će njegova maksimalna snaga biti na 17-18 volti.

Ali budući da se u MPPT kontrolerima rad odvija preko DC-DC pretvarača, on ima vlastitu efikasnost, koja je obično 90-96%, ovisno o načinu rada. Sam DC-DC modul, u aktivnom načinu rada, troši svoju energiju bez obzira na to koliko baterija prenosi. Ovo je kao da inverter ima potrošnju u praznom hodu, a DC-DC također ima svoju potrošnju. Ovo sugerira da ako je po oblačnom vremenu snaga solarnih panela premala, onda jednostavno DC-DC rad može potrošiti svu ovu snagu i ništa neće doći u bateriju, ili mnogo manje nego direktno preko PWM kontrolera.

Da bi DC-DC radio, napon mora biti veći od izlaznog za oko 1,5-2 volta, što znači da kada napon na solarnom panelu padne na 15 volti, punjenje će prestati. Ali sada postoje različiti MPPT kontroleri, neki prelaze na PWM način rada kada su napon i struja vrlo mali. Postoje neki koji prestaju da rade pri maloj snazi ​​i ne pune bateriju. Neki jednostavno ne mogu odrediti MPPT točku pri maloj snazi ​​i stalno je traže, trošeći energiju iz baterije, odnosno ne pune je, već je prazne za beskorisni rad DC-DC modula.

Sada imam dva kontrolera, Solar 30 i Photon 100 50, i uporedio sam kako rade od zore do izlaska sunca. Sve sam ovo snimio i evo šta sam dobio:

Ovaj test je pokazao jasnu pobjedu određenog MPPT kontrolera nad određenim PWM kontrolerom. Iako Solar 30 kaže da je MPPT, ovo nije ništa drugo do marketinški trik, to je samo PWM kontroler.

Na kraju, šta možemo reći o svemu ovome? Čak i po oblačnom vremenu, dobar MPPT nije inferioran u odnosu na PWM, a čim vam uvjeti dopuštaju da uzmete više od solarnog panela, MPPT kontroler radi mnogo bolje. Pa, ako je snaga solarnog panela ili niza panela po oblačnom vremenu čak i teoretski 1-2% od nominalne, onda nema smisla boriti se za ove padove. Bolje je snimati do 20% više pri jačem svjetlu.

YX8018 čip se široko koristi u jeftinim LED svjetlima za travnjake, gdje je na njemu ugrađen nestabilizirani konvertor napona za povećanje napona. Napaja rasvjetnu LED(e) iz Ni-Cd baterije. Struja kroz LED (od frakcija do nekoliko miliampera) je postavljena induktivnošću prigušnice u pretvaraču. Stoga nema potrebe za stabilizacijom napona. Posebna karakteristika YX8018 i sličnih mikro krugova je prisustvo kontrolnog ulaza, pomoću kojeg možete uključiti i prekidač pretvarača napona. Upravo se ovaj ulaz koristi u LED svjetlima za travnjake za njihovo automatsko paljenje nakon mraka. Isti ulaz se može koristiti za izgradnju stabiliziranog pretvarača pojačanog napona.

Krug takvog pretvarača na YX8018 čipu prikazan je na Sl. 1. Može se koristiti za napajanje iz jedne Ni-Cd, Ni-Mh baterije ili galvanske ćelije raznih radio-elektronskih uređaja kojima je potreban napon napajanja od 2 do 5 V. U početnom stanju postoji napon blizak naponu na CE ulazu (pin 3) ishrane mikrokola. To je zbog prisutnosti ugrađenog otpornika koji povezuje ovaj pin s pozitivnim izvorom napajanja. Stoga se pretvarač uključuje, impulsi napona na njegovom izlazu L (pin 1) se ispravljaju diodom VD1, a kondenzatori za izravnavanje C2 i C3 se pune - izlazni napon se povećava. Kada napon gejta tranzistora VT1 dostigne graničnu vrijednost (oko 2 V), otpor kanala tranzistora će se smanjiti, a napon na njegovom izvoru (i CE ulazu mikrokruga) će se također smanjiti - pretvarač će se isključiti. Izlazni napon će početi da se smanjuje, što će dovesti do zatvaranja tranzistora sa efektom polja i uključivanja pretvarača.

