Схемы питания от солнечных элементов. Схема солнечная батарея аккумулятор

Схемы питания от солнечных элементов

Ресурсы земной энергетики не безграничны. Это заставляет человечество искать новые источники энергии, и один из них Солнце. Подсчитано, что Земля, находясь от Солнца на расстоянии 149 млн км, получает около 2-Ю’7 Вт лучистой энергии, при этом солнечная радиация естественной плотности в среднем составляет 0.8 кВт/м2. Если бы удалось полностью использовать этот ресурс, то проблема истощения полезных ископаемых отошла бы на второй план.

Солнечная батарея это полупроводниковый фотоэлектрический генератор, непосредственно преобразующий энергию солнечной радиации в электрическую мощность. Главным сдерживающим фактором, препятствующим широкому внедрению гелиоэнергетики, является низкий КПД современных фотопреобразователей и их высокая стоимость. Однако первая составляющая имеет тенденцию к повышению, а вторая к снижению. Остаётся лишь дождаться очередных успехов учёных. А пока можно использовать доступные в продаже солнечные батареи производства разных фирм и их самодельные аналоги (Рис. 6.18, а…ж).

Рис. 6.18. Схемы питания от солнечных батарей {начало):

а) малогабаритная солнечная батарея GBl (фирма IXYS) в планарном корпусе SOIC-16. Её энергии достаточно для питания МК, работающего в микромощном режиме с низкой тактовой частотой 32768 Гц. Максимальный ток обеспечивается при прямом солнечном освещении или вблизи от яркой лампы накаливания. Замена солнечной батареи GBl CPC1822 фирмы IXYS;

б) GB1…GB8 это сборная солнечная панель, состоящая из восьми батарей фирмы IXYS. Каждая батарея выдаёт напряжение 0.63 В при токе 24 мАс высоким (17%) КПД;

в) напряжение от солнечной батареи GBl одновременно подзаряжает аккумулятор GB1 и обеспечивает работу DC/DC-преобразователя напряжения, выполненного на микросхеме DA1

Рис. 6.18. Схемы питания от солнечных батарей (окончание):

г) совместная работа солнечной батареи GB1 и аккумулятора GB2. Как только напряжение на выходе аккумулятора становится меньше +4.6 В, супервизор DA1 закрывает транзистор VT1 и энергия начинает поступать от солнечной батареи. Диод VD1 предотвращает разряд аккумулятора GB2 через открытый транзистор VT1. При подборе замены микросхемы DA 1 следует учитывать, что у неё выход с открытым коллектором;

д) нестандартное применение сверхъярких светодиодов HL1…HL6 в качестве солнечных элементов для питания микромощных конструкций, в том числе и с применением МК. Выходное напряжение одного светодиода составляет 1.65 В при токе 25 мкА. Используется принцип световой обратимости, или, проще, принцип частичной взаимозаменяемости светодиодов и фотодиодов;

е) совместная работа солнечной батареи GB1 и аккумулятора GB2. На транзисторах VTI, VT2 собран DC/DC-преобразователь по схеме блокинг-генератора с регулировкой напряжения резистором R3. Трансформатор 77 наматывается на ферритовом кольце диаметром 7… 10 мм и содержит в первичной обмотке 20 витков, а во вторичной 35 витков провода ПЭВ-0.3;

ж) промышленная солнечная батарея GB1 может служить бесплатным источником энергии для питания мобильных телефонов в тех местах, где по статистике наблюдается большое количество солнечных дней в году. Ничто не мешает использовать такую батарею для питания самодельных конструкций с МК.

Источник:Рюмик С.М. 1000 и одна микроконтроллерная схема.

nauchebe.net

Типовая электрическая схема подключения солнечной батареи

Схема подключения солнечных панелей, модулей, батарей.

Данное руководство поможет самостоятельно подключить солнечные батареи для автономного снабжения вашего дома электричеством.

Роль контроллера заряда в солнечных батареях

Контроллер заряда АКБ способен работать только на подзарядку при 13,7 вольт.

Полная, стопроцентная зарядка батареи аккумулятора обеспечивается конечным напряжением, выходящим из зарядного устройства в количестве 16,2 вольт.

