Күн элементтері үшін шалаөткізгіштік тумблердің негізгі сипаттамаларын талдау

Қазіргі таңда oтынның тaптырмaйтын түрлeрі мұнaй мен гaздың қoры жыл cанап кeму үстіндe. Ғaлымдaрымыздың жуықтaған есептеулeрі бoйыншa қaзіргі қaрқынды тұтыну eкпіні жaлғaса бeрсе, тaбиғаттағы гaз қoры шaмамен 50 жылғa, мұнaй қoры 40-50 жылғa ғанa жетeтін сияқты. Сoндықтан энeргияны үнeмді қолдaна oтырып, oнымен тікелeй бәсeкеге түсe aлатын басқa дa энергия түрлeрін – aтом, су, жeл, күн, т.б. энeргияларды пaйдаланудың мaңызы өтe зoр. Атaлғандардың ішіндe энeргияның қосымшa көзінің бірі – күн энeргетикасы.
Күн энергетикaсы дәстүрлі eмес энeргетика бағыттaрының бірі. Ол күннің сәулелeнуін пайдалaнып қaндай дa бір түрдeгі энeргияны алуғa негіздeлген. Күн энeргетикасы энeргия көзінің сaрқылмайтын түрі бoлып тaбылады, әрі экoлогиялық жaғынан дa eш зияны жoқ.
Күн энeргиясын элeктр энергиясынa айнaлдыратын қондырғылaрдың бірі – күн батареялaры. Күн батaреясы немесе фотоэлектрлік генeратор – күн сәулeсінің энергиясын электр энергиясынa aйналдыратын шaлаөткізгіштік фотoэлектрлік түрлендіргіштeн (ФЭТ) тұрaтын тoк көзі. Көптeген тізбектей-парaллель қoсылған ФЭТ-тeр күн бaтареясын қажетті кернеу және ток күшімен қамтамасыз етеді [1,2].
1. Румянцев В.Д. Солнечная энергетика: Пер.с анг. и франц./ Под ред. Ю.Н. Макоского и М.М. Колтуна.-М.: Мир, 1979. – 390 с: ил.
2. Виссарионов В.И., Кузнецова В.А., Малинин Н.К. Солнечная энергетика для вузов./ Под ред. В.И.Виссарионова.-М.:Издательский дом МЭИ, 2008 г. – 265 с: ил.
3. Воробьев Р. Н. Некоторые проекты использования солнечной энергии в электроэнергетике. Л.: Техносфера, 2014 г. – 345-347 с: ил.
4. Колтун М.М. Солнечные элементы. М.: Наука, 1987 г. – 400 с: ил.
5. Фаренбрух А., Бьюб Р. Солнечные элементы: Теория и эксперимент. М.: Энергоатомиздат. 1987 г. – 280-281 с: ил.
6. “Қазақстан” ұлттық энциклопедиясы. 5-том, А.: Қазақ энциклопедиясы, 2003 жыл – 127 б.
7. “Қазақстан” ұлттық энциклопедиясы. 9-том, А.: Қазақ энциклопедиясы, 2007 жыл – 227-228 б.
8. Саммер В.Д. Фотоэлементы в промышленности (пер. с англ.яз.). М.: Ленинград, 1961 г. – 340-341 c: ил.
9. Андреев В.М., Грилихес В.А., Румянцев В.Д. Фотоэлектрическое преобразование концентрированного солнечного излучения. Л.: Наука, 1989 г. – 360 с: ил.
10. Байерс Т.Ж. 20 конструкций с солнечными элементами: Перевод с англ. - С. В. Сидорова под редакцией д-ра техн. наук М. М. Колтуна. М.: Мир, 1988 г. – 256-359 с: ил.
11. Максимов И.С. Аккумуляторные батареи – 2013. – Т. 183. – № 6. – http://nwcomp-solar.kz/ru/katalog_produkcii/kontrollery_zarada akkumulatornyh_ batarej/
12. Фролкова Н.О. Солнечные конроллеры [Электронды ресурс] // Ақпараттық портал. – 2014 - Режим доступа:(http://sunlight-ural.ru/kontrollery-zaryada).
13. Ямпурин Н.П. Электроника. М.:Издательский дом МЭИ, 2011 г. – 177-179 с: ил.
14. Ткаченко Ф. А. Электронные приборы и устройства. М.:Учебник, 2011 г. – 123-126 с: ил.
15. Берковский А.Г. Электронные приборы. М.: Мир, 1965 г. – 211-212 с: ил.
16. Раннев Г.Г. Информационно-измерительная техника и электроника, М.: Книга по Требованию, 2009 г. – 45-47 с: ил.
17. Полупроводники в технике и науке. Т.1-2, М.: Ленинград, 1957-58 гг. – 114-118 c: ил.
18. Mankins J.C. Fresh Look at Space Solar Power: W.: New Arctitectures, Concept and Technologies. 1997. – p.125
19. Гальперин М.В. Электротехника и электроника, Л.: Техносфера 2012 г. – 234-235 с: ил.
        
        КІРІСПЕ
Қазіргі таңда oтынның тaптырмaйтын түрлeрі мұнaй мен гaздың қoры жыл cанап кeму үстіндe. Ғaлымдaрымыздың жуықтaған есептеулeрі бoйыншa қaзіргі қaрқынды тұтыну eкпіні ... ... ... гaз қoры ... 50 жылғa, мұнaй қoры 40-50 жылғa ғанa жетeтін сияқты. Сoндықтан энeргияны үнeмді қолдaна oтырып, oнымен тікелeй бәсeкеге түсe aлатын ... дa ... ... - aтом, су, жeл, күн, т.б. ... ... ... өтe зoр. ... ішіндe энeргияның қосымшa көзінің бірі - күн энeргетикасы.
Күн энергетикaсы ... eмес ... ... бірі. Ол күннің сәулелeнуін пайдалaнып қaндай дa бір түрдeгі энeргияны алуғa негіздeлген. Күн энeргетикасы энeргия көзінің сaрқылмайтын түрі бoлып тaбылады, әрі ... ... дa eш ... жoқ.
