Circuit de régulateur de tension de panneau solaire

L'article détaille comment construire un circuit de contrôleur de régulateur de panneau solaire simple à la maison pour charger de petites batteries telles qu'une batterie 12V 7AH à l'aide d'un petit panneau solaire

Utilisation d'un panneau solaire

Nous connaissons tous assez bien les panneaux solaires et leurs fonctions. Les fonctions de base de ces appareils étonnants sont de convertir l'énergie solaire ou la lumière du soleil en électricité.

Fondamentalement, un panneau solaire est constitué de sections discrètes de cellules photovoltaïques individuelles. Chacune de ces cellules est capable de générer une puissance électrique minuscule, normalement autour de 1,5 à 3 volts.

Bon nombre de ces cellules sur le panneau sont câblées en série de sorte que la tension effective totale générée par l'unité entière monte jusqu'à une sortie utilisable de 12 volts ou 24 volts.

Le courant généré par l'unité est directement proportionnel au niveau de la lumière solaire incidente sur la surface du panneau. La puissance générée par un panneau solaire est normalement utilisée pour charger une batterie au plomb-acide.

La batterie au plomb, lorsqu'elle est complètement chargée, est utilisée avec un onduleur pour acquérir la tension secteur requise pour l'alimentation électrique de la maison. Idéalement, les rayons du soleil devraient être incident sur la surface du panneau pour qu'il fonctionne de manière optimale.

Cependant, comme le soleil n'est jamais immobile, le panneau doit suivre ou suivre constamment la trajectoire du soleil afin de générer de l'électricité à un taux efficace.

Si vous souhaitez construire un système de panneau solaire automatique à double traqueur vous pouvez vous référer à l'un de mes articles précédents. Sans un tracker solaire, le panneau solaire ne pourra effectuer les conversions qu'à environ 30% d'efficacité.

Pour en revenir à nos discussions actuelles sur les panneaux solaires, cet appareil peut être considéré comme le cœur du système en ce qui concerne la conversion de l'énergie solaire en électricité, mais l'électricité produite nécessite beaucoup de dimensionnement avant de pouvoir être utilisée efficacement dans le système d'attache de grille précédent.

Pourquoi avons-nous besoin d'un régulateur solaire

La tension acquise à partir d'un panneau solaire n'est jamais stable et varie drastiquement en fonction de la position du soleil et de l'intensité des rayons solaires et bien sûr du degré d'incidence sur le panneau solaire.

Cette tension, si elle est appliquée à la batterie pour la charge, peut causer des dommages et un échauffement inutile de la batterie et de l'électronique associée peut donc être dangereuse pour l'ensemble du système.

Afin de réguler la tension du panneau solaire, un circuit de régulation de tension est normalement utilisé entre la sortie du panneau solaire et l'entrée de la batterie.

Ce circuit garantit que la tension du panneau solaire ne dépasse jamais la valeur de sécurité requise par la batterie pour la charge.

Normalement, pour obtenir des résultats optimaux du panneau solaire, la tension de sortie minimale du panneau doit être supérieure à la tension de charge de la batterie requise, ce qui signifie que même dans des conditions défavorables lorsque les rayons du soleil ne sont pas nets ou optimaux, le panneau solaire doit toujours générer une tension supérieure à 12 volts, qui peut être la tension de la batterie en charge.

Les régulateurs de tension solaire disponibles sur le marché peuvent être trop coûteux et moins fiables, mais fabriquer un tel régulateur à la maison en utilisant des composants électroniques ordinaires peut être non seulement amusant mais aussi très économique.

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Schéma

REMARQUE : VEUILLEZ SUPPRIMER R4, CAR IL N'A PAS D'IMPORTANCE RÉELLE. VOUS POUVEZ LE REMPLACER PAR UN LIEN FILAIRE.

Conception de circuits imprimés côté piste (R4, diode et S1 non inclus ... R4 n'est en fait pas important et peut être remplacé par un fil de liaison.

Comment ça fonctionne

En se référant au circuit de régulateur de tension de panneau solaire proposé, nous voyons une conception qui utilise des composants très ordinaires tout en répondant aux besoins tout comme l'exigent nos spécifications.

Un célibataire ou Individual IC LM 338 devient le cœur de toute la configuration et devient responsable de la mise en œuvre des réglementations de tension souhaitées à elle seule.

Le circuit du régulateur de panneau solaire illustré est encadré selon le mode standard de la configuration IC 338.

L'entrée est donnée aux points d'entrée indiqués du CI et la sortie de la batterie reçue à la sortie du CI. Le potentiomètre ou le préréglage est utilisé pour régler avec précision le niveau de tension qui peut être considéré comme la valeur sûre pour la batterie.

