دائرة سخان المياه بالطاقة الشمسية مع شاحن البطارية

دائرة سخان المياه بالطاقة الشمسية مع شاحن البطارية

يشرح سخان المياه الشمسي المقترح مع دائرة تحكم شاحن البطاريات طريقة بسيطة لاستخدام الطاقة الشمسية الزائدة من الألواح الشمسية لتسخين المياه في خزانات المياه أو حمامات السباحة أو غرف بيض الدواجن. عادةً ما تعمل الدائرة أيضًا مثل شاحن البطارية الشمسية الأوتوماتيكي ، وتعمل في نفس الوقت على تشغيل الأجهزة الكهربائية المنزلية.



فهم الشحن بالطاقة الشمسية

الطاقة الشمسية متوفرة بكثرة في جميع أنحاء العالم وهي مجانية للاستخدام. الأمر كله يتعلق بوضع مجمّع للطاقة الشمسية أو ببساطة لوحة كهروضوئية شمسية ، وتسخير الموارد المتاحة.

في هذه المدونة وفي العديد من المواقع الأخرى ، ربما تكون قد صادفت العديد من دوائر شحن البطاريات الشمسية الفعالة. ومع ذلك ، تتحدث هذه الدوائر عمومًا عن استخدام الألواح الشمسية للحصول على الطاقة الكهربائية.





أثناء العمل ، تقوم المنظمين / أجهزة الشحن المعنية بتثبيت الجهد الشمسي بحيث يصبح جهد الخرج مناسبًا للبطارية المتصلة التي تكون عادةً بطارية حمض الرصاص 12 فولت.

نظرًا لأن الألواح الشمسية مصممة عادةً لتوليد جهد يزيد عن 12 فولت ، أي حوالي 20 إلى 30 فولت ، فإن عملية التثبيت تتجاهل تمامًا الجهد الزائد الذي يتم تحويله إلى الأرض أو إلغاؤه من خلال الدوائر الإلكترونية.



نتعلم في هذا المقال طريقة بسيطة لتحويل الطاقة الشمسية الزائدة إلى حرارة حتى أثناء شحن البطارية ، وتشغيل الأجهزة المنزلية بأمان معًا.

يمكن فهم أداء الدائرة بالنقاط التالية:

استخدام الطاقة الشمسية الزائدة غير المستخدمة لتسخين المياه

في مخطط سخان المياه الشمسي المحدد مع مخطط دائرة وحدة التحكم في شاحن البطارية ، دعنا نفترض في ذروة أشعة الشمس أن اللوحة الشمسية المتصلة قادرة على توليد حوالي 24 فولت.

في الرسم التخطيطي ، يمكننا أن نرى زوجًا من opamps موضوعة بين مدخلات الطاقة الشمسية ومنفذ شحن البطارية.

تم تعيين opamp الموجود على اليسار بشكل أساسي للسماح بجهد الشحن المحدد لمراحل الجانب الأيمن.

بالنسبة لبطارية 12 فولت ، سيكون هذا الجهد حوالي 14.4 فولت.

لذلك يتم ضبط RV1 بحيث يصبح خرج opamp مرتفعًا في حالة تجاوز جهد الدخل علامة 14.4V.

تم تعيين opamp على اليمين كمرحلة قطع الشحن الزائد المسؤولة عن مراقبة جهد شحن البطارية ، وقطعها عند الوصول إلى الحد الأعلى.

يحدث هذا عندما يستشعر المدخل غير المقلوب لـ U1B الحد الأعلى ويغلق التحيز الإيجابي إلى mosfet والذي بدوره يقطع الطاقة عن البطارية المتصلة.

ومع ذلك ، فإن الحمل الذي هو أساسًا العاكس يظل ساريًا ، حيث يبدأ الآن في استخلاص الطاقة من البطارية المشحونة.

في الدورة التدريبية ، إذا انخفض الجهد حتى بمقدار قليل من الفولتية ، فإن U1B يعيد خرجه إلى مستوى منطقي مرتفع وتبدأ البطارية مرة أخرى في الشحن مع السماح للأجهزة المتصلة في نفس الوقت بالبقاء عاملة عبر جهد اللوحة المشتركة.

وفي الوقت نفسه ، كما تمت مناقشته في السطور السابقة ، يراقب U1A جهد اللوحة ومثل U1B عندما يستشعر على الفور أن جهد اللوحة يتجاوز علامة 14.4 ، فإنه يحول خرجه إلى منطق مرتفع بحيث يتم تشغيل الترانزستورات المتصلة على الفور.

يمكن رؤية ملف تسخين التيار المستمر مثبتًا عبر المجمع وإيجابيًا للترانزستور.

عندما يعمل الترانزستور ، يتم تحويل الملف عبر جهد اللوحة المباشر ، وبالتالي يبدأ على الفور في التسخين.

تسحب المقاومة المنخفضة للملف الكثير من التيار من اللوحة مما يجبر الجهد على الانخفاض إلى ما دون المستوى المحدد 14.4 لـ U1A.

في اللحظة التي يحدث فيها هذا ، يقوم U1A بإعادة الوضع وقطع الإمداد عن الترانزستورات وتتقلب العملية بسرعة ، بحيث يظل الجهد المغذي للبطارية ضمن علامة 14.4 فولت وفي هذه العملية يتمكن ملف السخان من البقاء نشطًا بحيث تصبح حرارتها قابلة للتطبيق لأي غرض مفضل.

رسم تخطيطي لسخان المياه بالطاقة الشمسية مع دائرة تحكم شاحن البطارية




زوج من: دارة العاكس H-Bridge باستخدام 4 قنوات Mosfets التالي: حلبة Micro UPS التلقائية