Күн энeргиясын элeктр энергиясынa айнaлдыратын қондырғылaрдың бірі - күн ... Күн ... ... ... генeратор - күн сәулeсінің энергиясын электр энергиясынa aйналдыратын ... ... ... (ФЭТ) ... тoк ... Көптeген тізбектей-парaллель қoсылған ФЭТ-тeр күн бaтареясын қажетті кернеу және ток күшімен қамтамасыз етеді [1,2].
Күн батареясын аккумуляторға ... ... жөн. ... біз, ... кoнтроллерді қoлданбайтын бoлсақ, oнда бізгe зaряд кeрнеуін вoльтметр ... ... ... ... жәнe қaжeт ... oны aжыратып отыруғa турa кeледі. Егeр ол aжыратылмай қaлса, ондa бұл aртық зaрядталуға, элeктролиттің қызып кeтуіне жәнe aккумуляторлардың ... ... ... aлып ... ... құрaмында aккумуляторы бaр кез-кeлген aвтономды немeсе рeзервті элeктрмен қaмсыздандыру жүйeлерінің құрaмында aккумуляторлардың зaрядталуы мeн рaзрядталуын бaқылайтын ... ... ... Қaрапайым кoнтроллерлер aккумулятордың зaрядталу жaғдайында фoтоэлектрлік бaтареяның aғытылуын жүзeге aсырады жәнe кернeудің төмeндеуі кeзінде қaйтадан қoсылуын жүзeге aсырады. Олaр aккумулятор ... ... тыс ... мeн ... ... ... aккумуляторлардың жaрамдылық мeрзімінің ұзaқтығын aрттырады жәнe тұтaс фoтоэлектрлік жүйeнің жұмысының эффeктивтілігіне әсeр eтеді [3].
Күн энергиясын ... ... ... ... ... бұл ... емес ... құрылымдарға күн жарығы түскен кезде пайда болады. Алынған ток инвертор арқылы өтеді де, барлық тұрмыстық құралдар пайдаланатын ... ... ... ... Күн ... ... жерде ораластыруға болады, тек онда күн жарығы көп ... ... ... КҮН ... ҮШІН ШАЛАӨТКІЗГІШТІК ТУМБЛЕРДІҢ НЕГІЗГІ СИПАТТАМАЛАРЫН ТАЛДАУ
+ Күн энергиясын электр энергиясына айналдырудың негізгі принциптері
Күн ... - ... бір ... энергияны алу үшін күн сәулеленуін тікелей пайдалануға негізделген альтернативтік энергетиканың ... Күн ... ... ... ... қолданады және болып табылады, яғни белсенді пайдалану кезеңінде зиянды қалдықтарды шығармайды. Күн ... ... ... ... ... ... ... өндіру тұжырымдамасымен сәйкес келеді. Сурет 1.1 көше шамдарын жарықтандыруға қажетті күн панельдері ... ... 1.1. Күн ... ... ... және жылу алу ...
+ ... - электр энергиясын фотоэлементтер көмегімен алу; Бұл әдіс күн энергиясын электрлікке түрлендіруді білдіретіндіктен, айтарлықтай белгілі және ... ... бұл әдіс үшін ... күн ... ... болады. Көп жағдайда, олар жұмыстық бетінің қалыңдығы - ... ... ... ... кремнийден жасалынады. Күн энергиясын электрлікке түрлендіру фотоэлектрлік эффектіге негізделген, бұл ... емес ... ... күн ... ... кезде пайда болады. Алынған ток инвертор арқылы өтеді де, барлық тұрмыстық құралдар пайдаланатын қарапайым айнымалы ... ... Күн ... ... жерде ораластыруға болады, тек онда күн жарығы көп болса болғаны. Гелиотермалды энергетика - күн сәулесін жұтатын ... ... ... ... және ... пайдалану (кейіннен жылыту мен бу электр генераторларында пайдалану үшін қажетті қызған суды алуға алып келетін күн сәулесінің су ... ... ... ... ... ... ... ретінде шоғырландырушы типті күн жүйелерін атап өтуге болады (CSP - ... solar power). Бұл ... күн ... ... айна мен линза жүйелерінің көмегімен шоғырландырылған күн сәулесіне жинақталады. Бұл күн сәулесі ... ... ... ... ... ... жұмсалатын және энергияны сақтау үшін жинақталатын жұмыс сұйықтығын қыздыру үшін жылулық энергияның көзі ретінде пайдаланылады. Күн энергиясының ... ... ... ... машиналардың көмегімен жүзеге асады:
+ Стирлинг қозғалтқышы;
* термоәуелі электр станциялары (күн энергиясының турбогенераторға бағытталатын ауа ... ... ... ... күн ... станциялары (іріктемелі-жұтқыш жабынмен жабылған аэростат бетінің күн сәулеленуімен қызуы есебінен аэростат баллонының ішіндегі су ... ... ... - ... ... ... ... тәуліктің қараңғы мезгілінде және жауын-шашынды ауа райы кезінде электр станциясының жұмысына жеткілікті болуы [4].
Құндылықтары:
* Келешегі бар, ... ... ... ... ... ... өсуі ... шарттарында энергия көзінің өлшеусіздігі.
* Күн энергетикасының барлық жерде кеңінен таралуы жер бетінің ... ... ... ... ... ... ... және климаттың өзгерісіне алып келуі мүмкін ықтималдылығы бар болғанмен, теориялық тұрғыда қоршаған орта үшін толық қауіпсіздігі ... бұл ... ... ... ... ... ... екіталай).
Кемшіліктері:
* Ауа райы мен тәулік мезгілінен тәуелділігі.
* Орташа ... ... және ... ... кезеңдері мен энергияға қажеттіліктердің үйлеспеушілігі. Жоғарғы көлемді тиімсіздік.
* Нәтижесінде, энергияны ... ... ... ... ... - күн ... станциясының маневрлі (үнемі) салыстырмалы қуат электр станциясымен қосарлануының қажеттілігі.
* Сирек кездесетін элементтермен (мысалы, индий және ... ... ... ... ...
* ... және жұтқыш бетті ластанудан периодты тазалау қажеттілігі.
* Электр станциясының үстіндегі атмосфераның қызып кетуі [5].
Күн энергиясының электрлікке түрлену принципі.
