Dünyanın Ən Effektiv Şəbəkəsiz Günəş İnverteri: 3 Addım (Şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:42

Günəş enerjisi gələcəkdir. Panellər uzun illər davam edə bilər. Tutaq ki, şəbəkədən kənar bir günəş sisteminiz var. Soyuducunuz/dondurucunuz və gözəl uzaq kabinənizdə işləyə biləcəyiniz bir çox şey var. Enerjini boşa çıxara bilməzsən! Beləliklə, 6000 vattlıq günəş panellərinizin, məsələn, növbəti 40 il ərzində AC prizində 5200 vat qədər bitməsi ayıbdır. Bütün transformatorları ləğv edə bilsəniz, 6000 vatt təmiz sinus dalğalı günəş çeviricisi cəmi bir neçə kilo ağırlığında olardı? Bütün nəbz genişliyi modulyasiyasını aradan qaldıra bilsəniz və tranzistorların tamamilə minimum açarına sahib olsanız və son dərəcə kiçik bir ümumi harmonik təhrifə sahib olsanız nə olar?

Bunun üçün aparat çox mürəkkəb deyil. Yalnız 3 ayrı H körpüsünü müstəqil idarə edə bilən bir dövrə ehtiyacınız var. Dövrüm üçün bir sənəd materialı, həmçinin ilk prototipim üçün proqram və sxematik/pcb var. Mənə [email protected] ünvanına e -poçt göndərsəniz, bunlar sərbəst şəkildə mövcuddur. Lazımi məlumat formatında olmadıqları üçün onları bura əlavə edə bilmirəm.. Sch və.pcb fayllarını oxumaq üçün pulsuz olan Designspark PCB -ni yükləməlisiniz.

Bu təlimatlı, əsasən əməliyyat nəzəriyyəsini izah edəcək, buna görə də bu H körpülərini lazımi ardıcıllıqla dəyişdirə bildiyiniz müddətcə edə bilərsiniz.

Qeyd: Bunun dünyada ən səmərəli olub -olmadığını dəqiq bilmirəm, amma çox yaxşı ola bilər (99.5% zirvəsi olduqca yaxşıdır) və işləyir.

Təchizat:

13, ya da 13*2, ya da 13*3, ya da 13*4,… 12v dərin dövrü batareyalar

3 H-körpüsünü müstəqil idarə edə bilən çox sadə bir elektron dövrə. Bir prototip hazırladım və PCB və Şematik paylaşmaqdan məmnunam, amma əlbəttə bunu mənim etdiyimdən fərqli olaraq edə bilərsiniz. Hər kəs istəsə satılacaq PCB -nin yeni bir versiyasını hazırlayıram.

Addım 1: Əməliyyat nəzəriyyəsi

-13, -12, -11,…, 11, 12, 13 tam ədədlərini yarada biləcəyinizi heç gördünüzmü?

A*1 + B*3 + C*9

harada A, B və C -1, 0 və ya +1 ola bilər? Məsələn, A = +1, B = -1, C = 1 olarsa, alacaqsınız

+1*1 + -1*3 + 1*9 = 1 - 3 + 9 = +7

Beləliklə, etməmiz lazım olan 3 təcrid olunmuş batareya adası etməkdir. Birinci adada 9 12v batareyanız var. Növbəti adada 3 ədəd 12V batareyanız var. Son adada 1 12v batareya var. Günəş qurğusunda, bu da 3 ayrı MPPT -yə sahib olmaq deməkdir. (Tezliklə hər hansı bir gərginlik üçün ucuz bir MPPT -də təlimat verəcəyəm). Bu, bu metodun qarşılığıdır.

Tam bir körpüdə +1 etmək üçün 1L'yi, 1H'yi, 2H'yi söndürün və 2L'yi açın.

Tam bir körpüdə 0 etmək üçün, 1L'yi, 1H'yi, 2L'yi söndürün və 2H'yi açın.

Tam bir körpüdə -1 etmək üçün 1H'yi, 1L'yi, 2L'yi söndürün və 2H'yi açın.

1H dedikdə, ilk yüksək tərəfli mosfet, 1L ilk aşağı tərəfli mosfet və s …

İndi, bir sinus dalğası yaratmaq üçün, H -körpülərinizi -13 -dən +13 -ə, geri -13 -ə, +13 -ə qədər təkrar -təkrar dəyişdirmək kifayətdir. Etməli olduğunuz şey, keçid vaxtının -13, -12,…, +12, +13, +12, +11,…, -11, -12, - 1/60 saniyədə 13 (Avropada 1/50 saniyə!) Və vəziyyətləri bir sinus dalğası şəklinə uyğunlaşdırmaq üçün vəziyyətləri dəyişdirməlisiniz. Əsasən 1 ölçülü legosdan bir sinus dalğası qurursunuz.

Bu proses əslində uzadıla bilər ki, -40, -39,…, +39, +40 tam ədədlərini yarada biləsiniz.

