Pada artikel kali ini kita akan mencoba memahami konsep dasar dari solar inverter dan juga cara membuat rangkaian solar inverter yang sederhana namun bertenaga.

Tenaga surya tersedia berlimpah bagi kita dan gratis untuk digunakan, terlebih lagi itu adalah sumber energi alami yang tak terbatas dan tak terbatas, mudah diakses oleh kita semua.

Apa Pentingnya Solar Inverter?

Faktanya adalah, tidak ada yang penting tentang inverter surya. Anda bisa menggunakan apapun rangkaian inverter normal , sambungkan dengan panel surya dan dapatkan output DC ke AC yang diperlukan dari inverter.

Karena itu, Anda mungkin harus memilih dan konfigurasikan spesifikasi dengan benar, jika tidak, Anda dapat berisiko merusak inverter Anda atau menyebabkan konversi daya yang tidak efisien.

Mengapa Solar Inverter

Kami telah membahas bagaimana menggunakan panel surya untuk menghasilkan listrik dari tenaga surya atau matahari, pada artikel ini kita akan membahas pengaturan sederhana yang akan memungkinkan kita menggunakan energi matahari untuk mengoperasikan peralatan rumah tangga kita.

Panel surya mampu mengubah sinar matahari menjadi arus searah pada tingkat potensial yang lebih rendah. Misalnya panel surya dapat ditentukan untuk mengalirkan 36 volt pada 8 amp dalam kondisi optimal.

Namun kami tidak dapat menggunakan daya sebesar ini untuk mengoperasikan peralatan rumah tangga kami, karena peralatan ini hanya dapat bekerja pada potensial listrik atau pada tegangan dalam kisaran 120 hingga 230 V.

Lebih jauh lagi, arus harus berupa AC dan bukan DC seperti yang biasanya diterima dari panel surya.

Kami telah menemukan sejumlah sirkuit inverter diposting di blog ini dan kami telah mempelajari cara kerjanya.

Inverter digunakan untuk mengubah dan meningkatkan daya baterai bertegangan rendah ke level sumber listrik AC tegangan tinggi.

Oleh karena itu inverter dapat digunakan secara efektif untuk mengubah DC dari panel surya menjadi keluaran listrik yang sesuai untuk peralatan rumah tangga kita.

Pada dasarnya dalam inverter, konversi dari potensi rendah ke tingkat utama yang ditingkatkan menjadi dapat dilakukan karena arus tinggi yang biasanya tersedia dari input DC seperti baterai atau panel surya. Watt keseluruhan tetap sama.

Pengertian Spesifikasi Arus Tegangan

Misalnya jika kita menyuplai input 36 volt @ 8 amp ke inverter dan mendapatkan output 220 V @ 1,2 Amps berarti kita baru saja memodifikasi daya input 36 × 8 = 288 watt menjadi 220 × 1,2 = 264 watt.

Oleh karena itu, kita dapat melihat bahwa ini bukanlah keajaiban, hanya modifikasi dari parameter masing-masing.

Jika panel surya mampu menghasilkan arus dan tegangan yang cukup, outputnya dapat digunakan untuk langsung mengoperasikan inverter dan peralatan rumah tangga yang terhubung dan juga secara bersamaan untuk mengisi daya baterai.

Baterai yang terisi dapat digunakan untuk memberi daya beban melalui inverter , pada malam hari ketika energi matahari tidak ada.

Namun, jika panel surya berukuran lebih kecil dan tidak dapat menghasilkan daya yang cukup, panel tersebut dapat digunakan hanya untuk mengisi daya baterai, dan menjadi berguna untuk mengoperasikan inverter hanya setelah matahari terbenam.

Operasi Sirkuit

Mengacu pada diagram rangkaian, kita dapat menyaksikan penyetelan sederhana menggunakan panel surya, inverter dan baterai.

Ketiga unit tersebut dihubungkan melalui a sirkuit pengatur surya yang mendistribusikan daya ke unit masing-masing setelah peraturan yang sesuai tentang daya yang diterima dari panel surya.

