Circuito regulador de voltaje del panel solar

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La publicación detalla cómo construir un circuito controlador de regulador de panel solar simple en casa para cargar baterías pequeñas como una batería de 12V 7AH usando un panel solar pequeño

Usando un panel solar

Todos conocemos bastante bien los paneles solares y sus funciones. Las funciones básicas de estos asombrosos dispositivos es convertir la energía solar o la luz solar en electricidad.



Básicamente, un panel solar se compone de secciones discretas de células fotovoltaicas individuales. Cada una de estas celdas puede generar una pequeña magnitud de energía eléctrica, normalmente entre 1,5 y 3 voltios.

Muchas de estas celdas sobre el panel están cableadas en serie de modo que el voltaje efectivo total generado por toda la unidad llegue a salidas utilizables de 12 o 24 voltios.



La corriente generada por la unidad es directamente proporcional al nivel de luz solar que incide sobre la superficie del panel. La energía generada por un panel solar se usa normalmente para cargar una batería de plomo-ácido.

La batería de plomo-ácido cuando está completamente cargada se usa con un inversor para adquirir el voltaje de red de CA requerido para alimentar la electricidad de la casa. Lo ideal es que los rayos del sol incidan sobre la superficie del panel para que funcione de manera óptima.

Sin embargo, dado que el sol nunca está quieto, el panel necesita rastrear o seguir el camino del sol constantemente para que genere electricidad a un ritmo eficiente.

Si está interesado en construir un sistema automático de paneles solares de seguimiento dual puede consultar uno de mis artículos anteriores. Sin un seguidor solar, el panel solar podrá hacer las conversiones solo con una eficiencia de alrededor del 30%.

Volviendo a nuestras discusiones reales sobre los paneles solares, este dispositivo puede considerarse el corazón del sistema en lo que respecta a la conversión de energía solar en electricidad, sin embargo, la electricidad generada requiere mucho dimensionamiento antes de que pueda usarse de manera efectiva en el sistema de amarre de rejilla anterior

¿Por qué necesitamos un regulador solar?

El voltaje adquirido de un panel solar nunca es estable y varía drásticamente según la posición del sol y la intensidad de los rayos solares y por supuesto según el grado de incidencia sobre el panel solar.

Este voltaje, si se alimenta a la batería para su carga, puede causar daños y un calentamiento innecesario de la batería y los componentes electrónicos asociados, por lo que puede ser peligroso para todo el sistema.

Para regular el voltaje del panel solar, normalmente se usa un circuito regulador de voltaje entre la salida del panel solar y la entrada de la batería.

Este circuito asegura que el voltaje del panel solar nunca exceda el valor seguro requerido por la batería para cargar.

Normalmente, para obtener resultados óptimos del panel solar, la salida de voltaje mínimo del panel debe ser mayor que el voltaje de carga de la batería requerido, lo que significa que incluso durante condiciones adversas cuando los rayos del sol no son nítidos u óptimos, el panel solar aún debería poder generar un voltaje de más de 12 voltios, que puede ser el voltaje de la batería bajo carga.

Los reguladores de voltaje solar disponibles en el mercado pueden ser demasiado costosos y no tan confiables, sin embargo, fabricar uno de estos reguladores en casa utilizando componentes electrónicos comunes puede ser no solo divertido sino también muy económico.


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Diagrama de circuito

Regulador de voltaje del panel solar

NOTA : POR FAVOR RETIRE R4, YA QUE NO TIENE UNA IMPORTANCIA REAL. PUEDE REEMPLAZARLO CON UN ENLACE DE ALAMBRE.

Diseño de PCB del lado de la pista (R4, diodo y S1 no incluidos ... R4 en realidad no es importante y puede ser reemplazado con un cable de puente.

Diseño de PCB del regulador de voltaje del panel solar

Cómo funciona

En referencia al circuito regulador de voltaje del panel solar propuesto, vemos un diseño que utiliza componentes muy comunes y, sin embargo, satisface las necesidades tal como lo requieren nuestras especificaciones.

Un solo IC LM 338 se convierte en el corazón de toda la configuración y se convierte en responsable de implementar las regulaciones de voltaje deseadas sin ayuda.

El circuito regulador del panel solar que se muestra está enmarcado según el modo estándar de la configuración IC 338.

La entrada se da a los puntos de entrada mostrados del IC y la salida para la batería recibida en la salida del IC. El potenciómetro o el preajuste se usa para establecer con precisión el nivel de voltaje que puede considerarse como el valor seguro para la batería.