Сурет 1.2. Күн ... ... ... ... ... бұл ... негізі күн жарығы болып табылады, ол оқулықтарда күн сәулеленуі, күн радиациясы, жарық ағыны немесе элементар бөлшектердің ағыны - ... деп ... ... Біз үшін маңыздысы - жарық ағынының қозғалғыш ауа ағыны секілді энергияға ие екені. Күннен бір ... ... (149 597 870,66 км) тең ... яғни біздің Жер орналасқан жерде, күн сәулеленуінің ағынының тығыздығы 1360 Вт/м2 ... Ал жер ... ... ... мен ... ... ағын ... интенсивтілігінен айырылады, және жер бетінде ол шамамен 1000 Вт/м2 тең болады. Және осы жерден ... ... ... ... ... ... ... және бізге керекті электрлік энергияға түрлендіру.
Бұл түрлендірудің құпиясы диаметрі 125 мм ... ... ... (ФЭТ) деп ... ... ... ... алынған үлкен емес кесілген бұрышты жалған квадратта (сурет 1.2) орындалатындығында. Бұл құбылыс ... деп ... ... - бұл ... әсер ... ... ... ыршып шығу құбылысы.
Энергетикалық тұрғыдан, күн энергиясын электрлікке айналдыруда шалаөткізгішті фотоэлектрлік түрлендіргіштер (ФЭТ) айтарлықтай эффективті құрылғы болып табылады, себебі бұл ... тура ... ... ... ... ... тән тепе-теңдік температурасы 300-350 Кельвин және Ткүн ~ 6000 К ... ... ... ... ПӘК > 90 % ... Қазір лаборатория жағдайында 40 % ПӘК-ке қол жеткізілген, ал оны 50 %-ға ... ... ... болып отыр. Жоғарыда айтылғандай, энергияны ФЭТ-те түрлендіру фотовольтаикалық эффектіге негізделген, ол күн сәулесі біртекті емес ... ... әсер ... пайда болады.
ФЭТ-нің біртексіздігі бір шалаөткізгішті әртүрлі қоспалармен (p-n - өткелін жасау) легірлеу арқылы немесе тыйым салынған аймағының ені ... ... ... шығу энергиясы (гетероөткелдерді жасау) бірдей емес әртүрлі шалаөткізгіштерді қосу ... ... ... ... ... ... енінің өзгеруіне алып келетін оның химиялық құрамын өзгерте отырып (варизонды құрылымды жасау) алынады.
Түрлендіру эффективтілігі ... ... ... ... ... сонымен қатар, ФЭТ-тің оптикалық қасиеттеріне, оның ішінде фотоөткізгіштік қабілетіне тәуелді. Бұл шалаөткізгішті күн жарығымен сәулелендіру кезінде ішкі фотоэффект ... ... ... [6,7]. ... энергиясының таралуы
* 2010 жылы Испанияның электр энергиясының 2,7 %-ы күн энергиясынан алынды.
* 2011 жылы ... ... ... ... 3 %-ы фотоэлектірлік қодырғылардан алынды.
Әлемдегі энергияның жыл сайынғы таралуы соңғы бес жыл ішінде орташа шамамен 50 %-ды құрады. Күн ... ... ... ... 2050 жылы ... ... 20-25 %-ын қамтамасыз ете алады деген болжам бар, және көмірқышқыл қалдықтарды азайта алады [3].
+ Күн ... ... ... зарядын реттегіш және оның жұмыс істеу принципі
Күн элементтерінің қарапайым қосылуы тек мына шартта ғана мүмкін ... егер күн ... ... және ... ... ұнамсыз салдарларға алып келмесе. Аккумуляторларды зарядтауда қажет болатын реттегіш сурет 1.3 көрсетілген.
Сурет 1.3. Күн ... ... ... ... ... ... электр құралдары мен құрылғыларының күн жарығы болмаған жағдайда да жұмыс істегені қажет. Бұл үшін күні бойы өндірілген күн ... ... ... үшін ... ... жөн. Бұл ... үшін қорғасын-қышқылды аккумулятор батареялары айтарлықтай қолайлы болып табылады [9].
Қорғасын-қышқылды аккумулятор батареялары. Қорғасын-қышқылды аккумулятор батареялары тізбектей жалғанған бірнеше ... ... ... ... 2 В-қа ... ... әрбір элемент әлсіз күкірт қышқылының ерітіндісінде орналасқан екі қорғасын пластинасынан тұрады. ... ... ... тогы ... ... ... ... реакция жүреді, және элементте кейіннен қажет болғанда пайдаланатын артық электрлік энергия жинақталады.
Аккумулятор батареясының ... ... ... кернеу түсірген кезден басталады, нәтижесінде ол арқылы электрлік ток өте ... Бұл ... ... электролиті мен пластиналарының химиялық құрамын өзгертетін электрохимиялық реакцияның пайда болуына алып келеді. Бұл реакцияның жылдамдығы зарядтық токтың шамасына тәуелді. Ток ... ... ... реакция соғұрлым тез өтеді. Соңында, осы токпен байланысты дәл осы заряд ... ... үшін ... жинақталады. Аккумулятор батареясы көп зарядты жинақтайды, және соңында, қанығу пайда болады. Негізінде, химиялық реакция тұрақтанады және теңеседі, және зарядтың әрі ... ... ... [10].
Күкірт қышқылының ерітіндісінен шығып қорғасын қышқылды пластиналарға жұтылған күкірт ... ... көп ... ... разряд циклі кезінде пластиналардан ерітіндіге қайтқан кезде ... ... ... ... пластиналар қайтадан металдық қасиеттерге ие болады және өздерін су ерітіндісіндегі (электролиз үшін ... ... ... ... ... бастайды. Заряд тогы электролиттегі суды элементар құраушыларға (сутегі және оттегі) ... ... ... ... отырып байқауға болады. Бұл терминді газ көпіршіктерінің қайнау электролизі кезіндегі бүлкілдеуімен сыртқы ... ... қате ... ... ... газ бөлінуі деп атаған дұрысырақ. Газдың бөлінуі батареяда толық зарядтың 70-80 %-ы жинақталғанда басталады. Егер ... ... ... ... онда газ ... ... батареяларының бүлінуіне алып келген болар еді. Алайда, газдың ... алып ... ... жылдамдығы элемент арқылы өтетін токқа пропорционал. Ток аз болған сайын, су ... баяу ... және ... бөлінуі әлсіздей бастайды.
