سؤال لطبيب نفساني 

مفهوم تحكم الطاقة الشمسية PWM. كيفية إنشاء وحدة تحكم شحن بطارية شمسية رخيصة وفعالة. أجهزة التحكم بالشحن الهجينة

قررت هذه المرة صنع آلة تقوم تلقائيًا بتشغيل إضاءة LED في شرفة الحديقة. نظرًا لعدم وجود منفذ قريب ، والسحب المستمر لسلك التمديد مهمة شاقة للغاية ، فقد قررت تشغيل مصابيح LED من بطارية بإعادة الشحن من الخلايا الشمسية.

تم وصف واحد مشابه جدًا سابقًا ، والذي يضيء رفًا زجاجيًا في خزانة. قد تكون هناك مشكلة في استخدام برنامج التشغيل هذا ، لأننا نحتاج إلى مزيد من الإضاءة لإضاءة شرفة المراقبة بدلاً من إضاءة الرف الزجاجي. أيضًا ، سيؤدي استخدام مصدر ضوء أكثر قوة إلى تفريغ البطارية بشكل أسرع ، والتي يمكن أن تفشل نتيجة التفريغ العميق للخلايا في البطارية.

لمنع ذلك ، قررت إنشاء برنامج تشغيل بسيط مع حماية ضد التفريغ العميق جدًا للبطارية بناءً على. في المقابل ، تعمل الخلايا الشمسية أيضًا كمستشعر للضوء ، مما يبسط بشكل كبير الدائرة بأكملها.

يبلغ قياس لوحة الدوائر المطبوعة 40 مم في 45 مم. بالإضافة إلى ذلك ، تم إضافة فتحتين للتركيب. يتم تشغيل الجهاز بالكامل بواسطة ثلاث بطاريات Ni-MH (1.2 فولت / 1000 مللي أمبير في الساعة). للشحن ، يتم استخدام بطارية شمسية بجهد اسمي 5 فولت وبتيار خرج أقصى يصل إلى 80 مللي أمبير. تقوم البطارية الشمسية بشحن البطاريات من خلال الصمام الثنائي المعدل D1. لا تحتوي الدائرة على حماية من الشحن الزائد للبطارية نظرًا لحقيقة أنه في هذا التكوين ، فإن الشحن الزائد ببساطة غير ممكن.

يجب أن يكون الجهد الكهربائي للبطارية المشحونة بالكامل حوالي 4.2-4.35 فولت. تنتج اللوحة الشمسية جهدًا قدره 5 فولت ، ولكن هناك انخفاض في الصمام الثنائي المعدل في منطقة 0.7 فولت ، مما يعطينا جهدًا يبلغ 4.3 فولت. الترانزستور Q1 مسؤول عن تشغيل الإضاءة في الليل وإيقاف تشغيلها أثناء النهار. ترتبط قاعدة هذا الترانزستور من خلال مقاوم 2.2 كيلو أوم بالقطب الموجب للصفيف الشمسي.

عندما لا تقوم الخلية الشمسية بتوليد الكهرباء ، أو عندما تكون صغيرة جدًا ، يتم إيقاف تشغيل الترانزستور Q1. بعد ذلك ، سيتدفق التيار من خرج ("REF") من الصمام الثنائي zener TL431 فقط من خلال المقاوم R4 ، مما يخلق مقسمًا للجهد جنبًا إلى جنب مع المقاومات R2 و R3. يقود الترانزستور Q2 الحمل على شكل مصابيح LED. لكي تعمل الدائرة بشكل صحيح ، لا يمكننا تجاهل المقاوم R5 ، الذي تتمثل مهمته في سحب قاعدة الترانزستور Q2 إلى زائد مصدر الطاقة.

