Güneş Enerjili 12 Volt Yedekleme Sistemi Solar Şarj Regülatörü

40 watt’lık Panel ile Güneş Enerjisi sistemi yıllardır kullanılıyor ve hiç sorun çıkartmamış. Akü şarjı solar şarj regülatörü için LM393 entegresi ile yapılan basit bir devre kullanılıyor.

Güneş enerjisi sisteminde kullanılan aküye derin döngülü veya boş zaman aküsü denir. Araçlardaki gibi, alternatör tarafından sürekli olarak doldurulması gereken normal bir araba aküsüne göre fazla deşarj olma durumuyla başa çıkabilir.

Kurşun asitli akü şarjının arkasındaki teori çok karmaşıktır, ancak hücre hasarını önlemek için basit bir kural, şarj sırasında voltajın 14,4V’un üzerine veya deşarj sırasında 11V’nin altına düşmesine izin vermemektir; ideal şarj voltajı 13,5V civarındadır. Voltajın çok düşmesi durumunda akünün bağlantısını kesen sistemler kullanılabilir, ancak günlük talebi bilir ve bunun içinde kalırsanız sorun yaşanmaz.

Ticari olarak üretilen üniteler farklı fiyatlara, özelliklere ve mevcut kullanıma sahiptir, ancak kendinizinkini oluşturmak istiyorsanız en basit yöntem bir şönt regülatör kullanmaktır. Şönt regülatörler işlemci kontrollü tasarımlar kadar verimli olmayabilir ancak çok iyi çalışırlar.

Devre de LM393N voltaj karşılaştırıcısı kullanıyor, ancak çıkış farklı. + girişi – girişinden düşük olduğunda, çıkış (pim 7) dahili olarak topraklanacak ve IRF540A MOSFET’in kapısını ve 10K direncinin alt ucunu etkili bir şekilde toprağa bağlayacaktır. Ancak + girişi – girişinden daha yükseğe çıktığında, çıkış açık devreyi ve 10K direncin geçidi beslemesine izin vererek kapıyı açar . LM393N’nin önemli bir özelliği düşük akım tüketimine sahip olmasıdır. Şarj cihazı devresinin tamamı yalnızca yaklaşık 3,5 mA tüketir.

Evirici giriş (pim 6) LM317L regülatörden beslenir , çıkış voltajı çok turlu ön ayarlı VR1 tarafından ayarlanır. Evirici olmayan giriş (pim 5), iki adet 47K direnç tarafından oluşturulan bir voltaj bölücü aracılığıyla akü üzerindeki voltajı örnekler. Bu dirençlerin değeri eşit olduğundan, pin 5’teki voltaj ne olursa olsun daima pil voltajının yarısı kadar olacaktır. Böylece, VR1’in pim 6’da gerekli şarj voltajının yarısını verecek şekilde ayarlanmasıyla gerçekleştirilir (örneğin, 13,4V’luk istenen şarj için 6,7V) .

LM317L çıkış voltajını hesaplama formülü şu şekildedir: Vout = VR1 değeri ÷ 1000 + 1 x 1,25. Kullanılan değerlerle bu, opampın 6 numaralı pininde mevcut olan 1,25 ila 7,5 volta eşittir. Şimdi akü voltajı 13,4 voltun altındaysa, pin 5 6,7 volttan az olacak ve böylece karşılaştırıcının çıkışı (pim 7) topraklanacaktır ve MOSFET kapalı olacaktır.

Güneş paneli aküye bağlanacak ve şarj olacaktır. Pil şarj olurken voltajı 13,4 volta yükselecek ve bu noktada pin 5 de yükselecek ve sonunda 6,7 ​​volta ulaşacak (karşılaştırıcının girişleri her zaman dengelemek ister). Entegre’nin son derece yüksek kazancı nedeniyle, çıkışın (pim 7) açık devre olmasını sağlamak için pin 5’in pin 6’dan ölçülemeyecek kadar küçük bir miktar daha yükseğe çıkması gerekir, bu da 10K direncinin MOSFET’i açmasına ve bağlanmasına izin verecektir.

2R2, güneş paneli boyunca ‘şönt’ direnci kullanarak enerjisini pil yerine dirençli bir yüke etkili bir şekilde aktarır. Bu sürekli aküdeki voltajı önceden belirlenmiş seviyede tutar. Not: Pratikte ve güneşin izin vermesiyle, akü veya yük olmadan sadece güneş panelini bağlayarak ve ardından VR1’i çapraz olarak 13,4 V’ye ayarlayarak kurulum daha kolay ve doğru bir şekilde gerçekleştirilebilir.

Akünün 2R2 direnci tarafından şöntlenmesini önleyen 16 amp’lik bir schottky diyottur. Ayrıca çoğu panelde yerleşik bir koruma diyotu bulunmasına rağmen, pilden gelen voltajın panele geri beslenmesini de durdurur. Bu bileşen, akımla baş edebildiği sürece kritik değildir.

Normal silikon diyotlar kullanılabilir, ancak Schottky türleri daha iyidir çünkü aralarında daha düşük bir voltaj düşüşü vardır, dolayısıyla daha az enerji kaybı olur. IRF540A MOSFET’in değeri 20 amperin üzerindedir; bu, devrenin kendisinden talep edilen nispeten düşük miktardaki gücü oldukça kolay bir şekilde karşılaması gerektiği anlamına gelir, ancak yine de yüksek akım bileşenlerinin yine de bir soğutucu üzerine monte edilmesi gerekir.

Kullanılan 40 watt’lık güneş panelinde 2R2 direnci aşırı derecede ısınmış, bu nedenle en az 100 watt’lık bir direnç kullanılması öneriliyor. Daha düşük güçlü direnç kullanırsanız fan veya soğutucu kullanabilirsiniz. Aslında 12V sis farı ampülü de kullanılabilir ama alternatiflerden bahsedilmemiş.

Kaynak: stufinnis.co.uk/solarproject.html