Charge contrôlée actuelle

Ce circuit de contrôleur de régulateur solaire offre également une fonction de contrôle du courant, qui garantit que la batterie reçoit toujours un taux de courant de charge prédéterminé fixe et n'est jamais surexcitée. Le module peut être câblé comme indiqué dans le schéma.

Les positions pertinentes indiquées peuvent être simplement câblées même par un profane. Le reste de la fonction est assuré par le circuit du régulateur. L'interrupteur S1 doit être basculé en mode onduleur une fois que la batterie est complètement chargée (comme indiqué sur le compteur).

Calcul du courant de charge de la batterie

Le courant de charge peut être sélectionné en sélectionnant de manière appropriée la valeur des résistances R3. Cela peut être fait en résolvant la formule: 0,6 / R3 = 1/10 batterie AH Le préréglage VR1 est ajusté pour obtenir la tension de charge requise du régulateur.

Régulateur solaire utilisant IC LM324

Pour tous les systèmes de panneaux solaires, ce seul IC LM324 Le circuit de régulation à efficacité garantie basée sur la base offre une réponse économe en énergie pour charger des batteries de type plomb-acide généralement présentes dans les véhicules à moteur.

Sans prendre en compte le prix des cellules solaires, censées être devant vous pour une utilisation dans divers autres plans, le régulateur solaire seul est inférieur à 10 $.

Contrairement à un certain nombre d'autres régulateurs shunt qui redirigera le courant à travers une résistance une fois que la batterie est complètement chargée, ce circuit déconnecte l'alimentation de charge de la batterie, éliminant ainsi le besoin de résistances de shunt volumineuses.

Comment fonctionne le circuit

Dès que la tension de la batterie est inférieure à 13,5 volts (généralement la tension en circuit ouvert d'une batterie de 12 V), les transistors Q1, Q2 et Q3 s'allument et le courant de charge passe à travers les panneaux solaires comme prévu.

La LED verte active indique que la batterie se recharge. Lorsque la tension aux bornes de la batterie se rapproche de la tension en circuit ouvert du panneau solaire, l'amplificateur opérationnel A1a coupe les transistors Q1-Q3.

Cette situation est verrouillée tant que la tension de la batterie chute à 13,2 V, après quoi le déclenchement du processus de charge de la batterie est à nouveau rétabli.

En l'absence de panneau solaire, lorsque la tension de la batterie continue de baisser de 13,2 V à environ 11,4 V, ce qui implique une batterie totalement déchargée, A1b, la sortie passe à 0 V, déclenchant le clignotement de la LED ROUGE attachée à une vitesse fixée par le multivibrateur astable A1c.

Dans cette situation, clignote à une fréquence de 2 hertz. L'amplificateur opérationnel A1d donne une référence de 6 V pour conserver les seuils de commutation aux niveaux 11,4 V et 13,2 V.

Le circuit de régulation LM324 proposé est conçu pour supporter des courants jusqu'à 3 ampères.

Pour travailler avec des courants plus importants, il peut être essentiel d'augmenter les courants de base Q2, Q3, pour s'assurer que tous ces transistors peuvent maintenir la saturation tout au long des sessions de charge.

Régulateur d'électricité solaire utilisant IC 741

La majorité des panneaux solaires typiques fournissent environ 19V hors charge. Cela permet d'obtenir une chute de 0,6 V sur une diode de redressement tout en chargeant une batterie plomb-acide 12V. La diode empêche le courant de la batterie de se déplacer via le panneau solaire pendant la nuit.

Cette configuration peut être excellente tant que la batterie n'est pas surchargée, car une batterie 12V peut facilement devenir surchargée au-dessus de 1V5, au cas où l'alimentation de charge ne serait pas contrôlée.

La chute de tension induite par un passage en série BJT est généralement d'environ 1,2 V, ce qui semble être beaucoup trop élevé pour que presque tous les panneaux solaires fonctionnent efficacement.

Les deux défauts ci-dessus sont efficacement éliminés dans ce circuit de régulateur solaire simple. Ici, l'énergie du panneau solaire est fournie à la batterie via un relais et une diode de redressement.

Comment fonctionne le circuit

Lorsque la tension de la batterie atteint 13,8 V, les contacts du relais cliquent, de sorte que le transistor 2N3055 commence à charger lentement la batterie à un optimum de 14,2 V.

Ce niveau de tension de charge complète pourrait être fixé un peu plus bas, malgré le fait que la plupart des batteries au plomb-acide commencent à gazer à 13,6 V. Ce gazage est considérablement augmenté en cas de surtension.

Les contacts du relais fonctionnent au moment où la tension de la batterie chute sous 13,8 V. La puissance de la batterie n'est pas utilisée pour faire fonctionner le circuit.

Le foet sert de source de courant constant.