وفقًا لحسابات الجهد المتاح ، اتضح أن المقاوم يجب أن يكون له مقاومة 100 أوم. مع هذه المقاومة ، يتم تبديل الدائرة بسرعة كبيرة. لكن المشكلة هي أن هذا المقاوم له قيمة صغيرة إلى حد ما ، ويتدفق خلاله تيار كبير جدًا. إجمالي الاستهلاك الحالي حوالي 23 مللي أمبير! قررت استبدال هذا المقاوم بمقاوم ذي قيمة أكبر. نتيجة لذلك ، أضع مقاومًا بقيمة اسمية 1 كيلو أوم. الآن لا يتم التخلص من الأحمال بهذه السرعة ، ولكن تم تقليل الاستهلاك الحالي إلى 8mA.

بالطبع ، يتم استهلاك القيمة الحالية البالغة 8 مللي أمبير فقط عندما تكون الألواح الشمسية في مكان مظلم - أي فقط في الليل عندما تكون مصابيح LED قيد التشغيل. وهذا هو نفس الحد الأقصى للتيار (8 مللي أمبير) الذي يأتي من البطارية بجهد 4.2 فولت. لقد قمت بضبط جهد الحمل على 2.9 فولت.حدود الجهد لخلية واحدة هو 0.9 فولت ، والذي عند توصيله على التوالي بثلاثة يعطينا 2.7 فولت ، وبالتالي لا يزال لدينا 0.2 فولت لتجنيبه.

الدائرة بعد فصل الحمل (أي عند 2.9 فولت وأقل) ، تستهلك 50 A فقط. سيكون نفس التيار عندما تقوم اللوحة الشمسية بشحن البطاريات. الجهاز مستجيب للغاية للضوء ، ولكن ليس لدرجة أن إضاءة الشوارع قد تتداخل مع الشفق. تمر دقيقتان تقريبًا من لحظة اكتشاف غروب الشمس حتى تضيء مصابيح LED بنسبة 100٪.

عن طريق إزالة الترانزستور Q1 والمقاوم R1 والصمام الثنائي المعدل D1 من النظام ، نحصل على دائرة بسيطة لحماية البطارية من التفريغ العميق. يمكن استخدام دائرة مماثلة لفصل بطارية Li-Ion أو Li-Pol من الشحن. يمكن استخدامه ، على سبيل المثال ، في مصباح يدوي. من الممكن أيضًا إنشاء مثل هذه الحماية للجهود الأخرى ، لذلك تحتاج إلى حساب مقسم الجهد. هناك صيغ ومثال على الحساب

وحدة التحكم بسيطة للغاية وتتكون من أربعة أجزاء فقط.

هذا ترانزستور قوي (يمكنني استخدام IRFZ44N يمكنه تحمل تيار يصل إلى 49 أمبير في الثانية).

منظم تتابع السيارات ذو التحكم الإيجابي (VAZ "Classic").

مقاوم 120 كيلو أوم.

يعتبر الصمام الثنائي أكثر قوة من أجل الحفاظ على التيار المنبعث من الألواح الشمسية (على سبيل المثال ، من جسر الصمام الثنائي للسيارات).

مبدأ العملية بسيط للغاية أيضًا. أنا أكتب لأشخاص لا يفهمون الإلكترونيات على الإطلاق ، لأنني أنا نفسي لا أفهم شيئًا فيها.

يتم توصيل منظم الترحيل بالبطارية ، مطروحًا منه قاعدة الألومنيوم (31 كيلو) ، بالإضافة إلى (15 كيلو) ، من جهة التلامس (68 كيلو) ، يتم توصيل السلك عبر المقاوم ببوابة الترانزستور. يحتوي الترانزستور على ثلاث أرجل ، الأولى هي البوابة ، والثانية هي الصرف ، والثالثة هي المصدر. يتم توصيل ناقص اللوحة الشمسية بالمصدر ، والإضافة إلى البطارية ، من استنزاف الترانزستور ، يذهب ناقص اللوحة الشمسية إلى البطارية.

