Всё о мобильной энергии, солнечных батарея, ветряках и другой электроники Обсуждение солнечных батарей, вертяков, генераторов и другой электроники
 
  Регистрация | Войти На главную Добавить статью Форум Поиск  RSS Наш твиттер Контакты 23 сентября 2021, Четверг  
MobiPower.ru
 О сайте
 Новости
 солнце
 термоэлектричество
 механика
 аккумуляторы
 освещение
 электроника
 прочее (экзотика)
 новинки рынка
 Сделай сам
 Обзоры и тесты
 Библиотека
 Форум
 Ссылки
 Контакты

Новости на e-mail
Подписаться на e-mail рассылку новых статей сайта Mobipower.ru



Новое на форуме

"Коэффициент отдачи" Вампирчика
Автор: LeonidS
22.09.2021 в 23:19

Увеличение ёмкости Вампирчика на счёт внешнего блока с 18650
Автор: az2
21.09.2021 в 15:36

Защищённые аккумуляторы в Вампирчике
Автор: az2
21.09.2021 в 15:29

Новая тема за последние 3 дня Some Reasons To View and Use Persuasive Essay Topics
Автор: Johnseena
21.09.2021 в 10:23

Новая тема за последние 3 дня Get Online Assignment Help Newcastle to Students
Автор: Johnseena
21.09.2021 в 10:11

Новая тема за последние 3 дня Approach our assignment help service in Australia for proper
Автор: Johnseena
21.09.2021 в 10:09

Контроллер для ветряка
Автор: nik34
07.05.2021 в 21:26

Батарея на крыше авто
Автор: LeonidS
26.02.2021 в 14:40

Техническое обсуждение ВЦ7 (+альт. прошивка)
Автор: nik34
09.01.2021 в 23:46

Топливные элементы
Автор: plumber27
24.11.2020 в 06:51

Перейти на форум

Сейчас на сайте
143 человека

в т.ч. гостей: 143
пользователей: 0

Всего: 1198

Это может быть полезно



Система отслеживания точки максимальной мощности оптимизирует систему управления вентилятором от солнечной энергии


Разместил 01.09.2010   nik34

Электроника nik34 прислал:



Простая схема "ограничителя просадки" входного напряжения при питании электродвигателя от солнечной батареи.





  
Поделиться этой страницей в:


Преобразование солнечной энергии непосредственно в энергию для питания вентилятора обеспечивает безвредный для окружающей среды способ охладиться или высохнуть в течение жарких дневных часов в тропической зоне. Кроме того, это позволяет избежать дороговизны и сложности накопления энергии в аккумуляторных батареях. Однако, простое подключение модуля солнечных фотоэлементов (PV) к вентилятору имеет существенный недостаток.

Напряжение, которое  PV модуль может обеспечить при максимальной мощности, в зависимости от интенсивности падающего на модуль солнечного света изменяется незначительно (рис.1). Но отдаваемая мощность — следовательно, электрический ток — может изменяться очень сильно. Статическая нагрузка с потребляемой мощностью, близкой к максимальной мощности панели, уменьшит выходное напряжение панели ниже точки максимальной мощности, когда интенсивность солнечного излучения упадет, что приведет к неэффективному использованию доступной энергии.



Если уровень мощности упадет очень сильно, вентилятор перестанет вращаться, и потребуется значительно больше мощности или механический "толчок" чтобы запустить его снова. Основанная на DC/DC-преобразователе, система отслеживания точки максимальной мощности (MPPT) может гарантировать, что вентилятор получит от PV модуля максимальную мощность, независимо от условий освещенности и будет продолжать работать, (хотя и с уменьшенной скоростью), даже при очень слабом освещении.



Рис.2 иллюстрирует основные концепции этой разработки. Напряжение ошибки (Ve), которое является разностью между выходным напряжением PV панели и опорным напряжение, управляет пропорциональным контроллером (по существу, простым усилителем с коэффициентом усиления A), создавая выходное напряжение Vx = A x Ve.

Выход контроллера управляет ИНВ-ШИМ (INV-PWM) генератором, в котором, в отличии от обычного генератора с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ-PWM), длительность выходного импульса уменьшается при увеличении управляющего напряжения. Выход генератора управляет мотором вентилятора, при среднем напряжении VOUT = коэффициент заполнения x VPV. Скорость вращения вентилятора будет зависеть от ширины управляющих импульсов, которая, в свою очередь, задается напряжением Vx.

