Construcción de un sistema de iluminación solar constante con efecto de retroceso fotovoltaico y soporte de red

Tenga en cuenta que cuando se enciende el convertidor, la variación es en V_pv está limitado a un rango estrecho de 51,5 a 52,8 V. Cuando el convertidor está apagado, la V es_pv El rango es mucho mayor, de 45,4 a 52,8 V.P._pvoff se traza con su correspondiente V_pv Rango de 45,4 a 52,8 V. El P_pvón lote de Figura 5 será reprogramado Figura 6contra la V_pv Rango de 45,4 a 52,8 V, solo a modo de comparación.

Los gráficos muestran claramente que la salida fotovoltaica es ligeramente mayor cuando el convertidor está apagado. Como ya se mencionó, el propio SDL sigue el punto de máximo rendimiento. Entonces cuando encendemos el convertidor, el punto de máxima potencia se verá alterado debido a un cambio en V_pv. Por lo tanto, al conectar el convertidor se puede observar una reducción de la potencia de salida de los módulos fotovoltaicos de aproximadamente 1 W.

Prueba de carga resistiva

Lámparas L1, L2 y L3 en figura 3 fueron reemplazados por tres resistencias de 265 Ω. Las cargas óhmicas no siguen el punto de máxima potencia. Sin embargo, cuando se enciende el convertidor, el punto de funcionamiento de los módulos fotovoltaicos se acerca al punto de máxima potencia.

Se ha observado que obtenemos entre un 10% y un 15% de energía fotovoltaica adicional cuando se enciende el convertidor. Entonces, si el circuito propuesto se usa para cargas que no siguen el punto de máxima potencia, obtendremos algo de energía adicional del fotovoltaico.

Selección de componentes

El circuito propuesto utiliza sólo diodos y resistencias (en lugar de complejos circuitos de conmutación) para controlar la energía de la red eléctrica. Es necesario minimizar las pérdidas en estos componentes.

Aunque la corriente en cada diodo es inferior a 1 A, se seleccionó un diodo de alta corriente del tipo 6A10. Estos diodos de 6A tienen un voltaje directo más bajo a corrientes más bajas. Un diodo Schottky tiene un voltaje directo mucho menor. Sin embargo, los diodos Schottky no están disponibles con valores altos de PIV (voltaje inverso máximo). El diodo 6A10 tiene un PIV de 1000 V. El convertidor AC-DC está conectado a una fuente de alimentación; Desde allí, los transitorios de alto voltaje pueden ingresar al circuito. Por lo tanto, se recomienda el uso de diodos de alto PIV.

Si la caída de tensión directa del diodo seleccionado es inaceptable, se puede utilizar un circuito de protección de polaridad inversa basado en MOSFET. Estos circuitos tienen una caída de tensión directa insignificante.

Además, en el lado fotovoltaico, los transitorios de alto voltaje pueden ingresar al circuito durante la caída de un rayo. Los módulos solares suelen estar equipados con protección contra sobretensiones integrada. Se recomienda colocar un diodo TVS DT de 100 V entre los terminales de salida del conjunto fotovoltaico en el panel. Un condensador electrolítico de 4700 µF/100 V está conectado a la salida del conjunto fotovoltaico. Esto compensa las fluctuaciones repentinas de la tensión fotovoltaica.

Modo de espera de prueba

En un día soleado, el usuario puede apagar manualmente el convertidor AC-DC para ahorrar energía cuando el SDL proporciona una salida de luz constante y suficiente. Sin embargo, si la luz del sol cambia a lo largo del día, el convertidor AC-DC debe permanecer siempre encendido.

Incluso en días parcialmente nublados ocasionalmente brilla el sol. En tales condiciones, es posible poner el convertidor AC-DC en modo de espera. Cuando pones el convertidor en modo de espera, el consumo de energía es insignificante. Tan pronto como disminuye la intensidad de la luz solar, el convertidor sale inmediatamente del modo de espera y proporciona suficiente luz desde la red eléctrica.

En figura 3, Los componentes marcados con * se utilizan para generar la señal de espera. Resistencia de medición de corriente R_sh Se utiliza para registrar la corriente fotovoltaica. Cuando la corriente fotovoltaica excede un umbral (configurable por el usuario), la señal de espera (salida del comparador) aumenta. Esta señal se conecta al convertidor, que luego cambia al modo de espera. Componentes R_p.ej (3,3 kΩ, 2 W) y D_p.ej (Zener 5.1V, 1W) se utilizan para generar la fuente de alimentación de 5V (V_p.ej) para el comparador.

Figura 7 muestra el diagrama de circuito del comparador. Consiste en el comparador IC1 (LM311). El voltaje de referencia está conectado al pin 3 de conexión inversora a través de R10, R11 y R12. Esta tensión de referencia puede ser configurada por el usuario mediante el potenciómetro R10. El pin 3 también recibe energía de la resistencia R13, que está controlada por el transistor PNP T1 (BC556). El pin de conexión no inversor 2 está conectado a la resistencia de medición de corriente R_sh.