Работая в форсированном режиме, контроллер заряда способен выдавать напряжение в количестве 14,3 вольт. Это не позволяет зарядиться аккумуляторной батарее на сто процентов.

Использование контроллера заряда в схеме подключения солнечной батареи уместно, если вырабатывается избыточная солнечная энергия или вы долгое время не пользуетесь электричеством (отсутствие в отпуске и др.).

Также целесообразным будет использование контроллера в схеме подключения солнечной батареи при небольшой емкости АКБ. Как сделать контролер заряда своими руками. можно посмотреть тут: схема контроллера заряда аккумулятора от солнечной батареи

Порядок подключения солнечных панелей своими руками

С целью предотвращения потерь в процессе самостоятельного подключения панелей следует использовать качественную проводку, имеющую большое сечение.

Необходимо помнить о том, что использование всевозможных компонентов дополнительно повысит стоимость вашей энергетической установки и может способствовать возникновению поломок или даже выходу системы из строя. Исходя из этого, рекомендуется заменить на схеме контроллер заряда на диод или аналоговый коммутатор. Данная замена даст возможность не допустить нежелательной разрядки аккумуляторной батареи ночью через солнечный модуль.

Подключение солнечной энергетической системы своими руками через диод является выгодным, поскольку таким образом все полученное электричество будет аккумулироваться и может быть использована в дальнейшем. Оставляя энергосистему на длительное время, вам необходимо либо отключать одну или сразу несколько батарей либо увеличивать суммарную емкость АКБ. Помимо этого вы можете переключать солнечные батареи для обогрева, вентиляции и т.д.

Расчеты для самостоятельного создания солнечной системы

Выполнение самостоятельных расчетов емкости АКБ займет не много времени и усилий. Вычисление производится по формуле Wx4=E, где W является мощностью батареи, исчисляемой в Ватт, а результат Е и будет необходимой емкостью АКБ в А/ч.

Такой режим является щадящим для аккумуляторных батарей, поскольку зарядка выполняется до начала небольшого образования газа. Таким образом происходит аккумулирование энергии.

Пользуясь контроллером заряда в процессе выполнения работ по созданию солнечной энергосистемы своими руками вы получите определенное количество невостребованной электрической энергии, что является очень расточительным.

Подводя итог, следует отметить закономерность: чем больше общая емкость АКБ, тем больше энергии вы сможете использовать с пользой.

Инвертор, в свою очередь, контролирует действие батарей, не допуская работы системы в случае разрядки батарей ниже допустимой нормы.

Следует отметить, что создание солнечной энергетической системы своими руками — особенный процесс, требующий индивидуального подхода и расчетов. В каждом отдельном случае следует учитывать количество потребления энергии.

Необходимость системы управления аккумуляторными батареями возникает в случаях внедрения мощных схем автономного снабжения электроэнергией и когда не существует возможности увеличивать емкость аккумуляторных батарей.

Создание автономного энергоснабжения самостоятельно — советы специалистов

В предложенной схеме подключения целесообразно использование четырех позиционного гнезда прикуривателя (Carpoint), имеющего удобную светодиодную индикацию, показывающую состояние системы. Преимуществом также является наличие удобного подключения.

Использование новых стартерных аккумуляторов в процессе подключения солнечных батарей, панелей своими руками является нецелесообразным.

Идеальным вариантом является использование аккумуляторов щелочных, тяговых. Старый аккумулятор во-первых, позволит сэкономить средства, а во-вторых данное решение будет вкладом в сохранность экологии (не нужно выпускать новые АКБ). Некоторые находчивые умельцы подключают негодные аккумуляторы к солнечным батареям, а после того как происходит процесс десульфатации пластин, устанавливают батареи обратно в автомобили.

Данная схема окажет помощь каждому в процессе подключения солнечных батарей и панелей своими руками. Также не забывайте читать инструкции для всех приборов, которые вы намерены использовать.

Рекомендуем прочесть:

www.solar-battery.com.ua

Схема подключения солнечных батарей автономного электроснабжения загородного дома, дачи, коттеджа, катера, яхты, кемпера, автодома, АПК,..