Dakle, pretvarač se povremeno uključuje i isključuje, održavajući izlazni napon postavljen podrezujućim otpornikom R1. Radna frekvencija pretvarača je oko 200 kHz, a frekvencija uključivanja/isključivanja zavisi od izlazne struje i kapacitivnosti kondenzatora C2 (što je struja veća i što je manji kapacitet kondenzatora, to je frekvencija veća) i može se kretati od nekoliko herca do desetina kiloherca. Zavisnosti izlaznog napona pretvarača (2,7 V) od ulaznog napona za različite vrijednosti struje opterećenja i granične vrijednosti struje opterećenja prikazane su na Sl. 2. Amplituda talasanja je oko 10 mV, ostaje gotovo nepromijenjena i zavisi u malim granicama od izlaznog napona i parametara tranzistora sa efektom polja. Frekvencija talasanja zavisi od radne frekvencije pretvarača i učestalosti uključivanja/isključivanja pretvarača i može varirati u širokim granicama. Termička stabilnost je određena prvenstveno parametrima tranzistora sa efektom polja. U ovom slučaju temperaturni koeficijent napona je negativan i iznosi nekoliko milivolti po stepenu Celzijusa.

Svi elementi se mogu montirati na jednostranu štampanu ploču od stakloplastike, njen crtež je prikazan na Sl. 3. Korišten je tuning otpornik SP3-19, oksidni kondenzator je uvezen, ostalo je K10-17. Umjesto 1N5817 diode, možete koristiti impulsne ili detektorske germanijeve diode male snage ili Schottky diode. Induktor je namotan na feritni prsten promjera 6...9 mm od elektronskog balastnog transformatora kompaktne fluorescentne lampe i sadrži 5 zavoja PEV-2 0,4 žice. Izlazni napon u rasponu od 2,2,5 V se postavlja pomoću trim-otpornika, može se zamijeniti otpornim djeliteljem ukupnog otpora od najmanje 1 MOhm. Da biste smanjili talasanje frekvencije od 200 kHz između kondenzatora C2 i C3, potrebno je ugraditi prigušnicu, na primjer EC24, s induktivitetom od 470...1000 μH u pozitivnom napojnom vodu.

