வீட்டில் சோலார் எம்.பி.பி.டி சர்க்யூட் - ஏழை மனிதனின் அதிகபட்ச பவர் பாயிண்ட் டிராக்கர்

MPPT என்பது அதிகபட்ச பவர் பாயிண்ட் டிராக்கரைக் குறிக்கிறது, இது ஒரு சோலார் பேனல் தொகுதியிலிருந்து மாறுபடும் மின் உற்பத்தியை மேம்படுத்த வடிவமைக்கப்பட்ட ஒரு மின்னணு அமைப்பாகும், அதாவது இணைக்கப்பட்ட பேட்டரி சோலார் பேனலில் இருந்து கிடைக்கும் அதிகபட்ச சக்தியைப் பயன்படுத்துகிறது.

அறிமுகம்

குறிப்பு: இந்த இடுகையில் விவாதிக்கப்பட்ட எம்.பி.பி.டி சுற்றுகள் வழக்கமான கட்டுப்பாட்டு முறைகளான 'பெர்டர்ப் மற்றும் அவதானித்தல்', 'அதிகரிக்கும் நடத்தை,' தற்போதைய ஸ்வீப் ',' நிலையான மின்னழுத்தம் '...... போன்றவை பயன்படுத்துவதில்லை ... மாறாக இங்கே நாம் கவனம் செலுத்துங்கள் மற்றும் இரண்டு அடிப்படை விஷயங்களை செயல்படுத்த முயற்சிக்கவும்:

1. சோலார் பேனலில் இருந்து உள்ளீடு 'வாட்டேஜ்' எப்போதும் சுமை அடையும் வெளியீடு 'வாட்டேஜ்' க்கு சமம் என்பதை உறுதிப்படுத்த.
2. 'முழங்கால் மின்னழுத்தம்' ஒருபோதும் சுமையால் தொந்தரவு செய்யப்படுவதில்லை மற்றும் குழுவின் MPPT மண்டலம் திறமையாக பராமரிக்கப்படுகிறது.

முழங்கால் மின்னழுத்தம் மற்றும் ஒரு குழுவின் மின்னோட்டம் என்ன:

எளிமையாகச் சொன்னால், முழங்கால் மின்னழுத்தம் 'திறந்த சுற்று மின்னழுத்தம்' குழுவின் நிலை, முழங்கால் மின்னோட்டம் 'குறுகிய சுற்று மின்னோட்டம்' எந்த நேரத்திலும் குழுவின் அளவீட்டு.

மேற்கூறிய இரண்டையும் முடிந்தவரை பராமரித்தால், சுமை அதன் செயல்பாடு முழுவதும் MPPT சக்தியைப் பெறுவதாகக் கருதலாம்.

முன்மொழியப்பட்ட வடிவமைப்புகளை ஆராய்வதற்கு முன், முதலில் சில அடிப்படை உண்மைகளை அறிந்து கொள்வோம் சூரிய பேட்டரி சார்ஜிங்

ஒரு சோலார் பேனலில் இருந்து வெளியீடு சம்பவத்தின் சூரிய ஒளியின் அளவிற்கு நேரடியாக விகிதாசாரமாகும், மேலும் சுற்றுப்புற வெப்பநிலையும் நமக்குத் தெரியும். சூரியக் கதிர்கள் சோலார் பேனலுக்கு செங்குத்தாக இருக்கும்போது, ​​அது அதிகபட்ச மின்னழுத்தத்தை உருவாக்குகிறது, மேலும் கோணம் 90 டிகிரியில் இருந்து விலகிச் செல்லும்போது மோசமடைகிறது. பேனலைச் சுற்றியுள்ள வளிமண்டல வெப்பநிலையும் பேனலின் செயல்திறனை பாதிக்கிறது, இது வெப்பநிலையின் அதிகரிப்புடன் விழும் .

ஆகவே, சூரியக் கதிர்கள் பேனலுக்கு மேல் 90 டிகிரிக்கு அருகில் இருக்கும்போது, ​​வெப்பநிலை 30 டிகிரிக்கு மேல் இருக்கும்போது, ​​பேனலின் செயல்திறன் அதிகபட்சமாக இருக்கும், மேலே உள்ள இரண்டு அளவுருக்கள் அவற்றின் மதிப்பிடப்பட்ட மதிப்புகளிலிருந்து விலகிச் செல்லும்போது விகிதம் குறைகிறது.

