Ich habe Sonnenkollektoren, die ungefähr 200 Watt liefern. (Sie sind für 400 Watt ausgelegt.)
Ich habe eine Last, die ungefähr 150 Watt, 120 Volt Wechselstrom, netzunabhängig und nur bei Sonnenschein benötigt.
Die 12 Volt Solarmodule haben eine Leerlaufspannung von ca. 17 Volt.
Alle 12-V-Wechselrichter haben einen Eingangsbereich von 10 bis 15 Volt und 17 Volt sind eine Überspannung.
Ich möchte nicht um eine Batterie zu benutzen, weil ich den Strom nicht speichern muss. Ich möchte nicht in eine investieren, Batterien halten nicht lange.
Wie kann ich die Nichtübereinstimmung der Ausgangsspannung des Panels und der Eingangsanforderungen des Wechselrichters überwinden?
Wie kann ich kostengünstig und verlustfrei? (Wie Spannungsregler oder DC / DC-Wandler.)
Netzwechselrichter haben einen größeren Eingangsspannungsbereich, aber ich möchte keine Verbindung zu einem Netz herstellen.
Ihr Wechselrichter kann nicht mehr als 15 V verarbeiten, aber das Panel kann bei hellem Sonnenlicht eine höhere Spannung abgeben. Daher müssen Sie einen Weg finden, um die Spannung zu senken. Sie möchten eine günstige Lösung, muss diese aber verlustfrei sein?
Da Sie den Strom direkt vom Solarpanel ohne Speicher verwenden, spielt es keine Rolle, ob ein Spannungsabfall zu einem Stromausfall führt (da Sie diesen zusätzlichen Strom ohnehin nicht verbrauchen). Was wichtig ist, ist, dass der Regler keinen zusätzlichen Verlust verursacht, wenn das Panel die minimale Spannung erzeugt, die zur Stromversorgung des Wechselrichters erforderlich ist.
Ein Serien- oder Shunt-Linearregler, der einfach die überschüssige Leistung des Panels verschwendet, kann immer noch einen Wirkungsgrad von 100% haben, wenn er wirklich benötigt wird. Die naheliegende Lösung besteht darin, einfach eine 15-V-Hochleistungs-Zenerdiode über das Panel zu legen. Wie viel Strom muss sie jedoch verarbeiten und kann sie „kostengünstig“ durchgeführt werden?
Hier sind die IV-Kurven für eine typische 12V '130W Solarpanel. Als erstes ist zu beachten, dass ein 22-V-Leerlauf (bei 25 ° C) und etwa 17 V am maximalen Leistungspunkt ausgegeben werden.
Ihr Panel kann tatsächlich 12 V bei maximaler Leistung und 17 V Leerlauf ausgeben, obwohl dies eine ungewöhnliche Spezifikation für 12 V wäre 'Panel. Nehmen wir jedoch an, es ist korrekt und Ihr Panel erzeugt eine IV-Kurve ähnlich der grünen Linie in der Grafik.
Ihr Panel kann bei vollem Sonnenlicht 400 W erzeugen, Ihr Wechselrichter verbraucht jedoch nur etwa 190 W (150 W bei 80% Wirkungsgrad). Der Zener muss also etwa die Hälfte der vom Panel erzeugten Leistung aufnehmen, d. H. ~ 200W. Dafür werden mehrere große Transistoren auf großen Kühlkörpern benötigt.
Die andere Alternative ist ein Serienregler. Dies verringert die Überspannung bei dem vom Wechselrichter aufgenommenen Strom (~ 190 W / 15 V = 13 A). Ein guter niederohmiger FET könnte diesen Strom praktisch ohne Verlust bei niedrigerer Plattenspannung durchlassen und muss nur etwa 26 W bei vollem Sonnenlicht abführen (vorausgesetzt, die Platte gibt 17 V bei 13 A aus). Diese Schaltung sollte erheblich billiger herzustellen sein als der 200-W-Shunt-Regler.