Datum objave: 07.05.2014

Mišljenja čitalaca

• Sergej (ostalo) / 14.04.2019 - 14:49
  A baštenske lampe ne moraju da "svetle celu noć". Potreban im je da “sijaju cijelo veče i dio noći”. Oni su takođe „dekorativni element“. Za rasvjetu i druge ljepote. I nikako za osvjetljavanje bilo čega “jakim svjetlom”. Ne moraju da drže svetlo upaljeno celu noć.
• Sergej / 13.08.2018 - 12:12
  Problem sa baštenskim lampama je što je sunce slabo napajano baterijom, pa stoga nije dovoljno ni za noć. Usporedio sam dva solarna - sada nakon jednog dana ima 18 sati sunca.
• clim / 06.09.2018 - 07:25
  u podatkovnom listu postoje samo 2 opcije - od 1 i od 2 baterije
• clim / 06.09.2018 - 07:24
  Provjerio sam lampu za travnjak, solarna baterija je 4*4 cm, na jakom suncu daje do 10 mA, ne mikroampera, tako da je sve ok, puni se za jedan dan (solarno)
• jazavci / 01.05.2018 - 08:18
  Pregledao sam sve “data-setove” - nigdje nije naveden MAKSIMALNI ulazni napon za YX8018, konkretno da li je moguće dati 3,2 V (pri napajanju svjetiljke iz dva elementa), u praksi izgleda da radi, ali ja bih volim da radim po zakonskim odredbama, školovan sam za dizajnera...
• z123 / 12.10.2017. - 00:36
  Solarna ćelija osigurava struju mikroampera i ni na koji način ne može napuniti bateriju koja zahtijeva najmanje desetine MILIAMPA. Podrška (da živi duže) - možda. Ali nemojte naplaćivati. Dakle, kola u kojima je samo ovaj YX8018 + baterija, otpornik, prekidač, LED i solarni element = ovo je strujno kolo, onda se baterija isprazni i to je to. Ili ga odložite (za rezervne dijelove) ili ga pretvorite u nešto sasvim drugo. Oni koji ovo proizvode i prodaju su varalice. Računajući da će budale zavaravati i prevariti. I onda to više nije važno.
• Deda Sergej / 07.10.2017 - 00:04
  Ne, za neke je ova tema zaista relevantna, ne treba se uzalud smijati. Imam i ovaj problem - ostalo je puno baterija sa resursom od 10-30%. Više nisu prikladne za baterijsku lampu za druge uređaje, bolje je kupiti nove. Ali YX1808 za noćno osvjetljenje mog stana, sve dok ne stanem čelo u vrata u mraku, je apsolutni JEDAN! I, ako se LED na OVOM uređaju već ugasila, onda je OVA baterija zaista mrtva. Nijedan drugi uređaj neće ništa isisati iz njega! Možete joj sa sigurnošću reći hvala na saradnji i, opraštajući se, riješiti je.
• Danil / 30.05.2017 - 14:28
  Kako napuniti telefon pomoću ovog čipa? Šta bi se napajalo od sunca i punilo vaš telefon?
• Dmitrij / 16.05.2017 - 23:36
  Jurij, kraj zice koji dolazi sa sredine otpornika treba da nastavi do tranzistora na kontrolnom ulazu 3. Na slici je odsecen. Po logici rada trebalo bi da bude ovako. Kupio sam lampu sa takvim pretvaračem i odmah je rastavio. Plus solarne ćelije je zalemljen na ulaz 3. Nije za punjenje, već samo senzor svjetla. AAA bateriju morate sami napuniti tako što ćete je izvaditi iz lampe.
• Andrej / 25.05.2016 - 16:32
  Po fiksnim cijenama prodaju vrtna noćna svjetla. Unutra se nalazi 4-pinski YX8018 mikro krug, LED, niklovana tableta, solarni panel, prekidač i, kao, prigušnica za tip otpornika. Puni se tokom dana, a ako sipate dizel gorivo (ili uveče), dioda se pali. Guglao malo. 8018 je DC-DC pretvarač za solarne panele
• Jurij / 22.03.2015 - 18:05
  Je li autor pogriješio u vezi unutrašnjeg otpornika na pinu 3? Najvjerovatnije je spojen na masu.
• TL494 / 16.12.2014 - 13:10
  A ako izračunate koliko košta kW/sat pohranjen u HIT-u? Sve je sasvim prirodno. Iako kod kuće recikliram stare baterije u serijama od 2-3, na nulu, bez ikakvih dijagrama.
• Vladislav / 06.12.2014 - 15:25
  Dragi I Nechaev, Hvala vam na vašoj publikaciji, relevantna je za mene, budući da tražim jeftino kolo za reciklažu napona od oko 1 volta na XX, postoji nešto za recikliranje u velikim količinama, a slicno kolo, kao npr. JD 1803B, vjerovatno radi najvjerovatnije OVE KARAKTERISTIKE NA NJEMU, na nekim od ovih kontrolera baterijskih lampi uopste nema oznaka, POSTOJI ANALOGNI ANA 608-6, ANA 618 ALI ima kineskih simbola. , postoje i drugi kontroleri kao max 1724 ili 1722 i drugi koji rade od 0,7 - 0,8 volti sa izlaznim naponom do 5,5 volti pri struji od 150 do 300 mA, posto nisam jak elektrotehnicar trebam dodatno. raspravljajući o dizajnu kola, moj skype vladislav14211 mail [email protected] Bit će mi drago da sarađujemo i razgovaramo o tehničkom rješenju koje mi je potrebno na osnovu vaše šeme
• Sergej / 05/10/2014 - 07:18
  Uzmi nekoliko ma na 9...15 volti iz jednog elementa dovoljan je veći kapacitet - to je razumljivo. Na primjer, za napajanje multimetra sam sam sastavio slične sklopove ako je potrebno. Ali od napona koji daje 1 element dobijete 2 volta, ovo je jako, momci!!! Vjerovatnije je to zbog viška vremena, razumijem čovjeka koji se našao u žaru “obećane domovine” (pogledajte ovaj sajt) Ali u carskoj prijestolnici, kad pljunete, završite u radnji ili. kiosk u kojem se nalazi gomila baterija.

