Dalam artikel ini kita akan cuba memahami konsep asas penyongsang suria dan juga bagaimana membuat litar penyongsang suria yang sederhana namun kuat.

Tenaga suria banyak tersedia untuk kita dan bebas digunakan, lebih-lebih lagi ia adalah sumber tenaga semula jadi tanpa had, mudah diakses oleh kita semua.

Apa yang sangat penting mengenai Solar Inverter?

Hakikatnya, tidak ada yang penting mengenai penyongsang solar. Anda boleh menggunakan mana-mana litar penyongsang biasa , sambungkan dengan panel solar dan dapatkan output DC ke AC yang diperlukan dari penyongsang.

Setelah itu, anda mungkin perlu memilih dan konfigurasi spesifikasi dengan betul, jika tidak, anda mungkin menghadapi risiko merosakkan penyongsang anda atau menyebabkan penukaran kuasa yang tidak cekap.

Mengapa Solar Inverter

Kami telah membincangkan cara menggunakan panel suria untuk menjana elektrik dari tenaga suria atau matahari, dalam artikel ini kita akan membincangkan pengaturan sederhana yang akan membolehkan kita menggunakan tenaga suria untuk mengendalikan peralatan rumah tangga kita.

Panel solar mampu mengubah sinar matahari menjadi arus terus pada tahap potensi yang lebih rendah. Contohnya panel solar boleh ditentukan untuk memberikan 36 volt pada 8 amp dalam keadaan optimum.

Walau bagaimanapun, kita tidak dapat menggunakan kekuatan yang besar ini untuk mengendalikan peralatan rumah tangga kita, kerana peralatan ini hanya dapat berfungsi pada potensi utama atau pada voltan dalam lingkungan 120 hingga 230 V.

Lebih jauh lagi arus harus AC dan bukan DC seperti yang biasa diterima dari panel solar.

Kami telah menemui sejumlah litar penyongsang disiarkan dalam blog ini dan kami telah mengkaji bagaimana ia berfungsi.

Penyongsang digunakan untuk menukar dan meningkatkan kuasa bateri voltan rendah ke tahap sesalur AC voltan tinggi.

Oleh itu penyongsang dapat digunakan dengan berkesan untuk menukar DC dari panel suria menjadi output utama yang dapat memberi kuasa kepada peralatan domestik kita.

Pada dasarnya dalam penyongsang, penukaran dari potensi rendah ke tahap arus tinggi yang meningkat menjadi layak kerana arus tinggi yang biasanya tersedia dari input DC seperti bateri atau panel solar. Watt keseluruhan tetap sama.

Memahami Spesifikasi Arus Voltan

Sebagai contoh jika kita memberikan input 36 volt @ 8 amp ke penyongsang dan mendapat output 220 V @ 1.2 Amps bermaksud kita baru saja mengubah suai kuasa input 36 × 8 = 288 watt menjadi 220 × 1.2 = 264 watt.

Oleh itu, kita dapat melihat bahawa itu bukan keajaiban, hanya pengubahsuaian parameter masing-masing.

Sekiranya panel suria dapat menghasilkan arus dan voltan yang mencukupi, outputnya dapat digunakan untuk mengendalikan penyongsang dan peralatan rumah tangga yang disambungkan secara langsung dan juga untuk mengisi bateri secara serentak.

Bateri yang dicas boleh digunakan untuk menggerakkan beban melalui penyongsang , pada waktu malam ketika tenaga suria tidak ada.

Tetapi jika ukuran panel surya lebih kecil dan tidak dapat menghasilkan tenaga yang mencukupi, panel surya dapat digunakan hanya untuk mengecas bateri, dan menjadi berguna untuk mengoperasikan penyongsang hanya setelah matahari terbenam.

Operasi Litar

Dengan merujuk kepada gambarajah litar, kita dapat menyaksikan susunan mudah menggunakan panel solar, penyongsang dan bateri.

Ketiga-tiga unit dihubungkan melalui a litar pengatur suria yang mengagihkan daya ke unit masing-masing setelah peraturan yang sesuai mengenai kuasa yang diterima dari panel suria.

