Электрика на солнечной батарее

на что способна энергия солнца (и это у нас в средней полосе, а на югах и еще больше)

2 устройства. Панелька из монокристаллических элементов и маленькая поликристалл. Для разных применений.

первая 19 вольт 7 ампер максимум 120 ватт. Без снижения мощности, она работает 3 года.

вторая – раскладушка для туристов, 6 элементов всего, но выдает 5 вольт и 6 ампер. Это заряжать 3 мобильника сразу хватит .

с той которая на загородном домике в труднодоступном месте – нет электрики – работает освещение и ноутбук. набор батареек из 28 штук – получается аккумулятор на 20 ампер часов и 15-16 вольт.

Зарядка батареи – достаточно даже немножко солнца зимой, 3 часа это полный заряд. Не считая телефонов, время работы освещения 20 часов, а ноутбука 4 – 5 часов. светодиодные _точки_ которые замена галогенки по 3 ватта.

Батарея с балансирами напрямую – 19 вольт не перезаряжают элементы, работают еще и ламповые часы которые есть на сайте , там меньше 2 ватт нагрузка. На ноутбук, который требует 19 вольт 4 ампера , это при заряде встроеного аккумулятора, а так ток меньше, подключен очень известный преобразователь dc-dc 12-18 вольт красная плата (с алиэкспресс) – tl494 c 12 до 63 вольт, подстроена на 18 вольт. Он мощность почти не теряет, 90 процентов кпд. и ток не больше 5 ампер от заряженого аккумулятора.

мобильники заряжаются через 2 понижающих модуля, можно включить оба, тогда на 4 телефона по 2 ампера. В батарее ноутбука есть балансиры на 5 и можно до 8 ампер, и на заряд и разряд, при выходе напряжения на ячейке за допустимые пределы она отключается, поэтому перезаряд не произойдет, на системе 16 с половиной вольт если на солнечной батарее 18. *все 7 элементов ячейки высокотоковые нового типа в размере 18650, всего 4 ячейки, такую батарею можно и для другой 12-вольтовой техники – например холодильник с компрессором на 12 вольт, проработает ночь, либо электро – велосипед. Это есть разные конструкции, там чаще на 48 вольт, тогда придется 4 таких батареи ставить. ** из элементов 18650 можно собрать – приварить ленточками – и большую батарею, по 100 и даже 200 элементов в ячейке. Так сделано на автомобиле Тесла. Стоимость батареи будет на треть дороже чем большой на LiFePO4 , характеристики по напряжению и току даже лучше, 3.8 вольта на ячейку а не 3.2 и 2000 ампер а не 320 максимум, собирать придется 800 или хотя бы 400 элементов. А больших 4 или 8 всего. Основная характеристика для солнечной системы – срок службы – несколько хуже, то есть 4000 циклов или 15 лет работы, либо до 2000, и соответственно лет 6, у маленьких элементов.

Для более мощной нагрузки можно систему увеличить, не применяя генератор. На крышу запросто ставится штук 20 таких панелей, аккумулятор можно тоже увеличить используя ячейки по 320 а.ч. а не по 3. Преобразователь в таком случае на 220 вольт 5 киловатт, его схема есть (один вариант) в описании фонариков. Стоимость солнечной энергетики раза в 3 выше чем генератора на солярке но расход топлива Ноль. Зимой если солнца мало конечно нужен резерв.

Один из вариантов преобразователя инвертера (сделай сам). Купить можно из Китайского магазина или Энергия, что более наглядно работает, ценник только там как у генератора. Самоделка сделана на основе бесперебойника, с небольшим перерасчетом, обновлена электроника. Плата бесперебойника на которой 2 ступени преобразователя, все так и осталось, сначала 310 вольт от аккумуляторов а потом переменный ток с помощью мостовой схемы на 4 транзисторах. При недостаточном заряде или большой нагрузке подключается генератор на подмогу. Мощность рассчитана 5 киловатт, если надо больше то выгоднее генератор на солярке с 3 -фазной катушкой, 16 штук аккумуляторов 320 ампер по 3 вольта самая дорогая деталь.