Dengan asumsi tegangan menjadi 36 dan arus menjadi 10 amp dari panel surya, inverter dipilih dengan tegangan operasi input 24 volt @ 6 amp, memberikan daya total sekitar 120 watt.

Sebagian kecil dari ampli panel surya yang berjumlah sekitar 3 amp dihemat untuk mengisi baterai, yang dimaksudkan untuk digunakan setelah matahari terbenam.

Kami juga mengasumsikan bahwa panel surya dipasang di atas a pelacak surya sehingga dapat memenuhi persyaratan yang ditentukan selama matahari terlihat di langit.

Daya input 36 volt diterapkan ke input regulator yang memotongnya menjadi 24 volt.

Beban yang terhubung ke output inverter dipilih sedemikian rupa sehingga tidak memaksa inverter lebih dari 6 amp dari panel surya. Dari 4 amp yang tersisa, 2 amp disuplai ke baterai untuk diisi.

Sisa 2 ampere tidak digunakan demi menjaga efisiensi yang lebih baik dari keseluruhan sistem.

Sirkuit adalah semua yang telah dibahas di blog saya, kita dapat melihat bagaimana ini dikonfigurasi secara cerdas satu sama lain untuk menerapkan operasi yang diperlukan.

Untuk tutorial lengkap silakan merujuk ke artikel ini: Tutorial Solar Inverter

Daftar Bagian untuk bagian pengisi daya LM338

Semua resistor 1/4 watt 5% CFR kecuali ditentukan.
R1 = 120 ohm
P1 = 10K pot (2K salah ditampilkan)
R4 = ganti iit dengan tautan
R3 = 0,6 x 10 / Baterai AH
Transistor = BC547 (bukan BC557, ini salah ditampilkan)
IC Regulator = LM338
Daftar Bagian untuk bagian inverter
Semua bagian 1/4 watt kecuali ditentukan
R1 = 100rb pot
R2 = 10K
R3 = 100K
R4, R5 = 1K
T1, T2 = mosfer IRF540
N1 --- N4 = IC 4093

Beberapa bagian yang tersisa tidak perlu ditentukan dan dapat disalin seperti yang ditunjukkan pada diagram.

Untuk Pengisian Baterai hingga 250 Ah

Bagian pengisi daya pada rangkaian di atas dapat ditingkatkan secara sesuai untuk memungkinkan pengisian baterai arus tinggi dalam urutan 100 AH hingga 250 Ah.

Untuk Baterai 100Ah Anda cukup mengganti LM338 dengan LM196 yang merupakan versi 10 amp dari LM338.

Mesin tempel transistor TIP36 terintegrasi dengan tepat di seluruh IC 338 untuk memfasilitasi yang diperlukan pengisian arus tinggi .

Resistor emitor TIP36 harus dihitung dengan tepat jika tidak transistor mungkin akan meledak, lakukan dengan metode trial and error, mulailah dengan 1 ohm pada awalnya, kemudian secara bertahap terus menguranginya sampai jumlah arus yang diperlukan dapat dicapai pada output.

inverter surya daya tinggi dengan pengisi daya baterai arus tinggi

Menambahkan Fitur PWM

Untuk memastikan output 220V atau 120V yang tetap, kontrol PWM dapat ditambahkan ke desain di atas seperti yang ditunjukkan pada diagram berikut. Seperti yang dapat dilihat, gerbang N1 yang pada dasarnya dikonfigurasi sebagai osilator 50 atau 60Hz, ditingkatkan dengan dioda dan pot untuk mengaktifkan opsi siklus tugas variabel.

Sirkuit inverter surya yang dikendalikan PWM

Dengan menyesuaikan pot ini kita dapat memaksa osilator untuk membuat frekuensi dengan periode ON / OFF berbeda yang pada gilirannya akan mengaktifkan mosfets untuk MENGAKTIFKAN dan MENONAKTIFKAN dengan rate yang sama.

Dengan mengatur waktu ON / OFF mosfet kita dapat secara proporsional memvariasikan induksi arus pada transformator, yang pada akhirnya akan memungkinkan kita untuk mengatur tegangan output RMS dari inverter.