عندما يتم توصيل منظم الترحيل وتشغيله ، فإن الإشارة الموجبة من (68 كيلو) تفتح البوابة ويتدفق التيار من اللوحة الشمسية عبر استنزاف المصدر إلى البطارية ، وعندما يتجاوز الجهد على البطارية 14 فولت ، يقوم منظم الترحيل بإيقاف تشغيل الموجب وبوابة الترانزستور ، ويتم التفريغ من خلال المقاوم يغلق إلى سالب ، وبالتالي يكسر الاتصال السلبي للوحة الشمسية ، وينطفئ. وعندما ينخفض ​​الجهد قليلاً ، سيعطي منظم الترحيل مرة أخرى زائدًا للبوابة ، وسيفتح الترانزستور ويتدفق التيار من اللوحة مرة أخرى إلى البطارية. هناك حاجة إلى الصمام الثنائي على سلك SB الموجب حتى لا يتم تفريغ البطارية في الليل ، لأنه بدون ضوء ، تستهلك اللوحة الشمسية نفسها الكهرباء.

يوجد أدناه رسم توضيحي مرئي لتوصيل عناصر التحكم.

لست قويًا في مجال الإلكترونيات وربما توجد بعض العيوب في دائري ، لكنها تعمل بدون أي إعدادات وتعمل على الفور ، وتقوم بما تفعله وحدات التحكم في المصنع للألواح الشمسية ، وتبلغ التكلفة حوالي 200 روبل وساعة عمل فقط .

يوجد أدناه صورة غير واضحة تمامًا لوحدة التحكم هذه ، لذلك يتم تثبيت جميع تفاصيل وحدة التحكم تقريبًا على هيكل الصندوق. يسخن الترانزستور قليلاً وقمت بتثبيته على مروحة صغيرة. بالتوازي مع المقاوم ، أضع مؤشر LED صغير يوضح تشغيل وحدة التحكم. عندما يكون SB قيد التشغيل ، يتم توصيله ، وعندما لا يكون كذلك ، يتم شحن البطارية ، وعندما يومض البطارية بسرعة ، تكون البطارية مشحونة تقريبًا ويتم إعادة شحنها ببساطة.


تعمل وحدة التحكم هذه لأكثر من ستة أشهر وخلال هذا الوقت لم تكن هناك مشاكل ، لقد قمت بتوصيلها وهذا كل شيء ، الآن أنا لا أراقب البطارية ، كل شيء يعمل من تلقاء نفسه. هذه هي وحدة التحكم الثانية ، الأولى التي جمعتها لتوربينات الرياح كمنظم للصابورة ، انظر عنها في المقالات السابقة في قسم منتجاتي المنزلية.

انتباه - وحدة التحكم لا تعمل بكامل طاقتها. بعد مرور بعض الوقت من التشغيل ، اتضح أن الترانزستور في هذه الدائرة غير مغلق تمامًا ، ويستمر التيار في التدفق إلى البطارية حتى في حالة زيادة 14 فولت

أعتذر عن الدائرة غير العاملة ، لقد استخدمتها بنفسي لفترة طويلة واعتقدت أن كل شيء يعمل ، لكن اتضح أنه لم يحدث ، وحتى بعد الشحن الكامل ، لا يزال التيار يتدفق إلى البطارية. يغلق الترانزستور في منتصف الطريق فقط عندما يصل إلى 14 فولت. لن أنظف الدائرة بعد ، مع ظهور الوقت والرغبة ، سأنهي وحدة التحكم هذه وأضع دائرة العمل.

والآن لدي منظم صابورة كوحدة تحكم ، والذي كان يعمل بشكل جيد لفترة طويلة. بمجرد أن يتجاوز الجهد 14 فولت ، يفتح الترانزستور ويضيء المصباح الكهربائي ، مما يحرق كل الطاقة الزائدة. في الوقت نفسه ، يوجد الآن لوحتان شمسيتان ومولد للرياح على هذا الصابورة.

ال تحكم شحن الطاقة الشمسيةمصمم لشحن بطارية الرصاص الحمضية من لوحة شمسية. هذه الدائرة مناسبة للألواح الشمسية بقوة 15 وات وتحتوي على مؤشر ضوئي لتشغيل وحدة التحكم.

تعد البطارية الشمسية مصدرًا مستمرًا للجهد ، يتم تغذيته بمدخل وحدة التحكم ، بينما تكون البطارية متصلة بإخراج وحدة التحكم. نتيجة لذلك ، لا يوجد شحن زائد للبطارية ، وبالتالي ، يتم إطالة عمرها التشغيلي.