Контроллер заряда аккумуляторных батарей обеспечивает только подзаряд (13,7 вольт)*.

Его включают в цепь при избытке солнечного света, отсутствии энергопотребления свыше 2-3 недель или недостаточной ёмкости аккумуляторных батарей (АКБ).

Помимо недостатков изложенных на странице "Рекомендации", коротко добавим:

Любое включение в схему дополнительных интегральных элементов удорожает её и повышает вероятность на отказ. Поэтому мы рекомендуем установить вместо контроллера заряда диод, или аналоговый коммутатор, который исключит разряд аккумуляторной батареи через солнечный модуль в тёмное время суток.

При подключении через диод, оставляя солнечную энергосистему на длительный срок, просто отключите одну или несколько солнечных батарей или увеличьте суммарную ёмкость АКБ, что предпочтительнее в любом случае, т.к. вся выработанная солнечными модулями энергия будет аккумулирована для дальнейшего использования.

Так же можно переключить часть солнечных батарей на полезную нагрузку, обогрев, вентиляцию..

Рассчитать ёмкость АКБ по формуле Wx4=E, где W - мощность солнечных батарей в Ватт, а Е - ёмкость АКБ в А/ч, не сложно.

При работе по данной формуле, заряд АКБ происходит до начала незначительного газообразования, что безобидно для аккумуляторных батарей.

Здесь уместно сравнение:

Если кофейник на медленном огне в скором времени выкипит, то бак будет постоянно в подогретом состоянии.

Аналогичная ситуация и с ёмкостью АКБ, только вместо тепла Вы аккумулируете энергию.

В случае применения контроллера заряда избыточная энергия остаётся невостребованной, хотя и стоит дорого.

При систематическом энергопотреблении, такая ёмкость избыточна, хотя значительно повышает Вашу энергонезависимость, в случае длительного ненастья или полярной ночи.

Иными словами, чем больше суммарная ёмкость АКБ, тем больше электроэнергии будет использовано с пользой, а не на газообразование и нагрев АКБ.

Опасаться, что аккумуляторы будут находиться в перманентно разряженном состоянии излишне. Инвертор просто не допустит работу от разряженных ниже допустимого батарей.

Хотя если довести до абсурда, можно уровнять ток утечки АКБ с зарядным током солнечных батарей.

В каждом конкретном случае оптимальная ёмкость быстро и не сложно подбирается опытным путём. И зависит от индивидуального энергопотребления.

Система управления зарядом/разрядом аккумуляторных батарей необходима при использовании мощных схем автономного энергоснабжения, когда нет возможности дальнейшего увеличения ёмкости аккумуляторных батарей.

Контроллер заряда для солнечных батарей

В предложенной схеме рекомендуем использовать 4-х позиционное гнездо прикуривателя марки "Carpoint" (на фото), со светодиодной индикацией состояния системы (недозаряд/норма/перезаряд).

Помимо функции визуального контроля, удобно для подключения автоаксессуаров (радиостанции, з/у телефона, светильника и пр.).

Регулярно обращаем внимание наших клиентов на нецелесообразность применения новых стартерных аккумуляторных батарей (подробнее на странице энергосбережение).

Учитывая статичное (без вибраций) использование и «мягкий», тренировочный режим заряд/разряд, пластины не осыпаются и свинцовые АКБ служат ещё несколько лет после снятия с транспортного средства.

Идеален вариант применения щелочных, тяговых аккумуляторов.

Используя старые АКБ, вы экономите собственные средства, вносите вклад в экологию и экономику (нет необходимости в производстве новых АКБ).

Некоторые наши клиенты устанавливают непригодные к эксплуатации АКБ в солнечную энергосистему, а после десульфатации пластин возвращают обратно на автомобиль.

* Необходимое конечное напряжение зарядного устройства для 100% заряда АКБ составляет 16,2 вольт. Напряжение контроллера заряда в форсированном режиме соответствует 14,3 вольт, что не позволяет произвести 100% заряд аккумуляторных батарей.

Всё вышеизложенное не освобождает Вас от чтения инструкции по применению на конкретный электроприбор!

super-alternatiwa.narod.ru

Каталог товаров