วิธีสร้างเครื่องชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริดและการใช้งาน

จากข้อมูลของห้องปฏิบัติการพลังงานทดแทนแห่งชาติแสงแดดที่โลกได้รับภายในหนึ่งชั่วโมงเพียงพอที่จะตอบสนองความต้องการพลังงานประจำปีของคนทุกคนทั่วโลก พลังงานแสงอาทิตย์ เหมาะสำหรับการให้ความร้อนและการผลิตไฟฟ้าโดยใช้โฟโต้โวลตาอิกเซลล์ (PVC) พลังงานแสงอาทิตย์สามารถ จำกัด การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศได้เนื่องจากไม่มีการปล่อยก๊าซคาร์บอน ในบทความนี้เราจะพูดถึง Hybrid Solar Charger

พลังงานแสงอาทิตย์เป็นทางเลือกที่ดีที่สุดซึ่งสามารถทดแทนเชื้อเพลิงฟอสซิลเช่นถ่านหินและก๊าซสำหรับการผลิตไฟฟ้าที่สร้างมลพิษทางอากาศน้ำและบนบก พลังงานแสงอาทิตย์ (เช่นพลังงานรูปแบบ DC) สามารถเก็บไว้ในแบตเตอรี่เพื่อใช้ในอนาคต

ประสิทธิภาพการแปลงของเซลล์แสงอาทิตย์คือเปอร์เซ็นต์ของพลังงานแสงอาทิตย์ที่ส่องลงบนเซลล์โฟโต้โวลตาอิกที่เปลี่ยนเป็นไฟฟ้าที่ใช้งานได้

เครื่องชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริด

ประสิทธิภาพของระบบชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ขึ้นอยู่กับสภาพอากาศ แผงโซลาร์เซลล์ผลิตไฟฟ้าได้มากที่สุดในวันที่อากาศแจ่มใสและมีแสงแดดจ้า โดยปกติแผงโซลาร์เซลล์จะได้รับแสงแดดจ้า 4-5 ชั่วโมงต่อวัน หากสภาพอากาศมีเมฆมากจะส่งผลต่อกระบวนการชาร์จแบตเตอรี่และแบตเตอรี่ไม่ได้รับการชาร์จเต็ม

เครื่องชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริดแบบธรรมดานี้สามารถแก้ปัญหานี้ได้ สามารถชาร์จแบตเตอรี่โดยใช้ทั้งพลังงานแสงอาทิตย์และแหล่งจ่ายไฟ AC เมื่อเอาต์พุตจากแผงโซลาร์เซลล์สูงกว่า 12 โวลต์แบตเตอรี่จะชาร์จโดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์และเมื่อเอาต์พุตลดลงต่ำกว่า 12 โวลต์แบตเตอรี่จะชาร์จผ่านแหล่งจ่ายไฟ AC

วงจรชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริด

รูปด้านล่างแสดงวงจรเครื่องชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริด ส่วนประกอบฮาร์ดแวร์ต่อไปนี้ที่จำเป็นในการสร้างวงจรเครื่องชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริด

• แผงโซลาร์เซลล์ 12V, 10W (เชื่อมต่อที่ SP1)
• เครื่องขยายเสียงในการทำงาน CA3130 (IC1)
• รีเลย์แบบเปลี่ยนเดี่ยว 12V (RL1)
• 1N4007 ไดโอด
• สเต็ปดาวน์หม้อแปลง X1
• ทรานซิสเตอร์ BC547 (T1)
• ส่วนประกอบ RLC อื่น ๆ อีกเล็กน้อย

วงจรชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริด

แผงโซลาร์เซลล์ 10 วัตต์ 12 โวลต์

ในวงจรนี้เราใช้แผงโซลาร์เซลล์ขนาด 10 วัตต์ 12 โวลต์ จะให้พลังงานเพียงพอที่จะชาร์จแบตเตอรี่ 12V

แผงโซลาร์เซลล์ 10 วัตต์ 12 โวลต์

โมดูล 10w-12v นี้เป็นอาร์เรย์ของเซลล์แสงอาทิตย์ซิลิกอนหลายผลึก 36 เซลล์ที่มีประสิทธิภาพใกล้เคียงกันซึ่งเชื่อมต่อกันเป็นชุดเพื่อให้ได้เอาต์พุต 12 โวลต์

เซลล์แสงอาทิตย์เหล่านี้ติดตั้งบนโครงอะลูมิเนียมชุบอโนไดซ์สำหรับงานหนักเพื่อความแข็งแรง สำหรับสตริงซีรี่ส์ 18 เซลล์แต่ละชุดจะมีการติดตั้งไดโอดบายพาสหนึ่งตัว เซลล์เหล่านี้เคลือบระหว่างการถ่ายเทความร้อนสูงเหล็กต่ำกระจกนิรภัย 3 มม. และแผ่นวัสดุ Tedlar Polyester Tedlar (TPT) โดยแผ่นเอทิลีนไวนิลอะซิเตท (EVA) สองแผ่น การตั้งค่านี้ป้องกันความชื้นที่แทรกซึมเข้าไปในโมดูล

ฟีเจอร์หลัก

• เซลล์แสงอาทิตย์ซิลิคอนประสิทธิภาพสูง 36 เซลล์
• ปรับปรุงประสิทธิภาพของโมดูลด้วยแรงดันไฟฟ้า 12 V DC
• บายพาสไดโอดเพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบจากจุดร้อน
• เซลล์ถูกฝังอยู่ในแผ่น TPT และ EVA
• เฟรมอลูมิเนียมชุบอโนไดซ์สำหรับงานหนักที่น่าดึงดูดและมั่นคงพร้อมความสะดวก
• สายเคเบิลล่วงหน้าพร้อมระบบเชื่อมต่อที่รวดเร็ว

วงจรชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริดทำงาน

ในแสงแดดจ้าแผงโซลาร์เซลล์ 12V, 10W จะจ่ายกระแสตรงได้ถึง 17 โวลต์พร้อมกระแส 0.6 แอมป์ ไดโอด D1 ให้การป้องกันขั้วย้อนกลับและตัวเก็บประจุ C1 บัฟเฟอร์แรงดันไฟฟ้าจากแผงโซลาร์เซลล์ Op-amp IC1 ใช้เป็นเครื่องเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าอย่างง่าย

ซีเนอร์ไดโอด ZD1 ให้แรงดันอ้างอิง 11 โวลต์ไปยังอินพุทอินพุทของ IC1 อินพุตที่ไม่กลับด้านของ e op-amp จะได้รับแรงดันไฟฟ้าจากแผงโซลาร์เซลล์ผ่าน R1

การทำงานของวงจรทำได้ง่าย เมื่อเอาต์พุตจากแผงโซลาร์เซลล์มีค่ามากกว่าหรือเท่ากับ 12 โวลต์ซีเนอร์ไดโอด ZD1 จะดำเนินการและจ่ายไฟ 11 โวลต์ไปยังขั้วกลับด้านของ IC1

เนื่องจากอินพุตที่ไม่กลับด้านของ op-amp จะได้รับแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นในเวลานี้เอาต์พุตของตัวเปรียบเทียบจึงมีค่าสูง LED1 สีเขียวจะติดสว่างเมื่อเอาต์พุตของเครื่องเปรียบเทียบสูง

จากนั้นทรานซิสเตอร์ T1 จะดำเนินการและถ่ายทอด RL1 ให้พลังงาน ดังนั้นแบตเตอรี่จึงได้รับกระแสชาร์จจากแผงโซลาร์เซลล์ผ่านทางเปิดตามปกติ (N / O) และหน้าสัมผัสทั่วไปของรีเลย์ RL1

LED2 แสดงถึงการชาร์จแบตเตอรี่ Capacitor C3 มีไว้สำหรับการเปลี่ยนทรานซิสเตอร์ T1 อย่างสะอาด Diode D2 ปกป้องทรานซิสเตอร์ T1 จาก EMF ด้านหลัง และไดโอด D3 ป้องกันการปล่อยกระแสแบตเตอรี่เข้าสู่วงจร

เมื่อเอาต์พุตจากแผงโซลาร์เซลล์ลดลงต่ำกว่า 12 โวลต์เอาท์พุตของตัวเปรียบเทียบจะต่ำลงและรีเลย์จะยกเลิกการจ่ายพลังงาน ตอนนี้แบตเตอรี่ได้รับกระแสชาร์จจากแหล่งจ่ายไฟที่ใช้หม้อแปลงผ่านทางปิดตามปกติ (N / C) และหน้าสัมผัสทั่วไปของรีเลย์

แหล่งจ่ายไฟนี้รวมถึงหม้อแปลงแบบ step-down X1, การปรับไดโอด D4 และ D5 และตัวเก็บประจุแบบเรียบ C4

การทดสอบ

ในการทดสอบวงจรสำหรับการทำงานที่เหมาะสมให้ปฏิบัติตามคำแนะนำด้านล่าง:

• ถอดแผงโซลาร์เซลล์ออกจากขั้วต่อ SP1 และเชื่อมต่อแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าแปรผัน DC
• ตั้งแรงดันไฟฟ้าให้ต่ำกว่า 12V และค่อยๆเพิ่มขึ้น
• เมื่อแรงดันไฟฟ้าถึง 12V และเกินกว่านั้นตรรกะที่จุดทดสอบ TP2 จะเปลี่ยนจากต่ำไปสูง
• สามารถตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าที่ใช้หม้อแปลงได้ที่จุดทดสอบ TP3

การใช้งานเครื่องชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริด

ในช่วงไม่กี่วันที่ผ่านมากระบวนการผลิตไฟฟ้าจากแสงแดดได้รับความนิยมมากกว่าแหล่งอื่น ๆ และแผงเซลล์แสงอาทิตย์นั้นปราศจากมลพิษอย่างแน่นอนและไม่ต้องการการบำรุงรักษาสูง ต่อไปนี้เป็นตัวอย่างบางส่วน

• ระบบชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริดใช้สำหรับแหล่งพลังงานหลายแหล่งเพื่อจัดหาแหล่งจ่ายสำรองแบบเต็มเวลาไปยังแหล่งอื่น ๆ
• ไฟถนนใช้เซลล์แสงอาทิตย์เพื่อเปลี่ยนแสงอาทิตย์เป็นค่าไฟฟ้ากระแสตรง ระบบนี้ใช้ตัวควบคุมการประจุพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อเก็บ DC ไว้ในแบตเตอรี่และใช้ในหลาย ๆ ด้าน
• ระบบภายในบ้านใช้โมดูล PV สำหรับการใช้งานในครัวเรือน

ทั้งหมดนี้เป็นข้อมูลเกี่ยวกับการออกแบบวงจรเครื่องชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริด ฉันหวังว่าคุณจะผ่านมันไปได้ด้วยดี ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ โครงการวิศวกรรมพลังงานแสงอาทิตย์ หรือข้อสงสัยใด ๆ เกี่ยวกับบทความนี้โปรดแบ่งปันในส่วนความคิดเห็นด้านล่าง