Recenzije solarnih panela ponekad se pojavljuju na mySKU. Odlučio sam i da se pridružim „zelenoj“ energiji. Ponovo sam pročitao hrpu različitih materijala na solarnim panelima i kontrolerima. Nisam postao stručnjak, ali sam stekao malu vrećicu znanja. Danas ću podijeliti s vama dio znanja.

Za implementaciju autonomnog osvjetljenja u kupatilu na vikendici i upoznavanje, odabrao sam malu ploču s nominalnom izlaznom snagom od 30 W i naponom od 12 V, te jednostavan popularni kontroler za punjenje olovne baterije.

Planirani dijagram povezivanja:

Solarni panel

Solarni panel je stigao neočekivano brzo. Zvao je kurir, što nisam očekivao. Zbog velike težine, Banggood prodavnica je poslala panel putem EMS-a, ali je kontroleru trebalo standardne tri i po nedelje redovnom poštom.

Panel je bio dobro upakovan, ali najugroženije mesto su uglovi aluminijumskog profila. U redu je, ali ubuduće morate tražiti od prodavca da dodatno zaštiti uglove u pakovanju.




Panel je prilično velik. Stvarne dimenzije 650x350x25 mm, težina 2,5 kg.


Fotoćelije su u sendviču između debelog lista prozirne plastike i tankog lista bijele plastike. Sendvič je umetnut u aluminijumski profil i tretiran zaptivačem. Aluminijski profil je prekriven transportnom folijom. Stepen zaštite nije nigdje naznačen. Prednja plastika je izdržljiva. Kako će izdržati grad, ne znam.

Na poleđini panela nalazi se zaštitno kućište/priključna kutija. Iz njega izlazi žica.


Žica je duga - 4,5 metara, 2 x 0,75 mm.


Na krajevima žice su krokodili. Naravno, tokom završne instalacije krokodile i veći dio žice će morati biti odrezani, ali će biti korisni za test.

Unutar kutije se nalazi shunt dioda. Potreban je samo za uzastopno povezivanje nekoliko panela (tako da kada jedan od panela ode u senku, ceo sistem nastavlja da radi za jedan panel ne igra nikakvu ulogu).

Naljepnica sa specifikacijama:


Proizvođač nije naveden. specifikacije:

Kao što vidite, solarni panel proizvodi maksimalni napon od 21 V bez opterećenja (u stvarnosti, prema mjerenjima, 22 V), a ne 12 V, kako je navedeno. Nema potrebe da se plašite. To je normalno, obično je naznačen radni napon sistema za koji je solarna ploča namijenjena, a to je 12 V (u stvari, to je formalnost, u stvarnosti sve ovisi o regulatoru punjenja). Na primjer, solarni paneli za sisteme od 24V mogu imati napon do 45V.