  • есть и другие варианты накопителей энергии. в Советское время построили Гидроаккумулирующую электростанцию, то есть вода закачивалась в пруд на высоту метров 40 50, а днем когда нужно больше всего электричества сливалась вниз и включался генератор. Неслабый, 1800 киловатт, только насосы тоже на такую мощность нужны, да и обратно выдавалось хорошо если половина энергии.
  • Накачивается баллон, а как надо запустить генератор – компрессор включается наоборот. Тоже не сильно высокая эффективность , ниже чем у аккумуляторов электрических. Больше кпд если накачивать атмосфер 900 но большой баллон на такое давление не безопасен. И компрессор несколько великоват. в Индии сделают для машины, углепластиковый баллон и поршневой двигатель с вариатором, будет с накачки ездить километров 150.
  • Маховик еще – в советское время опять даже троллейбусы с ним ездили. 5 тонн вращающегося железа это нужно еще откачивать воздух и прочный корпус. и не превышать обороты – а то результат будет такой что скажут диверсанты поработали. Сложности и с подшипниками – надо делать конструкцию как на жестком диске от компьютера, с магнитами, только огромную.
  • все обещают наладить топливные элементы на метаноле или даже водороде. Не понятно с ценой и технической сложностью. Если нужен будет катализатор как для машин то будет дорого, но возможно в пределах допустимого. Сосед сделал, причем для машины и на химическом принципе, там еще используется 12 вольт с генератора. пакетик с алюминиевым порошком в банке, на него через трубочку подается химикат и подключается еще напряжение. Получается смесь горючего газа и кислорода, водородный генератор. Машина заводится на бензине а потом переключается на этот водород, там движок на карбюраторе еще. Интерес в экономии, химикат – щелочь дешевле бензина, но надо очень аккуратно сделать, регуляторами подбирается треть или меньше бензин а остальное газ.. Соответственно экономия пока что на 20 процентов.

здест будет разбор на детальки Реверс Инжиниринг одной платы инвертера – а точнее бесперебойника, с двойным преобразованием. все полностью Американской компании и детали тоже, за исключением парочки релюшек из Малайзии. ( Motorola Powerware за фирму я не сильно уверен, все же ближе к первой год изготовления 2005 – 2006).

детальки components

трансформатор

схема 5110 Powerware Eaton и 5125, устройство что то среднее между ними, процессор Motorola. Высоковольтный кондер 2200пф 1 Кв выплавился, что то инженеры не дорассчитали. (я скажу = посмотрев осциллографом на свистопляску сигналов на похожих блоках.. там надо 2 демпфера снаббера, если применяется дроссель силовой с двумя обмотками, гармоники на 2100 и 300 килогерц.. кондер то пленочный из фторпласта або лавсана а лучше 2 в параллель по 1000 пф и на 1600 вольт, реактивная мощность 5КВар. Потеря мощности будет ватта 4 но обойдется без взрывных эффектов ).

Снимок экрана от 2022 07 13 13 11 44
5110
Снимок экрана от 2022 07 13 13 12 06
5110 хвост схемы

5125 . лист сборки или блок схема.