A*1 + B*3 + C*9 + D*27

burada A, B, C və D -1, 0 və ya +1 ola bilər. Bu vəziyyətdə, məsələn, 40 Nissan Leaf lityum batareyadan istifadə edə və 120vAC yerinə 240vAC edə bilərsiniz. Və bu vəziyyətdə lego ölçüləri daha kiçikdir. Bu vəziyyətdə sinus dalğanızda yalnız 27 (-40,…, +40 vs -13,…, +13) deyil, cəmi 81 addım alırsınız.

Bu qurğu güc faktoruna həssasdır. Gücün 3 ada arasında necə bölünməsi güc faktoru ilə bağlıdır. Bu, 3 ada günəş panelinin hər biri üçün neçə vat ayırmanız lazım olduğunu təsir edə bilər. Ayrıca, güc faktorunuz həqiqətən pisdirsə, bir adanın boşalmaqdan daha çox şarj etməsi mümkündür. Beləliklə, güc faktorunuzun dəhşətli olmadığından əmin olmaq vacibdir. Bunun üçün ideal vəziyyət sonsuz tutumlu 3 ada olardı.

Addım 2: Elə isə, bu niyə bu qədər pis qoxuyur?

Keçid tezliyi gülünc dərəcədə ləngdir. 9 batareyanı ardıcıl olaraq dəyişdirən H körpüsü üçün 1/60 saniyədə yalnız 4 vəziyyət dəyişikliyinə sahibsiniz. 3 batareyanı ardıcıl olaraq dəyişdirən H-bridge üçün 1/60 saniyədə cəmi 16 vəziyyət dəyişikliyinə sahibsiniz. Son H körpüsü üçün 1/60 saniyədə 52 vəziyyət dəyişikliyinə sahibsiniz. Adətən, bir çeviricidə, mosfets bəlkə də 100KHz və ya daha çox dəyişir.

Sonra, yalnız müvafiq batareyaları üçün qiymətləndirilən mosfetlərə ehtiyacınız var. Beləliklə, tək batareya H-körpüsü üçün 40V mosfet daha etibarlı olardı. Açıq müqaviməti 0.001 Ohm -dan aşağı olan 40v MOSFET var. 3 batareya H-körpüsü üçün, 60v mosfetsdən etibarlı şəkildə istifadə edə bilərsiniz. 9 batareya H-körpüsü üçün 150v mosfets istifadə edə bilərsiniz. Məlum olur ki, yüksək gərginlikli körpü ən az tez -tez dəyişir, bu da itkilər baxımından çox xoşdur.

Üstəlik, böyük filtr induktorları, transformatorlar və əlaqəli əsas itkilər yoxdur və s.

Addım 3: Prototip

Prototipimdə dsPIC30F4011 mikro nəzarətçisindən istifadə etdim. Əsasən, H körpülərini lazımi anda idarə edən limanları dəyişdirir. Verilən gərginliyi yaratmaq üçün heç bir gecikmə yoxdur. İstədiyiniz gərginlik təxminən 100 nanosaniyədə mövcuddur. MOSFET təchizatını dəyişdirmək üçün 12 1 vatt təcrid olunmuş DC/DC istifadə edə bilərsiniz. Ümumi güc dərəcəsi 10 kVt civarında və bəlkə də 6 və ya 7 kw davamlı ola bilər. Hər şeyin ümumi dəyəri bir neçə yüz dollardır.

Əslində gərginliyi tənzimləmək də mümkündür. Tutaq ki, 3 H -körpüsünü -13 ilə +13 aralığında işlətmək AC dalğa formasını çox böyük edir. Bunun əvəzinə -12 ilə +12 arasında, ya da -11 ilə +11 arasında və ya hər hansı bir iş seçə bilərsiniz.

Dəyişdirəcəyim bir proqram, osiloskop şəklindən də gördüyünüz kimi, seçdiyim vəziyyətin dəyişmə vaxtının sinus dalğasını tamamilə simmetrik etməməsidir. Dalğa formasının yuxarısına yaxın olan vaxtı biraz tənzimləyərdim. Bu yanaşmanın gözəlliyi ondan ibarətdir ki, istədiyiniz formada AC dalğa forması yarada bilərsiniz.

2 AC xəttinin hər birinin çıxışında kiçik bir indüktörün və bəlkə də 2 induktordan sonra AC xətlərinin birindən digərinə kiçik bir tutumun olması da pis fikir olmaya bilər. İndüktorlar, cari çıxışın bir az daha yavaş dəyişməsinə imkan verər və bu da aparatın həddindən artıq cərəyan qorumasına qısa qapanma halında tetikleme şansı verir.

Şəkillərdən birində 6 ədəd ağır telin olduğuna diqqət yetirin. Bunlar 3 ayrı batareya adasına gedir. Sonra 120vAC gücündə olan 2 ağır tel var.