Design of dc converter with photovoltaic array
الطاقة الشمسية …… حلم يتحقق ولكن يحتاج من يهتم به
سنتحدث عن كيفية الاستفادة من الطاقة الشمسية على عددة دروس متتاليه حتى نصل إلي مشروع كبيرر
مايميز الطاقه الشمسية عن غيرها انها طاقة نظيفة ومتجدده
ميزات الطاقه الشمسية :
- طاقة نظيفة
- لاتحتاج صيانه ولا تزيد من الاحتباس الحراري
- غير مكلفة على المدى البعيد
- مفيده للاشخاص البعيدين عن مركز الطاقه
- طاقه متجدد وطويلة الامد
-
¢Photovoltaic cells, commonly known as solar cells, are semiconductor devices that convert sunlight directly into electricity.
-
¢Efficiency range from a few percent to above 40%.
-
¢Low maintenance, long lasting sources of energy¢Provides cost-effective power supplies for people remote from the main electricity grid.
-
¢Non-polluting and silent sources of electricity.
-
¢Renewable and sustainable power, as a means to reduce global warming
نأتي الان كيفية الاستفادة من هذه الطاقه الشمسية , اولا سنحتاج التعرف على انو pv وميزاتها حتى نختار الافضل
انواع Photovoltaic cells :
-
1.Single-crystal silicon.
هذا النوع يتميز بأنه يعطي طاقه بنسبة 24 % غير انه مكلف جدا لانه يحتوي على السليكون بشكل كبير ويأخذ مساحات كبيره
-
2.Polycrystalline silicon.
هذا النوع يختلف عن الذي سبقه بأنه نسبته كفائته هي : 16 % إلا انه غير مكلف وسهل التركيب
-
3.Ribbon silicon.4.Amorphous silicon.
اما هذا النوعين نبسة كفائتهم هي ( 12% …..6% ) , و طبعا تكلفتهم قليله بلامقارنه مع الانواع السابقه
هناك الكثير من الانواع ولكن اخترنا بعض منها وافضلها كل نوع يميزه شي معين
ولكن Photovoltaic cells تعطي تيار وفولت متغير غير ثابت وهذا بسبب اعتمادها على مقدار الاشعه الساقطه على سطح الـ pv
وعدة عوامل اخرى
ولهذا سنستخدم converter للتحكم بالتيار ونقوم بتثبيته إلا انه سنحتاج إلا لوحة تحكم ” micro-controller ” حتى يتحكم بالـفولتيه الناتجه ونحدد معيار معين لها , سوف نتحدث عن هذا لاحقا
سوف نقوم بمشروعنا هذا شحن بطارية عن طريقة الطاقة الشمسية وسنتطرق لكل شي بالتفصيل
اولا : المخطط لمشروعنا :block digram
نبدا اولا بالpv سنختار اول نوع ولكن كل cell يعطينا 1.5v وهذا غير كافي لهذا سنقوم بتوصيل مجموع كبيرة منها على التوالي والتوازي ” series ¶llel ”
لمااذ اخترنا الدمج بين التوازي والتوالي ” ” series ¶llel ” ” وهذا بسبب بسيط جدا وهو :
انـ series هي يقوم بجمع الفولتيات اي اذا قمنا بتوصيل مجموع من cell بهذه الطريقه سيحصل لدينا مجموع للفولتيات التي تم توليدها
ولانـ parllel يقوم بجمع التيار ويحافظ على الفولتيه الناتجه في جميع المراحله سنستخدمه حتى اذا تعطل اي جزء من cell نبقى محافظين على الفولتيه الناتجه لدينا
وهنا سنقوم بدمج هاتين الطريقتين لكسب ميزات كل منهما
التوصيل سيكون على الشكل التالي :
واضح لدينا بالصورة كيفية التوصيل وسنقوم بوضع diode “ديود ” حتى نضم عملية fw ونمنع حدوث rf حتى لايتم تفيرغ الشحن في الـ cell
الان ناتي إلى انواع dc converter
اولا نحن قمنا بأختيار الـ dc converter لانه نريد الحصول على فولتيه dc
اولا نستعرض انواع الـ dc to dc converter
Buck Converter -1:
معادلة الفولتيه الناتجه هي :
Vo=DVs
حي نلاحظ انه يقوم بتحويل الاشار إلى ريبل وهذا لانريده لاننا نريد التحكم بالفولتيه وليس تثبيتها او تشويهها وهذا النوع يوقم بعمل step down
ونحن نريد زياده الفولتيه وليس تقليلها
نأتي للنوع الثاني وهو :
2- Boost Converter :
وهذا النوع يختلف عن الذي سبقه انه يقوم بعمل step up للفولتيه ونحن ايضلا لانريد ذلك لانه اذا احتجنا فولتيه قليله لن نستطيع الحصول عليها
سنقوم بدمج هذا النوعين والحصول على نوع ثالث وهو :
