Laut dem National Renewable Energy Laboratory reicht das Sonnenlicht, das die Erde in einer Stunde empfängt, aus, um den jährlichen Energiebedarf aller Menschen weltweit zu decken. Solarenergie eignet sich zur Heizung und Stromerzeugung mit Photovoltaikzellen (PVC). Solarenergie kann den Klimawandel einschränken, da sie keine Kohlenstoffemissionen verursacht. Hier in diesem Artikel werden wir über das Hybrid-Solarladegerät diskutieren.
Solarenergie ist die beste Alternative, die fossile Brennstoffe wie Kohle und Gas zur Stromerzeugung ersetzen kann, die Luft-, Wasser- und Landverschmutzung verursachen. Die Sonnenenergie (d. H. Gleichstromform) kann zur zukünftigen Verwendung in einer Batterie gespeichert werden.
Der Umwandlungswirkungsgrad einer Solarzelle ist der Prozentsatz der Sonnenenergie, die auf eine Photovoltaikzelle scheint, die in nutzbaren Strom umgewandelt wird.
Hybrid-Solarladegerät
Der Wirkungsgrad eines Solarladesystems hängt von den Wetterbedingungen ab. Sonnenkollektoren erzeugen an klaren Tagen mit viel Sonnenschein den meisten Strom. In der Regel erhält das Solarpanel an einem Tag vier bis fünf Stunden helles Sonnenlicht. Wenn das Wetter bewölkt ist, wirkt sich dies auf den Ladevorgang des Akkus aus und der Akku wird nicht vollständig aufgeladen.
Dieses einfache Hybrid-Solarladegerät kann die Lösung für dieses Problem bieten. Es kann den Akku sowohl mit Solarenergie als auch mit Wechselstrom aufladen. Wenn die Leistung des Solarpanels über 12 Volt liegt, wird die Batterie mit Solarenergie aufgeladen, und wenn die Leistung unter 12 Volt fällt, wird die Batterie über das Wechselstromnetz aufgeladen.
Hybrid-Solarladekreis
Die folgende Abbildung zeigt den Hybrid-Solarladekreis. Die folgenden Hardwarekomponenten sind erforderlich, um den Hybrid-Solarladekreis zu bauen.
- Ein 12V, 10W Solarpanel (angeschlossen an SP1)
- Operationsverstärker CA3130 (IC1)
- 12V Einzelwechselrelais (RL1)
- 1N4007 Dioden
- Abwärtstransformator X1
- Transistor BC547 (T1)
- Nur wenige andere RLC-Komponenten
Hybrid-Solarladekreis
10 Watt, 12 Volt Solarpanel
In dieser Schaltung verwendeten wir ein 10 Watt, 12 Volt Solarpanel. Es wird genug Strom liefern, um eine 12-V-Batterie aufzuladen.
10 Watt, 12 Volt Solarpanel
Dieses 10-W-12-V-Modul ist eine Anordnung von 36 mehrkristallinen Siliziumsolarzellen mit ähnlicher Leistung, die in Reihe geschaltet sind, um den 12-Volt-Ausgang zu erhalten.
Diese Solarzellen sind auf einem robusten eloxierten Aluminiumrahmen montiert und bieten Festigkeit. Für jeweils 18 Zellenreihen ist eine Bypass-Diode installiert. Diese Zellen werden zwischen eisenarmem 3 mm gehärtetem Glas mit hoher Durchlässigkeit und einer Folie aus einem Tedlar-Polyester-Tedlar-Material (TPT) mit zwei Folien aus Ethylen-Vinylacetat (EVA) laminiert. Dieser Aufbau schützt vor dem Eindringen von Feuchtigkeit in das Modul.