Setelah output RMS diperbaiki, inverter akan dapat menghasilkan output yang konstan terlepas dari variasi tegangan matahari, hingga tentu saja tegangan turun di bawah spesifikasi tegangan belitan primer transformator.

Solar Inverter Menggunakan IC 4047

Seperti dijelaskan sebelumnya, Anda dapat memasang inverter apa pun yang diinginkan dengan pengatur surya untuk menerapkan fungsi inverter surya yang mudah.

Diagram berikut menunjukkan cara yang sederhana IC 4047 inverter dapat digunakan dengan solar regulator yang sama untuk mendapatkan 220 V AC atau 120 V AC dari panel surya.

Solar Inverter menggunakan IC 555

Demikian pula jika Anda tertarik untuk membangun inverter surya kecil menggunakan IC 555, Anda dapat melakukannya dengan sangat baik, dengan mengintegrasikan IC 555 inverter dengan panel surya untuk mendapatkan AC 220V yang dibutuhkan.

Solar Inverter menggunakan Transistor 2N3055

Itu 2N3055 transistor sangat populer di antara semua penggemar elektronik. Dan BJT yang luar biasa ini memungkinkan Anda membuat inverter yang cukup kuat dengan jumlah bagian yang minimum.

Jika Anda adalah salah satu penggemar yang memiliki beberapa perangkat ini di kotak sampah Anda, dan tertarik untuk membuat inverter surya kecil yang keren dengan menggunakan mereka, maka desain sederhana berikut dapat membantu Anda mewujudkan impian Anda.

Solar Inverter Sederhana tanpa Pengontrol Charger

Bagi pengguna yang tidak terlalu tertarik untuk memasukkan pengontrol pengisi daya LM338, demi kesederhanaan, desain inverter PV paling sederhana berikut ini terlihat bagus.

Meskipun baterai dapat dilihat tanpa pengatur, baterai akan tetap terisi secara optimal, asalkan panel surya mendapat cukup sinar matahari langsung yang dibutuhkan.

Kesederhanaan desain juga menunjukkan fakta itu baterai asam timbal tidak terlalu sulit untuk diisi.

Ingat, baterai yang kosong sepenuhnya (di bawah 11V) mungkin memerlukan setidaknya 8 jam hingga 10 jam pengisian sampai inverter dapat DIAKTIFKAN untuk konversi AC 12V ke 220V AC yang diperlukan.

Solar Sederhana ke Pergantian Utama AC

Jika Anda ingin sistem inverter surya Anda memiliki fasilitas peralihan otomatis dari panel surya ke jaringan listrik AC, Anda dapat menambahkan modifikasi relai berikut ke input regulator LM338 / LM196:

Adaptor 12V harus dinilai sesuai dengan voltase baterai dan spesifikasi Ah. Misalnya jika aki memiliki tegangan 12 V 50 Ah, maka adaptor 12V dapat diberi nilai pada 15V hingga 20 V dan 5 amp.

Solar Inverter menggunakan Buck Converter

Pada pembahasan diatas kita belajar bagaimana membuat solar inverter sederhana dengan charger baterai menggunakan IC linier seperti LM338, LM196 , Yang bagus ketika tegangan dan arus panel surya sama dengan kebutuhan inverter.

Dalam kasus seperti itu, watt inverter kecil dan terbatas. Untuk beban inverter dengan watt yang jauh lebih tinggi, daya keluaran panel surya juga harus besar dan sesuai dengan persyaratan.

Dalam skenario ini, arus panel surya harus sangat tinggi. Namun karena panel surya tersedia dengan arus tinggi, tegangan rendah membuat inverter surya watt tinggi di urutan 200 watt untuk 1 kva tidak terlihat mudah.

Namun, panel surya bertegangan tinggi dan arus rendah mudah tersedia. Dan karena watt W = V x I , panel surya dengan tegangan yang lebih tinggi dapat dengan mudah berkontribusi pada panel surya dengan watt yang lebih tinggi.