Dengan anggapan voltan menjadi 36 dan arus menjadi 10 amp dari panel solar, penyongsang dipilih dengan voltan operasi input 24 volt @ 6 amp, memberikan kekuatan total sekitar 120 watt.

Sebilangan kecil panel solar yang berjumlah sekitar 3 amp dihemat untuk mengecas bateri, yang dimaksudkan untuk digunakan setelah matahari terbenam.

Kami juga menganggap bahawa panel suria dipasang di atas pengesan suria sehingga dapat memenuhi keperluan yang ditentukan selagi matahari dapat dilihat di atas langit.

Daya input 36 volt diterapkan pada input regulator yang menurunkannya menjadi 24 volt.

Beban yang disambungkan ke output penyongsang dipilih sedemikian rupa sehingga tidak memaksa penyongsang lebih daripada 6 amp dari panel solar. Dari baki 4 amp, 2 amp dibekalkan ke bateri untuk mengecasnya.

Selebihnya 2 amp tidak digunakan demi mengekalkan kecekapan keseluruhan sistem yang lebih baik.

Litarnya adalah semua yang telah dibincangkan di blog saya, kita dapat melihat bagaimana semua ini dikonfigurasi secara cerdas antara satu sama lain untuk melaksanakan operasi yang diperlukan.

Untuk tutorial lengkap, sila baca artikel ini: Tutorial Solar Inverter

Senarai Bahagian untuk bahagian pengecas LM338

Semua perintang adalah 1/4 watt 5% CFR kecuali ditentukan.
R1 = 120 ohm
P1 = 10K periuk (2K ditunjukkan secara salah)
R4 = ganti iit dengan pautan
R3 = 0.6 x 10 / Bateri AH
Transistor = BC547 (bukan BC557, ia salah ditunjukkan)
IC Pengatur = LM338
Senarai Bahagian untuk bahagian penyongsang
Semua bahagian adalah 1/4 watt kecuali ditentukan
R1 = 100k periuk
R2 = 10K
R3 = 100K
R4, R5 = 1K
T1, T2 = mosfer IRF540
N1 --- N4 = IC 4093

Sisa beberapa bahagian tidak perlu dinyatakan dan boleh disalin seperti yang ditunjukkan dalam rajah.

Untuk Mengecas Bateri hingga 250 Ah

Bahagian pengecas di litar di atas mungkin ditingkatkan dengan sewajarnya untuk membolehkan pengecasan bateri arus tinggi dalam urutan 100 AH hingga 250 Ah.

Untuk Bateri 100Ah anda boleh mengganti LM338 dengan LM196 yang merupakan versi 10 amp LM338.

Papan luar transistor TIP36 disatukan dengan betul di IC 338 untuk memudahkan yang diperlukan pengecasan arus tinggi .

Perintang pemancar TIP36 mesti dikira dengan betul jika tidak, transistor mungkin meletup, lakukan dengan kaedah percubaan dan ralat, mulakan dengan 1 ohm pada mulanya, kemudian secara beransur-ansur mengurangkannya sehingga jumlah arus yang diperlukan dapat dicapai pada output.

penyongsang solar berkuasa tinggi dengan pengecas bateri arus tinggi

Menambah Ciri PWM

Untuk memastikan output 220V atau 120V tetap, kawalan PWM dapat ditambahkan pada reka bentuk di atas seperti yang ditunjukkan dalam rajah berikut. Seperti yang dapat dilihat gerbang N1 yang pada dasarnya dikonfigurasi sebagai pengayun 50 atau 60Hz, diperkuat dengan dioda dan panci untuk membolehkan pilihan kitaran tugas berubah.

Dengan menyesuaikan periuk ini kita dapat memaksa pengayun untuk membuat frekuensi dengan tempoh ON / OFF yang berbeza yang seterusnya akan membolehkan mosfets untuk menghidupkan dan mematikan dengan kadar yang sama.

Dengan menyesuaikan masa ON / OFF mosfet, kita dapat mengubah induksi arus dalam transformer secara berkadar, yang akhirnya akan memungkinkan kita untuk menyesuaikan voltan output RMS penyongsang.