Снимок экрана от 2022 07 13 13 35 11
двойного преобразования то есть с 24 вольт ( у транса только средняя точка поэтому силовых транзисторов 6 – два ключа по 3 а не 12 как по этой схеме) а транс такой же E140166 XPB-5 частота около 40 кгц. Скорее всего надо будет переделать используя более современное кольцо из сендаста или еще советское из альсифера – в этом случае, если его проницаемость начальная 50 а размер кольца из двух половинок 47 мм на 22 и на 8 – запросто получается 6 киловатт. Подняв частоту до 200 килогерц и заменив выпрямитель например на ufr600 по 10 штук они по 3 ампера, 1000 вольт 250 кгц можно. первичка 3 + 3 витка в 18 – 20 жилок, а вторичная в 2 провода 0.8 и 32 витка, будет 310 вольт 15 ампер и 20 кратковременно. на первичке 24 вольта и 2 транзисторных ключа – из трех * на 4 киловатта, на 6 все таки из 5 каждый, и 2 дросселя – трансформатора ВЧ, либо не 24 а 48 вольт – более современных 4468 по 200а ( IRFP4468PBF, Транзистор полевой N-канальный 100В 195А 520Вт, производитель: Infineon Technologies, корпус: TO-247 в наличии 1400р . его потянет чуть другой драйвер затвора но на 12 вольт не больше, не 24 , емкость перехода 30нф. На 200 кгц надо драйвер с током 18а, что не так страшно = комплементарная пара из советских КТ816 КТ817, либо в 100 раз более дорогая специальная микросхемка, у которой 2 мощных полевика на выходе)
vinafix.vn 5125 control pcb 141a
vinafix.vn 5125 control pcb 141a
vinafix.vn 5125 control pcb 141b
vinafix.vn 5125 control pcb 141b
vinafix.vn 5125 control pcb 141c
vinafix.vn 5125 control pcb 141c
vinafix.vn 5125 control pcb 141d
vinafix.vn 5125 control pcb 141d
vinafix.vn 1500 power board 607
vinafix.vn 1500 power board 607
vinafix.vn 1500 power board 607a
vinafix.vn 1500 power board 607a
vinafix.vn 1500 power board 607b
vinafix.vn 1500 power board 607b
vinafix.vn 1500 power board 607c
vinafix.vn 1500 power board 607c
20220712 162212
crack of Ceramic solid capacitor 1Kv 2200pF // Power of // high Frequency 2MHz harmonic is 4500 watt? Reactive – better Metal Film petf cap, USSR Made. * 2200 pf 12 Ohm rc is 80A periodic or up to 10a continious current ? 900v – need 120W resistor.. * Experimental – 2W parallel 2W is OK, 4W snabber.
20220712 162139
найдена причина поломки – не подходящий конденсатор. Ток в обкладках конденсатора при высокой частоте и напряжениях очень высокий. для некоторых типов – как рядом красный металлопленочный – может превышать и тысячу ампер. надо смотреть на какую реактивную мощность деталька.
20220712 162426
спаивать программатор и можно считать = есть заводская програмка HC08. Может понадобиться подбор пароля или есть программатор для считывания тех которые с защитой. Надо сделать внешний генератор на 4мгц 4.9152 МГц. А потом часть устройства после перепрошивки фурычит а часть нет. Для силовой техники такой вариант ну совсем не подходит. MC908GP32 CF5B но не точно.
20220712 162314
20220712 162314
20220712 162231
дроссель из металлопорошка. Желтая маркировка. Обмотка на 200 килогерц и ток до 20а длительно, жилки 0.3 не подвержены Скин Эффекту, ток ВЧ протекает в более толстых проводах по краешку – по *кожуре провода только. Трансформатор или Дроссель с 2 обмотками ВЧ придется переделывать, если требуется не 1500 а 6000 ватт, этот транс только до 8 ампер и 40 килогерц а надо будет 20 и 200 Кгц.

в режиме инвертера эта плата работает неплохо . как бесперебойник наверно не самый лучший вариант, apc дешевле но только к системным блокам подходят. Стоимость самоделки на основе этой платы около 500 американскими, 30000р что в точности соответствует готовому блоку Мап Энергия, который был куплен с рук как запасной. Аккумулятор и солнечные панельки еще столько же умножить на 2. Выгоднее. Гена весом в 180 кг и с банкой солярки в 6 раз дороже да еще громко рычит , надо ставить в подвал и металлорукав в трубу, еще расход топлива в месяц может быть больше чем стоимость этой платы, грохот и дым. (он тоже нужен – зимой солнца часто очень мало).

есть смысл более современные полевики поставить. и что то надо делать с управляющей программой и логикой работы. Пробую.. ( а может перемотать сварочный транс это более надежно, требуется 3 .. 6 киловатт это лучше чем полтора, надо более мощные комплектующие. высокочастотный транс может и потянет но по-видимому придется до 48- 60 вольт увеличивать батарею аккумуляторов. На схеме в подписи есть вариант переделки.)

Заменю управляющую на Ардуинку. Мне интересно и поразбираться, подобрать пароль на программаторе. Управляющая последовательность импульсов для инвертера – переключение 310 вольт в чистую синусоиду 220, SPWM – есть несколько примеров, исходный код и для stm32 и на arduino.

330x228, 7.1Kb
неправильно но похоже – фаза сдвинута. Мостовая схема переключает постоянное напряжение, получается переменное – красный сигнал 220 вольт AC то есть как в розетке обычной переменное с частотой 50 герц, у американцев 110 вольт 60 герц.

