A „bang-bang” csatorna bemutatta, hogyan készítsünk házilag napelemes nyomkövetőt panelekhez. Automatikusan forognak a nap után, növelve az erőmű hatékonyságát.
Két darab, egyenként 3,5 watt teljesítményű napelemre lesz szüksége. A kimeneten több mint 6 V van, ami két akkumulátor sorba kapcsolásakor több mint 12 voltot ad. USB aljzat a hátoldalon. Három kimenet három akkumulátor szegmensből. Mindegyik 2 voltot generál. Vagyis, ha szükséges, akkor ennek megfelelően csatlakoztathatja, és 2, 4, 6 voltot kaphat.
A következő fontos csomópont két szervó. Az egyik vízszintesen, a másik függőlegesen fogja elforgatni a napelem tömböt. Ezek a meghajtók nem egyszerűek, nem olyan egyszerű őket forgatni. Némi fejlesztésre van szükség. Az egyes motorokhoz tartozó készletben műanyag keresztek, tárcsák, csavarok a rögzítéshez. A motorhoz vásárolt konzolok. Tartalmaz továbbá rögzítőcsavarokat, csapágyakat és tárcsákat is. töltésvezérlő. A napelemektől kap energiát és továbbítja az akkumulátorhoz.
Kezdjünk el saját kezűleg dolgozni az elektronikus töltéssel. A napelem nyomkövető diagramja alább látható. 
Bekötési rajz, tábla, kártyaszerkesztő program: https://cloud.mail.ru/public/DbmZ/5NBCG4vsJ
Az áramkör nagyon egyszerű és könnyen megismételhető. Számos bevált lehetőség közül ez a legsikeresebb. De még a szerzőjének is változnia kellett egy kicsit. Változtatnom kellett a változó és fix ellenállások értékeit, nyomtatott áramkört terveztem.
Először is nyomtassuk ki a nyomkövető áramköri lapját speciális papírra. Ez a lézeres vasalás technológia. A papír fényes megjelenésű. A hátoldalon a szokásos matt. A fényes oldalára lézernyomtatóra kell nyomtatni. A vasalóval való érintkezés után hagyni kell kihűlni, és a papír könnyen leválik a rétegről.
Átvitel előtt a textolitot zsírtalanítani kell. A legjobb, ha finom csiszolópapírt használ. A mintát a deszkára rögzítjük és forró vasalóval 2 percig vasaljuk.
Most meg kell maratnia a nyomkövető táblát. Ammónium-perszulfát használható. Rádióüzletekben eladó. Ugyanaz a megoldás többször is felhasználható. Használat előtt kívánatos a folyadékot 45 fokra melegíteni. Ez nagyban felgyorsítja a maratási folyamatot. 20 perc elteltével a tábla sikeresen elkészült. Most el kell távolítania a festéket. Ismét használjon csiszolópapírt vagy acetont.
Most lyukat készíthet a táblán. Elkezdheti az alkatrészek forrasztását.
A napelemes nyomkövető szíve az lm324n műveleti erősítő. Két 41c, 42c típusú tranzisztor. Egy kerámia kondenzátor 104. A fejlesztés szerzője sok részletet smd típusra cserélt. Az 5408 dióda helyett ezek smd típusú analógjait használták. A lényeg az, hogy legalább 3 ampert használjon. Egy ellenállás 15 kiloohmhoz, 1 db 47 kiloohmhoz. két fotoellenállás. 2 tuningellenállás 100 és 10 kiloohmhoz. Ez utóbbi felelős a fotóérzékelő érzékenységéért.
Napelemes nyomkövető napelemekhez - Heliostat
A heliosztát vagy más néven nyomkövető a nap követésére szolgáló eszköz, esetünkben a napelemek elfordítására, hogy azok mindig merőlegesek legyenek a napra. Nem titok, hogy ebben az esetben a napelem ad maximális teljesítményt. A fenti ábrán a szoláris nyomkövető eszköz (heliosztát) impulzusvezérlést használ, és emberi segítség nélkül képes a napelemsort a legjobb megvilágításhoz igazítani.
A heliosztát áramkör egy óragenerátorból (DD1.1, DD1.2), két integráló áramkörből (VD1R2C2, VD2R3C3), ugyanannyi formálóból (DD1.3, DD1.4), egy digitális komparátorból (DD2), kettőből áll. inverterek (DD1. 5, DD1.6) és egy tranzisztoros kapcsoló (VT1-VT6) az M1 villanymotor forgásirányához, amely a napelemes akkumulátort tartalmazó platform forgását szabályozza. Bekapcsolt állapotban a DD1.1, DD1.2 elemek generátora órajel impulzusokat generál, amelyek körülbelül 300 Hz-es frekvencián következnek. Amikor a készülék üzemel, összehasonlítják a DD1.3, DD1.4 inverterek és a VD1R2C2, VD2R3C3 integráló áramkörök által generált impulzusok időtartamát. Meredekségük az integrációs időállandótól függően változik, ami viszont a VD1 és VD2 fotodiódák megvilágításától függ (a C2 és C3 kondenzátorok töltőárama arányos a megvilágításukkal). Az integráló áramkörök kimeneteiről érkező jelek a DD1.3, DD1.4 szintformálókra, majd a DD2 mikroáramkör elemein készült digitális komparátorra kerülnek. A komparátorba bevitt impulzusok időtartamának arányától függően a DD2.3 (11. érintkező) vagy a DD2.4 (4. érintkező) elem kimenetén alacsony szintű jel jelenik meg. A fotodiódák egyenlő megvilágítása esetén a komparátor mindkét kimenetén magas szintű jelek jelennek meg. A VT1 és VT2 tranzisztorok vezérléséhez DD1.5 és DD1.6 inverterek szükségesek. Az első inverter kimenetén lévő magas jelszint megnyitja a VT1 tranzisztort, a második - VT2 kimenetén. Ezeknek a tranzisztoroknak a terhelése kulcsfontosságú a nagy teljesítményű VT3, VT6 és VT4, VT5 tranzisztorokon, amelyek átkapcsolják az M1 villanymotor tápfeszültségét. Az R4C4R6 és R5C5R7 áramkörök kisimítják a hullámokat a VT1 HVT2 vezérlőtranzisztorok alján. A motor forgásiránya az áramforráshoz való csatlakozás polaritásától függően változik. A digitális komparátor nem teszi lehetővé az összes kulcstranzisztor egyidejű nyitását, és így biztosítja a rendszer nagy megbízhatóságát.
