ハイブリッドソーラー充電器の作り方とその応用

問題を排除するために楽器を試してください





国立再生可能エネルギー研究所によると、地球が1時間で受ける太陽光は、世界中のすべての人々の年間エネルギー需要を満たすのに十分です。 太陽光エネルギー 太陽電池(PVC)を使用した暖房や発電に適しています。太陽光発電は炭素を排出しないため、気候変動を制限することができます。この記事では、ハイブリッドソーラー充電器について説明します。

太陽エネルギーは最良の代替手段であり、石炭やガスなどの化石燃料に取って代わり、空気、水、土地の汚染を引き起こす発電を行うことができます。太陽光発電(つまり、DC形式のエネルギー)は、将来の使用のためにバッテリーに保存できます。




太陽電池の変換効率は、使用可能な電気に変換される太陽光発電セルを照らす太陽エネルギーのパーセンテージです。

ハイブリッドソーラー充電器

ソーラー充電システムの効率は、気象条件によって異なります。太陽電池パネルは、日光が豊富な晴れた日に最も多くの電力を生成します。一般的に、ソーラーパネルは1日に4〜5時間の明るい日光を浴びます。天気が曇っている場合は、バッテリーの充電プロセスに影響を与え、バッテリーが完全に充電されません。



このシンプルなハイブリッドソーラー充電器は、この問題の解決策を提供することができます。太陽光発電とAC主電源の両方を使用してバッテリーを充電できます。ソーラーパネルからの出力が12ボルトを超えると、バッテリーは太陽光発電を使用して充電され、出力が12ボルトを下回ると、バッテリーはAC主電源を介して充電されます。

ハイブリッドソーラー充電器回路

下の図は、ハイブリッドソーラー充電器回路を示しています。ハイブリッドソーラー充電器回路を構築するために必要な以下のハードウェアコンポーネント。


  • 12V、10Wソーラーパネル(SP1に接続)
  • オペアンプ CA3130(IC1)
  • 12Vシングル切り替えリレー(RL1)
  • 1N4007ダイオード
  • 降圧トランスX1
  • トランジスタBC547(T1)
  • 他のいくつかのRLCコンポーネント
ハイブリッドソーラー充電器回路

ハイブリッドソーラー充電器回路

10ワット、12ボルトのソーラーパネル

この回路では、10ワット、12ボルトのソーラーパネルを使用しました。 12Vバッテリーを充電するのに十分な電力を供給します。

10ワット、12ボルトのソーラーパネル

10ワット、12ボルトのソーラーパネル

この10w-12vモジュールは、同様の性能を持つ36個の多結晶シリコン太陽電池のアレイであり、直列に相互接続されて12ボルトの出力を取得します。

これらの太陽電池は、頑丈な陽極酸化アルミニウムフレームに取り付けられており、強度を提供します。 18セルの直列ストリングごとに、1つのバイパスダイオードが取り付けられています。これらのセルは、2枚のエチレン酢酸ビニル(EVA)によって、高透過率、低鉄、3mmの強化ガラスとテドラーポリエステルテドラー(TPT)材料のシートの間にラミネートされています。この設定は、湿気がモジュールに浸透するのを防ぎます。

主な機能

  • 36個の高効率シリコン太陽電池
  • 公称電圧12VDCで最適化されたモジュール性能
  • ホットスポット効果を回避するためにダイオードをバイパスする
  • セルはTPTとEVAのシートに埋め込まれています
  • 魅力的で安定した頑丈な陽極酸化アルミニウムフレームと便利な
  • 高速接続システムで事前にケーブル接続

ハイブリッドソーラー充電器回路の動作

日当たりの良い日光の下で、12V、10Wのソーラーパネルは0.6アンペアの電流で最大17ボルトのDCを供給します。ダイオードD1は逆極性保護を提供し、コンデンサC1はソーラーパネルからの電圧を緩衝します。オペアンプIC1は単純な電圧コンパレータとして使用されます。

ツェナーダイオード ZD1は、IC1の反転入力に11ボルトの基準電圧を供給します。 eオペアンプの非反転入力は、R1を介してソーラーパネルから電圧を取得します。

回路の動作は簡単です。ソーラーパネルからの出力が12ボルト以上の場合、ツェナーダイオードZD1が導通し、IC1の反転端子に11ボルトを供給します。

このとき、オペアンプの非反転入力はより高い電圧になるため、コンパレータの出力はハイになります。コンパレータの出力がハイになると、緑色のLED1が点灯します。

次に、トランジスタT1が導通し、リレーRL1が通電される。したがって、バッテリーは、ソーラーパネルからリレーRL1のノーマルオープン(N / O)および共通接点を介して充電電流を受け取ります。

LED2はバッテリーの充電を示します。コンデンサC3は、トランジスタT1のクリーンなスイッチングのために提供される。 ダイオードD2はトランジスタT1を逆起電力から保護します ダイオードD3は、回路へのバッテリー電流の放電を防ぎます。

ソーラーパネルからの出力が12ボルトを下回ると、コンパレータの出力がローになり、リレーがオフになります。これで、バッテリーは、変圧器ベースの電源から、リレーの通常閉(N / C)および共通接点を介して充電電流を受け取ります。

この電源には、降圧トランスX1、整流ダイオードD4およびD5、平滑コンデンサC4が含まれています。

テスト

回路が正しく機能しているかどうかをテストするには、以下の手順に従ってください。

  • コネクタSP1からソーラーパネルを取り外し、DC可変電圧源を接続します。
  • 電圧を12V未満に設定し、ゆっくりと上げます。
  • 電圧が12Vに達し、それを超えると、テストポイントTP2のロジックがローからハイに変化します。
  • 変圧器ベースの電源電圧は、テストポイントTP3で確認できます。

ハイブリッドソーラー充電器の用途

最近では、太陽光から発電するプロセスが他の代替電源よりも人気があり、太陽光発電パネルは完全に汚染がなく、高度なメンテナンスを必要としません。以下はいくつかの例です。

  • 他のエネルギー源にフルタイムのバックアップ供給を提供するために複数のエネルギー源に使用されるハイブリッドソーラー充電器システム。
  • 街路灯は、太陽電池を使用して太陽光をDC電荷に変換します。このシステムは、ソーラー充電コントローラーを使用してDCをバッテリーに蓄え、多くの分野で使用されています。
  • 家庭用システムは、家庭用アプリケーションにPVモジュールを使用します。

つまり、これはすべてハイブリッドソーラー充電器回路設計に関するものです。あなたがそれを非常にうまく経験したことを願っています。についてのさらなる情報 太陽エネルギーベースのエンジニアリングプロジェクト または、この記事に関する質問は、以下のコメントセクションで共有してください。