Meskipun demikian, panel surya tegangan tinggi ini tidak dapat digunakan untuk aplikasi inverter tegangan rendah, watt tinggi, karena tegangannya mungkin tidak kompatibel.

“penjumlahan dan pengurangan bilangan biner ”

Misalnya, jika kita memiliki panel surya 60 V, 5 Amp, dan inverter 12 V 300 watt, meskipun nilai watt dari kedua komponen tersebut mungkin serupa, keduanya tidak dapat dihubungkan karena perbedaan tegangan / arus.

Di sinilah a konverter uang sangat berguna dan dapat diterapkan untuk mengubah kelebihan tegangan panel surya menjadi arus berlebih, dan menurunkan tegangan berlebih, sesuai persyaratan inverter.

Pembuatan Sirkuit Solar Inverter 300 Watt

Katakanlah kita ingin membuat rangkaian inverter 300 watt 12 V dari panel surya dengan daya 32 V, 15 Amps.

Untuk ini kita membutuhkan arus keluaran 300/12 = 25 Amps dari buck converter.

Konverter uang sederhana berikut dari ti.com terlihat sangat efisien dalam menyediakan daya yang dibutuhkan untuk inverter surya 300 watt kami.

Kami memperbaiki parameter penting dari konverter uang seperti yang diberikan dalam perhitungan berikut:

Persyaratan Desain
• Tegangan Panel Surya VI = 32 V
• Output Konverter Buck VO = 12 V
• Output Konverter Buck IO = 25 A
• Frekuensi Operasi Buck Converter fOSC = frekuensi switching 20-kHz
• VR = 20-mV puncak-ke-puncak (VRIPPLE)
• ΔIL = 1,5-A perubahan arus induktor

d = siklus kerja = VO / VI = 12 V / 32 V = 0,375
f = 20 kHz (tujuan desain)
ton = waktu (S1 tertutup) = (1 / f) × d = 7,8 μs
toff = waktu istirahat (S1 terbuka) = (1 / f) - ton = 42,2 μs
L ≉ (VI - VO) × ton / ΔIL
≉ [(32 V - 12 V) × 7,8 μs] /1,5 A
≉ 104 μH

Ini memberi kita spesifikasi induktor konverter buck. SWG kabel dapat dioptimalkan melalui beberapa percobaan dan kesalahan. Kabel tembaga berenamel super 16 SWG harus cukup baik untuk menangani arus 25 Amps.

Menghitung Kapasitor Filter Keluaran untuk Buck Converter

Setelah induktor keluaran buck ditentukan, nilai kapasitor filter keluaran dapat dihitung agar sesuai dengan spesifikasi riak keluaran. Kapasitor elektrolitik dapat dibayangkan seperti hubungan seri induktansi, resistansi, dan kapasitansi. Untuk menawarkan penyaringan riak yang layak, frekuensi riak harus jauh lebih rendah daripada frekuensi di mana induktansi seri menjadi kritis.

Oleh karena itu, kedua elemen penting adalah kapasitansi dan resistansi seri efektif (ESR). ESR tertinggi dihitung sejalan dengan hubungan antara tegangan riak puncak-ke-puncak yang dipilih dan arus riak puncak-ke-puncak.

ESR = ΔVo (riak) / ΔIL = V / 1,5 = 0,067 Ohm

Nilai kapasitansi C terendah yang direkomendasikan untuk menjaga tegangan riak VO lebih kecil dari persyaratan desain 100-mV yang dinyatakan dalam perhitungan berikut.

C = ΔIL / 8fΔVo = 1,5 / 8 x 20 x 10³x 0,1 V = 94 uF , meskipun lebih tinggi dari ini hanya akan membantu meningkatkan respons riak keluaran dari konverter buck.

Menyiapkan Output Buck untuk Solar Inverter

Untuk secara tepat mengatur output 12 V, 25 Amps, kita perlu menghitung resistor R8, R9, dan R13.

R8 / R9 memutuskan tegangan output yang dapat diubah secara acak menggunakan 10K untuk R8, dan pot 10k untuk R9. Selanjutnya, sesuaikan pot 10K untuk mendapatkan tegangan keluaran yang tepat untuk inverter.

