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

Figure 1 : block diagram of PV system with DC/DC converter

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  &parallel ”

لمااذ  اخترنا  الدمج  بين التوازي  والتوالي ” ”  series  &parallel ” ”  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  :

Figure 2: Modules in a Parallel-Series Array with Bypass Diodes and Isolation Diodes

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 :

Figure 7 : Boost Converter circuit

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  :

Figure 8 :Buck/Boost Converter