وصف تشغيل جهاز التحكم في شحن البطارية الشمسية

يمر الجهد من المصفوفة الشمسية أولاً عبر الصمام الثنائي D6 (ويفضل أن يكون الصمام الثنائي شوتكي) والذي يمنع البطارية من التفريغ مرة أخرى عبر اللوحة عندما لا تكون الشمس مشرقة. بعد الصمام الثنائي D6 يأتي منظم خطي كلاسيكي يعتمد على LM317. يتم تحديد جهد الخرج للمنظم من خلال نسبة المقاومة للمقاومات R20 و R1.

يجب أن يكون جهد الخرج في حدود 13.6 ... 13.8 فولت. يمكن تحديد القيمة الدقيقة عن طريق اختيار المقاومة R19 ، والتي يتم تحديد قيمتها تجريبياً. على وجه التحديد ، في هذه الحالة ، كانت مقاومته (R19) 390 ألفًا ، لذلك يمكن اعتبار هذه القيمة كنقطة انطلاق.

الصمام الثنائي D5 وقائي. يُتبع المثبت LM317 بدائرة إشارة ضوئية تتكون من ثلاثة مصابيح LED (D2 ، D3 ، D4). يشير توهج LED D2 إلى أن البطارية مشحونة بالكامل (الجهد 13 فولت).

يستخدم LED D3 للإشارة إلى الجهد الكهربائي للمجموعة الشمسية (15.5 فولت). يشير آخر مؤشر LED D4 إلى عملية شحن البطارية. تم تحديد قيمة حدية قدرها 50 مللي أمبير لتشغيل المؤشر.

لتشغيل D3 LED ، تم استخدام جهاز مقارنة في مكبر التشغيل LM339 ، والذي يقارن الجهد الناتج من اللوحة الشمسية مع الجهد المرجعي الذي تم الحصول عليه باستخدام الصمام الثنائي Zener D1. لتوفير طاقة البطارية ، يتم تشغيل مصابيح LED مباشرة من الألواح الشمسية من خلال مثبت 78L12.

إعداد جهاز التحكم بشحن البطارية الشمسية

بعد تركيب الأجزاء والتحقق من الأخطاء ، من الضروري توصيل مصدر طاقة قابل للتعديل بالمدخل (بدلاً من اللوحة الشمسية) وتطبيق جهد مقداره 17 ... 20 فولت أولاً. من خلال تغيير مقاومة المقاوم R19 ، من الضروري ضبط جهد خرج المثبت في منطقة 13.6 ... 13.8 فولت. بعد ذلك ، يجب تحديد جهد الدخل من مصدر الطاقة بحوالي 13.1 فولت ويجب استخدام مقاوم التشذيب R18 لإضاءة D2 LED. عندما ينخفض ​​جهد مصدر الطاقة عن 13 فولت ، يجب أن ينطفئ LED D2.

بعد ذلك ، قمنا بتعيين جهد الدخل على 15.5 فولت ، ومن خلال تدوير أداة التشذيب R4 ، نحقق أن مصباح D3 LED يضيء. ستحتاج إلى بطارية لضبط مؤشر الشحن. قم بتوصيله بوحدة التحكم من خلال مقياس التيار الكهربائي ، واضبط الجهد على مصدر الطاقة بحيث يتم شحن البطارية بتيار يبلغ حوالي 50 مللي أمبير. بعد ذلك ، اضبط المقاوم R14 بحيث تضيء D4. عندما ينخفض ​​التيار إلى أقل من 40 مللي أمبير ، يجب أن ينطفئ LED D4. يبلغ استهلاك وحدة التحكم (من البطارية) حوالي 9-10 مللي أمبير ، وهو أمر لا يكاد يذكر عند استخدام بطارية الرصاص الحمضية.

http://www.pctun.czechian.net/solarko/solarko.html

في أنظمة محطات الطاقة الشمسية ، تُستخدم مخططات توصيل مختلفة لتزويد الطاقة المستلمة ، والتي تتم على خوارزميات مختلفة تعتمد على تقنية إلكترونيات المعالجات الدقيقة. بناءً على هذه المخططات ، تم إنشاء أجهزة تسمى وحدات التحكم في الألواح الشمسية.