R13 menjadi resistor penginderaan arus untuk konverter uang dan memastikan bahwa inverter tidak pernah dapat menarik arus lebih dari 25 Amp dari panel, dan dimatikan dalam skenario seperti itu.

Resistor R1 dan R2 membentuk referensi sekitar 1 V untuk input pembalik dari op amp pembatas arus internal TL404. Resistor R13, yang dihubungkan secara seri dengan beban, mengirimkan 1 V ke terminal non-pembalik dari op amp kesalahan pembatas arus segera setelah arus inverter mencapai 25 A. Oleh karena itu, PWM untuk BJT dibatasi secara tepat untuk mengontrol pemasukan arus lebih lanjut. Nilai R13 dihitung seperti yang diberikan di bawah ini:

R13 = 1 V / 25 A = 0,04 Ohm

Watt = 1 x 25 = 25 watt

Setelah konverter buck di atas dibangun dan diuji untuk konversi yang diperlukan dari tegangan panel berlebih menjadi arus keluaran berlebih, saatnya untuk menghubungkan kualitas yang baik Inverter 300 watt dengan buck converter, dengan bantuan diagram blok berikut:

Solar Inverter / Charger untuk Proyek Sains

Artikel selanjutnya di bawah ini menjelaskan rangkaian inverter surya sederhana untuk para pemula atau siswa sekolah.

Di sini baterai dihubungkan langsung dengan panel demi kesederhanaan, dan sistem relai pergantian otomatis untuk mengalihkan baterai ke inverter jika tidak ada energi matahari.

Sirkuit tersebut diminta oleh Ibu Swati Ojha.

Tahapan Sirkuit

Sirkuit ini terutama terdiri dari dua tahap yaitu: a inverter sederhana , dan pergantian relai otomatis.

Selama siang hari begitu lama sinar matahari tetap cukup kuat, tegangan panel digunakan untuk mengisi baterai dan juga untuk menyalakan inverter melalui kontak peralihan relai.

Preset rangkaian pergantian otomatis diatur sedemikian rupa sehingga relai terkait akan mati ketika tegangan panel turun di bawah 13 volt.

Tindakan di atas memutus panel surya dari inverter dan menghubungkan baterai yang telah diisi dengan inverter sehingga beban keluaran terus berjalan menggunakan daya baterai.

Operasi Sirkuit:

Resistor R1, R2, R3, R4 bersama dengan T1, T2 dan transformator membentuk bagian inverter. 12 volt diterapkan di seluruh keran tengah dan ground segera memulai inverter, namun di sini kami tidak menghubungkan baterai secara langsung pada titik-titik ini, melainkan melalui tahap pergantian relai.

Transistor T3 dengan komponen terkait dan relai membentuk perubahan relai selama tahap LDR disimpan di luar rumah atau pada posisi di mana ia dapat merasakan cahaya siang hari.

Preset P1 disetel sedemikian rupa sehingga T3 berhenti melakukan dan memutus relai jika cahaya sekitar turun di bawah level tertentu, atau hanya ketika tegangan turun di bawah 13 volt.

Ini jelas terjadi ketika cahaya matahari menjadi terlalu lemah dan tidak lagi mampu mempertahankan level tegangan yang ditentukan.

Namun selama sinar matahari tetap terang, relai tetap terpicu, menghubungkan tegangan panel surya langsung ke inverter (keran pusat transformator) melalui kontak N / O. Dengan demikian, inverter dapat digunakan melalui panel surya pada siang hari.

Panel surya juga digunakan secara bersamaan untuk mengisi daya baterai melalui D2 pada siang hari sehingga terisi penuh pada saat senja.

Panel surya dipilih sedemikian rupa sehingga tidak pernah menghasilkan lebih dari 15 volt bahkan pada tingkat cahaya matahari puncak.
Daya maksimum dari inverter ini tidak lebih dari 60 watt.

Daftar Bagian untuk inverter surya yang diusulkan dengan rangkaian pengisi daya yang ditujukan untuk proyek sains.