Газдың бөлінуінің әсерінен пайда болатын бүлінулерді газ бөлінуі пайда болған кезден бастап заряд тогын азайта отырып ... ... ... Ол тек ток жоқ болған кезде ғана толықтай тоқтайды, заряд тогының ... ... ... ... ... ... түсіріп алмайтындай деңгейге дейін төмендетуге болады [10].
Әдетте, зарядталудың соңғы кезеңінде аккумулятор батареясын, бастапқы заряд тогының аз ... ... ... ... ... Бұл токпен батареяны баяу зарядтайды және ол арқылы газдың интенсивті бөлінуінің алдын алады.
Аккумулятор батареясы толық зарядталған соң оны қорек көзінен ... ... ... ... бар ... мен ... химиялық құрамының өзгеруіне байланысты аккумулятор элементтерінде жинақталған зарядты уақытында азайтатын ішкі токтар пайда болады. Соңында аккумулятор ... ... ... ... ... реттегіш. Аккумулятор батареясын зарядтауға қажетті токтың аккумулятор элементтерінің ... ... ... ... ... ... ... заряд реттегішін жасау қажеттілігі туындайды. Ол батареяның разрядталу күйін бағалайды және осыған байланысты заряд тогын басқарады [10].
Қорғасын-қышқылды аккумуляторларды зарядтаудың үш ... ... Күн ... арқылы зарядтау кезінде екісатылы зарядталу циклі әдісі айтарлықтай қолайлы (сурет 1.4).
Сурет 1.4. ... ... ... ... ... ... толық разрядталған деп есептейік. Элементтер арқылы ток өткізе бастаймыз. Аккумулятор батареясының зарядталу циклі күн элементтерінің пайдалы электр қуатын генерациялау периодына ... ... тиіс ... батареяның зарядталуы айтарлықтай аз уақытта орындалғаны дұрыс.
Егер ... ... ... ... ... ... ... 4 сағаттан соң басталса, онда бұл оңтайлы режим болып табылады. Бұл уақыт ... ... ... күн ... ... ... интенсивтілігіне сәйкес келеді, әдетте, 10-14 сағат интервалда. Мезгілдік өзгерістер мен ауа райының шарттарына тәуелсіз, дәл осы ... ... күн ... ... ... қол жеткізуге болады .
Зарядталудың бұл уақытына әрбір 100 ... ... ... ... 20 А ... тогы ... жағынан сәйкес келеді, әрине, егер күн элементтері осындай токты алуға мүмкіндік ... ... ... 75 ... ... 15 А ... зарядталуы тиіс.
Тіркелген жылдамдықпен 4 сағаттық зарядталудан кейін газдың бөлінуі басталғанға дейін батареяда толық зарядтың 80 %-ы жинақталатын ... ... ... ... тогын айтарлықтай төмен деңгейге дейін түсіру қажет. Әдетте, бұл ... ... ... ... 2-5 %-ын құрайды. Мысал ретінде алынған сиымдылығы 75 ... ... үшін ... тогы ... ... 1,5-3,75 А-ді құрай алады. Таңдап алынған токқа байланысты аккумулятор батареясының ақырғы ... тағы 4-10 ... ... ... ... ... ... зарядтау үшін 1 тәуліктен аса уақыт қажет болады. Алайда, қазіргі ... ... ... батареялары пайдаланылу уақытының көп бөлігінде толық зарядталған күйде болады, ал олардың толық ... ... ... [10].
Аккумулятор батареяларын резервті аз зарядпен зарядтау. Аккумулятор батареясының ақырғы зарядталуынан кейін оған қосымша резервті (өтемақылы) аз заряд тогын беру ұсынылады. ... бұл ... ... ... ... ... сиымдылығының 1-2 %-ын құрайды. Аккумулятор зарядталуының қосымша үшінші кезеңі заряд реттегішінің конструкциясын күрделендіреді.
Бұл ... ... ток ... ... резервті аздап зарядтау тогы ретінде батарея сиымдылығының 2 %-ын құрайтын бір токты ала отырып, екінші және үшінші зараядталу кезеңдерін ... ... ... болады. Нәтижесінде, реттегіштің конструкиясы қарапайымданады және оның сенімділігі артады.
Реттегішті құрастыру. ... ... ... ... ... ... ... реттегіштің қалыпты жұмысы үшін аккумулятор батареясының кез-келген уақыт мезетіндегі зарядталу ... ... ... білу ... ... ... өзі осы ... шешу кілтін береді: батареяда жинақталған заряд пен ... ... ... арасындағы сенімді орнатылған қатынас бар болады. Сурет 1.5 көрініп тұрғандай, бұл қатынас әрдайым сызықты [11].
Сурет 1.5. Аккумулятор батареясының зарядталу ... үшін ... ... аймағы батареяның толық зарядының 70 -- 80 % шектерінде орналасады. Дәл осы деңгейге қол жеткізген кезде газ бөлінуі ... және ... ... ... ... ... 12-вольтты батарея үшін осы нүктедегі кернеу 12,6 В-ты құрайды. Толық зарядталған батарея кернеуді 13,2 В-қа дейін өсіреді.
Батареядағы кернеуді анықтай ... ... ... реттеуге болады. Егер кернеу 12,6 В-тан төмен болса, онда аккумулятор ... ... 80 %-дан азын ... және ... толық заряд тогын шығарады. Ал егер батареядағы кернеу 12,6 В-тан жоғары көтерілсе, онда заряд тогын қоректендіруші токтың деңгейіне ... ... ... ... аса ... ... коэффициенті бар қарапайым күшейткішті көрсететін арнайы құрылғы (компаратор) ... ... де, ... 1.6 ... ... ... ... операционды күшейткіш ретінде қолдануға болады [11].
Сурет 1.6. Күн ... ... ... ... ... принципиалды сұлбасы
Компаратор өзінің кірісіне берілетін екі кернеуді - өлшенетін және тіректік кернеулерді - ... ... ... (-) ... D2 ... ... ... беріледі. Бұл кернеумен құрылғының жарамсыздану деңгейі беріледі.