Reggel, napkeltekor a VD1 és VD2 fotodiódák megvilágítása más lesz, és az elektromos motor elkezdi forgatni a napelemet nyugatról keletre. A formálók impulzusainak időtartama közötti különbség csökkenésével az így létrejövő impulzus időtartama csökken, a napelem forgási sebessége pedig fokozatosan lelassul, ami biztosítja annak pontos pozícionálását a napon. Így impulzusvezérléssel a motor tengelyének forgása egy napelemes akkumulátorral közvetlenül továbbítható a platformra, sebességváltó használata nélkül. Napközben a napelemes platform a nap mozgásával együtt fog forogni. A szürkület beálltával a digitális komparátor bemenetén az impulzusok időtartama azonos lesz, és a rendszer készenléti módba kerül. Ebben az állapotban a készülék által fogyasztott áram nem haladja meg az 1,2 mA-t (tájolási módban ez a motor teljesítményétől függ).
Ha a kialakítást egy hasonló séma szerint összeállított függőleges eltérítő blokkal egészítjük ki, lehetséges az akkumulátor orientációjának mindkét síkban történő teljes automatizálása. Ha hirtelen nem szerepelnek a diagramon feltüntetett mikroáramkörök, akkor kicserélhetők K564, K176 sorozatú mikroáramkörökre (5 ... 12 V tápfeszültséggel). A KT315A tranzisztorok felcserélhetők a KT201, KT315, KT342, KT3102 és KT814A bármelyikével – a KT814, KT816, KT818 sorozatok bármelyikével, valamint germánium P213-P215, P217 típussal. Ez utóbbi esetben 1 ... 10 kOhm ellenállású ellenállásokat kell csatlakoztatni az emitterek és a VT3-VT6 tranzisztorok alapjai közé, hogy megakadályozzák azok véletlen nyitását a jelentős fordított áram miatt. Az FD256 fotodiódák helyett behelyezhet darabokat napelemekből (polaritással összekötve), előfeszítő áramkörök nélküli fototranzisztorokat, valamint bármilyen módosítású fotoellenállást, például SF2, SFZ vagy FSK. Csak az órajelgenerátor frekvenciáját kell kiválasztani (az R1 ellenállás ellenállásának változtatásával) a digitális komparátor megbízható működésének megfelelően. Zöld fényszűrőt használnak a fotodiódák túlzott besugárzás elleni védelmére. A fotóérzékelők közé egy átlátszatlan függöny kerül. A táblára merőlegesen van rögzítve úgy, hogy a megvilágítási szög megváltozásakor eltakarja az egyik fotodiódát. 
A napelemek akkor működnek a legjobb hatékonysággal, ha a napsugarak beesési szöge a legmegfelelőbb. De ez csak úgy érhető el, ha a napelemmel együtt elforgatjuk a platformot. Ehhez automatikus napkövető rendszerre van szükség.
A bemutatott áramkör egy kétküszöbű komparátort használ, hogy a motort álló helyzetben tartsa, miközben mindkét fényérzékeny ellenállás (LDR) azonos fényszint alatt van. Ebben az esetben a feszültség egyik fele az A1 erősítő invertáló bemenetére, a másik fele pedig a nem invertáló bemenetre kerül.
Az áramkör a következő összetevőket használja:
T1, T3 = BD239, BD139
T2, T4 = BD240, BD140
A1, A2 = LM324
Diódák = 1N4001
Amikor a nap helyzete megváltozik, a fotoellenállások fényszintje megváltozik, és a komparátor bemeneti feszültsége már nem éri el a tápfeszültség felét. Ennek eredményeként a komparátor kimeneti jele arra készteti a motort, hogy a napot követve mozgassa a napelem panelt.
A P1 és P2 potenciométerek úgy vannak beállítva, hogy a motor álló helyzetben maradjon, amikor mindkét fotoellenállás azonos fényerővel rendelkezik. Ha például több fény esik az LDR2-re, mint az LDR1-re, akkor az A pont feszültsége több mint a fele lesz a tápfeszültségnek. Ennek eredményeként az A1 kimenet logikailag magas lesz, és a T1 és T4 tranzisztorok vezetnek. Ennek eredményeként a motor forogni kezd.
Ha a napsugarak beesési szöge ismét megváltozik, és az A pontban a feszültség kisebb, mint a tápfeszültség fele, akkor az A2 kimenet magasra megy, a T2 és T3 tranzisztorok áramot kezdenek vezetni, és a motor az ellenkező irányba forog. irány.
A napelemek vezérléséhez célszerű kisebb, megfelelő feszültségű, 300 mA-es maximális üzemi árammal rendelkező motorokat használni. Ez a rendszer csak egy vízszintes síkban követi a napot. Ha függőleges síkban szeretné követni a napfényt, külön útvonalat kell létrehoznia.
Fordítás weboldal
Köszönjük érdeklődését az információs projekt webhelye iránt.
Ha azt szeretné, hogy az érdekes és hasznos anyagok gyakrabban jelenjenek meg, és kevesebb reklám legyen,
Projektünket bármilyen összeggel támogathatja fejlesztésére.
Eddig a napelemek üzemeltetésekor megelégedtünk a napfény teljes szórásával. Igaz, figyelembe vettek néhány évszakos változást, valamint a napszakot (kelet-nyugati irányú tájolás). Ennek ellenére a napelemek többé-kevésbé rögzítettek maradtak a munkahelyzetben, miután megtalálták. Ennek sok esetben nem is tulajdonítottunk nagy jelentőséget, megközelítőleg a nap irányába tesszük ki az akkumulátort.