مبدأ التشغيل

هناك عدة طرق لنقل الكهرباء من الخلايا الشمسية إلى البطارية:
  • بدون استخدام أجهزة التبديل والتعديل بشكل مباشر.
  • من خلال وحدات التحكم

تتسبب الطريقة الأولى في مرور التيار الكهربائي من المصدر إلى البطاريات لزيادة جهدها. أولاً ، سيرتفع الجهد إلى قيمة حدية معينة ، والتي تعتمد على نوع وتنوع تصميم البطارية ودرجة حرارة البيئة الخارجية. أبعد من هذا المستوى.

في الفترة الأولية ، يكون شحن البطارية طبيعيًا. ثم تبدأ العمليات ، التي تتميز بلحظات سالبة: يستمر تيار الشحن في التدفق ، مما يؤدي إلى زيادة الجهد فوق القيمة المسموح بها ، ويحدث الشحن الزائد ، ونتيجة لذلك ، ترتفع درجة حرارة المنحل بالكهرباء. يؤدي ذلك إلى الغليان وإطلاق بخار الماء بكثافة كبيرة من خلايا البطارية الفردية. يمكن أن تستمر هذه العملية حتى تجف الجرار. من الواضح أن عمر بطارية البطاريات لا يزيد من هذه الظاهرة.

للحد من تيار الشحن ، استخدم أجهزة خاصة - أجهزة التحكم في الشحن ، أو قم بذلك يدويًا. لا يستخدم أحد تقريبًا الطريقة الأخيرة ، نظرًا لأنها تسبب إزعاجًا لمراقبة قيمة الجهد على الأجهزة ، لإجراء التبديل اليدوي ، يلزم تعيين عامل خاص لهذا الغرض لخدمة وحدات التحكم الخاصة بالألواح الشمسية.

ترتيب وحدة التحكم أثناء الشحن
يتم تصنيع وحدات التحكم في الألواح الشمسية بتعديلات مختلفة وفقًا لمبادئ وتعقيد طريقة تحديد الجهد:
  • من السهل تشغيل وإيقاف. تقوم وحدة التحكم بتحويل الشاحن إلى البطارية اعتمادًا على قيمة الجهد في الأطراف.
  • التحولات.
  • قوة عالية.
المبدأ الأول للتبديل البسيط

هذا هو أبسط أنواع العمل ، لكنه أقل موثوقية. العيب الرئيسي لهذه الطريقة هو أنه عندما يزداد الجهد عند أطراف البطارية إلى القيمة القصوى ، لا تحدث الشحنة النهائية. تصل الشحنة إلى 90٪ من القيمة الاسمية. البطاريات في حالة انخفاض الشحن باستمرار. هذا يؤثر سلبًا على مدة خدمتهم.

مبدأ عرض النبض

هذه الأجهزة مصنوعة على أساس الدوائر الدقيقة. يتحكمون في وحدة الطاقة للحفاظ على جهد الدخل في فترة زمنية معينة مع إشارات التغذية الراجعة.

تتمتع أجهزة التحكم المزودة بالتحكم في عرض النبض بالقدرة على:
  • قم بقياس درجة حرارة المنحل بالكهرباء في جهاز تحكم عن بعد أو بطارية مدمجة.
  • تعويض درجة حرارة النموذج عن طريق جهد الشحن.
  • التكيف مع خصائص نوع معين من البطاريات بقيم مختلفة وفقًا لمخطط الجهد.

كلما زاد عدد الوظائف المضمنة في وحدات التحكم بالطاقة الشمسية ، زادت موثوقيتها وتكلفتها.

جدول البطاريات الشمسية

أعلى حد لفولتية نقطة الطاقة

يمكن أن تعمل هذه الأجهزة أيضًا بطريقة عرض النبض. دقتها عالية ، حيث يتم أخذ القيمة القصوى للطاقة التي توفرها البطارية الشمسية في الاعتبار. يتم حساب قيمة الطاقة وتخزينها.