Батареяның ... D2 ... ... ... жуық шамамен тең болатындай R1, VR1 және R2 резисторларымен бөлінеді. Резисторлар арқылы ... ... ... ... дәл күйге келтіретін VR1 потенциометрінің қозғалтқышынан компаратордың инверттемейтін (+) кірісіне ... ... ... ... D2 ... арқылы анықталатын инверттемейтін кірістегі сигнал шектен төмен түсіп кететіндей соншалықты төмендеп кетсе, онда компаратордың шығысында теріс кернеу орнайды. Егер батареяның ... ... ... ... ... ... оң ... орнайды. Компаратордың шығысындағы кернеудің таңбасының ауысып отыруы заряд тогының қажетті реттелуін қамтамасыз ететін болады [10,11].
Заряд реттегішінің жұмыс ... ... ... тогы ... реле ... бір ... құралын немесе машинаны әлсіз токтың жәрдемі арқылы күшті токқа қосатын ... ... ... ... Реле Q1 транзисторы арқылы компаратордың шығыс кернеуімен басқарылады. Компаратордың шығысындағы теріс кернеу ... ... ... және толық заряд тогын қажет етеді (Q1 транзисторы жабық). Сәйкесінше, коллектор тогы нөлге тең және реле өшірулі ... ... ... ... ток ... Rs ... ... Реле сөнген кезде резистор тізбектен шығарылады және күн ... ... ток ... ... ... түседі.
Зарядталу деңгейінің жоғарылауымен аккумулятор батареясындағы кернеу өсе ... ... ... ... 12,6 В-қа ... кезде басталады. Бұл деңгейге икемделген компаратор, ажырап-қосылады (компаратордың шығысында - оң таңба). Транзистор ашылады, және коллектор тогы ... ... Rs ... ... реле контактылары ажырайды [10].
Кесте 1.1.
Rs-тің аккумулятор батареясының сиымдылығынан тәуелді мәндері
Батарея сиымдылығы, А-сағ
Заряд тогы, А
Резервті аз зарядтау ... ... ... Rs ... ... күн элементтерінің заряд тогы шектеуші резистордың кедергісін жеңуі тиіс. Бұл резистордың номиналы заряд тогының шамасы батарея ... 2 %-ын ... етіп ... Кесте 1.1 Rs-тің аккумулятор батареясының сиымдылығынан тәуелді мәндері берілген.
Компаратордың ажыратылып-қосылу кернеуіне жақын ... ... ... ... ... ... іске ... шегінен асып 12,6 В-қа дейін көтерілген болсын. Бұл кезде қарапайым шарттарда, компаратордың шығыс кернеуі өзгереді, реле іске ... және ... тогы ... ... ... ... кернеуі тек зарядталу деңгейіне ғана тәуелді емес, сонымен қатар, басқа да факторларға тәуелді, сондықтан ... ... тогы ... ... ... аз төмендеуі соншалықты сирек бақыланбайды. Мысалы, кернеудің бірнеше жүздеген вольт үлесіне (12,55 В-қа дейін) дейін төмендеуі әбден ықтимал. ... ... ... ... ... ... ... кері ажыратылып-қосылады және үлкен заряд тогы режимі қайта орнайды. Аккумулятор ... ... 12,6 В-қа өте ... ... токтың қатты тез өсуі кернеудің 12,6 В-тан ... ... ... ... ... ... реле қайтадан сөнеді.
Бұл шарттарда кездейсоқ компаратордың және керісінше іске қосылу жуық кернеуінің ажыратылып-қосылуы орындалады. деп аталатын бұл ... ... ... үшін ... ... ... ... құрайтын R4 резисторының көмегімен үлкен емес оң кері байланыс орнатылады.
Компаратордың іске қосылуына арналған гистерезистің бар ... ... ... бұрынғыға қарағанда көбірек өзгерісі керек. Бұрынғыша, компаратор 12,6 В кезінде ажыратылып-қосылады, бірақ оның бастапқы ... ... үшін ... батареясындағы кернеу 12,5 В-қа дейін төмендеуі керек. Осылайша, тербелмелі эффект ... D1 ... ... ... ... ... ... батареясын тәуліктің қараңғы мезгілінде (түнде) күн элементтері арқылы разрядталудан ... Бұл диод ... ... ... ... ... реттегіші арқылы энергияның қолданылуының алдын алады. Регулятор ... күн ... ... ... ... құрылғысы. Заряд реттегішіне уақыттың кез-келген мезетіндегі регулятордың жұмыс режимін көрсетуге ... ... ... ... ... құрылғының айтарлықтай қажетті бөлшегі болып табылмайды (реттегіш онсыз да жұмыс істей алады), дегенмен оның бар ... ... ... ... қолайлылығын жоғарылатады.
Индикатор құрылғысы (сурет 1.6) екі компаратордан және екі жарық шығарғыш диодтан (ЖД) тұрады. Бір компаратордың инверттеуші кірісі және ... ... ... тірек кернеуін шығаратын стабилитронмен жалғанған. Компараторлардың қалған кірістері ... ... ... компаратордың шығысына жалғанған.
Жоғарғы компаратор іске қосылады және реттегіш үлкен заряд тогы режимінде жұмыс істеп ... ... СД1 ... іске ... Егер реттегіш қоректендіруші режиміне ауысса, жоғарғы компаратор ажыратылады, ал төменгісі іске ... да, СД2 ... іске ... ... конструкциясы. Заряд реттегіші баспа платасында құрастырылады. Шалаөткізгішті элементтердің орналасуына ерекше назар аударған жөн (шығыстардың қате ... ... ... Аяқталған сұлба кез-келген (су өтпейтін болғаны жақсы) корпуста орналаса алады. Бұл мақсаттар үшін шағын пластмасса ... ... ... ... ... емес ... жұмыс режимдерін индикациялау үшін оның қақпағын светодиодтар үшін бұрғылап тескен жөн. Сонымен қатар, байланыстырушы өткізгіштердің шығысы үшін тесікті корпустың бір ... ... ... [11].
+ Күн ... ... және оның ... істеу принципі
Құрамында аккумулятор батареялары бар кез-келген автономды немесе резервті электрмен қамсыздандыру жүйелерінің құрамында аккумуляторлардың зарядталуы мен ... ... ... ... ... ... контроллері аккумулятор батареяларын шектен тыс зарядталу мен ... ... ... ... ... ... ... арттырады және тұтас фотоэлектрлік жүйенің жұмысының эффективтілігіне әсер етеді.
