Theo Phòng thí nghiệm Năng lượng Tái tạo Quốc gia, ánh sáng mặt trời mà trái đất nhận được trong một giờ đủ để đáp ứng nhu cầu năng lượng hàng năm của tất cả mọi người trên toàn thế giới. Năng lượng mặt trời thích hợp để sưởi ấm và phát điện bằng cách sử dụng tế bào quang điện (PVC). Năng lượng mặt trời có thể hạn chế biến đổi khí hậu vì nó không tạo ra khí thải carbon. Ở đây trong bài viết này, chúng ta sẽ thảo luận về Bộ sạc năng lượng mặt trời lai.
Năng lượng mặt trời là giải pháp thay thế tốt nhất, có thể thay thế các nhiên liệu hóa thạch như than và khí đốt để sản xuất điện tạo ra ô nhiễm không khí, nước và đất. Năng lượng mặt trời (tức là dạng năng lượng DC) có thể được lưu trữ trong pin để sử dụng trong tương lai.
Hiệu suất chuyển đổi của pin mặt trời là phần trăm năng lượng mặt trời chiếu vào tế bào quang điện được chuyển thành điện năng sử dụng được.
Bộ sạc năng lượng mặt trời lai
Hiệu quả của hệ thống sạc năng lượng mặt trời phụ thuộc vào điều kiện thời tiết. Các tấm pin mặt trời tạo ra nhiều điện nhất vào những ngày trời quang đãng với nhiều ánh nắng mặt trời. Thông thường, bảng điều khiển năng lượng mặt trời nhận được bốn đến năm giờ ánh sáng mặt trời trong một ngày. Nếu thời tiết nhiều mây ảnh hưởng đến quá trình sạc pin và pin không sạc đầy.
Bộ sạc năng lượng mặt trời lai đơn giản này có thể đưa ra giải pháp cho vấn đề này. Nó có thể sạc pin bằng cả năng lượng mặt trời cũng như nguồn điện AC. Khi đầu ra từ bảng điều khiển năng lượng mặt trời trên 12 volt, pin sẽ sạc bằng năng lượng mặt trời và khi đầu ra giảm xuống dưới 12 volt, pin sẽ sạc qua nguồn điện AC.
Mạch sạc năng lượng mặt trời lai
Hình dưới đây mô tả mạch sạc năng lượng mặt trời lai. Các thành phần phần cứng sau cần có để tạo mạch sạc năng lượng mặt trời hỗn hợp.
- Một bảng điều khiển năng lượng mặt trời 12V, 10W (kết nối tại SP1)
- Hoạt động khuếch đại CA3130 (IC1)
- Rơ le chuyển đổi đơn 12V (RL1)
- 1N4007 Điốt
- Biến áp bước xuống X1
- Bóng bán dẫn BC547 (T1)
- Một số thành phần RLC khác
Mạch sạc năng lượng mặt trời lai
Bảng điều khiển năng lượng mặt trời 10 Watt, 12 Volt
Trong mạch này, chúng tôi sử dụng Bảng điều khiển năng lượng mặt trời 10 Watt, 12 Volt. Nó sẽ cung cấp đủ năng lượng để sạc pin 12V.
Bảng điều khiển năng lượng mặt trời 10 Watt, 12 Volt
Mô-đun 10w-12v này là một dãy gồm 36 pin mặt trời silicon đa tinh thể có hiệu suất tương tự, được kết nối với nhau theo chuỗi để có được đầu ra 12 volt.
Những tế bào năng lượng mặt trời này được gắn trên một khung nhôm anodized nặng tạo độ bền. Đối với mỗi chuỗi chuỗi 18 ô, một điốt rẽ nhánh được lắp đặt. Các tế bào này được dát mỏng giữa kính cường lực 3mm, ít sắt, độ truyền cao và tấm vật liệu Tedlar Polyester Tedlar (TPT) bằng hai tấm ethylene Vinyl axetat (EVA). Thiết lập này bảo vệ chống lại hơi ẩm xâm nhập vào mô-đun.