بالنسبة للخلايا الشمسية بجهد 12 فولت ، تكون الطاقة القصوى 17.5 فولت. ستعمل وحدة التحكم البسيطة على إيقاف شحن البطارية بالفعل عند 14 فولت ، وتتيح لك وحدة التحكم ذات التكنولوجيا الخاصة استخدام مصدر الألواح الشمسية حتى 17.5 فولت.

كلما زاد تفريغ البطارية ، زاد فقدان الطاقة من الخلايا الشمسية ، تقلل وحدات التحكم في الطاقة الشمسية من هذه الخسائر. نتيجة لذلك ، تعمل وحدات التحكم ، باستخدام تحويلات عرض النبضة ، على زيادة إنتاج الطاقة للبطارية الشمسية في جميع دورات الشحن. يمكن أن تصل نسبة المدخرات إلى 30٪ ، اعتمادًا على عوامل مختلفة. سيكون خرج البطارية الحالي أعلى من تيار الإدخال.

الخصائص

عند اختيار نوع وحدة التحكم ، من الضروري الانتباه ليس فقط لمبادئ التشغيل ، ولكن أيضًا للشروط المخصصة لتشغيلها. مؤشرات الجهاز هذه هي:

  • قيمة جهد الإدخال.
  • قيمة الطاقة الكلية للخلايا الشمسية.
  • نوع الحمولة.
الجهد االكهربى

يمكن تشغيل دائرة التحكم بواسطة عدة بطاريات متصلة بطرق مختلفة. من أجل الأداء الصحيح للجهاز ، من الضروري ألا تتجاوز قيمة الجهد الإجمالي ، مع التباطؤ ، الحد الذي حددته الشركة المصنعة في التعليمات.

دعنا نذكر بعض العوامل التي من أجلها من الضروري عمل هامش جهد بنسبة 20 ٪:
  • من الضروري مراعاة عامل المبالغة في تقدير الإعلان لبيانات وحدة التحكم.
  • العمليات التي تحدث في الخلايا الضوئية غير مستقرة ، مع وجود ومضات شمسية مفرطة من الضوء ، يمكن تجاوز الطاقة التي تولد جهد الخمول للبطارية.
طاقة البطارية الشمسية

هذه القيمة مهمة في تشغيل وحدة التحكم ، حيث يجب أن يكون للجهاز طاقة كافية لنقلها إلى البطاريات ، إذا لم تكن هناك طاقة كافية ، فستفشل دائرة الجهاز.

لحساب الطاقة ، يتم ضرب قيمة تيار الخرج من وحدة التحكم بالجهد المتولد ، دون إغفال احتياطي 20٪.

نوع الحمولة

يجب استخدام وحدة التحكم للغرض المقصود منها. لا تحتاج إلى استخدامه كمصدر جهد عادي ، قم بتوصيل الأجهزة المنزلية المختلفة به. ربما سيعمل البعض منهم بشكل جيد ، ولن يقوموا بتعطيل وحدة التحكم.

سؤال آخر هو إلى متى سيستمر هذا. يعمل الجهاز على مبدأ تحويلات عرض النبضة ، ويستخدم تقنيات تصنيع المعالجات الدقيقة. تأخذ هذه التقنيات في الاعتبار الحمل المتأصل في خصائص البطارية ، وليس الأنواع المختلفة من المستهلكين الذين لديهم خصائص سلوك خاصة عندما يتغير الحمل.

كيف تصنع وحدة تحكم بيديك

لصنع مثل هذا الجهاز ، يكفي أن يكون لديك بعض المعرفة بالهندسة الكهربائية والإلكترونيات. سيكون الجهاز محلي الصنع أدنى من التصميم الصناعي من حيث الميزات والكفاءة ، ولكن بالنسبة للشبكات البسيطة ذات الطاقة المنخفضة ، فإن وحدة التحكم محلية الصنع مناسبة تمامًا.