Da biste učinili parametre panela jasnijim, pogledajte grafikon (odnosi se na panel od 230 W, 24 V):


Horizontalna osa je napon, a vertikalna osa su struja i snaga. Pogledajte kako se mijenja struja panela (crveni grafikon). Kako se struja povećava, napon panela opada. Sada pogledajte grafikon snage (plavi, IxU). Kao što vidite, maksimalna snaga se postiže u određenom trenutku. Ova tačka se naziva tačka maksimalne snage panela, koju karakterišu vrednosti Vmp i Imp. Tokom rada, uglavnom zbog promjena u temperaturi fotoćelija, ova tačka se može pomjeriti.

Panel u recenziji ima Vmp = 18 V i Imp = 1,67 A. U ovom trenutku se postiže snaga od 30 W (u najidealnijim uslovima). Ako dodatno opteretite ploču, struja će se malo povećati, a napon i izlazna snaga će pasti. Ako manje opterećujete panel, struja će pasti, napon će porasti, a snaga će ponovo pasti. One. Efikasnost panela opada kako se udaljava od tačke maksimalne snage. Malo kasnije ću se vratiti na tačku maksimalne snage.

Kontroler

CMTP02 kontroler dolazi u maloj kutiji.


Unutra je sam kontroler i kratka uputstva.

Regulator je projektovan za struju do 15 A. tj. isporučuje struju do 15 A na bateriju i opterećenje. Ovo je "kineskih" 15 A. U stvarnosti, naravno, manje. Imam panel sa maksimalnom strujom od 1,75 A - nema potrebe za brigom. Kontroler može raditi sa baterijama od 12 V i 24 V.

Odvrnite 4 vijka i skinite metalni poklopac. Na donjoj strani ploče su tri MOSFET tranzistora sa izbrisanim oznakama. Tranzistori su izolovani. Možda igra ulogu termičke podloge za odvođenje toplote na metalni poklopac, ali materijal je tvrd i samo jedan tranzistor čvrsto pristaje na poklopac. Ako planirate koristiti kontroler sa strujom većom od 5 A, bolje je zamijeniti ovu izolaciju silikonskom toplinskom podlogom (100x100x3 mm košta nekoliko dolara).

Na poleđini ploče nalazi se operativno pojačalo i kontroler, te mnoge SMD komponente u uprtaču.


Na tržištu postoji mnogo varijanti takvih kontrolera sa dodatnom funkcionalnošću. Na ploči ima mjesta za USB izlaz (5 V), stabilizirani napon 12 V itd.

Ovaj PWM/PWM kontroler je najjednostavniji, bez mogućnosti bilo kakve konfiguracije. Samo trebate spojiti bateriju, solarni panel i opterećenje. Važno je pratiti redoslijed povezivanja. Baterija > solarni panel > opterećenje. Isključivanje obrnutim redoslijedom. Bez baterije, kontroler ne radi.

Iako upute ukazuju da kontroler može raditi sa GEL baterijama, bolje je to ne raditi, jer... Ovaj određeni kontroler nema izbor tipa baterije, što znači da je napon isti za sve tipove baterija. Za GEL obično bi trebao biti niži.

Tržište kontrolera za punjenje solarnih panela može se formalno podijeliti na dva tipa. MPPT i ne-MPPT (ponekad se nazivaju i PWM/PWM). MPPT - praćenje tačke maksimalne snage, praćenje tačke maksimalne snage. Sjećate li se kada sam pisao o maksimalnoj tački snage? Dakle, MPPT kontroler prati (postoje različiti algoritmi) tačku maksimalne snage i pokušava da zadrži napon na ulazu na nivou koji odgovara ovoj tački do sledećeg merenja. Mnogi MTTP kontroleri mogu bez problema raditi s visokim naponom (na primjer, serijski spojeni paneli napona od 90 V za male gubitke zbog otpora žice), i puniti konvencionalne baterije od 12 V na izlazu.