Tapasztalatból azonban ismeretes, hogy a napelemek csak akkor termelnek maximális energiát, ha pontosan merőlegesek a napsugárzás irányára, és ez naponta csak egyszer fordulhat elő. A fennmaradó időben a napelemek hatásfoka 10% alatti.
Tegyük fel, hogy nyomon tudtad követni a nap helyzetét az égen? Más szóval, mi történne, ha napközben elforgatná a napelem-tömböt úgy, hogy mindig közvetlenül a Nap felé mutasson? Önmagában ennek a paraméternek a megváltoztatásával körülbelül 40%-kal növelné a napelemek összhatékonyságát, ami a megtermelt energia közel fele. Ez azt jelenti, hogy 4 órányi hasznos napintenzitásból automatikusan majdnem 6 óra lesz.A nap követése egyáltalán nem nehéz.
A nyomkövető eszköz két részből áll. Az egyik egy olyan mechanizmust egyesít, amely meghajtja a napsugárzás vevőjét, a másik pedig egy elektronikus áramkört, amely ezt a mechanizmust vezérli.
Számos napenergia-követési módszert fejlesztettek ki. Az egyik azon alapul, hogy a napelemeket a 11-es poláris tengellyel párhuzamos tartóra szerelik. Talán hallott már ilyen eszközökről, amelyeket egyenlítői nyomkövető rendszereknek neveznek. Ez egy népszerű kifejezés, amelyet a csillagászok használnak.
A Föld forgása miatt úgy tűnik számunkra, hogy a Nap áthalad az égen. Ha figyelembe vesszük a Földnek ezt a forgását, a Nap képletesen szólva "leállna". Hasonló módon működik az egyenlítői nyomkövető rendszer is. A Föld poláris tengelyével párhuzamos forgástengelye van.
Ha napelemeket rögzítünk hozzá, és előre-hátra forgatjuk őket, akkor a Föld forgásának utánzatát kapjuk (1. ábra).
A dőlésszöget (poláris szöget) a földrajzi helyzet határozza meg, és megfelel annak a helynek a szélességi fokának, ahol a készülék fel van szerelve. Tegyük fel, hogy az északi szélesség 40°-ának megfelelő területen él. SH. Ekkor a nyomkövető eszköz tengelye a horizonthoz képest 40°-os szögben elfordul (az Északi-sarkon merőleges a Föld felszínére, 2. ábra).
A napelemek keleti vagy nyugati forgása e ferde tengely körül a nap mozgását utánozza az égen. Ha a napelemeket a Föld forgási szögsebességgel forgatjuk, teljesen „megállíthatjuk” a Napot.
Ezt a forgatást egy mechanikus nyomkövető rendszer végzi. A napelemek tengely körüli forgatásához motorra van szükség. A Nap napi mozgásának bármely pillanatában a napelemek síkja most merőleges lesz a napsugarak irányára.
A nyomkövető eszköz elektronikus része a vezető mechanizmusnak ad információt a Nap helyzetéről. Elektronikus paranccsal a panel a kívánt irányba kerül felszerelésre. Amint a nap nyugat felé halad, az elektronikus vezérlő elindítja az elektromos motort, amíg a panel kívánt iránya a nap felé ismét vissza nem áll.
Nyomkövető készülékünk újdonsága nemcsak a napelemek nap felé történő orientációjának megvalósításában rejlik, hanem abban is, hogy táplálják a vezérlőelektronikus „agyat”. Ez az eszköz szerkezeti és elektromos jellemzőinek egyedülálló kombinációjával érhető el.
Először nézzük meg a készülék tervezési jellemzőit, hivatkozva a 1. ábrára. 3. A napelem két, egyenként három elemet tartalmazó panelből áll, sorba kapcsolva és egy átlátszó műanyag ház síkjain elhelyezve. A panelek párhuzamosan vannak csatlakoztatva.
Ezek a panelek egymásra merőlegesen vannak felszerelve. Ennek eredményeként legalább az egyik modult folyamatosan megvilágítja a nap (az alább tárgyalt korlátozások függvényében).
Először nézzük meg azt az esetet, amikor a teljes eszköz úgy van elhelyezve, hogy a panelek által alkotott szögfelező pontosan a nap felé irányuljon. Ezenkívül minden panel 45°-os szögben meg van döntve a nappal (4. ábra), és elektromos energiát termel.
Ha a készüléket 45°-kal jobbra forgatja, a jobb oldali panel párhuzamos, a bal oldali panel pedig merőleges lesz a napsugárzásra. Most már csak a bal oldali panel termel energiát, a jobb oldali panel tétlen.
Forgassa el a készüléket további 45°-kal. A fény továbbra is a bal oldali panelt éri, de 45°-os szögben. Mint korábban, a jobb oldal nincs megvilágítva, ezért nem termel áramot.
Megismételhet egy hasonló forgatást a bal oldalra, miközben a jobb oldali panel energiát termel, a bal oldali panel tétlen lesz. Mindenesetre legalább egy akkumulátor áramot termel. Mivel a panelek párhuzamosan vannak csatlakoztatva, a készülék mindig áramot termel. Kísérletünk során a modul 180°-kal elfordult.
Így ha egy adott eszközt úgy rögzítenek, hogy a panelek illesztése a déli nap felé irányuljon, akkor a napelem kimenete mindig elektromos feszültséget generál, függetlenül attól, hogy a nap hol helyezkedik el az égen. Hajnaltól alkonyatig a készülék egy részét megvilágítja a nap. Nagyszerű, de miért ez az egész? Most már tudni fogod.
A nap égbolt mozgásának követéséhez az elektronikus vezérlőáramkörnek két funkciót kell ellátnia. Először is el kell döntenie, hogy szükség van-e egyáltalán nyomon követésre. Nincs értelme energiát pazarolni az elektromos motor működésére, ha nincs elegendő napfény, például köd vagy felhők jelenlétében. Elsősorban erre a célra van szükség a fenti készülékre!