மேலே உள்ள மின்னழுத்தம் பொதுவாக பேட்டரியை சார்ஜ் செய்ய பயன்படுத்தப்படுகிறது, a முன்னணி அமில பேட்டரி , இது இன்வெர்ட்டரை இயக்க பயன்படுகிறது. இருப்பினும் அப்படியே சோலார் பேனல் அதன் சொந்த இயக்க அளவுகோல்களைக் கொண்டுள்ளது , பேட்டரியும் குறைவாக இல்லை மற்றும் உகந்ததாக சார்ஜ் செய்ய சில கடுமையான நிபந்தனைகளை வழங்குகிறது.

நிபந்தனைகள் என்னவென்றால், ஆரம்பத்தில் பேட்டரி அதிக மின்னோட்டத்தில் சார்ஜ் செய்யப்பட வேண்டும், இது பேட்டரி அதன் இயல்பான மதிப்பீட்டை விட 15% அதிக மின்னழுத்தத்தை அடையும்போது படிப்படியாக கிட்டத்தட்ட பூஜ்ஜியமாகக் குறைக்கப்பட வேண்டும்.

முழுமையாக வெளியேற்றப்பட்ட 12 வி பேட்டரி, 11.5 வி சுற்றி எங்கும் மின்னழுத்தத்துடன், ஆரம்பத்தில் சி / 2 விகிதத்தில் சார்ஜ் செய்யப்படலாம் (பேட்டரியின் சி = ஏஎச்), இது பேட்டரியை ஒப்பீட்டளவில் விரைவாக நிரப்பத் தொடங்கும் மற்றும் அதன் மின்னழுத்தத்தை இழுக்கும் இரண்டு மணி நேரத்திற்குள் 13 வி சுற்றி.

இந்த கட்டத்தில் மின்னோட்டம் தானாக சி / 5 வீதத்தைக் குறைக்க வேண்டும், இது மீண்டும் பேட்டரிக்கு சேதம் விளைவிக்காமல் வேகமாக சார்ஜ் வேகத்தை வைத்திருக்க உதவும் மற்றும் அடுத்த 1 மணி நேரத்திற்குள் அதன் மின்னழுத்தத்தை சுமார் 13.5 வி ஆக உயர்த்த உதவும்.

மேலே உள்ள படிகளைப் பின்பற்றி, இப்போது மின்னோட்டத்தை மேலும் சி / 10 வீதமாகக் குறைக்கலாம், இது சார்ஜிங் வீதத்தையும் வேகத்தையும் குறைக்காது என்பதை உறுதி செய்கிறது.

இறுதியாக பேட்டரி மின்னழுத்தம் 14.3V ஐ அடையும் போது, ​​இந்த செயல்முறை ஒரு சி / 50 வீதமாகக் குறைக்கப்படலாம், இது சார்ஜிங் செயல்முறையை கிட்டத்தட்ட நிறுத்துகிறது, ஆனால் கட்டணம் குறைந்த மட்டத்திற்கு விழுவதைத் தடுக்கிறது.

முழு செயல்முறையும் ஆழமாக வெளியேற்றப்பட்ட பேட்டரியை வசூலிக்கிறது 6 மணி நேரத்திற்குள் பேட்டரியின் ஆயுளை பாதிக்காமல்.

மேற்கண்ட செயல்முறை ஒரு குறிப்பிட்ட சோலார் பேனலில் இருந்து உகந்ததாக பிரித்தெடுக்கப்படுவதை உறுதி செய்வதற்காக ஒரு MPPT சரியாக பயன்படுத்தப்படுகிறது.

ஒரு சோலார் பேனல் அதிக மின்னோட்ட வெளியீடுகளை வழங்க முடியாமல் போகலாம், ஆனால் அது நிச்சயமாக அதிக மின்னழுத்தங்களை வழங்க முடியும்.

சோலார் பேனல் வெளியீட்டின் பொருத்தமான தேர்வுமுறை மூலம் அதிக மின்னழுத்த நிலைகளை உயர் மின்னோட்ட நிலைகளுக்கு மாற்றுவதே தந்திரமாகும்.

இப்போது அதிக மின்னழுத்தத்தை அதிக மின்னோட்டமாக மாற்றுவதற்கும், அதற்கு நேர்மாறாகவும் பக் பூஸ்ட் மாற்றிகள் மூலமாக மட்டுமே செயல்படுத்த முடியும் என்பதால், ஒரு புதுமையான முறை (சற்று பருமனானதாக இருந்தாலும்) ஒரு மாறி தூண்டல் சுற்றுவட்டத்தைப் பயன்படுத்துவதாகும், இதில் தூண்டிக்கு பல மாறக்கூடிய குழாய்கள் இருக்கும், இவை மாறுபட்ட சூரிய ஒளிக்கு பதிலளிக்கும் விதமாக ஒரு சுவிட்ச் சர்க்யூட் மூலம் குழாய்கள் மாற்றப்படலாம், இதனால் சூரிய சூரிய ஒளியைப் பொருட்படுத்தாமல் சுமைக்கான வெளியீடு எப்போதும் மாறாமல் இருக்கும்.