Қарапайым контроллерлер. Қарапайым ... ... ... жағдайында фотоэлектрлік батареяның ағытылуын жүзеге асырады және кернеудің төмендеуі ... ... ... ... ... ... контроллерлер аккумулятор батареяларын зарядтың 60-70 %-на дейін зарядтауға мүмкіндік береді.
Микропроцессорлы контроллерлер. Айтарлықтай ... ... - ... контроллерлерде күн батареясының максимум қуатының нүктесін және заряд тогының кең-импульсті модуляциясын (КИМ) бақылау жүзеге ... ... ... ... бар ... аккумулятор батареяларын 100 %-ға дейін зарядтауға мүмкіндік береді. Оған қоса, ... ... ... ... және ... олқылықтары жайлы белгі беретін (дабыл қағатын) және контроллердің өзінің және басқа да компоненттерінің зақымдалуының алдын алатын басқа да ... ... ... ... шала ... ... барлық түрлерінің төзімділігіне зиянды әсер етеді.
Заряд контроллерлері инверторға немесе үздіксіз қоректендіру блогына (ҮҚБ) кіріктірілген ... ... ... фотоэлектрлік жүйелерде жүйелік контроллерлер қолданылады, олар аккумулятор батареяларының зарядталуы мен разрядталуын басқарумен ... ... ... ... ... ... ... токтың, кернеудің мәндерін және фотоэлектрлік жүйенің басқа да сипаттамаларын тіркейтін және анализдейтін ... ... ... ... ... ... ... жүйе фотоэлектрлік модульдердің қуаты мен жүктеменің қуатына тәуелді контроллерді жеке ... ... ... ... ... контроллері немесе заряд контроллері жұмыс істеу принципі ... ... ... ... ұқсас. Ол күн батареяларының панельдерінен шығып, аккумулятор батареясына жіберілетін кернеу мен токты реттейді.
Сонымен, егер оны біржола қолданатын болсақ не ... Күн ... ... тура қосылса заряд тогы мен кернеу жүреді және олар ... ... ... өсе ... Ол ... зарядталу кернеуіне (аккумулятордың түрі мен оның температурасына тәуелді шама) жеткенге дейін тура қосылу контроллердің PWM немесе ON/OFF ... ... тең ... ... ... бұл режимде бұл модельдер тек кіріс пен шығысты байланыстырады.
Шектік кернеуге жеткенде (шамамен 14 В) контроллердің ... ... ... ең арзаны болып табылатын ON/OFF контроллері жәй ғана күн ... ... ... ... ... ... ... зарядталмаған болуы мүмкін және ол толық зарядталуы үшін шектік кернеуді ... ... бойы ... ... ... етеді. Бұл тапсырманы кең-импульсті түрлендірудің (КИМ немесе ағылшынша - PWM) ... күн ... ... ... ... ... ... және оны ұстап тұратын PWM контроллері шешеді.
Егер, сіз, ешқандай контроллерді қолданбайтын болсаңыз, онда сізге заряд кернеуін вольтметр ... ... ... ... және ... кезде оны ажыратып отыруға тура келеді. Егер, сіз, оны ... ... ... онда бұл артық зарядталуға, электролиттің қызып кетуіне және аккумуляторлардың жарамдылық мерзімінің ... алып ... Ал егер Сіз оны ... ... ... ... ON/OFF контроллерді қолданатын болсаңыз, аккумуляторлар толық зарядталмаған күйінде қалып қояды (шамамен 90 %), ал ... шала ... ... ... ... ... ... қысқаруына алып келеді.
Екі маңызды фактор бар, олар аккумуляторлардың зарядталу уақытында ескерілуі тиіс. Сапалы заряд контроллерлері міндетті түрде аккумулятордың ... ... және ... ... ... өтеміне ие болуға тиісті, сонымен қатар, аккумулятор батареяларының (AGM, GEL, сұйық-қышқылды) түрлерін таңдауға ие болуы тиіс, себебі әрбір түрі ... ... ... ие (бір ... ... кернеулерге ие). Сонымен қатар, температуралық өтем үшін температуралық кіріктірме құрылғымен қоса, шығарылатын ... да ... ... Шығарылатын температуралық құрылғыны қолдану кезінде контроллердің жұмыс істеу дәлдігі артады.
Аралық нәтижені шығарайық.Біз заряд ... бас ... ... ... ... ... екі ... - PWM және ON/OFF қолданылуын қарастырдық, және қарастырылған нұсқалардың ішіндегі ең жақсысы - PWM ... ... ... Оның температуралық өтемінің бар болуы мен аккумулятор батареяларының түрлерін таңдау мүмкіндігінің ... аса ... ... ... ... технологиясы (Maximum Power Point Tracking). Егер сіз өзіңіздің күн батареяларыңызбен энергия өндіруді қосымша күн панельдерін қоспай-ақ ... ... онда ... ... күн контроллеріңізді күн батареясының максимум қуат нүктесін (МҚН) бақылайтын ... ... ... ... ... КИМ контроллерлермен салыстырғанда көп жағдайда электр энергиясын өндіруді арттыруға ... ... ... ... 80-ші ... пайда болды. Біртіндеп олар кеңінен қолданыла бастады, және келешекте, барлық контроллерлер күн модулінің МҚН-сін бақылау функциясына ие болатын шығар. Қазіргі ... ... ... ... ... компоненттері мен микропроцессорлық басқаруы бар схемотехникалы MPPT контроллерлер пайда болды.
Қарапайым контроллерлерде күн модульдері аккумуляторға тікелей ... ... ... ... ... ... жағдайда, күн батареяларының оңтайлы кернеуі аккумулятордағы кернеуден әрдайым ерекшеленеді. Бір үлгідегі 12 В аккумулятор толық зарядталу үшін 14,4 В ... ... 2-4 ... бойы ... ... қажет етеді. Бұл кезең абсорбция (қанығу) кезеңі деп аталады [12]
Сурет 1.7. Күн батареясының әдеттегі вольт-амперлік сипаттамасы [12]
Егер күн ... ... ... ... қарасақ, одан егер заряд контроллері күн батареясының максимум қуат нүктесін бақылайтын болса ... ... арту ... ... ... ... ... MPPT контроллер күн батареясындағы ток пен кернеуді үнемі бақылап отырады, олардың мәндерін қайта ... және күн ... ... ... ... кездегі ток-кернеу жұбын анықтайды. Кіріктірме процессор, сонымен ... ... қай ... ... (толу, қанығу, теңестірілу, ұстау) екендігін бақылайды және осының негізінде аккумуляторға қандай ток ... тиіс ... ... ... ... параметрлердің (егер бар болса) таблоға индикациялануына және мәліметтердің сақталуына команда бере алады.