Установка опорного напряжения VREF равным максимальному выходному напряжению PV панели при полной освещенности, позволяет разработчику подстраивать нагрузку на PV панель таким образом, чтобы она всегда работала в точке максимальной мощности. При полном уровне освещенности, VPV = VREF и Ve = 0. Поэтому, напряжение Vx на выходе контроллера также равно нулю, INV-PWM работает со 100% коэффициентом заполнения, и выходное напряжение VOUT имеет максимальное значение.

Когда интенсивность солнечного света падает, выходная мощность PV панели падает, и напряжение VPV уменьшается. Это уменьшение вызывает увеличение напряжения ошибки Vx, уменьшающего коэффициент заполнения выходных импульсов генератора и, таким образом, потребляемый от PV панели ток. В результате, схема уменьшит ток нагрузки, который будут видеть панель.

Если такое уменьшение сделает потребляемую мощность ниже номинальной мощности панели, VPV снова начнет увеличиваться. В результате, схема будет обеспечивать оптимальную для панели нагрузку, не зависимо от уровня освещенности. Рис.3 иллюстрирует принципы реализации этой схемы. В разработке используется регулируемый широтно-импульсный модулятор LM3524D компании  National Semiconductor.



В отличие от других схем стабилизаторов, которые управляют выходным напряжением, данная схема управляет входным напряжением. Панель с солнечными элементами подключается к схеме через диод D1, чтобы предотвратить подключение с неправильной полярностью. конденсаторы C1 и C2 служат в качестве фильтров для ключевой схемы.

Микросхема модулятора IC1 имеет встроенный усилитель ошибки, использующий выводы 1, 2 и 9 и внутренний 5-В источник опорного напряжения, подключенный к выводу 16. Опорное напряжение на схему делителя напряжения, состоящего из резисторов R1 и R2, с которого поступает на неинвертирующий вход усилителя ошибки.

Напряжение панели подается на инвертирующий вход усилителя через схему резисторного делителя напряжения, состоящего из резисторов R5, R6 и R7, которое переменным резистором R7 устанавливается равным значению VPVMAX при полной освещенности.

Номиналы резисторов R1…R4 задают коэффициент усиления усилителя ошибки равным, примерно, 21. Резистор R8 и конденсатор C3 образуют схему компенсации с постоянной времени около одной секунды, чтобы стабильность усилителя. Резистор R9 и конденсатор C4 задают частоту переключения ИС ШИМ равной 44,5 кГц.

ИС ШИМ LM3524D PWM два выхода сигнала с сдвигом фазы 180° один относительно другого. В данной схеме они управляют однотактными драйверами, состоящими из параллельно включенных транзисторов. Эмиттеры подключены к общей шине, а коллекторы управляют MOSFET Q1 таким образом, что когда ШИМ транзисторы открыты, MOSFET-транзистор закрыт. Это создает подобие инверсного ШИМ (INV-PWM).

Подключение к Q1 осуществляется через стабилитрон с напряжением стабилизации 5.1 В, таким образом напряжение с панели должно превысить 8 В, чтобы Q1 открылся. Это гарантирует, что при недостаточной освещенности нагрузка будет отсутствовать до тех пор, пока панель не сможет развить напряжение, достаточное для нормальной работы схемы. Диод с барьером Шотки (D2) подключен к 12-В двигателю постоянного тока таким образом, чтобы гасить возникающее при его работе обратное напряжение самоиндукции, когда Q1 запирается.

При использовании обычного двигателя постоянного тока, ШИМ сигнал можно подавать непосредственного на мотор и индуктивность мотора будет фильтровать импульсы тока таким образом, что мотор будет плавно вращаться. Однако, многие приборные вентиляторы охлаждения используют безщеточные электродвигатели постоянного тока, и эти двигатели имеют встроенную схему управления. Такие вентиляторы не могут работать при пульсирующем напряжении питания, таким образом, для их нормальной работы выходное напряжение необходимо отфильтровать.

Фильтр состоит из дросселя (L), индуктивностью 200 мкГн, включенного последовательно с мотором и полистирольного конденсатора (C5), емкостью 1 мкФ, включенного параллельно мотору. Обмотка дросселя содержит 20 витков провода, намотанных на 10-мм ферритовом сердечнике E типа или торроидальном сердечнике. Частота среза образовавшегося LC фильтра нижних частот составляет, примерно, 11 кГц, что значительно меньше, чем частота переключения ШИМ, так что мотор видит среднее значение напряжения, пропорциональное коэффициенту заполнения сигнала ШИМ.