பின்வரும் வரைபடத்தைக் குறிப்பிடுவதன் மூலம் இந்த கருத்தை புரிந்து கொள்ளலாம்:

சுற்று வரைபடம்

LM3915 ஐ முதன்மை செயலி ஐ.சி.

மேலே உள்ள வரைபடத்தில் உள்ள முக்கிய செயலி ஐசி எல்எம் 3915 குறைந்து வரும் சூரிய ஒளியின் பிரதிபலிப்பாக அதன் வெளியீட்டை பின்அவுட்டை தொடர்ச்சியாக மேலிருந்து கீழாக மாற்றுகிறது

இந்த வெளியீடுகள் மாறுதல் சக்தி டிரான்சிஸ்டர்களுடன் கட்டமைக்கப்பட்டிருப்பதைக் காணலாம், அவை ஃபெரைட் ஒற்றை நீண்ட தூண்டல் சுருளின் பல்வேறு குழாய்களுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளன.

தூண்டியின் கீழ் இறுதியில் ஒரு NPN பவர் டிரான்சிஸ்டருடன் இணைக்கப்பட்டிருப்பதைக் காணலாம், இது வெளிப்புறமாக உள்ளமைக்கப்பட்ட ஆஸிலேட்டர் சுற்றுவட்டத்திலிருந்து 100kHz அதிர்வெண்ணில் மாற்றப்படுகிறது.

தொடர்ச்சியான ஐசி வெளியீடுகளுக்கு பதிலளிக்கும் வகையில் ஐசி சுவிட்சின் வெளியீடுகளுடன் இணைக்கப்பட்ட பவர் டிரான்சிஸ்டர்கள், தூண்டியின் பொருத்தமான தட்டுகளை பேனல் மின்னழுத்தம் மற்றும் 100 கிஹெர்ட்ஸ் அதிர்வெண்ணுடன் இணைக்கின்றன.

இந்த தூண்டல் திருப்பங்கள் சரியான முறையில் கணக்கிடப்படுகின்றன, அதாவது அதன் பல்வேறு குழாய்கள் பேனல் மின்னழுத்தத்துடன் இணக்கமாகின்றன, ஏனெனில் இவை ஐசி வெளியீட்டு இயக்கி நிலைகளால் மாற்றப்படுகின்றன.

ஆகவே, சூரியனின் தீவிரம் மற்றும் மின்னழுத்தம் குறையும் போது, ​​அவை கணக்கிடப்பட்ட மதிப்பீடுகளின்படி, கொடுக்கப்பட்ட அனைத்து குழாய்களிலும் கிட்டத்தட்ட ஒரு நிலையான மின்னழுத்தத்தை பராமரிக்கும் தூண்டியின் தொடர்புடைய தட்டுடன் சரியான முறையில் இணைக்கப்பட்டுள்ளன என்பதை நடவடிக்கைகள் உறுதி செய்கின்றன.

பின்வரும் சூழ்நிலையின் உதவியுடன் செயல்பாட்டைப் புரிந்துகொள்வோம்:

சுருள் 30 வி சோலார் பேனலுடன் இணக்கமாகத் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டிருப்பதாக வைத்துக்கொள்வோம், ஆகவே, சூரிய ஒளியில் உச்சகட்டத்தில் அதிக சக்தி டிரான்சிஸ்டர் ஐ.சி.யால் இயக்கப்படுகிறது என்று வைத்துக் கொள்வோம், இது முழு சுருளையும் ஊசலாடுகிறது, இது முழு 30 வி முழுவதும் கிடைக்க அனுமதிக்கிறது சுருளின் தீவிர முனைகள்.

இப்போது சூரிய ஒளி 3 வி குறைந்து அதன் வெளியீட்டை 27 வி ஆகக் குறைக்கிறது என்று வைத்துக்கொள்வோம், இது ஐசியால் விரைவாக உணரப்படுகிறது, அதாவது மேலே இருந்து முதல் டிரான்சிஸ்டர் இப்போது முடக்கப்படுகிறது மற்றும் வரிசையில் இரண்டாவது டிரான்சிஸ்டர் இயக்கப்படுகிறது.