Setelah output RMS diperbaiki, penyongsang akan dapat menghasilkan output tetap tanpa mengira variasi voltan suria, sehingga tentu saja voltan turun di bawah spesifikasi voltan belitan primer pengubah.

Solar Inverter Menggunakan IC 4047

Seperti yang dijelaskan sebelumnya, anda boleh memasang penyongsang yang dikehendaki dengan pengatur suria untuk melaksanakan fungsi penyongsang solar yang mudah.

Gambar rajah berikut menunjukkan betapa mudahnya Penyongsang IC 4047 boleh digunakan dengan pengatur suria yang sama untuk mendapatkan 220 V AC atau 120 V AC dari panel solar.

Solar Inverter menggunakan IC 555

Sama juga jika anda berminat untuk membina penyongsang solar kecil menggunakan IC 555, anda boleh melakukannya dengan menggabungkan Penyongsang IC 555 dengan panel solar untuk mendapatkan 220V AC yang diperlukan.

Solar Inverter menggunakan 2N3055 Transistor

The Transistor 2N3055 sangat popular di kalangan semua peminat elektronik. Dan BJT yang menakjubkan ini membolehkan anda membina penyongsang yang cukup kuat dengan bilangan bahagian minimum.

Sekiranya anda adalah salah seorang peminat yang mempunyai beberapa peranti ini di kotak sampah anda, dan berminat untuk membuat penyongsang solar kecil yang sejuk menggunakannya, reka bentuk ringkas berikut dapat membantu anda memenuhi impian anda.

Solar Inverter ringkas tanpa Pengawal Pengecas

Bagi pengguna yang tidak terlalu berminat dengan pengawal pengecas LM338, demi kesederhanaan, reka bentuk penyongsang PV termudah berikut kelihatan bagus.

Walaupun battey dapat dilihat tanpa pengatur, bateri akan tetap diisi dengan optimum, dengan syarat panel suria mendapat jumlah sinar matahari langsung yang diperlukan.

Kesederhanaan reka bentuk juga menunjukkan hakikat bahawa bateri asid plumbum tidak begitu sukar untuk dicas.

Ingat, bateri yang habis sepenuhnya (di bawah 11V) mungkin memerlukan pengisian sekurang-kurangnya 8 jam hingga 10 jam sehingga penyongsang dapat dihidupkan untuk penukaran AC 12V hingga 220V yang diperlukan.

Perubahan Utama Suria Sederhana ke AC

Sekiranya anda mahu sistem penyongsang solar anda mempunyai kemudahan pertukaran automatik dari panel solar ke grid utama AC, anda boleh menambahkan pengubahsuaian geganti berikut ke input pengatur LM338 / LM196:

Penyesuai 12V harus dinilai sesuai dengan voltan bateri dan spesifikasi Ah. Sebagai contoh jika bateri dinilai pada 12 V 50 Ah, maka penyesuai 12V dapat dinilai pada 15V hingga 20 V dan 5 amp

Solar Inverter menggunakan Buck Converter

Dalam perbincangan di atas, kami belajar bagaimana membuat penyongsang solar sederhana dengan pengecas bateri menggunakan IC linear seperti LM338, LM196 , yang bagus apabila voltan dan arus panel solar sama dengan keperluan penyongsang.

Dalam kes sedemikian, watt penyongsang kecil dan terhad. Untuk beban penyongsang dengan watt yang jauh lebih tinggi, kuasa output panel solar juga perlu besar dan setara dengan keperluan.

Dalam senario ini, arus panel solar perlu tinggi. Tetapi kerana panel suria tersedia dengan arus tinggi, voltan rendah menjadikan penyongsang solar watt tinggi dalam urutan 200 watt hingga 1 kva tidak kelihatan mudah dilaksanakan.

Walau bagaimanapun, panel suria voltan tinggi, arus rendah mudah didapati. Dan kerana watt adalah W = V x I , panel solar dengan voltan yang lebih tinggi dapat dengan mudah menyumbang kepada panel solar dengan watt yang lebih tinggi.