Максималды қуат ... ... ... ... ... Қарапайым жағдайда, контроллер кернеуді бос жүріс нүктесінен аккумулятордағы кернеуге дейін реттілікпен төмендетеді. Максималды қуат ... ... осы ... ... ... ... ... энергияның шамасын MPPT контроллерді қолдану кезінде бірден анықтау қиын. Қосымша өндіруге ықпал ететін негізгі факторлар мыналар: температура және аккумулятор ... ... ... ... ... ... көп үстеме температураның төменгі температураларында және разрядталған ... ... 1.8. ... ... ... ... максималды қуат нүктесіндегі кернеу [12]
Сурет 1.8 модульдің әртүрлі температуралары жағдайындағы максималды қуат нүктесіндегі кернеудің қалай өзгеретіні көрсетілген. Күн ... ... ... сайын, модульдегі кернеу төменірек болады, және, сәйкесінше, күн батареясының энергияны өндіруі азырақ болады. Кейбір мезеттерде максималды қуат нүктесі аккумулятордағы кернеуден ... ... ... және бұл ... сіз, КИМ ... ... ... өндіруде ешқандай артықшылыққа ие болмайсыз. Күн батареясының қараңғылануы да ... ... алып ... ... ... MPPT контроллерлерді қолдану кезінде күн батареяларын айтарлықтай жоғары кернеуге коммутациялау (тізбектегі электр тогының бағытын өзгерту) қажет болады.
Контроллерлердің көбісі максималды қуат ... кең ... ... ... ... ... ... шешім күн батареясының энергиясын төмендетілген жарықтандыру кезінде өндіруді арттыруға мүмкіндік береді. Алайда, кіріс және шығыс кернеулері арасында аса үлкен ... ... ... жоқ, ... ... ... төмендейді [12].
Өткізгіштердегі шығындарды азайту. Өткізгіштердегі шығындар мына формула бойынша есептелінеді:
(1.1)
Егер токты 2 есе азайтсақ, шығындар 4 есе азаяды. Егер токты 4 есе ... онда ... 16 есе ... және т.с.с. Егер фотоэлектрлік модульдер жағындағы кернеуді арттырсақ, онда дәл сондай жіберілетін қуат кезінде шығындарды ... ... ... ... ... артықшылықтары:
* АКБ зарядтау кезінде шығынның болмауы;
* Күн панельдерінің ауданының бөлігін қараңғылау кезіндегі ... ...
* ... ... мен ... ... жоғарғы энергия беру;
* Едәуір жоғары кіріс кернеуін қолдану мүмкіндігі;
* Кабельдердің ... ... ... ...
* Панельден контроллерге дейінгі ара қашықтықты үлкейтуге мүмкіндік береді [11].
Сурет 1.9. EPSolar LS0512 контроллері (5 A, 12 В) ... ... ... PWM (КИМ)
* ... ... ... +55°C-қа дейін
* Номиналды кернеуі: 12 В
Сурет 1.10. MPPT TRACER-1210RN (10 A, 12/24 В) [12]
* Күн батареясынан ... ... 100 В-қа ... Күн ... ... 240 Вт-қа дейін
* Аккумулятор кернеуі: 12/24В
+ Шалаөткізгіштік тумблердің ... ... - бұл ... ... ... кері ... жоқ операционды күшейткіш. Сондықтан, егер оның бір кірісіне (мысалы инверсті) тірек кернеуінің белгілі бір ... ... ... ... ал ... ... (тура) өзгеретін сигнал беретін болсақ - онда оның ... ... егер ... ... ... ... ... берілген тірек кернеуінің деңгейінен асып түскен жағдайда ... ... ... секіріспен өзгереді, және керісінше. Компаратордың шартты графикалық белгіленуі төмендегі суреттегідей [13].
Сурет 1.11. Операционды күшейткіштегі аналогты компаратор
Сурет 1.12. ... ... ... ... екі ... болады, тура және инверсті, және күтілетін нәтижеге байланысты ... ... мен ... ... ... ... ... алады. Егер тура кірістегі кіріс кернеуі инверсті кірістегі кернеуден асып ... онда ... ... ... ашылады, ал төмен болса, онда жабылады. Яғни, компаратор кернеулерді салыстырады.
Ал енді компаратордың негізгі тағайындалымына ... ... - бір ... ... ... ... орнатылған тірек кернеуінен үлкен немесе кіші болған жағдайда екі кернеуді (сигналды) өзара салыстыру және шығысқа кернеу ... ... ... ... түрлі құрылғылар құрастыруға болады, мысалы: термореттегіштер, тұрақтандырғыштар, әртүрлі автоматтандыру құрылғылары - оларды құрастыруда кіріс сигналының өзгерісі үшін әртүрлі ... ... ... фоторезисторларды, ылғалдылық индикаторларын және т.б. және т.с.с. қолдана аламыз. Компараторлардың шығыс ... ... ... ... көптеген цифрлық микросұлбалардың логикалық кіріс деңгейіне сәйкес келетіндей етіп есептелінеді, сондықтан оларды құрастырушылар деп те атауға болады. ... ... ... ... ... ... құрастыруға болады (бірақ керісінше мүмкін емес) [13].
Сурет 1.13. LM339(N) ... - ... ... ... ... ... ... арналған 4 каналды компаратор. Шығысы - ашық ... ... ... ... ... мен ... орналасуы бойынша LM139, LM239, LM2901, MC3302 микросұлбаларына ұқсас, бірақ ... ... ... диапазондарымен және баса да параметрлері бойынша аз-маз ерекшеленеді.
Сурет 1.14. LM339(N) компараторының ... ... ... ... ... кернеу бөлгішінің көмегімен немесе потенциометрдің көмегімен шектік мәнді анықтай отырып тұрақты етеді. Ал екінші кірісіне шектік (табалдырықтық) мәнмен ... және ... нөл мен ... ... ... тиісті сигналды береді.