A működési elv megértéséhez forduljunk az ábrán látható elektronikus áramkörhöz. 3. Először összpontosítsunk az RL 1 relére. Az alábbi tárgyalás egyszerűsítése érdekében tegyük fel, hogy a Q1 tranzisztor telített (vezető), és nincs jelen a Q2 tranzisztor.
Az RL 1 relé egy áramköri elem, amely reagál a rajta átfolyó áramra. A relének van egy huzaltekercse, amelyben az elektromos áram energiája mágneses mező energiájává alakul. A térerősség egyenesen arányos a tekercsen átfolyó áram erősségével.
Az áramerősség növekedésével eljön az a pillanat, amikor a térerő annyira megnő, hogy a relé armatúrája a tekercsmaghoz vonzódik, és a relé érintkezői bezáródnak. Ez a pillanat megfelel az úgynevezett relé küszöbértéknek.
Most már világos, hogy miért használják a relét a napsugárzás küszöbintenzitásának napelemekkel történő mérésekor. Mint emlékszel, a napelem áramerőssége a fény intenzitásától függ. A mi áramkörünkben valójában két napelem csatlakozik a reléhez, és amíg azok nem termelnek kioldási küszöböt meghaladó áramot, addig a relé nem kapcsol be. Így a beeső fény mennyisége határozza meg a válaszküszöböt.
Ha az áramerősség valamivel kisebb, mint a minimális érték, akkor az áramkör nem működik. A relé és a napelem panel úgy illeszkedik, hogy a relé akkor aktiválódik, amikor a fényintenzitás eléri a maximális érték 60%-át.
Így oldódik meg a nyomkövető rendszer első feladata - a napsugárzás intenzitási szintjének meghatározása. A zárt reléérintkezők bekapcsolják a villanymotort, és a rendszer elkezdi keresni a nap irányát.
Elérkeztünk tehát a következő feladathoz, nevezetesen meg kell találni a szoláris akkumulátor pontos irányát a nap felé. Ehhez térjünk vissza a Q1 és Q2 tranzisztorokhoz.
A Q1 tranzisztor kollektoráramkörében van egy relé. A relé bekapcsolásához rövidre kell zárni a Q1 tranzisztort. Az R1 ellenállás beállítja az előfeszítési áramot, amely megnyitja a Q1 tranzisztort.
A Q2 tranzisztor egy fototranzisztor, alapterületét fénnyel világítják meg (hagyományos tranzisztoroknál elektromos jel kerül az alapra). A fototranzisztor kollektorárama egyenesen arányos a fény intenzitásával.
Az R1 ellenállás a Q1 tranzisztor előfeszítő áramának beállításán kívül a Q2 tranzisztor terheléseként is szolgál. Ha a Q2 tranzisztor alapja nem világít, akkor nincs kollektoráram, és az R1 ellenálláson áthaladó összes áram átfolyik az alapon, telítve a Q1 tranzisztort.
A fototranzisztor megvilágításának növekedésével a kollektoráram folyni kezd, amely csak az R1 ellenálláson folyik át. Az Ohm-törvény szerint az áramerősség növekedése egy rögzített ellenálláson /?1 a feszültségesés növekedéséhez vezet rajta. Így a Q2 kollektoránál a feszültség is változik.
Ha ez a feszültség 0,7 V alá esik, az előre jelzett jelenség bekövetkezik: a Q1 tranzisztor elveszíti előfeszítését, mivel legalább 0,7 V-ra van szüksége az alapáram átviteléhez. A Q1 tranzisztor abbahagyja az áramvezetést, az RL1 relé kikapcsol és az érintkezői kinyílnak.
Ez az üzemmód csak akkor működik, ha a Q2 tranzisztor közvetlenül a nap felé mutat. Ebben az esetben a naphoz való pontos tájolás keresése megszakad, mivel a motor tápáramkörét a reléérintkezők kinyitják. A napelemsor most pontosan a Napra mutat.
Amikor a nap elhagyja a Q2 tranzisztor látóterét, a tranzisztor
A Q1 bekapcsolja a relét, és a mechanizmus újra mozog. És újra megtalálja a napot. A keresést sokszor megismétlik, amikor a nap napközben áthalad az égen.
Estére a megvilágítás intenzitása csökken. A napelem már nem tud elegendő energiát termelni az elektronikus rendszer táplálásához, és a relé érintkezői utoljára nyílnak meg. Másnap kora reggel a nap megvilágítja a nyomkövető rendszer keleti irányú akkumulátorát, és újra kezdődik az áramkör működése.
Hasonló módon a relé érintkezői kinyílnak, ha a megvilágítás rossz időjárás miatt csökken. Tegyük fel például, hogy reggel jó idő van, és a nyomkövető rendszer működni kezdett. Délben azonban ráncolni kezdett az ég, és a megvilágítás csökkenése miatt a nyomkövető rendszer leállt, amíg délután, vagy esetleg másnap ismét kitisztult az ég. Amikor ez megtörténik, a nyomkövető rendszer mindig készen áll a működés folytatására.
A nyomkövető eszköz elkészítése meglehetősen egyszerű, hiszen az alkatrészek jelentős része szerves üvegből készül.
Nagyon fontos azonban, hogy a napelemek és a relék jellemzői megfeleljenek. Olyan elemeket kell kiválasztani, amelyek a napsugárzás maximális intenzitása mellett 80 mA áramot generálnak. A kiválasztás teszteléssel történhet. Azt tapasztaltam, hogy a félhold cellák átlagosan körülbelül 80 mA-t adnak ki. Ezért az akciós elemek közül ezeket az elemeket használtam a készülékemhez.
Mindkét napelem hasonló kialakítású. Mindegyik három elemet tartalmaz, amelyek sorba vannak kapcsolva és 10x10 cm2 méretű plexilapokhoz vannak rögzítve. Az elemek folyamatosan ki lesznek téve a környezet hatásának, ezért gondoskodni kell rájuk vonatkozó védelmi intézkedésekről.