மேலேயுள்ள செயலானது தூண்டியின் இரண்டாவது தட்டு (27 வி தட்டு) மேலே இருந்து பொருந்தக்கூடிய தூண்டல் தட்டலை மின்னழுத்த பதிலுக்கு செயல்படுத்துகிறது, சுருள் குறைக்கப்பட்ட மின்னழுத்தத்துடன் உகந்ததாக ஊசலாடுகிறது என்பதை உறுதிசெய்கிறது ... இதேபோல், இப்போது சூரிய ஒளி மின்னழுத்தம் அந்தந்த டிரான்சிஸ்டர்களை மேலும் குறைக்கும்போது கிடைக்கக்கூடிய சூரிய மின்னழுத்தங்களுடன் தொடர்புடைய தூண்டியின் சரியான பொருத்தம் மற்றும் திறமையான மாறுதலை உறுதிசெய்யும் தொடர்புடைய தூண்டல் தட்டுகளுடன் 'கைகுலுக்கல்'.

சோலார் பேனலுக்கும் சுவிட்ச் பக் / பூஸ்ட் இன்டக்டருக்கும் இடையில் மேலே பொருந்திய பதிலின் காரணமாக ... தொடர்புடைய புள்ளிகளுக்கு மேல் உள்ள குழாய் மின்னழுத்தங்கள் சூரிய ஒளி நிலைமையைப் பொருட்படுத்தாமல் நாள் முழுவதும் ஒரு நிலையான மின்னழுத்தத்தை பராமரிப்பதாக கருதலாம் ....

எடுத்துக்காட்டாக, தூண்டல் 30V ஐ மிக உயர்ந்த குழாயில் தயாரிக்க வடிவமைக்கப்பட்டிருந்தால், அதன்பிறகு 27V, 24V, 21V, 18V, 15V, 12V, 9V, 6V, 3V, 0V ஐ அடுத்தடுத்த குழாய்களில் உருவாக்கினால், இந்த மின்னழுத்தங்கள் அனைத்தும் கருதப்படலாம் சூரிய ஒளியின் அளவைப் பொருட்படுத்தாமல் இந்த குழாய்களில் நிலையானது.

பேனல் மின்னழுத்தத்தை விட அதிக அல்லது குறைந்த மின்னழுத்தங்களை அடைவதற்கான பயனர் விவரக்குறிப்புகளின்படி இந்த மின்னழுத்தங்களை மாற்ற முடியும் என்பதையும் நினைவில் கொள்க.

மேலே காட்டப்பட்டுள்ள சுற்று கீழே காட்டப்பட்டுள்ளபடி ஃப்ளைபேக் டோபூஜியிலும் கட்டமைக்கப்படலாம்:

மேலே உள்ள இரண்டு உள்ளமைவுகளிலும், சூரிய வெளியீட்டைப் பொருட்படுத்தாமல் மின்னழுத்தம் மற்றும் வாட்டேஜ் அடிப்படையில் வெளியீடு நிலையானதாகவும் நிலையானதாகவும் இருக்க வேண்டும்.

I / V கண்காணிப்பு முறையைப் பயன்படுத்துதல்

பேனலின் MPPT நிலை ஒருபோதும் சுமைகளால் கடுமையாக தொந்தரவு செய்யப்படுவதில்லை என்பதை பின்வரும் சுற்று கருத்து உறுதி செய்கிறது.

சர்க்யூட் பேனலின் எம்.பி.பி.டி 'முழங்கால்' அளவைக் கண்காணிக்கிறது, மேலும் இந்த சுமை பேனலின் முழங்கால் மட்டத்தில் வீழ்ச்சியை ஏற்படுத்தக்கூடிய எதையும் அதிகமாக உட்கொள்ள அனுமதிக்கப்படுவதில்லை என்பதை உறுதி செய்கிறது.

எளிய ஒற்றை ஓப்பம்ப் I / V கண்காணிப்பு சுற்று பயன்படுத்தி இதை எவ்வாறு செய்ய முடியும் என்பதை அறியலாம்.

பக் மாற்றி இல்லாத வடிவமைப்புகள் ஒருபோதும் அதிகப்படியான மின்னழுத்தத்தை சுமைக்கு சமமான மின்னோட்டமாக மேம்படுத்த முடியாது என்பதையும், இது சம்பந்தமாக தோல்வியடையக்கூடும் என்பதையும் நினைவில் கொள்க, இது எந்த MPPT வடிவமைப்பின் முக்கிய அம்சமாகக் கருதப்படுகிறது.