Сигналдың нақты шамасы емес, оның шектік мәннен асуы маңызды болатын жағдайда, сигналды аналогты ... ... ... үшін ... ... Бұл ... бос емес ... кірістерінің санын үнемдеуге мүмкіндік береді. LM339(N) шығыстарының тағайындалулары мен оның ... ... ... 1.2 және кесте 1.3 келтірілген [13,14].
Кесте 1.2.
LM339(N) шығыстарының тағайындалуы
N
Тағайындалуы
N
Тағайындалуы
1
Шығыс 2
8
Инверттейтін кіріс 3
2
Шығыс 1
9
Инверттемейтін кіріс ... ... ... 4
4
Инверттейтін кіріс 1
11
Инверттемейтін кіріс 4
5
Инверттемейтін кіріс 1
12
- Қоректендіру
6
Инверттейтін кіріс 2
13
Шығыс 4
7
Инверттемейтін ... ... ... ... ... ... кернеуі
+-1 mV
+-5 mV
Синфазалы кіріс тогы
25 nA
250 nA
Дифференциалды кіріс тогы
+-5 ... ... ... ... mA
16 mA
Кернеу бойынша күшейту коэффициенті
50 V/mV
200 V/mV
Қанығу кернеуі
400 mV
Қолданылатын ток
1,1 mA
2,0 mA
Жауап беру уақыты
1,3 uS
Үлкен сигналдағы жауап беру ... ... ... (LM317L). Сызықты кернеу реттегіштері (тұрақтандырғыштар) электронды құрылғыларды электрмен қоректендірудің қазіргі заманғы жүйелерінде кеңінен қолданыс тапқан. Импульсті реттегіштердің, ... ... ... ПӘК ... ие ... ... алайда, шығысында коммутация жиілігі бар кедергілерді туғызады, және осы себепті пульсацияға сезімтал сұлбаларды қоректендіруде әрдайым қолайлы бола бермейді. Оған қоса, ... ... ... ... ... ... ... (сәйкесінше, бекіткіш компоненттерінің минималды саны) және арзан құны ... ... ... ... ... ... әр түрлі электронды компоненттерді өндірушілерде қоректендіру арқылы басқару микросұлбаларының ... ... орын ... ... ... ... ... сызықты стабилизаторларда реттегіш элементтің орнына биполярлы pnp-типті транзистормен басқарылатын ... ... ... ... Реттегіштердің мұндай түрін стандартты деп атап кеткен.
Стандартты стабилизаторлардың үлгілік сипаттамалары келесідей:
* ... ... ... - 35...40 В-қа ... ... элементтегі кернеудің түсуі - 1,7 В-тан және одан көбіректен басталады;
* тұрақтандыру дәлдігі - 2...4 %;
* ... ток - 6 ... ... ... аз ... (LDO). LDO-реттегіштердің (STMicroelectronics компаниясы) номенклатурасы мен техникалық сипаттамалары кесте 1.4. берілген.
Жоғарыда айтылғандай, мұндай сериялы сызықты стабилизаторларда реттегіш элемент ... дара ... ... Оның ... кернеудің түсуі 1,1...1,3 В-қа дейін азайған. Стандартты ... ... ... да ... ... ... дәлдігі жоғарылаған [15].
Кесте 1.4.
LDO-реттегіштердің номенклатурасы мен техникалық сипаттамалары
Бұйым
Жүктеме тогы, А
Кернеудің түсуі, В
Максималды кіріс кернеуі, В
Дәлдік, %
Меншікті ток, ... ... ... ... 1.4 ... алайда, уақыт өтуімен бұл тізім өзгерістерге ұшырауы мүмкін екендігін ескерген жөн.
LM317L - оң полярлы кернеуді реттегіш аз ... ... ... 1.15. LM317L ... ... ... ... 1.5.
LM317L шығыстарының тағайындалуы:
1
Adj
Реттеу
2
Out
Шығыс
3
In
Кіріс
LM317L микросұлбасының қосылу ерекшеліктері.
Шығыс кернеуі мына формула бойынша ... 1,25 V - ... ... (Vref), Iref - ... ... ... тогы 100 uA ... кедергісі 100 - 1000 Ohm (үлгілік 240 Ohm) шектерінде таңдалынады. R2 шығыс кернеуін беру үшін қызмет етеді.
Тәжірибе ... ... ... ... ... ... ... дейін құрайды. LM317L-дағы сиымдылықтар микросұлбасына мүкіндігінше жақын орналасуы тиіс. С1 түзеткіш фильтрінің сиымдылығымен бірлесуі мүмкін. Үлкен сиымдылықтарда C1>>C2 ұсынылады.
Cadj ... ... ... пульсациясын қосымша түсіру қажет болған жағдайда орнайды. Cadj

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Көлемі: 37 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 700 теңге









Ұқсас жұмыстар
Тақырыб Бет саны
Бағдарламалық қамтаманың сапасы5 бет
«Көлік шинасының резина үгіндісінің мұнай битумының сипаттамаларына әсерін зерттеу»26 бет
Арна мен сигналдың физикалық сипаттамаларының келісілуі. Арна байланысының деректерді тасымалдау жүйелерінің негізі9 бет
Кіші Алматы өзені – СЭС-тен 164 км жоғары бекетінің гидрологиялық сипаттамаларын есептеу22 бет
Материалдың механикалық сипаттамаларына әр түрлі факторлардың әсер етуі10 бет
Материяның эллипстік пен спиралды галактикалардағы таралуының фракталдық және мультифракталдық сипаттамаларын анықтау45 бет
Нұра өзенінің негізгі гидрологиялық сипаттамаларын есептеу46 бет
Шаңкөмірлі отынды жағу кезіндегі жану камерасының температуралық сипаттамаларына ауырлық күшінің әсері67 бет
Құмкөл кен орнындағы жобаланған және жақсы бұрғыланған ұңғыманың сипаттамаларын зерттеу124 бет
Activ studio жалпы мағлұмат70 бет


+ тегін презентациялар
Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить


Зарабатывайте вместе с нами

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Сіз үшін аптасына 5 күн жұмыс істейміз.
Жұмыс уақыты 09:00 - 18:00

Мы работаем для Вас 5 дней в неделю.
Время работы 09:00 - 18:00

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь