A l’article es detalla com construir un circuit de controlador regulador de panells solars a casa per carregar bateries petites, com ara bateria de 12V 7AH mitjançant panell solar petit.
Utilització d’un panell solar
Tots sabem força bé sobre els panells solars i les seves funcions. Les funcions bàsiques d’aquests sorprenents dispositius és convertir l’energia solar o la llum solar en electricitat.
Bàsicament, un panell solar està format per seccions discretes de cèl·lules fotovoltaiques individuals. Cadascuna d’aquestes cèl·lules són capaces de generar una petita magnitud d’energia elèctrica, normalment d’entre 1,5 i 3 volts.
Moltes d'aquestes cel·les del panell es connecten en sèrie de manera que el voltatge efectiu total generat per tota la unitat es munta fins a una sortida útil de 12 volts o 24 volts.
El corrent generat per la unitat és directament proporcional al nivell de llum solar que incideix a la superfície del panell. L’energia generada a partir d’un panell solar s’utilitza normalment per carregar una bateria de plom àcid.
La bateria de plom àcid quan està completament carregada s’utilitza amb un inversor per adquirir la tensió de xarxa de CA necessària per alimentar l’electricitat de la casa. Idealment, els raigs solars haurien d’incidir sobre la superfície del panell perquè funcioni de manera òptima.
Tanmateix, com que el sol no està mai quiet, el panell ha de seguir o seguir el camí dels sols de manera constant per generar electricitat a un ritme eficient.
Si esteu interessats en construir un sistema automàtic de panells solars de doble rastreig podeu referir-vos a un dels meus articles anteriors. Sense un rastrejador solar, el panell solar només podrà fer les conversions al voltant d’un 30% d’eficiència.
Tornant a les nostres discussions reals sobre els panells solars, aquest dispositiu es pot considerar el cor del sistema pel que fa a la conversió d'energia solar en electricitat, però l'electricitat generada requereix un gran dimensionament abans de poder ser utilitzat eficaçment a sistema d'empat de graella anterior.
Per què necessitem un regulador solar?
La tensió adquirida a partir d'un panell solar mai és estable i varia dràsticament segons la posició del sol i la intensitat dels rajos solars i, per descomptat, en funció del grau d'incidència sobre el panell solar.
Aquest voltatge, si s’alimenta a la bateria per carregar-se, pot causar danys i escalfar innecessàriament la bateria i, per tant, l’electrònica associada pot ser perillós per a tot el sistema.
Per regular la tensió del panell solar, normalment s’utilitza un circuit regulador de tensió entre la sortida del panell solar i l’entrada de la bateria.
Aquest circuit assegura que la tensió del panell solar no supera mai el valor segur que requereix la bateria per carregar-se.
Normalment, per obtenir uns resultats òptims del panell solar, la tensió mínima de sortida del panell ha de ser superior a la tensió de càrrega necessària de la bateria, és a dir, fins i tot en condicions adverses quan els raigs solars no són nítids o òptims, el panell solar encara hauria de poder generar una tensió superior a 12 volts, que pot ser la tensió de la bateria carregada.
Els reguladors de tensió solar disponibles al mercat poden ser massa costosos i no tan fiables, tot i que fabricar un regulador a casa utilitzant components electrònics normals pot ser divertit, però també molt econòmic.
És possible que també vulgueu llegir-ne Circuit regulador de tensió de 100 Ah
Esquema de connexions
NOTA : PER FAVOR, ELIMINEU R4, PERQUÈ NO TÉ UNA IMPORTÀNCIA REAL. Podeu substituir-lo amb un enllaç de cable.
Disseny de PCB del costat de la pista (R4, díode i S1 no inclosos ... R4 en realitat no és important i es pot substituir per un cable de pont.
Com funciona
Referint-nos al circuit regulador de tensió del panell solar proposat, veiem un disseny que utilitza components molt ordinaris i, tot i així, compleix les necessitats tal com requereixen les nostres especificacions.
Un solter IC LM 338 es converteix en el centre de tota la configuració i esdevé responsable de la implementació de les regulacions de voltatge desitjades individualment.
El circuit regulador del panell solar mostrat s’emmarca segons el mode estàndard de la configuració IC 338.
L'entrada es dóna als punts d'entrada mostrats de l'IC i la sortida de la bateria rebuda a la sortida de l'IC. El pot o el valor predefinit s’utilitzen per establir amb precisió el nivell de voltatge que es pot considerar com el valor segur de la bateria.
Càrrega controlada actual
Aquest circuit de controlador de regulador solar també ofereix una funció de control de corrent, que assegura que la bateria sempre rep una taxa fixa de corrent de càrrega predeterminada i que mai no està excedida. El mòdul es pot connectar tal com s’indica al diagrama.
Les posicions rellevants indicades poden ser simplement connectades fins i tot per un laic. La resta de la funció es fa càrrec del circuit regulador. El commutador S1 hauria de canviar-se al mode inversor una vegada que la bateria es carregui completament (tal com s’indica al mesurador).
Càlcul del corrent de càrrega de la bateria
El corrent de càrrega es pot seleccionar seleccionant adequadament el valor de les resistències R3. Es pot fer resolent la fórmula: 0,6 / R3 = 1/10 de bateria AH El VR1 predefinit s’ajusta per obtenir la tensió de càrrega necessària del regulador.
Regulador solar mitjançant IC LM324
Per a tots els sistemes de panells solars, aquest senzill IC LM324 El circuit regulador eficaç garantit basat ofereix una resposta d’estalvi d’energia a la càrrega de bateries del tipus plom-àcid que normalment es veuen als vehicles de motor.
Sense tenir en compte el preu de les cèl·lules solars, que es creu que teniu al davant per utilitzar-les en diversos altres plans, el regulador solar per si sol és inferior a 10 dòlars.
A diferència d’un nombre d’altres reguladors de derivació que redirigirà el corrent a través d’una resistència un cop la bateria estigui completament carregada, aquest circuit desconnecta el subministrament de càrrega de la bateria eliminant la necessitat de resistents voltes de derivació.
Com funciona el circuit
Tan bon punt la tensió de la bateria és inferior a 13,5 volts (normalment la tensió de circuit obert d’una bateria de 12 V), els transistors Q1, Q2 i Q3 s’encenen i el corrent de càrrega passa pels panells solars tal com es pretenia.
El LED verd actiu mostra que la bateria s'està carregant. A mesura que la tensió del terminal de la bateria s’acosta a la tensió de circuit obert del panell solar, l’ampli operatiu A1a apaga els transistors Q1-Q3.
Aquesta situació es bloqueja mentre la tensió de la bateria caigui a 13,2 V, per la qual cosa es restablirà de nou l’activació del procés de càrrega de la bateria.
En absència d’un panell solar, quan la tensió de la bateria continua baixant de 13,2 V a aproximadament 11,4 V, el que implica que una bateria totalment descarregada, A1b, canvia a 0 V, provocant que el LED VERMELL adjunt parpellegi a la velocitat fixada per l’astable multivibrador. A1c.
En aquesta situació parpelleja a un ritme de 2 Hz. L’amplificador op A1d proporciona una referència de 6 V per mantenir els llindars de commutació als nivells d’11,4 V i 13,2 V.
El circuit regulador LM324 proposat està dissenyat per fer front a corrents de fins a 3 amperes.
Per treballar amb corrents més substancials, pot ser essencial augmentar els corrents base Q2, Q3, per garantir que tots aquests transistors puguin mantenir la saturació durant les sessions de càrrega.
Regulador d’electricitat solar mitjançant IC 741
La majoria dels panells solars típics ofereixen una càrrega aproximada de 19V. Això permet obtenir una caiguda de 0,6 V sobre un díode rectificador mentre es carrega una bateria de plom àcid de 12 V. El díode prohibeix que el corrent de la bateria es mogui pel panell solar durant la nit.
Aquesta configuració pot ser excel·lent sempre que la bateria no es sobrecarregui, ja que una bateria de 12V es pot sobrecarregar fàcilment per sobre de 1V5, en cas que no es controli el subministrament de càrrega.
La caiguda de tensió induïda a través d'una sèrie BJT passa, normalment, és d'aproximadament 1,2 V, que sembla ser massa alta perquè gairebé tots els panells solars funcionin eficaçment.
Ambdós defectes anteriors s’eliminen eficaçment en aquest senzill circuit regulador solar. Aquí, l'energia del panell solar es subministra a la bateria mitjançant un díode de relé i rectificador.
Com funciona el circuit
Quan la tensió de la bateria s’estén a 13,8 V, els contactes del relé fan clic, de manera que el transistor 2N3055 comença a carregar la bateria fins a un màxim de 14,2 V.
Aquest nivell de tensió de càrrega completa es podria fixar una mica més baix, tot i que la majoria de les bateries de plom-àcid comencen a gasar a 13,6 V. Aquesta gasificació s’incrementa significativament a la tensió de sobrecàrrega.
Els contactes del relé funcionen en el moment en què la tensió de la bateria cau per sota de 13,8 V. La bateria no s’utilitza per fer funcionar el circuit.
El fet serveix com una font de corrent constant.
Anterior: Sistema simple de seguiment solar: mecanisme i funcionament Següent: s’expliquen 8 circuits Easy Am 741 Op Amp