Jó lenne megtenni a következőket. Helyezze a kész akkumulátort egy sík fémfelületre helyezett plexi lemezre. Felülről fedje le az akkumulátort egy viszonylag vastag (0,05-0,1 mm) lavsan filmréteggel. Alaposan melegítse fel a kapott szerkezetet egy fúvókával, hogy a műanyag részek megolvadjanak és összeforrasszanak.
Ugyanakkor légy óvatos. Ha a plexi lapot nem elég sík felületre helyezi, vagy ha túlmelegszik, meghajolhat. Mindennek hasonlónak kell lennie egy grillezett sajtos szendvics főzéséhez.
Ha végzett, ellenőrizze a tömítés tömítettségét, különösen a napelemek szélein. Lehetséges, hogy a Dacron széleit enyhén meg kell préselni, amíg még forró.
Miután a panelek kellően lehűltek, ragasszuk össze őket az ábra szerint. 5 és csatlakoztassa őket párhuzamosan. A készülék összeszerelése előtt ne felejtse el forrasztani a vezetékeket az akkumulátorokhoz.
A következő fontos tervezési elem a relé. A gyakorlatban a relé egy tekercs, amely egy kis reed érintkezőre van feltekerve.
A relé tekercselése 420 menetes No. 36-os zománcozott rézhuzalból áll, amely elég kicsi keret köré tekerve ahhoz, hogy interferenciával illeszkedjen a nádérintkezőhöz. Egy koktél szívószálat használtam keretnek. Ha forró késpengével megérinti a szívószál végeit, a keret pofái úgy alakulnak, hogy megóvják a tekercset a széleken való átcsúszástól. A tekercs impedanciája 20-30 ohm legyen. Helyezze be a reed kapcsolót a keretbe, és rögzítse egy csepp ragasztóval.
Ezután csatlakoztassa a Q1 tranzisztort és az R1 ellenállást a reléhez. A Q2 tranzisztor csatlakoztatása nélkül kapcsolja be a napelemeket, és ellenőrizze az áramkör működését.
Ha minden megfelelően működik, a relének akkor kell működnie, amikor a napfény intenzitása a teljes intenzitás körülbelül 60%-a. Ehhez egyszerűen lefedheti a napelemek felületének 40%-át átlátszatlan anyaggal, például kartonnal.
A reed kapcsoló minőségétől függően előfordulhat némi eltérés az ideális értéktől. Elfogadható a relé indítása a lehetséges maximális érték 50-75%-ának megfelelő fényerővel. Másrészt, ha ezeket a határértékeket nem teljesíti, akkor vagy a relé tekercsének fordulatszámát, vagy a szolár tömb áramát kell módosítania.
A relé tekercsének fordulatszámát a következő szabály szerint kell módosítani. Ha a relé korábban működik, a fordulatok számát csökkenteni kell, ha később, növelni kell. Ha kísérletezni szeretne a szoláris tömb áramának megváltoztatásával, csatlakoztasson hozzá egy sönt ellenállást.
Most csatlakoztassa a Q2 fototranzisztort az áramkörhöz. Fénymentes tokba kell helyezni, különben nem fog megfelelően működni. Ehhez vegyen egy körülbelül 2,5 cm hosszú réz- vagy alumíniumcsövet, amelynek átmérője megfelel a tranzisztorház átmérőjének.
A cső egyik végét le kell lapítani úgy, hogy 0,8 mm széles rés maradjon. Csatlakoztassa a csövet a tranzisztorhoz. A Q1, Q2, R1 és RL 1 elemeket tartalmazó kész vezérlőkör tömítés céljából folyékony gumival van feltöltve.
Négy meghajtót ad ki a készülék: kettő a reléérintkezőkről, kettő a napelemekről. A folyékony gumi öntéséhez vastag papírból készült formát (például képeslapot) használnak. Papírlappal történő elkészítéshez csavarja be a ceruzát, és rögzítse a papírt úgy, hogy ne bontsa ki. Miután a diagram körüli polimer réteg megszáradt, távolítsa el a papírformát.
A nyomkövető eszköz kezelése meglehetősen egyszerű. Először is állítson össze egy egyszerű nyomkövető mechanizmust.
Szerelje fel az akkumulátort egy forgó tengelyre. Rögzítheti az akkumulátort egy megfelelő keretre, majd rögzítheti a keretet a csőhöz súrlódó vagy gördülőcsapágyak segítségével. Ezután szereljen be egy motort sebességváltóval a keret tengely körüli forgatásához. Ezt sokféleképpen meg lehet tenni.
Mivel a relé csak a be- és kikapcsolás funkcióit látja el az elektronikus áramkörben, olyan elemekre van szükség, amelyek kapcsolják a villanymotor forgási feszültségét. Ehhez a keret szélső helyzeteiben elhelyezett végálláskapcsolókra van szükség. ábrán látható diagramnak megfelelően vannak csatlakoztatva. 6.
Az ábrán látható, hogy ez egy egyszerű polaritáskapcsoló áramkör, áramellátás esetén a villanymotor forogni kezd. Forgási iránya a tápegység polaritásától függ.
A tápellátás pillanatában az RL1 2) polaritásváltó relé nem működik, mert a tekercsének tápáramkörét az alaphelyzetben nyitott érintkezők megszakítják. Az elektromos motor a keretet az 1. végálláskapcsoló felé forgatja. Ez a kapcsoló úgy van elhelyezve, hogy a keret csak forgása szélső helyzetében támaszkodik neki.
Amikor ez a kapcsoló zárva van, aktiválódik az RL 1 relé, amely megfordítja az elektromos motor tápfeszültségének polaritását, és az utóbbi az ellenkező irányba forog. Bár az 1. végérintkező ismét kinyílik, a relé feszültség alatt marad, mivel az érintkezők zárva vannak.
Ha a keretet megnyomják a 2. számú végálláskapcsolón, az RL 1 relé tápáramköre kinyílik, és a relé kikapcsol. A motor forgásiránya ismét megfordul, és az égbolt követése folytatódik.