Hauptmerkmale
- 36 hocheffiziente Siliziumsolarzellen
- Optimierte Modulleistung mit Nennspannung 12 V DC
- Bypass-Dioden, um den Hot-Spot-Effekt zu vermeiden
- Zellen sind in ein Blatt aus TPT und EVA eingebettet
- Attraktive, stabile, strapazierfähige eloxierte Aluminiumrahmen mit praktischen
- Vorverkabelt mit Schnellverbindungssystemen
Hybrid Solar Lader Circuit funktioniert
Bei sonnigem Sonnenlicht liefert das 12V, 10W Solarpanel bis zu 17 Volt Gleichstrom mit einem Strom von 0,6 Ampere. Die Diode D1 bietet einen Verpolungsschutz und der Kondensator C1 puffert die Spannung vom Solarpanel. Der Operationsverstärker IC1 wird als einfacher Spannungskomparator verwendet.
Zenerdiode ZD1 liefert eine Referenzspannung von 11 Volt an den invertierenden Eingang von IC1. Der nicht invertierende Eingang des Operationsverstärkers erhält über R1 Spannung vom Solarpanel.
Die Arbeitsweise der Schaltung ist einfach. Wenn der Ausgang des Solarpanels größer oder gleich 12 Volt ist, leitet die Zenerdiode ZD1 und liefert 11 Volt an den invertierenden Anschluss von IC1.
Da der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers zu diesem Zeitpunkt eine höhere Spannung erhält, wird der Ausgang des Komparators hoch. Die grüne LED1 leuchtet, wenn der Ausgang des Komparators hoch ist.
Der Transistor T1 leitet und leitet dann das Relais RL1 an. Somit erhält die Batterie Ladestrom vom Solarpanel über die normalerweise offenen (N / O) und gemeinsamen Kontakte des Relais RL1.
LED2 zeigt das Laden des Akkus an. Der Kondensator C3 dient zum sauberen Schalten des Transistors T1. Die Diode D2 schützt den Transistor T1 vor Gegen-EMK und die Diode D3 verhindert die Entladung des Batteriestroms in die Schaltung.
Wenn der Ausgang des Solarpanels unter 12 Volt fällt, wird der Ausgang des Komparators niedrig und das Relais fällt ab. Jetzt erhält die Batterie über die normalerweise geschlossenen (N / C) und gemeinsamen Kontakte des Relais Strom aus der transformatorbasierten Stromversorgung.
Diese Stromversorgung umfasst einen Abwärtstransformator X1, Gleichrichterdioden D4 und D5 und einen Glättungskondensator C4.
Testen
Befolgen Sie die folgenden Anweisungen, um die Schaltung auf ordnungsgemäße Funktion zu testen:
- Entfernen Sie das Solarpanel vom Stecker SP1 und schließen Sie eine variable Gleichspannungsquelle an.
- Stellen Sie eine Spannung unter 12 V ein und erhöhen Sie sie langsam.
- Wenn die Spannung 12 V erreicht und darüber hinausgeht, ändert sich die Logik am Testpunkt TP2 von niedrig nach hoch.
- Die transformatorbasierte Versorgungsspannung kann am Testpunkt TP3 überprüft werden.
Anwendungen von Hybrid-Solarladegeräten
In den letzten Tagen ist der Prozess der Stromerzeugung aus Sonnenlicht beliebter als andere alternative Quellen, und die Photovoltaik-Module sind absolut umweltfreundlich und erfordern keinen hohen Wartungsaufwand. Das Folgende sind einige Beispiele.
- Das Hybrid-Solarladesystem wird für mehrere Energiequellen verwendet, um andere Quellen in Vollzeit mit Backup zu versorgen.
- Straßenlaternen nutzen die Solarzellen, um Sonnenlicht in Gleichstrom umzuwandeln. Dieses System verwendet einen Solarladeregler zum Speichern von Gleichstrom in den Batterien und wird in vielen Bereichen verwendet.
- Heimsysteme verwenden PV-Module für Haushaltsanwendungen.
Hier dreht sich alles um das Design von Hybrid-Solarladekreisen. Ich hoffe du hast es sehr gut durchgemacht. Weitere Informationen zu Ingenieurprojekte auf der Basis von Solarenergie oder Fragen zu diesem Artikel teilen Sie bitte im Kommentarbereich unten.
