O artigo explica um circuito de carregador de bateria solar e eólica híbrido de entrada dupla usando componentes baratos e comuns.

A ideia foi solicitada por um dos membros interessados deste blog.

Especificações técnicas

Bom depois do meio-dia, senhor estou projetando um 'circuito regulador de captação de energia solar e eólica' que tem duas entradas e uma saída.
O painel solar PV (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 fornecida à bateria carregada não deve fornecer mais de 3,5A.
Meu grupo e eu tiramos alguns circuitos da internet e os simulamos usando o pspice nenhum deles está nos dando a corrente de saída de 3,5 A. por favor, senhor pode nos ajudar com exemplos de circuitos que podemos usar.

O design

Num dos meus posts anteriores, apresentei um conceito semelhante que permitia que uma bateria fosse carregada a partir de duas fontes de energia como a eólica e a solar simultaneamente e sem a 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 novo amador.

O circuito aqui apresentado oferece exatamente as mesmas funcionalidades, ou seja, possibilita o carregamento de uma bateria de duas fontes distintas, mas mantendo o design extremamente simples, eficiente, barato e descomplicado.

Vamos entender o circuito em detalhes com a ajuda da seguinte explicação:

Diagrama de circuito

A figura acima mostra o circuito proposto de carregador de bateria híbrida solar e eólica, usando componentes muito comuns, como opamps e transistores.

Podemos ver dois estágios 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 terra, enquanto o estágio do processador solar faz o mesmo, mas cortando o excesso de energia em vez de desviando.

Os dois modos explicados acima são cruciais, uma vez que em geradores eólicos que são essencialmente alternadores exigem que o excesso de energia seja desviado, e não cortado, de modo que a bobina interna possa ser protegida de sobrecorrente, o que também mantém a velocidade do alternador taxa controlada.

Isso implica que o conceito também pode ser implementado em aplicações ELC Além disso.

Como o opamp é configurado para funcionar

Agora vamos investigar o funcionamento dos estágios OP através dos seguintes pontos:

O OPAMP são configurados como comparadores onde o pino # 3 (entrada não inversora) é usado como a entrada de detecção e o pino # 2 (entrada inversora) como a entrada de referência.

Os resistores R3 / R4 são selecionados de forma que na tensão de carga da bateria necessária, o pino nº 3 fique mais alto do que o nível de referência do pino nº 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 voltagem para a bateria no limite de segurança desejado. Esse processo continua garantindo a regulação de tensão necessária nos terminais da bateria.

O estágio OP no lado do painel solar também implementa a mesma função, porém aqui a introdução de T2 garante que sempre que a energia solar for superior ao limite definido, T2 continua desligando-a, regulando assim o fornecimento para a bateria no especificado taxa, que protege a bateria, bem como o painel de situações ineficientes incomuns.

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 a solicitação, a corrente para a bateria não deve exceder 3,5 Amps. Para regular isso, um limitador de corrente independente pode ser visto conectado ao negativo da bateria.

No entanto, o design mostrado abaixo pode ser usado com até 10 A de corrente e para carregar baterias 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 do carregador de bateria híbrida dupla e eólica 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 semelhante

Circuito de carregador híbrido de entrada CC 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 de processamento de energia renovável híbrido também inclui um estágio de conversor de reforço que efetivamente aumenta a tensão para as operações de saída necessárias, como carregar uma bateria. A ideia foi solicitada por um dos leitores interessados deste blog.

Especificações técnicas

Olá, sou um estudante de engenharia do último ano, preciso implementar um chopper de múltiplas entradas (conversor de buck / buck boost integrado) para combinar duas fontes CC (híbrido).
Eu tenho o modelo básico do circuito, você pode me ajudar a projetar o indutor, os valores do capacitor e o circuito de controle do chopper. Eu enviei a você o design do circuito.

Operação do circuito.

Conforme mostrado na figura, as seções IC555 são dois circuitos PWM idênticos posicionados para alimentar o circuito conversor de reforço de entrada dupla adjacente.

As seguintes funções ocorrem quando a configuração mostrada é LIGADA:

DC1 pode ser assumido como a fonte DC alta, como de um painel solar.

DC2 pode ser assumido como uma fonte de entrada DC baixa, como de um gerador de turbina eólica.

Assumindo que essas fontes sejam LIGADAS, os respectivos mosfets começam a conduzir essas tensões de alimentação através do seguinte circuito de diodo / indutor / capacitância em resposta aos PWMs da porta.

Agora, uma vez que os PWMs dos dois estágios podem ser afetados por taxas de PWM diferentes, a resposta de comutação também será diferente dependendo das taxas acima.

No momento em que ambos os mosfets recebem pulso positivo, ambas as entradas são despejadas no indutor, causando um aumento de alta corrente para a 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 direto 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 EMF L1.

Então, basicamente, os mosfets podem ser LIGADOS ou DESLIGADOS independentemente de qualquer tipo de sincronização, tornando as coisas muito 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 separada, 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. Um número diferente de voltas de fio de cobre superesmaltado 22 SWG pode ser usado sobre uma barra ou placa de ferrite, e a saída medida para a tensão necessária.