Secondo il National Renewable Energy Laboratory, la luce solare ricevuta dalla terra in un'ora è sufficiente per soddisfare il fabbisogno energetico annuale di tutte le persone nel mondo. Energia solare è adatto per il riscaldamento e la generazione di elettricità utilizzando celle fotovoltaiche (PVC). L'energia solare può limitare il cambiamento climatico poiché non produce emissioni di carbonio. Qui in questo articolo, discuteremo del caricabatterie solare ibrido.
L'energia solare è la migliore alternativa, che può sostituire i combustibili fossili come il carbone e il gas per la generazione di elettricità che creano inquinamento atmosferico, idrico e del suolo. L'energia solare (ovvero la forma di energia CC) può essere immagazzinata in una batteria per un uso futuro.
L'efficienza di conversione di una cella solare è la percentuale di energia solare che splende su una cella fotovoltaica che viene convertita in elettricità utilizzabile.
Caricatore solare ibrido
L'efficienza di un sistema di ricarica solare dipende dalle condizioni meteorologiche. I pannelli solari generano la maggior parte dell'elettricità nelle giornate limpide con un sole abbondante. Comunemente, il pannello solare riceve da quattro a cinque ore di luce solare intensa in un giorno. Se il tempo è nuvoloso, influisce sul processo di ricarica della batteria e la batteria non si carica completamente.
Questo semplice caricatore solare ibrido può dare la soluzione a questo problema. Può caricare la batteria utilizzando sia l'energia solare che l'alimentazione di rete CA. Quando l'uscita dal pannello solare è superiore a 12 volt, la batteria si carica utilizzando l'energia solare e quando l'uscita scende al di sotto di 12 volt, la batteria si carica tramite l'alimentazione di rete CA.
Circuito caricatore solare ibrido
La figura seguente mostra il circuito del caricatore solare ibrido. I seguenti componenti hardware necessari per costruire il circuito del caricatore solare ibrido.
- Un pannello solare da 12 V, 10 W (collegato a SP1)
- Amplificatore operazionale CA3130 (IC1)
- Relè 12V in scambio singolo (RL1)
- Diodi 1N4007
- Trasformatore step-down X1
- Transistor BC547 (T1)
- Pochi altri componenti RLC
Circuito caricatore solare ibrido
Pannello solare da 10 Watt, 12 Volt
In questo circuito, abbiamo utilizzato un pannello solare da 10 Watt e 12 Volt. Fornirà energia sufficiente per caricare una batteria da 12V.
Pannello solare da 10 Watt, 12 Volt
Questo modulo 10w-12v è un array di 36 celle solari in silicio multicristallino di prestazioni simili, interconnesse in serie per ottenere l'uscita a 12 volt.
Queste celle solari sono montate su un telaio in alluminio anodizzato resistente che fornisce resistenza. Per ogni stringa della serie da 18 celle, viene installato un diodo di bypass. Queste celle sono laminate tra un vetro temperato da 3 mm ad alta trasmissività, a basso contenuto di ferro, e una lastra di materiale Tedlar Polyester Tedlar (TPT) mediante due fogli di etilene vinil acetato (EVA). Questa configurazione protegge dall'umidità che penetra nel modulo.
Caratteristiche principali
- 36 celle solari al silicio ad alta efficienza
- Prestazioni del modulo ottimizzate con tensione nominale 12 V CC
- Diodi bypass per evitare l'effetto hot spot
- Le celle sono incorporate in un foglio di TPT ed EVA
- Telaio in alluminio anodizzato attraente, stabile, resistente con conveniente
- Precablato con sistemi di connessione rapida
Circuito del caricatore solare ibrido funzionante
Alla luce del sole, il pannello solare da 12 V e 10 W eroga fino a 17 volt CC con una corrente di 0,6 ampere. Il diodo D1 fornisce protezione contro l'inversione di polarità e il condensatore C1 attenua la tensione dal pannello solare. L'amplificatore operazionale IC1 viene utilizzato come semplice comparatore di tensione.
Diodo Zener ZD1 fornisce una tensione di riferimento di 11 volt all'ingresso invertente di IC1. L'ingresso non invertente dell'amplificatore operazionale riceve la tensione dal pannello solare attraverso R1.
Il funzionamento del circuito è semplice. Quando l'uscita dal pannello solare è maggiore o uguale a 12 volt, il diodo Zener ZD1 conduce e fornisce 11 volt al terminale invertente di IC1.
Poiché l'ingresso non invertente dell'amplificatore operazionale ottiene una tensione più alta in questo momento, l'uscita del comparatore diventa alta. Il LED1 verde si accende quando l'uscita del comparatore è alta.
Il transistore T1 quindi conduce e il relè RL1 viene eccitato. In questo modo la batteria riceve la corrente di carica dal pannello solare attraverso i contatti normalmente aperti (N / O) e comuni del relè RL1.
Il LED2 indica la carica della batteria. Il condensatore C3 è previsto per la commutazione pulita del transistor T1. Il diodo D2 protegge il transistor T1 dall'EMF posteriore e il diodo D3 impedisce la scarica della corrente della batteria nel circuito.
Quando l'uscita dal pannello solare scende al di sotto di 12 volt, l'uscita del comparatore diventa bassa e il relè si diseccita. Ora la batteria riceve corrente di carica dall'alimentatore basato sul trasformatore attraverso i contatti normalmente chiusi (N / C) e comuni del relè.
Questo alimentatore include il trasformatore step-down X1, diodi raddrizzatori D4 e D5 e condensatore di livellamento C4.
Test
Per testare il corretto funzionamento del circuito, seguire le seguenti istruzioni:
- Rimuovere il pannello solare dal connettore SP1 e collegare una sorgente di tensione variabile CC.
- Impostare una tensione inferiore a 12V e aumentarla lentamente.
- Quando la tensione raggiunge 12V e supera, la logica al punto di prova TP2 cambia da bassa ad alta.
- La tensione di alimentazione basata sul trasformatore può essere verificata sul punto di prova TP3.
Applicazioni del caricatore solare ibrido
Negli ultimi giorni, il processo di generazione di elettricità dalla luce solare ha più popolarità rispetto ad altre fonti alternative ei pannelli fotovoltaici sono assolutamente privi di inquinamento e non richiedono un'elevata manutenzione. I seguenti sono alcuni esempi.
- Il sistema di ricarica solare ibrido utilizzato per più fonti di energia per fornire alimentazione di riserva a tempo pieno ad altre fonti.
- I lampioni utilizzano le celle solari per convertire la luce solare in carica di elettricità CC. Questo sistema utilizza un regolatore di carica solare per immagazzinare CC nelle batterie e utilizza in molte aree.
- I sistemi domestici utilizzano moduli fotovoltaici per applicazioni domestiche.
Quindi questo è tutto sulla progettazione del circuito del caricatore solare ibrido. Spero che tu l'abbia affrontato molto bene. ulteriori ulteriori informazioni su progetti di ingegneria basati sull'energia solare o qualsiasi domanda riguardante questo articolo si prega di condividere nella sezione commenti qui sotto.
