O artigo explica um circuito de carregador de bateria solar e eólica híbrido de entrada dupla usando componentes baratos e comuns.
A ideia foi pedida por um dos membros interessados deste blog.
Especificações técnicas
Bom depois do meio-dia, senhor estou projetando um “circuito regulador de colheita de energia solar e eólica” que tem duas entradas e uma saída.
O painel solar fotovoltaico (0-21V DC) e a outra entrada é uma turbina eólica (15V DC).
O circuito deve ser projetado para carregar uma bateria de 12v. a corrente de saída que está sendo fornecida à bateria carregada não deve fornecer mais de 3,5 A.
Meu grupo e eu pegamos alguns circuitos da internet e os simulamos usando pspice nenhum deles está nos dando a corrente de saída de 3,5 A. Por favor, senhor, você pode nos ajudar com exemplos de circuitos que podemos usar.
O design
Num dos meus posts anteriores apresentei um conceito semelhante que permitia carregar uma bateria a partir de duas fontes de energia como a eólica e a solar em simultâneo e sem necessidade de qualquer intervenção manual.
O design acima é baseado no conceito PWM e, portanto, pode ser um pouco complexo e difícil de otimizar para um leigo ou um novato.
O circuito aqui apresentado oferece exatamente as mesmas características, ou seja, possibilita o carregamento de uma bateria a partir de duas fontes diferentes, mas mantendo o design extremamente simples, eficiente, barato e sem complicações.
Vamos entender o circuito em detalhes com a ajuda da seguinte explicação:
Diagrama de circuito
A figura acima mostra o circuito de carregador de bateria híbrido solar e eólico proposto, usando componentes muito comuns, como amplificadores operacionais e transistores.
Podemos ver dois estágios de opamp exatamente semelhantes sendo empregados, um no lado esquerdo da bateria e outro no lado direito da bateria.
O estágio opamp do lado esquerdo torna-se responsável por aceitar e regular a fonte de energia eólica, enquanto o estágio opamp do lado direito processa a eletricidade solar para carregar a única bateria comum no meio.
Embora os dois estágios pareçam semelhantes, os modos de regulação são diferentes. O circuito controlador de energia eólica regula a energia eólica desviando ou encurtando o excesso de energia para o solo, enquanto o estágio do processador solar faz o mesmo, mas cortando o excesso de energia em vez de desviar.
Os dois modos explicados acima são cruciais, pois em geradores eólicos que são essencialmente alternadores exigem que o excesso de energia seja desviado, e não cortado, para que a bobina interna possa ser protegida contra sobrecorrente, o que também mantém a velocidade do alternador em um taxa controlada.
Isso implica que o conceito também pode ser implementado em aplicações ELC.
Como o opamp é configurado para funcionar
Agora vamos investigar o funcionamento dos estágios do opamp através dos seguintes pontos:
Os opamps são configurados como comparadores onde o pino 3 (entrada não inversora) é usado como entrada de detecção e o pino 2 (entrada inversora) como entrada de referência.
Os resistores R3/R4 são selecionados de tal forma que na tensão de carregamento da bateria necessária, o pino 3 fica mais alto que o nível de referência do pino 2.
Portanto, quando a energia eólica é aplicada ao circuito esquerdo, o opamp rastreia a tensão e, assim que tenta exceder a tensão limite definida, o pino 6 do IC fica alto, o que, por sua vez, liga o transistor T1.
T1 instantaneamente curto-circuita o excesso de energia restringindo a tensão para a bateria no limite de segurança desejado. Este processo continua garantindo a regulação de tensão necessária nos terminais da bateria.
O estágio opamp no lado do painel solar também implementa a mesma função, mas aqui a introdução de T2 garante que sempre que a energia solar for superior ao limite definido, T2 continue cortando-a, regulando assim o fornecimento para a bateria no especificado taxa, que protege a bateria, bem como o painel de situações incomuns de ineficiência.
R4 em ambos os lados pode ser substituído por uma predefinição para facilitar a configuração do nível limite de carga da bateria.