Các tính năng chính
- 36 tế bào năng lượng mặt trời Silicon hiệu suất cao
- Hiệu suất mô-đun được tối ưu hóa với Điện áp danh định 12 V DC
- Bỏ qua điốt để tránh hiệu ứng điểm nóng
- Các tế bào được nhúng trong một tấm TPT và EVA
- Khung nhôm anodized nặng, ổn định, hấp dẫn với tiện lợi
- Cáp sẵn với hệ thống kết nối nhanh
Mạch sạc năng lượng mặt trời lai làm việc
Trong ánh nắng mặt trời, bảng điều khiển năng lượng mặt trời 12V, 10W cung cấp tới 17 vôn DC với dòng điện 0,6 ampe. Diode D1 cung cấp bảo vệ phân cực ngược và tụ điện C1 đệm điện áp từ bảng điều khiển năng lượng mặt trời. Op-amp IC1 được sử dụng như một bộ so sánh điện áp đơn giản.
Điốt Zener ZD1 cung cấp điện áp tham chiếu 11 volt cho đầu vào đảo ngược của IC1. Đầu vào không đảo ngược của e op-amp nhận điện áp từ bảng điều khiển năng lượng mặt trời thông qua R1.
Hoạt động của mạch rất đơn giản. Khi đầu ra từ bảng điều khiển năng lượng mặt trời lớn hơn hoặc bằng 12 volt, diode Zener ZD1 dẫn và cung cấp 11 volt cho đầu nối đảo của IC1.
Vì đầu vào không đảo ngược của op-amp có điện áp cao hơn tại thời điểm này, đầu ra của bộ so sánh chuyển sang mức cao. LED1 màu xanh lá cây phát sáng khi đầu ra của bộ so sánh cao.
Sau đó bóng bán dẫn T1 dẫn và rơle RL1 được cấp điện. Do đó, pin nhận được dòng điện từ bảng điều khiển năng lượng mặt trời thông qua các tiếp điểm thường mở (N / O) và chung của rơle RL1.
LED2 cho biết đang sạc pin. Tụ điện C3 được cung cấp để chuyển mạch sạch của bóng bán dẫn T1. Diode D2 bảo vệ bóng bán dẫn T1 khỏi EMF trở lại và diode D3 ngăn cản sự phóng điện của dòng pin vào mạch.
Khi đầu ra từ bảng điều khiển năng lượng mặt trời xuống dưới 12 volt, đầu ra của bộ so sánh chuyển sang mức thấp và rơ le ngắt điện. Bây giờ pin được sạc dòng điện từ nguồn điện dựa trên máy biến áp thông qua các tiếp điểm thường đóng (N / C) và các tiếp điểm chung của rơle.
Bộ nguồn này bao gồm biến áp hạ bậc X1, điốt chỉnh lưu D4 và D5, và tụ điện làm mịn C4.
Thử nghiệm
Để kiểm tra mạch hoạt động bình thường, hãy làm theo các hướng dẫn dưới đây:
- Tháo bảng điều khiển năng lượng mặt trời khỏi đầu nối SP1 và kết nối với nguồn điện áp biến đổi DC.
- Đặt một số điện áp dưới 12V và từ từ tăng nó.
- Khi điện áp đạt đến 12V và vượt ra ngoài, logic tại điểm kiểm tra TP2 thay đổi từ thấp đến cao.
- Có thể kiểm tra điện áp nguồn dựa trên máy biến áp tại điểm thử nghiệm TP3.
Các ứng dụng của bộ sạc năng lượng mặt trời lai
Trong những ngày gần đây, quá trình tạo ra điện từ ánh sáng mặt trời đã phổ biến hơn các nguồn thay thế khác và các tấm quang điện hoàn toàn không gây ô nhiễm và không yêu cầu bảo trì cao. Sau đây là một số ví dụ.
- Hệ thống sạc năng lượng mặt trời Hybrid được sử dụng cho nhiều nguồn năng lượng để cung cấp nguồn dự phòng toàn thời gian cho các nguồn khác.
- Đèn đường sử dụng pin mặt trời để chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng một chiều. Hệ thống này sử dụng bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời để lưu trữ điện một chiều trong pin và sử dụng trong nhiều lĩnh vực.
- Hệ thống gia đình sử dụng mô-đun PV cho các ứng dụng gia đình.
Vì vậy, đây là tất cả về thiết kế mạch sạc năng lượng mặt trời lai. Tôi hy vọng bạn đã trải qua nó rất tốt. thêm thông tin về các dự án kỹ thuật dựa trên năng lượng mặt trời hoặc bất kỳ thắc mắc nào liên quan đến bài viết này vui lòng chia sẻ trong phần bình luận bên dưới.