PWM kontroler ne prati tačku maksimalne snage. Na primjer, u fazi masovnog punjenja (CC - konstantna struja), napon solarnog panela je izjednačen sa naponom baterije i u ovoj fazi konstantno raste. Pogledajmo drugi grafikon.


Obratite pažnju na sivu zonu i crni grafikon izlazne snage solarnog panela - ovo je izlazna snaga kada se koristi PWM kontroler, a Pmpp tačka je izlazna snaga kada se koristi MTTP kontroler.

MPPT kontroleri su skuplji i efikasniji. Ali značajni dobici se postižu samo kada se koriste moćni paneli. Također morate znati da mnogi jeftini kineski kontroleri koji kažu MPPT zapravo nisu MPPT.

Vratimo se na CMTP02. Za njegov početni test koristit ću: AGM bateriju, EBD-USB tester za stvaranje opterećenja, jednostavan USB tester sa visokonaponskom podrškom


Solarni indikator svijetli kada postoji napajanje sa solarnog panela. Treperi kada napon premaši normu za ovaj regulator (više od 45 V). Kontroler ima zaštitu od povratne struje od baterije do solarne ploče.

Indikator opterećenja je uključen kada nema problema. Ne svijetli ako je napon baterije ispod 11,2 V - u ovom slučaju struja ne teče do opterećenja. Brzo treperi kada dođe do kratkog spoja.

Sve dok postoji dovoljno energije iz solarne ploče da napaja opterećenje, baterija se puni. One. Struja teče i do baterije i do opterećenja. Čim snaga opterećenja počne da premašuje izlaznu snagu solarnog panela, punjenje baterije prestaje i nedostatak struje se nadoknađuje iz baterije. Ceo proces radi kao sat. Čim solarni panel prestane proizvoditi energiju (na primjer, sunčani dan je gotov), ​​opterećenje se napaja samo iz baterije.

Kao što sam već napisao, kontroler je najjednostavniji, ali radi svoj posao. Na tržištu postoji mnogo modela kontrolera za bilo koji zadatak, snagu i budžet.

Ako imate jednostavan zadatak, na primjer, želite fontanu u svojoj seoskoj kući koja radi samo tokom dana, onda ništa ne može biti jednostavnije. Na tržištu su dostupni sljedeći zanimljivi pretvarači s ručnim podešavanjem maksimalnog napona snage:


Takvi uređaji koštaju od 6 dolara. Nije potrebna baterija, samo povežite pretvarač direktno na solarnu ploču i pumpu. Koristeći MPP potenciometar, postavljate ulazni napon na maksimalnu snagu, a dodatno podešavate izlazni napon za pumpu. Jednostavan i efikasan.

Ispitivanje solarnih panela

Da biste jasno znali koliko energije će panel proizvoditi dnevno, napraviti dnevne grafikone, itd., postoji nekoliko opcija. Najjednostavnije i najprivatnije je povezati tester između kontrolera i ispražnjene baterije. Univerzalno je korištenje opterećenja koje podržava način rada s konstantnim naponom. Suština ovog opterećenja je sljedeća - postavljate napon, a opterećenje počinje povećavati struju dok se napon ne stabilizira na zadanoj vrijednosti. Čim napon počne da pada ili raste, opterećenje trenutno smanjuje ili povećava potrošnju struje. Dakle, izvor energije, solarni panel, proizvodi sve što može u određenom trenutku vremena na datom naponu.

Odlučio sam da koristim opterećenje sa CV modom, koji će biti povezan direktno na panel.

Problem je u tome što je ovaj način rada vrlo rijetko tražen, nije uvijek dostupan u elektroničkim uređajima. Pitao sam svoje prijatelje, ali niko nije imao. Počeo sam proučavati dijagrame na internetu. . To se ne bi moglo dogoditi bez pomoći prijatelja. Ali sve je uspjelo.