Требуется добиться более полного использования энергии аккумуляторов. Чем дизель отличается от паровоза – в движение переходит почти половина энергии топлива, а не пятая часть как на паровозе, большая часть угля или дров и тепла вылетает в трубу. На хорошем преобразователе напряжения – потери составляют меньше 10 процентов. Здесь еще 2 ступени, общая эффективность очень хорошо если 85 процентов. Остальное – потери на перемагничивание, почему не так плох феррит, они там меньше чем у сендаста и особенно металлопорошка. Потери от нагрева провода катушки и скин эффекта – они снижаются если обмотка жгутом проводов. Потери из за большого сопротивления полевиков в режиме ключа – взять современные где 2.7 миллиома в открытом состоянии а не 70 миллиом. (на заводе делали замену полевика импортного на Советских вроде КП812, собрали их 9 штук на плате с толстой фольгой и радиаторе сразу, все выводы параллельно а затворы через резистор 0.5 ома 1 ватт. Получилось, у сборки 4 миллиома при 18 вольтах на затворе, допустимый ток 450 ампер. У импортного 290 ампер а сопротивление чуть меньше все таки, 2.7 2.8 миллиома. частота работы была 1800 килогерц. А два таких транзистора с мощным источником киловатт 20 и катушкой из медной трубки образовали индукционную печь, плявящую моментально даже кусок арматурины . Трубочки охлаждались водой, транзисторы сильно не нагревались.) Это же решение можно взять и для инвертора.

Эта коробка вместо генератора, взял заводской и делаю самоделку, которая будет не хуже.

  • панели солнечных батарей – какие оказались лучше напишу, все таки более современные. Которые по 16 -18 вольт с током 12 ампер и больше. 20 штук а то и 10 и под разными немножко углами и с направлением на Солнце. Даже покрутить небольшим моторчиком. На известном сайте нашлась и готовая система солнечный трекер.
  • аккумулятор пока не титанат но очень возможно. Стоимость и неплохая энергия – правильный выбор литий железо фосфат, большая емкость, можно сильно разряжать и не космическая цена. * Серебряно цинковый есть, но поработает неделю а на вес золота, не подходит конечно. * второй аккумулятор сборка из литиевых только на высокий ток и с балансирами обязательно.

2 варианта схемы, посмотрю еще вот этот –

TL494: push-pull converter unstable output voltage

Murat Yilmaz

Murat Yilmaz Prodigy 30 points Part Number: TL494
Other Parts Discussed in Thread: UCC27324, TL431

Hi,

I have been working with TL494 recently for my bachelor project at university. I have designed a push-pull converter which boosts up 12VDC to 340VDC after rectification. The problem that I faced is that the output voltage drops significantly when I add load to the circuit. For example, if the load pulls 100 ma, the output voltage drops 310V from 340V. if the load pulls 200ma, it drops to 270V. I have used electronic loads and resistive load, it gives me the same results. The design is vital for my project. So, I would really appreciate your help.

Kind Regards 

  • Steven Mappus1 Steven Mappus1 TI__Genius 9215 points Hi Murat I believe your regulation problem is related to lack of current in the optocoupler. Here are a few comments/suggestions:
    1. U4:A-1 is VOUT (OUT+) divided down by R16, R9 and RV1. RV1 is a 20k potentiometer. Assuming you are trying to maintain OUT+=340V, the output of the U4:A buffer will vary by 1.7V<U4:A-1<8.3V. Consider this to be your control voltage range for the optocoupler.
    2. The maximum VF of the Opto LED is 1.9V. U3-4 is GND and this is the anode of the LED opto you are trying to control. The only way this LED opto can conduct is when the voltage at U4:B-6 is <-1.9V which can never happen.
    3. The other LED opto has 12V on the anode (U3-2) and U4:B-7 on the cathode. U4:B is almost infinite gain (by the op amp open loop gain) so any voltage greater than GND on U4:B-6 will drive U4:B-7 to GND. The LED opto U3:1-2 is fully on all the time and this means the opto feedback does not respond at all to changes in +OUT. Any load placed on +VOUT will cause +OUT to decrease.
    4. Reconfigure the opto coupler so that it is responding to the changes in +OUT
    5. Measure the feedback voltage going back to the TL494 to verify the opto curreent is reponding to the changes in +OUT. 
    6. Did you intend for the second opto LED to be on? If not, make sure the second opto LED is OFF. Force it to always be OFF because I believe it is always fully ON and this is saturating the TL494 feedback voltage. Connect U4:B-2 to GND and reconfigure the op amp so that U4:B-7 is >0V always.
    7. Make sure you have enough opto current through the LED diode according to the expected control voltage range. 330k resistors are too big….the usual expected value is something in the range of hundreds of ohms to a couple k-ohmsGood luck on your project, Steve M
  • Murat Yilmaz Murat Yilmaz in reply to Steven Mappus1 Prodigy 30 points Hi Steve,