Oder Sie können einfach einen handelsüblichen Schaltregler verwenden, der 12 V bei 16 A oder mehr liefert. Dies kann einen etwas höheren minimalen Spannungsabfall haben, aber wird der Unterschied signifikant sein?
Das Bedienfeld muss möglicherweise nur einen Bruchteil eines Volt mehr erzeugen, um den Spannungsabfall im Regler auszugleichen. Lichtintensität und Temperaturschwankungen wirken sich jedoch viel stärker auf die Panel-Leistung aus. Der Unterschied zwischen dem Panel, das gerade genug Strom für den Betrieb des Wechselrichters erzeugt, und nicht genug Strom ist so gering, dass es kaum bemerkt wird. In 99% der Fälle ist der zusätzliche Verlust im Regler nichts sorgen um.
Sie müssen überprüfen, wie viel Strom verbraucht werden muss, um die Spannung von 17 V auf 15 V zu senken, die der Wechselrichter benötigt.
Wenn er sehr klein ist, stecken Sie einfach jeweils eine 15-V-Zenerdiode darüber Panel wäre ausreichend. Wenn der Strom zu groß wäre, könnte eine Zenerdiode, die einen Leistungstransistor schaltet, den gleichen Effekt haben.
Dies hat den Vorteil, dass nur dann Strom verschwendet wird, wenn Sie ihn ohnehin nicht verwenden. Sobald der Wechselrichter anspringt und die Last speist, fällt die Spannung ohnehin ab.
Ich vermute, Ihr größtes Problem ist, dass der Wechselrichter an einem wolkigen Tag ständig ein- und ausschaltet, wenn nicht genügend Strom zum Fahren vorhanden ist Ihre Ladung.
Die einfachste Möglichkeit, die maximale Leistung zu verwalten, zu regulieren und zu erzielen, ist ein Laderegler. Morningstar ist eine gute Marke. Laderegler erwarten, dass ein batterieähnliches Objekt vorhanden ist. Das muss keine Batterie sein und muss auch keine Blei-Säure sein.
MPPT-Laderegler passen die Panel-Last dynamisch an, um die Wattzahl zu maximieren (Volt * Ampere = Watt).
Fragen Sie die netzunabhängigen Personen nach der Pflege großer Akkus. Die Lebensdauer von Blei-Säure-Akkus hängt jedoch radikal von mehreren Faktoren ab, einschließlich der Tiefe, mit der Sie sie entladen. Lassen Sie es jede Nacht fast tot ab, Sie haben das Glück, 30 Zyklen zu bekommen. Wenn Sie es über 80% halten (d. H. Selten mehr als 20% seiner Kapazität verbrauchen), sollte es 5+ Jahre halten, es sei denn, es ist billiger Müll. Wenn Sie also eine echte Batterie verwenden, fügen Sie einen Stromkreis hinzu, der Ihre Last unter X Volt (dh 80%) abschaltet.
Sie können auch einen Stapel von 10 Ni-Cad-Batterien verwenden (diese sind weitaus widerstandsfähiger gegen tägliches Entleeren auf Null) oder einfach billige Rasenmäherbatterien für 20 US-Dollar durchbrennen, wenn Sie möchten. Oder verwenden Sie einen Stapel Ultracaps oder nur einen großen Fettelektrolyt. Solange es eine halbkapazitive Last gibt, die den Laderegler glücklich macht. Hier ist Ihre Anordnung
Solarpanel -> Laderegler -> Batterie oder Kappe -> Lastabwurfschaltung -> Wechselrichter -> Gerät
Schalten Sie einen 300-W-Abwärtswandler ein, um von 17 VDC auf 14 VDC abzusenken.wird etwa 15 $ laufen.Der maximale Strom für diese beträgt 20A, 15A wird als kontinuierlich empfohlen.Das Löschen der 14VDC bei 15A beträgt 210W.Sie sind zu 95% effizient