Carga controlada por corriente

Este circuito controlador del regulador solar también ofrece una función de control de corriente, que asegura que la batería siempre reciba una tasa de corriente de carga predeterminada fija y nunca se sobrecargue. El módulo se puede conectar como se indica en el diagrama.

Las posiciones relevantes indicadas pueden ser simplemente conectadas incluso por un profano. El resto de la función está a cargo del circuito regulador. El interruptor S1 debe cambiarse al modo inversor una vez que la batería esté completamente cargada (como se indica en el medidor).

Cálculo de la corriente de carga de la batería

La corriente de carga se puede seleccionar seleccionando apropiadamente el valor de las resistencias R3. Se puede hacer resolviendo la fórmula: 0.6 / R3 = 1/10 batería AH El VR1 preestablecido se ajusta para obtener el voltaje de carga requerido del regulador.

Regulador solar usando IC LM324

Para todos los sistemas de paneles solares, este sencillo IC LM324 El circuito regulador de eficiencia garantizada basado en la tecnología ofrece una respuesta de ahorro de energía a la carga de baterías del tipo de plomo-ácido que se suelen encontrar en los vehículos de motor.

Sin tener en cuenta el precio de las células solares, que se cree que están frente a usted para su uso en varios otros planes, el regulador solar por sí solo cuesta menos de $ 10.

regulador de voltaje solar usando IC LM324

A diferencia de otros reguladores de derivación que redirigirá la corriente a través de un resistor una vez que la batería esté completamente cargada, este circuito desconecta el suministro de carga de la batería eliminando la necesidad de voluminosos resistores de derivación.

Cómo funciona el circuito

Tan pronto como el voltaje de la batería está por debajo de 13,5 voltios (generalmente el voltaje de circuito abierto de una batería de 12 V), los transistores Q1, Q2 y Q3 se encienden y la corriente de carga pasa a través de los paneles solares según lo previsto.

El LED verde activo muestra que la batería se está cargando. A medida que el voltaje del terminal de la batería se acerca al voltaje de circuito abierto del panel solar, el amplificador operacional A1a apaga los transistores Q1-Q3.

Esta situación se bloquea mientras el voltaje de la batería desciende a 13,2 V, después de lo cual se restablece de nuevo la activación del proceso de carga de la batería.

En ausencia de un panel solar, cuando el voltaje de la batería sigue cayendo de 13,2 V a aproximadamente 11,4 V, lo que implica una batería totalmente descargada, la salida A1b cambia a 0 V, lo que hace que el LED ROJO adjunto parpadee a una velocidad fijada por el multivibrador astable. A1c.

En esta situación, parpadea a una velocidad de 2 hercios. El amplificador operacional A1d proporciona una referencia de 6 V para retener los umbrales de conmutación en los niveles de 11,4 V y 13,2 V.

El circuito regulador propuesto LM324 está diseñado para hacer frente a corrientes de hasta 3 amperios.

Para trabajar con corrientes más sustanciales, puede ser esencial aumentar las corrientes de base Q2, Q3, para garantizar que todos estos transistores puedan mantener la saturación durante las sesiones de carga.

Regulador de electricidad solar con IC 741

La mayoría de los paneles solares típicos proporcionan alrededor de 19 V sin carga. Esto permite obtener una caída de 0.6V sobre un diodo rectificador mientras se carga una batería de plomo-ácido de 12V. El diodo prohíbe que la corriente de la batería se mueva a través del panel solar durante la noche.

Esta configuración puede ser excelente siempre que la batería no se sobrecargue, ya que una batería de 12V puede sobrecargarse fácilmente por encima de 1V5, en caso de que el suministro de carga no esté controlado.

La caída de voltaje inducida a través de un BJT de paso en serie suele ser de aproximadamente 1,2 V, lo que parece ser demasiado alto para que casi todos los paneles solares funcionen con eficacia.

Ambos defectos anteriores se eliminan de manera efectiva en este simple circuito regulador solar. Aquí, la energía del panel solar se suministra a la batería a través de un relé y un diodo rectificador.

Cómo funciona el circuito

Cuando el voltaje de la batería se extiende a 13,8 V, los contactos del relé hacen clic, de modo que el transistor 2N3055 comienza a cargar la batería a un nivel óptimo de 14,2 V.

Este nivel de voltaje de carga completo podría fijarse un poco más bajo, a pesar del hecho de que la mayoría de las baterías de plomo-ácido comienzan a generar gas a 13,6 V. Esta formación de gases aumenta significativamente con voltaje de sobrecarga.

Los contactos del relé funcionan en el momento en que el voltaje de la batería cae por debajo de 13,8 V. La energía de la batería no se utiliza para operar el circuito.

El feto sirve como una fuente de corriente constante.




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