يجب أن تحتوي وحدة التحكم محلية الصنع على المعلمات التالية:
  • 1.2 P ≤ I × U. في هذا التعبير ، يتم استخدام تسميات الطاقة الإجمالية للمصادر (P) ، تيار خرج وحدة التحكم (I) ، والجهد مع بطارية مفرغة (U).
  • يجب أن يتوافق أعلى جهد دخل لوحدة التحكم مع الجهد الإجمالي للبطاريات في وضع الخمول دون تحميل.
مخطط بسيط لوحدة تحكم محلية الصنع:

تتميز وحدات التحكم في الطاقة الشمسية ذاتية التجميع بالخصائص التالية:
  • جهد الشحن - 13.8 فولت ، يختلف عن التيار المقدر.
  • جهد الكسر - 11 فولت ، يمكن تعديله.
  • تبديل الجهد - 12.5 فولت.
  • انخفاض الجهد على المفاتيح هو 20 مللي فولت عند تيار 0.5 أمبير.

تعد وحدات التحكم الخاصة بالبطاريات الشمسية جزءًا من أي أنظمة شمسية ، بالإضافة إلى أنظمة تعتمد على البطاريات الشمسية ومولدات الرياح. إنها تجعل من الممكن إنشاء وضع شحن بطارية عادي ، وزيادة الكفاءة وتقليل التآكل ، ويمكن تجميعها بمفردها.

تحليل دائرة التحكم للطاقة الهجينة

على سبيل المثال ، سننظر في مصدر إضاءة الطوارئ أو جهاز إنذار ضد السرقة يعمل على مدار الساعة.

يتيح استخدام طاقة البطاريات الشمسية إمكانية تقليل استهلاك الطاقة الكهربائية من شبكة الإمداد المركزية ، وكذلك حماية الأجهزة الكهربائية من احتمال انقطاع التيار الكهربائي.

في الليل ، عندما لا يكون هناك ضوء الشمس ، يتحول النظام إلى 220 فولت. كان مصدر النسخ الاحتياطي بطارية 12 فولت. هذا النظام يعمل في أي طقس.

مخطط أبسط تحكم

يتحكم المقاوم الضوئي في الترانزستورات T1 و T2.

أثناء النهار ، عندما يكون هناك ضوء الشمس ، تنطفئ الترانزستورات. يتم توفير جهد 12 فولت للبطارية من اللوحة من خلال الصمام الثنائي D2. يمنع البطارية من التفريغ من خلال اللوحة. مع الإضاءة الكافية ، تنتج اللوحة تيارًا بقدرة 15 وات ، 1 أمبير.

عندما يتم شحن البطاريات بالكامل حتى 11.6 فولت ، يفتح الصمام الثنائي زينر ويضيء المصباح الأحمر (LED الأحمر). عندما ينخفض ​​الجهد عند ملامسات البطارية إلى 11 فولت ، ينطفئ المصباح الأحمر. هذا يعني أن البطارية بحاجة إلى الشحن. تحد المقاومات R1 و R3 من تيار الصمام الثنائي الزينر والصمام الثنائي الزينر.

في الليل ، أو في الظلام ، عندما لا يكون هناك ضوء من الشمس ، تقل مقاومة الخلية الكهروضوئية ، ويتم توصيل الترانزستورات T1 و T2. تتلقى البطارية شحنتها من مصدر الطاقة. يذهب تيار الشحن من خط الطاقة 220 فولت من خلال محول ومُعدِّل ومقاوم وترانزستورات إلى البطارية. تعمل السعة C2 على تنعيم تموجات الجهد الكهربائي.

يتم ضبط حد التدفق الضوئي ، الذي يتم عنده تشغيل جهاز الاستشعار الضوئي ، بمقاوم متغير.

في عصرنا التدريجي ، عندما يتم تحسين التقنيات باستمرار وتزداد قدرات الإنتاج باستمرار ، أصبحت المواد والمكونات التي كان من الممكن فقط أن نحلم بها في السابق أكثر وأكثر في متناول شخص بسيط يعمل بنفسك. أحد هذه المكونات هو الخلايا الشمسية الكهروضوئية. يقوم عدد متزايد من Kulibins المزروعة محليًا ببناء خلاياها الكهروضوئية المشتراة بسعر معقول على Ebay أو Dealextreme أو أماكن أخرى.