Схема MPPT была подвергнута интенсивному тестированию, с использованием как вентиляторов охлаждения постоянного, так и приборных вентиляторов охлаждения. При изменении интенсивности солнечного освещения, скорость вращения вентиляторов менялась. Но даже при очень низкой интенсивности солнечного освещения, вентиляторы продолжали работать. Напряжение на выходе панели фотоэлементов находилось в точке максимальной мощности при любой интенсивности солнечного освещения.

Источник: www.electronicdesign.com

Примечания ред.:
1. На самом деле, схема отслеживает не действительную рабочую точку солнечной батареи, а некоторое заданное напряжение, которое выбрано близким к рабочей точке используемой солнечной батареи, т.к. действительное положение рабочей точки от освещенности хотя и меняется, но незначительно и можно не отслеживать её с высокой точностью, а использовать теоретическое значение.

2. Статья интересна, прежде всего, схемой реализации ограничителя просадки входного напряжения, выполненной на одной микросхеме ШИМ контроллера. (В накопителе "Вампирчик" и стабилизаторе ограничитель просадки сделан по такому же принципу, но использует для измерения входного напряжения отдельный транзистор, что немного усложняет схему. Здесь она более простая.)

3. Вместо двигателя, конечно же, может быть и любая другая нагрузка, в основном, аккумулятор. Один из недостатков схемы, что нагрузка не связана с "землей".




Источник:
http://www.terraelectronica.ru/print.php?from=3&ID=277





Поделиться этой страницей в:

Рейтинг статьи
Средняя оценка: 5 из 5. Голосов: 8

Проголосуйте, пожалуйста, за эту статью:
Класс! Очень хорошо! Сойдёт 3-й сорт еще не брак Ерунда
(отлично!)(хорошо)(сойдет)(так себе)(плохо)

Статьи в тему: Электроника
Источники электропитания РЭА. Справочник.
 Прекращаем ставить диод
 Преобразователь напряжения KIS-3R33S (MP2307)
Источники электропитания РЭА. Справочник.  Прекращаем ставить диод  Преобразователь напряжения KIS-3R33S (MP2307)

Связанные темы

Солнце
Солнце


Комментарии к статье

Система отслеживания точки максимальной мощности оптимизирует систему управления вентилятором от солнечной энергии | 2 Комментария

Спасибо за проявленный интерес

Вы не можете отправить комментарий анонимно, пожалуйста зарегистрируйтесь.

Re: Система отслеживания точки максимальной мощности оптимизирует систему управления
Разместил: icemanoid
Дата: 01.09.2010

Что-то схема не очень-то и простая. А намного ли она эффективнее обычного компаратора с гистерезисом, который бы отключал нагрузку при просадке напряжения? Тем более у многих DC/DC конверторов есть встроенный компаратор и можно задать порог отключения простым резистивным делителем.
    Re: Система отслеживания точки максимальной мощности оптимизирует систему управления
    Разместил: nik34
    Дата: 02.09.2010

    Обычный режим компаратора здесь плохо подходит, т.к. нужно линейное регулирование, т.е. плавное. В данной схеме это плавное регулирование сделано на основе ШИМ модуляции. При использовании компаратора мы получим его постоянную генерацию, т.е., фактически, ту же самую плавную модуляцию, но не ШИМ, а помесь ШИМ и Ч(астотно)ИМ (это зависит от номиналов индуктивности, быстродействия компаратора и т.д.).



 
Связанные темы
Раздел: Солнце
Солнце

Статьи в тему
Электроника
Начальная школа построения импульсных DC/DC преобразователей
Начальная школа построения импульсных DC/DC преобразователей
Источники питания. Расчет и конструирование.
Источники питания. Расчет и конструирование.
Простой самодельный DC-DC конвертор
Простой эффективный DC-DC конвертер
Источники вторичного электропитания с бестрансформаторным входом
Источники вторичного электропитания с бестрансформа...ым входом
Самодельный индикатор заряда Li-Ion аккумулятора
Простой индикатор заряда LiIon аккумулятора

А Вы знаете, что возможно... ?

 Подписаться на rss рассылку Читать нас через RSS

 Читать нас на Твиттер Читать нас на Твиттер

 Наши новости на e-mail Получать наши новости на e-mail

 Напечатать текущую статью Напечатать текущую статью


Реклама
По вопросам размещения рекламы


Интересно



 

Количество подписчиков на RSS
Загрузка страницы: 0.02 секунды