எல்எம் 338 ஐசி மற்றும் ஓப்பம்ப்களைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் மிகவும் எளிமையான மற்றும் பயனுள்ள எம்.பி.பி.டி வகை சாதனத்தை உருவாக்க முடியும்.

நான் வடிவமைத்த இந்த கருத்தில், ஒப் ஆம்ப் பேனலின் உடனடி எம்பிபி தரவைப் பதிவுசெய்து, உடனடி சுமை நுகர்வுடன் ஒப்பிடும் வகையில் கட்டமைக்கப்பட்டுள்ளது. இந்த சேமிக்கப்பட்ட தரவை விட சுமை நுகர்வு இருப்பதைக் கண்டால், அது சுமைகளைத் துண்டிக்கிறது ...

ஐசி 741 நிலை சோலார் டிராக்கர் பிரிவு மற்றும் முழு வடிவமைப்பின் இதயத்தையும் உருவாக்குகிறது.

சோலார் பேனல் மின்னழுத்தம் ஐ.சியின் தலைகீழ் பின் 2 க்கு வழங்கப்படுகிறது, அதே சமயம் தலைகீழ் அல்லாத பின் 3 க்கும் 2 V இன் துளியுடன் மூன்று 1N4148 டையோட்களைப் பயன்படுத்தி தொடரில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

மேலே உள்ள நிலைமை ஐ.சியின் பின் 3 ஐ ஒரு நிழலை பின் 2 ஐ விடக் குறைவாக வைத்திருக்கிறது.

இருப்பினும், பொருந்தாத பேட்டரி அல்லது அதிக மின்னோட்ட பேட்டரி போன்ற திறனற்ற சுமை ஏற்பட்டால், சோலார் பேனல் மின்னழுத்தம் சுமை மூலம் இழுக்கப்படும். இது நிகழும்போது பின் 2 மின்னழுத்தமும் கைவிடத் தொடங்குகிறது, இருப்பினும் பின் 3 இல் 10uF மின்தேக்கி இருப்பதால், அதன் ஆற்றல் திடமாக இருக்கும், மேலும் மேலே சொட்டுக்கு பதிலளிக்காது.

நிலைமை உடனடியாக பின் 3 ஐ பின் 2 ஐ விட உயர கட்டாயப்படுத்துகிறது, இது பின் 6 ஐ உயர்த்தி, பிஜேடி பிசி 547 ஐ மாற்றுகிறது.

BC547 இப்போது உடனடியாக பேட்டரிக்கான மின்னழுத்தத்தை துண்டிக்கும் LM338 ஐ முடக்குகிறது, IC இன் மதிப்பிடப்பட்ட வேகத்தைப் பொறுத்து சுழற்சி விரைவான வேகத்தில் மாறுகிறது.

மேலே உள்ள செயல்பாடுகள் சோலார் பேனல் மின்னழுத்தம் ஒருபோதும் வீழ்ச்சியடையாது அல்லது சுமைகளால் இழுக்கப்படுவதில்லை என்பதை உறுதிசெய்கிறது, இது ஒரு MPPT போன்ற நிலையை முழுவதும் பராமரிக்கிறது.

ஒரு நேரியல் ஐசி எல்எம் 338 பயன்படுத்தப்படுவதால், சுற்று மீண்டும் ஒரு பிட் திறமையற்றதாக இருக்கக்கூடும் .... அதற்கான தீர்வு எல்எம் 338 கட்டத்தை பக் மாற்றி மூலம் மாற்றுவதாகும் ... இது வடிவமைப்பை மிகவும் பல்துறை மற்றும் உண்மையான எம்.பி.பி.டி உடன் ஒப்பிடக்கூடியதாக மாற்றும்.

பக் கன்வெர்ட்டர் டோபாலஜியைப் பயன்படுத்தி ஒரு எம்.பி.பி.டி சுற்று கீழே காட்டப்பட்டுள்ளது, இப்போது வடிவமைப்பு நிறைய அர்த்தமுள்ளதாக இருக்கிறது மற்றும் உண்மையான எம்.பி.பி.டி.

48 வி எம்.பி.பி.டி சுற்று

பின்வரும் 48 வி பேட்டரி எம்.பி.பி.டி சார்ஜர் சுற்று போன்ற உயர் மின்னழுத்த பேட்டரி சார்ஜிங்கை செயல்படுத்த மேலேயுள்ள எளிய எம்.பி.பி.டி சுற்றுகள் மாற்றியமைக்கப்படலாம்.

யோசனைகள் அனைத்தும் நான் பிரத்தியேகமாக உருவாக்கியவை.