    First of all, thank you for your swift reply. I have just removed the op amps and optocoupler. I feed the pin1 through voltage divider. I still have the same problem. *** I have just noticed that once I add load to the circuit,12V on TL494 and UCC27324P drops down to 5V or less. I used  almost a meter long cable which is around 1 – 1.5 ohm and the voltage significantly drops before it reaches to my circuit. I didn’t put into account that the cable might be the problem. To solve the problem, I increased the input from my power supply to keep 12V input voltage stable which seems to work fine even it’s as less as 10V. Thank you very much for your support and TI family. Best Regards
    Murat
  • Steven Mappus1 Steven Mappus1 in reply to Murat Yilmaz TI__Genius 9215 points Murat If you remove the op amps and opto and drive pin 1 directly (through divider) you are operating the converter open loop and the error amp has high gain (~200). If you are going to drive pin 1 this way, you should first reduce the gain by changing R21 from 100k to 510-ohms. This is not a solution to your feedback problem but you should at least see the duty cycle varying when you change the voltage on pin1 with a fixed input voltage. Maybe the reason you saw no duty cycle change was because the error amp is saturated due to the high DC gain – is the error amp output voltage changing when you change the pin 1 voltage – if not, it’s saturated? About the 12V dropping to 5V – how are you providing bias to the TL494 and UCC27324? Is it from a lab bench power supply that might be in current limit? Your entire feedback network from the +OUT divider to the error amp input needs to be redesigned properly. I believe all the components are in place (op amps and opto) but you need help configuring the feedback. Many design resources are available that use the popular TL431+opto feedback. The TL431 can only sink current but you would be replacing the TL431 with your op amp which can source current.  Also, you mentioned you were trying to load +OUT=340V with 200mA. This is 68W – what is your intended output power when the converter is working properly? Why do you have no inductor on the converter output? As you increase output current, the AC ripple voltage seen at +OUTis going through your op amps and if the opto were working properly, this AC ripple voltage would be seen at the error amp input. What is the output voltage ripple without an output inductor?  Regards, Steve M
  • Murat Yilmaz Murat Yilmaz in reply to Steven Mappus1 Prodigy 30 points Hi Steve, I will work on doing a new design. I designed this for a quick test. You are right I am missing an inductor. I have noticed it little bit late. Intended output power is 300w. Sorry for lack of knowledge. How do you calculate the gain? And what does it refer to? So my problem so far seems to be input cable! Voltage drops on 1 ohm cable before it reaches to input terminal. I am going to use smaller cable next time. Regards
  • не обсуждаю – схемка правильная а детали хорошо помощнее, провод от аккума 30 мм кв. а катушка дроссель в 18 проводов 0.8, вся силовая цепь толстыми проводами, сборка транзисторов на большом радиаторе. Напряжение если 12 то 600 ватт ну 1000, если 48 вольт то несложно и 5 киловатт сделать, а не 200 миллиампер что всего 60 ватт.. 150 ma это фонарик.

это батарея 12 вольт 280 то есть 3 квт.ч примерно, при одночасовом разряде реально можно 1.5 киловатта на минут 50, а 500 ватт на 4 часа, это ток меньше чем 4-ч разряд и емкость больше.

батарея (их две надо а можно 16)

схема еще одного инвертера – всего на 200 ватт и на недорогой микросхеме tl494 – она же использовалась массово в первом компьютере ibm pc конечно в блоке питания. с аккумулятора запустить ноутбук или компьютер с монитором.

www.kit-shop.org/z/fullpcb.zip

circuit
circuit

https://zen.yandex.ru/video/watch/62d45ab1c8e53e490fb7cad8?t=17

защита взята от китайского блока для преобразования с солнечной батареи на заряд аккумуляторов 63 вольта или 48 , 1800 ватт и начинает работать от 12 вольт. схема на страничке Электрика в загородном доме.

https://hackaday.io/projects?tag=solar

во вложении еще схема подсказка alibaba 4000 w sine wave / а лучше Мап Энергия

зарядник от солнечной батареи для аккумулятора – на 18 или 24в

Download Attachments

Skip to toolbar