Walaupun begitu, panel suria voltan tinggi ini tidak dapat digunakan untuk aplikasi penyongsang voltan rendah dan tinggi, kerana voltan mungkin tidak serasi.

Sebagai contoh, jika kita mempunyai panel solar 60 V, 5 Amp, dan penyongsang 12 V 300 watt, walaupun penilaian watt kedua rakan sejenisnya mungkin serupa, mereka tidak dapat dihubungkan kerana perbezaan voltan / arus.

Di sinilah a penukar buck sangat berguna dan dapat digunakan untuk mengubah kelebihan voltan panel surya menjadi arus lebihan, dan menurunkan lebihan voltan, sesuai dengan keperluan penyongsang.

Membuat Litar Solar Inverter 300 Watt

Katakan kita mahu membuat litar penyongsang 12 V 300 watt dari panel solar yang dinilai dengan 32 V, 15 Amps.

Untuk ini, kita memerlukan arus keluaran 300/12 = 25 Amps dari penukar buck.

Penukar buck sederhana berikut dari ti.com kelihatan sangat cekap dalam memberikan kuasa yang diperlukan untuk inverter solar 300 watt kami.

Kami memperbaiki parameter penting penukar buck seperti yang diberikan dalam pengiraan berikut:

Keperluan Reka Bentuk
• Voltan Panel Suria VI = 32 V
• Output Penukar Buck VO = 12 V
• Output Penukar Buck IO = 25 A
• Frekuensi Operasi Penukar Buck fOSC = frekuensi beralih 20-kHz
• VR = 20-mV puncak ke puncak (VRIPPLE)
• ΔIL = perubahan arus induktor 1.5-A

d = kitaran tugas = VO / VI = 12 V / 32 V = 0.375
f = 20 kHz (objektif reka bentuk)
ton = masa aktif (S1 ditutup) = (1 / f) × d = 7.8 μs
toff = time off (S1 terbuka) = (1 / f) - tan = 42.2 μs
L ≉ (VI - VO) × tan / ΔIL
≉ [(32 V - 12V) × 7.8 μs] /1.5 A
≉ 104 μH

Ini memberi kita spesifikasi induktor penukar wang. Kawat SWG dapat dioptimumkan melalui beberapa percubaan dan kesilapan. Kawat tembaga super enamel 16 SWG mestilah cukup baik untuk menangani arus 25 Amps.

Mengira Kapasitor Penapis Keluaran untuk Penukar Buck

Setelah induktor buck output ditentukan, nilai kapasitor penapis output dapat dikerjakan agar sesuai dengan spesifikasi riak output. Kapasitor elektrolitik dapat dibayangkan seperti hubungan siri induktansi, rintangan, dan kapasitansi. Untuk menawarkan penapisan riak yang baik, frekuensi riak harus jauh lebih rendah daripada frekuensi di mana induktansi siri menjadi kritikal.

Oleh itu, kedua-dua elemen penting adalah kapasitansi dan rintangan siri berkesan (ESR). ESR tertinggi dikira sejajar dengan hubungan antara voltan riak puncak ke puncak yang dipilih dan arus riak puncak ke puncak.

ESR = ΔVo (riak) / ΔIL = V / 1.5 = 0.067 Ohm

Nilai kapasitansi C terendah yang disyorkan untuk menjaga voltan riak VO lebih kecil daripada keperluan reka bentuk 100-mV dinyatakan dalam pengiraan berikut.

C = ΔIL / 8fΔVo = 1.5 / 8 x 20 x 10³x 0.1 V = 94 uF , walaupun lebih tinggi daripada ini hanya akan membantu meningkatkan tindak balas riak output penukar buck.

Menyiapkan Output Buck untuk Solar Inverter

Untuk menetapkan output 12 V, 25 Amps dengan tepat, kita perlu mengira perintang R8, R9, dan R13.

R8 / R9 memutuskan voltan keluaran yang dapat ditukar secara rawak menggunakan 10K untuk R8, dan pot 10k untuk R9. Seterusnya, sesuaikan periuk 10K untuk mendapatkan voltan keluaran yang tepat untuk penyongsang.