ولكن كما تعلم ، فإن تشغيل جهاز تقني جديد ، مثل البطارية الشمسية ، يثير إنشاء جهاز تحكم لهذا الجهاز المفيد. إذا تم استخدام أبسط الدوائر ذات الثنائيات أو المرحلات في وقت سابق لهذا الغرض ، يتم الآن تطوير المزيد والمزيد من الأجهزة التقدمية. مع أحد هذه الأجهزة ، أجهزة التحكم في الشحن للبطارية الشمسية ، التي يكون تصنيعها ضمن قدرة المبتدئين تمامًا ، نقترح أن تتعرف على نفسك. يتمثل جوهر تشغيل جميع أجهزة التحكم في الشحن (سواء المصنوعة في المصنع أو المصنوعة في المنزل) في ما يلي: غالبًا ما يكون حمل البطارية الشمسية هو البطارية ، التي تجمع الطاقة المستلمة من الشمس ، ومن أجل الامتثال لها جميع معلمات شحن البطارية ، تمنعها من الشحن الزائد (وبالتالي إطالة فترة خدمتها) والتخلص من الطاقة "الإضافية". لذلك ، ضع في اعتبارك دائرة التحكم في الشحن لبطارية شمسية.

إنه مصمم لشحن بطارية حمض الرصاص (هلام) مختومة بجهد 12 فولت من لوحة شمسية منخفضة الطاقة ، مع تيار عائد يصل إلى عدة أمبير. يتم هنا استبدال الصمام الثنائي الواقي التسلسلي ، الذي تم تثبيته مسبقًا لمنع تفريغ البطارية ليلاً ، بترانزستور ذو تأثير ميداني ، والذي بدوره يتم التحكم فيه بواسطة جهاز مقارنة.

يوجد رسم مطبوع أفضل في الأرشيف. تتوقف وحدة التحكم عن شحن البطارية عندما يصل الجهد الكهربائي الموجود عليها إلى حد محدد مسبقًا وتقوم بتحويل اللوحة إلى مستهلك إضافي (حمل) للاستفادة من الطاقة الزائدة. عندما ينخفض ​​جهد البطارية عن الحد المحدد ، تقوم وحدة التحكم بتبديل اللوحة الشمسية من الحمل إلى شحن البطارية. الخصائص الرئيسية للمخطط:

جهد الشحن Vbat = 13.8V (قابل للتكوين) ، يتم قياسه عند وجود تيار شحن ؛
- يتم إيقاف الحمل عندما يكون Vbat أقل من 11 فولت (قابل للتكوين) ، يتم تشغيل الحمل عندما يكون Vbat = 12.5 فولت ؛
-وضع شحن تعويض درجة الحرارة ؛
- يمكن استبدال المقارن الاقتصادي TLC339 بـ TL393 أو TL339 الأكثر شيوعًا ؛
- انخفاض الجهد على المفاتيح أقل من 20 مللي فولت عند الشحن بتيار 0.5 أمبير.

من الأفضل تكوين الجهاز لتشغيل / إيقاف الشحن بناءً على بيانات جواز السفر للبطارية المستخدمة ؛ يقتصر تيار الشحن فقط على إمكانيات البطارية الشمسية - لا تؤثر دائرة التحكم عليها بأي شكل من الأشكال. تم تشغيل هذا الجهاز من قبل المؤلف لمدة عام. خلال هذا الوقت ، لم يتم تحديد أي شكاوى أو انتهاكات في العمل. في صورة لوحة الدوائر المطبوعة للجهاز ، بالإضافة إلى الأسلاك الموجودة مباشرة أسفل وحدة التحكم نفسها (على اليمين) ، توجد أيضًا أماكن لـ 3 محولات DC / DC لمخرجات 3.6 و 9 فولت.

صورة للجهاز الجاهز بجميع مكوناته ، بما في ذلك البطاريات ووحدة التحكم والمحولات ووحدة عرض وتحويل إضافية. مُنشئ وحدة التحكم - Oscar den Uijl.