A ciklust csak a szoláris nyomkövető áramkör RL 1 reed reléje szakítja meg, amely a villanymotor teljesítményáramkörét vezérli. Az RL 1 relé azonban kisáramú eszköz, és nem tudja közvetlenül kapcsolni a motor áramát. Így a reed relé kapcsolja a segédrelét, amely az elektromos motort vezérli, amint az ábra mutatja. 6.
A nyomkövető rendszer szoláris tömbjeit a forgási mechanizmus közelében kell elhelyezni. A dőlésszögüknek egybe kell esnie a poláris tengely dőlésszögével, és az akkumulátorok csomópontja a déli nap felé irányul. Az elektronikus modul közvetlenül a forgóeszközhöz csatlakozik. Irányítsa a fototranzisztor fedelének nyílását a poláris tengellyel párhuzamosan. Ez figyelembe veszi a nap horizont feletti helyzetének szezonális változásait.
Alkatrész lista
Q1-2N2222, tranzisztor
Q2 – FPT-100, fototranzisztor
R1-1000 Ohm, ellenállás
RL1 - relé (lásd a szöveget)
6 db szilícium napelem, amelyek egyenként 80 mA-t termelnek
Irodalom: Byers T. 20 szerkezetek napelemekkel: Per. angolból - M .: Mir, 1988.
Manapság nagyon sokan váltanak például napelemes kerti lámpákra, vagy telefontöltőre. Mint mindenki tudja és érti, az ilyen töltés a napközben kapott napenergiából működik. A lámpa azonban nem áll mozdulatlanul egész nap, ezért saját kezűleg készítve egy forgóeszközt egy napelemes akkumulátorhoz, a töltés hatékonyságát körülbelül felére növelheti, ha az akkumulátort egész nap a nap felé mozgatja.
A "csináld magad" napelemes nyomkövetőnek számos nagyon jelentős előnye van, amelyek elkészítésére és telepítésére érdemes időt szánni.
- Az első és legfontosabb előny, hogy a napelem egész napos forgatásával körülbelül a felére növelhető az akkumulátor hatékonysága. Ez annak köszönhető, hogy a napelemek leghatékonyabb működését abban az időszakban érik el, amikor a lámpatestből érkező sugarak merőlegesen esnek a fotocellára.
- Az eszköz második előnye az első hatása alatt jön létre. Tekintettel arra, hogy az akkumulátor javítja hatékonyságát és feleannyi energiát termel, nincs szükség további helyhez kötött akkumulátorok beszerelésére. Ezenkívül maga a forgó akkumulátor kisebb fotocellával rendelkezhet, mint az álló módszernél. Mindez sok pénzt takarít meg.
A nyomkövető összetevői
A barkácsolt napelemes forgókészülék elkészítése ugyanazokat az alkatrészeket tartalmazza, mint a gyári termékek.
Az ilyen eszköz létrehozásához szükséges alkatrészek listája:
- Az alap vagy keret - teherhordó részekből áll, amelyek két kategóriába sorolhatók - ezek mozgathatóak és rögzítettek. Bizonyos esetekben a keretnek van egy mozgatható része, amelynek csak egy tengelye van - vízszintes. Vannak azonban két tengellyel rendelkező modellek. Ilyen esetekben szükség van a függőleges tengelyt vezérlő működtetőkre.
- A korábban ismertetett működtető szerkezetnek szintén szerepelnie kell a tervezésben, és nemcsak forgásra, hanem ezen műveletek vezérlésére is kell rendelkeznie.
- Olyan részletekre van szükség, amelyek megvédik a készüléket az időjárás viszontagságaitól - zivatar, erős szél, eső.
- Távirányító és a forgóeszközhöz való hozzáférés lehetősége.
- Energiát átalakító elem.
De érdemes megjegyezni, hogy egy ilyen eszköz összeszerelése néha drágább, mint egy kész megvásárlása, ezért bizonyos esetekben leegyszerűsítik a csapágyalkatrészekre, a működtető szerkezetre és a működtető szerkezet vezérlésére.
Elektronikus esztergarendszerek
Működés elve
A forgóeszköz működési elve nagyon egyszerű és két részen nyugszik, amelyek közül az egyik mechanikus, a másik pedig elektronikus. A forgóeszköz mechanikus része felelős az akkumulátor forgásáért és dőléséért. Az elektronikus rész pedig szabályozza az időpillanatokat és a dőlésszögeket, amelyek szerint a mechanikus rész működik.
A napelemekkel együtt használt elektromos berendezéseket maguk az akkumulátorok töltik fel, ami valamilyen módon az elektronika betáplálásán is pénzt takarít meg.
Pozitív oldalak
Ha a forgóeszköz elektronikus berendezéseinek előnyeiről beszélünk, akkor érdemes megjegyezni a kényelmet. A kényelem abban rejlik, hogy a készülék elektronikus része automatikusan vezérli az akkumulátor elforgatásának folyamatát.
Ez az előny nem az egyetlen, hanem még egy a korábban felsoroltak listáján. Vagyis a pénzmegtakarítás és a hatékonyság növelése mellett az elektronika megszabadítja az embert a kézi forgatástól.
Hogyan barkácsoljunk
Nem nehéz saját kezűleg létrehozni egy nyomkövetőt a napelemekhez, mivel a létrehozási séma egyszerű. Ahhoz, hogy saját kezűleg hozzon létre egy működőképes nyomkövető áramkört, két fotoellenállással kell rendelkeznie. Ezen alkatrészeken kívül egy motoros eszközt is kell vásárolnia, amely forgatja az akkumulátorokat.
Ennek az eszköznek a csatlakoztatása a H-híd segítségével történik. Ez a csatlakozási mód lehetővé teszi az áram 500 mA-ig történő átalakítását 6 és 15 V közötti feszültséggel. Az összeszerelési séma lehetővé teszi, hogy ne csak megértse a napelemes nyomkövető működését, hanem saját maga is létrehozza.