Estágio de Controle Atual
De acordo com o pedido, a corrente para a bateria não deve exceder 3,5 Amps. Para regular isso, um limitador de corrente autônomo pode ser visto conectado com o negativo da bateria.
No entanto, o design mostrado abaixo pode ser usado com corrente de até 10 A e para carregar bateria de até 100 Ah
Este projeto pode ser construído usando o seguinte circuito:
R2 pode ser calculado com a seguinte fórmula:
- R2 = 0,7 / corrente de carga
- potência do resistor = 0,7 x corrente de carga
Lista de peças para o circuito de carregador de bateria híbrido duplo do vento solar
- R1, R2, R3, R5, R6 = 10k
- Z1, Z2 = 3V ou 4,7V, diodo zener de 1/2 watt
- C1 = 100uF/25V
- T1, T2 = TIP142,
- T3 = BC547
- D2 = 1N4007
- LEDs vermelhos = 2nos
- D1 = diodo retificador de 10 amperes ou diodo Schottky
- Opamps = LM358 ou qualquer similar
Circuito Carregador Híbrido de Entrada DC Dupla
Um segundo projeto híbrido semelhante abaixo descreve uma ideia simples que permite o processamento de duas fontes diferentes de entradas DC derivadas de diferentes fontes renováveis.
Este circuito híbrido de processamento de energia renovável também inclui um estágio conversor de impulso que efetivamente aumenta a tensão para as operações de saída necessárias, como carregar uma bateria. A ideia foi pedida por um dos leitores interessados deste blog.
Especificações técnicas
Oi, eu sou um estudante de engenharia do último ano, eu preciso implementar um multi-input chopper (conversor buck/buck boost integrado) para combinar duas fontes dc (híbrido).
Eu tenho o modelo de circuito básico, você pode me ajudar a projetar indutor, valores de capacitor e circuito de controle para o chopper. Enviei um e-mail para você com o projeto do circuito.
Funcionamento do Circuito.
Conforme mostrado na figura, as seções IC555 são dois circuitos PWM idênticos posicionados para alimentar o circuito conversor de impulso de entrada dupla adjacente.
As seguintes funções ocorrem quando a configuração mostrada é LIGADA:
DC1 pode ser assumido como a fonte de alta DC, como de um painel solar.
DC2 pode ser assumido como uma fonte de entrada DC baixa, como de um gerador de turbina eólica.
Supondo que essas fontes estejam ligadas, os respectivos mosfets começam a conduzir essas tensões de alimentação através do seguinte circuito de diodo/indutor/capacitância em resposta aos PWMs do portão.
Agora, uma vez que os PWMs dos dois estágios podem ser ajustados com diferentes taxas de PWM, a resposta de comutação também será diferente dependendo das taxas acima.
Para o instante em que ambos os mosfets recebem pulso positivo, ambas as entradas são despejadas no indutor, causando um aumento de alta corrente na carga conectada. Os diodos isolam efetivamente o fluxo das respectivas entradas em direção ao indutor.
Para o instante em que o mosfet superior está ligado enquanto o mosfet inferior está desligado, o 6A4 inferior torna-se polarizado para frente e permite ao indutor um caminho de retorno em resposta à comutação do mosfet superior.
Da mesma forma, quando o moset inferior está ligado e o mosfet superior está desligado, o 6A4 superior fornece o caminho de retorno necessário para o L1 EMF.
Então, basicamente, os mosfets podem ser ativados ou desativados, independentemente de qualquer tipo de sincronização, tornando as coisas bastante fáceis e seguras. Em qualquer caso, a carga de saída receberia a potência média (combinada) pretendida das duas entradas.
A introdução do resistor de 1K e do diodo 1N4007 garante que os dois mosfets nunca recebam borda de pulso alto lógico separado, embora a borda de queda possa ser diferente dependendo da configuração dos respectivos PWMs dos 555 ICs.
O indutor L1 precisará ser experimentado para obter o impulso desejado na saída. Diferentes números de voltas de fio de cobre super esmaltado 22 SWG podem ser usados sobre uma barra ou placa de ferrite, e a saída medida para a tensão necessária.
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FONTE
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