Biến tần năng lượng mặt trời cho máy lạnh 1.5 tấn

Sau đây chúng ta cùng tìm hiểu cách chế tạo mạch biến tần năng lượng mặt trời cho máy điều hòa không khí (AC) 1,5 tấn để cấp nguồn AC vào ban ngày trực tiếp từ các tấm pin mặt trời mà không phụ thuộc vào nguồn điện lưới. Ý tưởng do ông Subhashish yêu cầu.

Thông số kỹ thuật chính

Một máy điều hòa không khí 1,5 tấn tương đương với tải khoảng 1,5 x 1200 = 1800 watt là khá lớn. Để đáp ứng tải trọng khủng khiếp này, thông số kỹ thuật của bảng điều khiển năng lượng mặt trời cần phải mạnh mẽ như nhau và được đánh giá với thông số dòng điện và điện áp đủ cao.

Các tấm pin mặt trời thường được đánh giá ở dòng điện thấp hơn so với xếp hạng điện áp của chúng, do đó phụ thuộc nhiều vào điều kiện ánh sáng mặt trời. Những thông số này khiến các thiết bị này hoạt động khá kém hiệu quả và việc quản lý điện năng của chúng một cách tối ưu trở thành một nhiệm vụ đầy thách thức đối với người dùng cuối.

Để giải quyết vấn đề này, các bộ điều khiển tinh vi như Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời MPPT được thiết kế và có thể được triển khai hiệu quả để thu được tối đa từ các tấm pin mặt trời, nhưng vẫn tính toán một bảng điều khiển năng lượng mặt trời đối với tải cao hơn không bao giờ là một công việc dễ dàng cho bất kỳ kỹ thuật viên có liên quan.

Một máy điều hòa không khí 1,5 tấn có thể sẽ yêu cầu một bảng điều khiển năng lượng mặt trời 2000 watt, giá trị này sẽ cần được xác định bằng thí nghiệm thực tế.

Máy điều hòa không khí thông thường sẽ là thiết bị hoạt động 220V hoặc 120V, và do đó bảng điều khiển cũng sẽ cần được đánh giá ở điện áp này lý tưởng để tạo ra kết quả hiệu quả nhất mà không cần sử dụng các mạch điều khiển phức tạp.

Điều này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng các tấm 60V nối tiếp, có nghĩa là 5 tấm như vậy sẽ cần
được kết nối loạt, với mỗi ngăn được đánh giá ở 2000/300 = 6,66 amps, hoặc thực tế giá trị 10amp là vừa đủ.

Điện áp này sẽ là điện một chiều thuần, do đó điện áp này sẽ cần được chuyển đổi thành điện xoay chiều để vận hành máy điều hòa không khí.

Việc chuyển đổi từ DC sang AC có thể được thực hiện đơn giản bằng cách sử dụng mạch biến tần cầu đầy đủ như hình bên dưới:

Sơ đồ mạch và mô tả

IC IRS2453 cho phép tạo mạch biến tần toàn cầu hiệu quả cực kỳ dễ dàng. Như có thể thấy đầu ra của vi mạch chỉ cần 4 MOSF kênh N được tích hợp để thực hiện các hoạt động biến tần cầu đầy đủ.

IC có bộ dao động tích hợp, vì vậy không cần giai đoạn tạo dao động bên ngoài để khởi tạo mạch IC IRS2453 được hiển thị. Mạng Rt, Ct liên kết với IC xác định tần số hoạt động của biến tần và được đặt ở 50Hz hoặc 60Hz tùy thuộc vào điện áp hoạt động của máy điều hòa không khí tương ứng là 220V hay 120V.

IC 555 hiển thị bên trái của thiết kế được sử dụng để tạo ra nguồn cấp PWM tương đương sóng sin cho đầu ra biến tần cầu đầy đủ.

Kiểm soát PWM từ IC 555 được đưa đến các cổng của các mosfet phía thấp thông qua tầng bán dẫn đệm được thực hiện thông qua các cặp BC547 / BC557.

Nguồn cấp PWM ở trên giúp tải hoạt động với RMS tối ưu hóa và dòng điện xoay chiều có thể được mong đợi là tương đương gần với dạng sóng AC nguồn chính hình sin.

Hai nồi kết hợp với IC 555 cần được điều chỉnh chính xác cho đến khi xác định được RMS và dạng sóng cần thiết cho máy điều hòa không khí.

Thông số kỹ thuật bảng điều khiển năng lượng mặt trời

Có thể thấy 300V từ bảng điều khiển năng lượng mặt trời được kết nối với cống mosfet phía cao, được giảm xuống 15V thông qua diode zener 33K và 15V được chỉ định để cung cấp điện áp hoạt động Vcc an toàn cho hai IC.

Một khi các quy trình trên được thực hiện và thiết lập phù hợp, máy điều hòa không khí 1,5 tấn được đề xuất có thể chạy hiệu quả suốt cả ngày chỉ bằng cách sử dụng các tấm pin mặt trời mà không cần bất kỳ đầu vào điện lưới hoặc nguồn điện nào.