A séma konfigurálásához a következő lépéseket kell végrehajtania:
- Győződjön meg arról, hogy van áram az áramkörben.
- Csatlakoztassa az egyenáramú motort.
- A fotocellákat egymás mellé kell telepítenie, hogy azonos mennyiségű napfény érje őket.
- A két hangoló ellenállást le kell csavarni. Ezt az óramutató járásával ellentétes irányban kell megtennie.
- Megkezdődik az áramkör áramlása. A motornak be kell indulnia.
- Pihenésig csavarjuk az egyik trimmert. Jelöljük meg ezt a pozíciót.
- Folytassa az elem becsavarását, amíg a motor el nem kezd az ellenkező irányba forogni. Ezt az álláspontot is megjegyezzük.
- A kapott helyet egyenlő részekre osztjuk, és a közepére szerelünk egy trimmert.
- Becsavarunk egy másik trimmert, amíg a motor kicsit rángatózni kezd.
- A trimmert kissé visszatesszük, és ebben a helyzetben hagyjuk.
- A helyes működés ellenőrzéséhez zárja be a szoláris akkumulátor egyes részeit, és figyelje az áramkör reakcióját.
óramechanizmus forog
Az óra forgási mechanizmusa alapvetően meglehetősen egyszerű. Egy ilyen működési elv létrehozásához bármilyen mechanikus órát kell vennie, és csatlakoztatnia kell egy napelemes motorhoz.
A motor működéséhez egy mozgó érintkezőt kell felszerelni egy mechanikus óra hosszú mutatójára. A második mozdulatlan tizenkét órára van rögzítve. Így minden órában, amikor a hosszú mutató eltelik a tizenkét órán keresztül, az érintkezők bezáródnak, és a motor megfordítja a panelt.
Az egyórás időintervallumot az alapján választották ki, hogy ezalatt a naptest körülbelül 15 fokban halad át az égen. Hat órán keresztül telepíthet egy másik rögzített érintkezőt. Így a fordulat félóránként fog megtörténni.
vízóra
A forgóeszköz vezérlésének ezt a módszerét egy vállalkozó szellemű kanadai diák találta ki, és csak egy tengely, a vízszintes elfordításáért felelős.
A működési elv szintén egyszerű, és a következő:
- A napelem az eredeti helyzetébe kerül, amikor a napsugarak merőlegesen érik a fotocellát.
- Ezt követően az egyik oldalára egy vízzel ellátott edényt, a másik oldalára pedig a vízzel azonos súlyú tárgyat rögzítenek. A tartály alján egy kis lyuknak kell lennie.
- Rajta keresztül fokozatosan kifolyik a víz a tartályból, aminek következtében a súly csökken, és a panel lassan az ellensúly felé billen. Kísérletileg meg kell határozni a tartály furatának méreteit.
Ez a módszer a legegyszerűbb. Ráadásul anyagi erőforrásokat takarít meg, amit egy óraműhöz hasonlóan motor vásárlására fordítanának. Ezenkívül a forgó mechanizmust vízóra formájában saját maga is felszerelheti, anélkül, hogy speciális ismeretekkel rendelkezne.
Videó
Videónkból megtudhatja, hogyan készítsen saját kezűleg nyomkövetőt egy napelemhez.
Vannak olyan trükkök, amelyek lehetővé teszik, hogy a fő rendszer enyhe módosításával több energiát nyerjünk a napból. Ezek közül az első a nap követése, a második pedig a napelemek maximális teljesítményének pontja. Napkövetés napelemes nyomkövetővel végeztem, ezzel kezdem ezt a cikket. Az alábbi videó bemutatja a napelemes nyomkövető működését.
A napelemes nyomkövető felszerelése után az energiatermelés 1,6-szorosára nő a paneleken lévő hosszabb napsugárzás, valamint a napelemek naphoz viszonyított beépítési szögének optimalizálása miatt. A kész napelemes nyomkövető ára körülbelül 52 000 rubel lesz. Mivel csak pár, akár 600 W összteljesítményű panel fér el benne, egy ilyen rendszer nem fog egyhamar megtérülni. De maga is elkészíthet egy ilyen eszközt, és a házi készítésű nyomkövetők meglehetősen népszerűek. A nap követésekor a következő fő feladatok vannak: 1. Erős platform létrehozása, amely ellenáll a panelek súlyának és a széllökéseknek is.2. Nehéz emelvény esztergálásának mechanikájának kialakítása nagy szélsebességgel.3. A mechanikai vezérlő logika fejlesztése a nap követésére. Tehát az első pont. Jobb, ha az akkumulátortömböket a szükséges feszültség többszörösébe helyezzük, miközben nem takarhatják el egymást.
A nyomkövetőhöz erős hardverre és erős alapra lesz szükség. A működtetők ideálisak a forgótányér vezérlésére. A következő képen a vezérlés mechanikája látható.
Egy ilyen nyomkövető lehetővé teszi a napelemek helyzetének vezérlését két síkban egyszerre. De ha kívánja, a vezérlést csak vízszintesen állíthatja be, függőlegesen pedig évente néhányszor (ősszel és tavasszal). A teljes rendszer logikájának létrehozásakor több lehetőség közül választhat: 1. Kövesse a legfényesebb pontot.2. Állítsa be a dőlést és kapcsolja be az időzítőt (minden napnál a napkelte és a napnyugta ideje mindig ismert).3. Kombinált opció, amely állandó elforgatási szöget és a maximális fényerő keresését biztosítja. Az első módszerre két megoldás létezik: saját kezűleg készítsen nyomkövetőt, vagy vásároljon egy kész kínait, amely körülbelül 100 dollárba kerül.
De mivel egy ilyen eszköz elkészítése meglehetősen egyszerű bárki számára, aki érti a vezérlők működésének alapelveit, sokan inkább mindent maguk csinálnak, míg egy házi készítésű nyomkövető 10-szer kevesebbe kerül.