R13 menjadi perintang penginderaan semasa untuk penukar buck dan memastikan bahawa penyongsang tidak dapat menarik arus lebih dari 25 Amp dari panel, dan dimatikan dalam senario sedemikian.

Perintang R1 dan R2 menetapkan rujukan kira-kira 1 V untuk input terbalik dari TL404 pembatas arus dalaman op amp. Resistor R13, yang disambungkan secara bersiri dengan beban, memberikan 1 V ke terminal bukan pembalik dari ralat pembatas arus yang disekat sebaik sahaja arus penyongsang meluas hingga 25 A. PWM untuk BJT dengan demikian dibatasi dengan tepat untuk mengawal pengambilan arus lebih lanjut. Nilai R13 dikira seperti yang diberikan di bawah:

R13 = 1 V / 25 A = 0.04 Ohm

Watt = 1 x 25 = 25 watt

Setelah penukar buck di atas dibina dan diuji untuk penukaran voltan panel yang berlebihan kepada arus keluaran yang diperlukan, sudah tiba masanya untuk menghubungkan kualiti yang baik Penyongsang 300 watt dengan penukar buck, dengan bantuan gambarajah blok berikut:

“di mana perintang terletak pada rajah ini ”

Solar Inverter / Pengecas untuk Projek Sains

Artikel seterusnya di bawah menerangkan litar penyongsang solar mudah untuk pemula atau pelajar sekolah.

Di sini bateri dihubungkan terus dengan panel demi kesederhanaan, dan sistem relay pertukaran automatik untuk menukar bateri ke penyongsang sekiranya tiada tenaga suria.

Litar diminta oleh Cik Swati Ojha.

Tahap Litar

Litar terdiri daripada dua peringkat iaitu: a penyongsang sederhana , dan pertukaran geganti automatik.

Pada waktu siang selama sekian lama cahaya matahari tetap kuat, voltan panel digunakan untuk mengecas bateri dan juga untuk menghidupkan penyongsang melalui kenalan pertukaran geganti.

Pratetapan litar pertukaran automatik ditetapkan sedemikian rupa sehingga relay yang bersangkutan mati MATI apabila voltan panel jatuh di bawah 13 volt.

Tindakan di atas memutuskan panel suria dari penyongsang dan menghubungkan bateri yang dicas dengan penyongsang sehingga beban output terus berjalan menggunakan tenaga bateri.

Operasi Litar:

Perintang R1, R2, R3, R4 bersama dengan T1, T2 dan pengubah membentuk bahagian penyongsang. 12 volt digunakan di keran tengah dan tanah memulakan penyongsang dengan segera, namun di sini kita tidak menyambungkan bateri secara langsung pada titik-titik ini, melainkan melalui tahap pertukaran geganti.

Transistor T3 dengan komponen dan relay yang berkaitan membentuk perubahan relay di atas pentas. LDR disimpan di luar rumah atau pada kedudukan di mana ia dapat merasakan cahaya siang.

Pratetap P1 disesuaikan sedemikian rupa sehingga T3 berhenti melakukan dan memotong geganti sekiranya lampu ambien jatuh di bawah tahap tertentu, atau hanya apabila voltan turun di bawah 13 volt.

Ini jelas berlaku apabila cahaya matahari menjadi terlalu lemah dan tidak lagi dapat mengekalkan tahap voltan yang ditentukan.

Walaupun selagi cahaya matahari tetap terang, relay tetap terpicu, menghubungkan voltan panel solar terus ke penyongsang (paip pusat transformer) melalui kenalan N / O. Oleh itu penyongsang dapat digunakan melalui panel solar pada waktu siang.

Panel solar juga digunakan secara serentak untuk mengecas bateri melalui D2 pada waktu siang sehingga dapat dicas sepenuhnya pada waktu senja.

Panel solar dipilih sedemikian rupa sehingga tidak akan menghasilkan lebih daripada 15 volt walaupun pada tahap cahaya matahari puncak.
Kuasa maksimum dari penyongsang ini tidak akan melebihi 60 watt.

Senarai Bahagian untuk inverter suria yang dicadangkan dengan litar pengecas yang ditujukan untuk projek sains.