Kolo koristi LM358 operativno pojačalo (U1) i tranzistor sa efektom polja (N-kanal, Q1). Na raspolaganju je bilo još jedno operativno pojačalo, za koje je bilo potrebno dodati još jedan stabilizator u kolo. Gotov proizvod ne izgleda baš prezentabilno, ali glavna stvar je da sadrži plavu električnu traku i potpuno je prikladan za upotrebu.




Pomoću potenciometra možete podesiti napon opterećenja. Jer Budući da je opterećenje napravljeno od improviziranih komponenti, postoji određeni pad napona kada se struja promijeni. Testna klupa izgleda ovako:


Jer Struja je mala na mom panelu, tako da možete koristiti tanke kratke žice. Za mjerenja ću koristiti EBD-USB tester u nadzornom modu. Opterećenje je povezano sa solarnim panelom preko EBD-USB-a, koji je zauzvrat povezan sa računarom. Prva revizija EBD-USB podržava mjerenje napona do 13,65 V (rad do 20 V). Ovo ide u moju korist, jer... sa priključenom baterijom raspon napona će biti 11,2 - 14,6 V. Koristeći potenciometar na teretu, podesit ću napon na nešto više od 12 V.

27. mart, vremenski period 9.00 - 9.05, vrijeme bez oblaka.

Rafali - Pokrivao sam solarnu ploču, gledajući promjenu na grafikonu. Za 5 minuta rada, solarni panel je proizveo 1,5 Wh. Izlazna snaga je bila 19 W. Kada je napon bio postavljen na oko 18 V, tačku maksimalne snage (ja sam to već pogledao zamjenom EBD-USB-a s običnim USB testerom s visokonaponskom podrškom), snaga je bila 21 W. A ovo je tek jutro krajem marta. Ljeti, kada je sunce u zenitu, panel može lako proizvesti navedenih 30 W. Ali mi ćemo se fokusirati na dostupne podatke. Ako otprilike procijenim da će sunce sijati 5 sati dnevno, onda ću dobiti 1,5 x 12 x 5 = 90 Wh dnevno. Ljetni dnevni sati su duži, koeficijent ljeto/proljeće u centralnom regionu je 1,5. One. ljeti će biti 135 Wh. Efikasnost olovne baterije je 75%. Pohranjena energija dnevno iznosi 100 Wh. Baterija (14,5 Ah) će se potpuno napuniti za 2 svjetlosna dana. U štali i u kupatilu mogu objesiti 4 lampe od 7 W (sa svjetlosnim tokom od 500 Lm, što je ekvivalentno 55 W). I svaki dan/večer mogu ih koristiti do 3 sata odjednom. Odgovara mi.

Naravno, ovo je gruba procjena zasnovana na kratkoročnim testovima. Provest ću detaljna testiranja sa mjerenjima i grafikonima za cijeli dan u maju već na lokaciji panela.

Dok sam eksperimentisao s panelom, rashladni hladnjak se jako zagrijao - na kraju krajeva, trošio je 20 W. Sasvim je dovoljno za mjerenje mog panela, ali ako je moćniji, morat ćete ugraditi veći radijator i aktivno hlađenje.

Evo još jednog zamrzavanja. 31. mart, vremenski period 9.00 - 9.05. Vrijeme je oblačno, izmaglica i oblaci na nebu. Sunce izlazi i nestaje.


Izlazna snaga se kretala od 3 W do 17 W. Za 5 minuta rada, solarni panel je proizveo 1 Wh. Ploča se dobro nosi sa ovim vremenskim uslovima.

Svidjeli su mi se eksperimenti sa solarnim panelom, nastavit ću ih. Ako neko ima praktične i korisne savjete, ne ustručavajte se podijeliti ih u komentarima. Mislim da će mnogi biti zainteresovani.

Crvenokosi bandit takođe juri od sunca:

Proizvod je dat za pisanje recenzije od strane trgovine. Recenzija je objavljena u skladu sa klauzulom 18 Pravila sajta.