A napelemes nyomkövető gyártásának részletei a profilfórumon találhatók, ahol már ki lettek kalkulálva az optimális tervek és kiválasztották a legjobb felszerelést. MPPT (napenergia maximális teljesítménypont) követése Erre a célra kétféle napelemes vezérlő létezik. Az MPPT (Maximum Power Point Tracking) vezérlő a Napot a rendszer egy másik helyéről követi. Az egyértelműség kedvéért íme a következő táblázat.
A grafikonon látható, hogy a maximális kimeneti teljesítményt a maximális teljesítmény pontján kapjuk meg, amely minden bizonnyal a zöld vonalon lesz. Ez nem lehetséges a hagyományos PWM vezérlőknél. Az MPPT vezérlő segítségével sorba kapcsolt napelemeket is csatlakoztathat. Ez a módszer jelentősen csökkenti az energiaveszteséget a napelemektől az akkumulátorokig történő szállítás során. Gazdaságosan megvalósítható a 300-400 W-ot meghaladó JV teljesítményű MRPT vezérlők telepítése. Túlméretes napelemes vezérlő vásárlása teljesen ésszerű, hacsak nem hoz létre olyan nagy teljesítményű elektromos rendszert, amely túlterheli a ház szükségleteit. A napelemek számát következetesen növelve 800 W teljesítményt kaptam, ami nyáron egy vidéki nyaralóra bőven elég.Példámban áprilistól átlagosan napi 4 kWh elektromos energia várható az áramrendszerből. augusztusig. Ez az energiamennyiség bőven elegendő egy 4 tagú család kényelméhez, feltéve, hogy nem használnak elektromos tűzhelyet és mikrohullámú sütőt. Erőteljes energiafogyasztó a vízmelegítő kazán. Egy magánházban lévő 80 literes kazánhoz mindössze 4,5 kWh energia szükséges. Így a létrejövő autonóm rendszer legalább vízmelegítéskor megtérül.Az előző cikkben egy hibrid inverterről volt szó, amellyel főként napelemekből lehet energiát venni, csak a hiányzó mennyiséget kapja meg a hálózatból. A MicroArt cég már elindította olyan MPPT vezérlők gyártását, amelyek közös buszon keresztül kapcsolhatók ugyanazon cég invertereihez. Mivel már telepítettem a MicroArt hibrid invertert, ez a lehetőség különösen kényelmes számomra.Ennek a vezérlőnek a fő előnye számomra az volt, hogy a megfelelő mennyiségű áramot pumpáltam, hogy ne vegyen fel energiát az akkumulátorból, csökkentve az erőforrását. A legnépszerűbb és egyben optimális feszültség/áram arányt tekintve az ECO Energy MPPT Pro 200/100 Controller. Akár 200V bemeneti feszültséget és 100A kimenő áramot képes támogatni.Az akkumulátoraim 24V-ra vannak építve (akkumulátor feszültség 12/24/48/96V), így a vezérlőtől a maximális teljesítmény 2400W lesz, így a dupláját kapom teljesítmény napelemek építése során. A vezérlő maximális teljesítménye 11 kW 110 V-on akkumulátorokon (pufferfeszültség) A vezérlő csatlakoztatása a MAC SIN Energy Pro HYBRID v.1 24V hibrid inverterrel a 12C buszon keresztül támogatott. Ebben az esetben azonnali teljesítmény-hozzáadás lehetséges, ha az inverter a megnövekedett energiafogyasztásról ad információt. Mivel mindkét készülék ugyanattól a gyártótól származik, csak a fűzőket kellett a szükséges eszközcsatlakozókba bedugni és a szükséges paramétereket aktiválni.A vezérlő képességeinek feltárását folytatva három programozható relét találtam. Például napos időben, ha a ház nem fogyaszt áramot, fűthet egy további kazánt vagy medencét. Egy másik lehetőség - az időjárás felhős, és az akkumulátor feszültsége kritikus szintre csökken, az inverter teljesen kikapcsolhat, és energiát fogyaszt. Ebben az esetben külön benzo / dízel generátor indítható, amelyhez elegendő a relé lezárása. Ebben az esetben a generátornak száraz indítóérintkezővel vagy külön automatikus indítási rendszerrel - SAP-val (más néven ATS, Tartalék automatikus átvitele) kell rendelkeznie. Van egy egyszerű kínai generátorom, de van indító. Miután érdeklődtem az indulás automatizálása iránt, és megtudtam, hogy a MicroArt már régóta gyárt saját automatikát, ennek nagyon örültem, térjünk vissza a vezérlő telepítéséhez. Itt minden szabványos: először az akkumulátor kapcsait kell csatlakoztatni, majd a napelem panel kapcsait, majd a paramétereket be kell állítani. Külső áramérzékelő csatlakoztatásával valós időben érzékelheti az inverter által fogyasztott teljesítményt A következő fotón láthatja, hogyan működik az inverter hibrid üzemmódban (az energia egy részét a hálózatról, a fő részét napelemekről veszi) ).
A szolár vezérlő bármely más gyártótól származó inverterrel való működésének bemutatásához a vezérlőt speciálisan egy külső áramérzékelővel csatlakoztatják.
Eredmények A vezérlő tényleges jellemzői teljes mértékben megfelelnek a deklaráltnak. Valóban felpumpálja az energiát, még akkor is, ha áramérzékelőn keresztül "idegen" inverterhez csatlakozik. A hibrid inverter a terveknek megfelelően napenergiát pumpál a hálózatba (a fotón látható, hogy 100 W, és ez az elfogyasztott 200 W fele napelemekből származik. Vagyis a minimum 100 W-ot a vezérlő órától veszi fel a hálózat, a hiányzók pedig a napból származnak.Ez az eszköz sajátossága). Így a készlet a csatlakozás pillanatától kezdett megtérülni. Májustól pedig az energiaigények teljes fedezésére számíthat a napelemekkel.A következő cikk lesz az utolsó, melyben összevetjük a már meglévő három napelemes vezérlőt.
