Андрей Кашкаров - Устройства импульсного электропитания для альтернативных энергоисточников

Для примера в табл. 2.9 и 2.10 представлены расчетные значения времени разряда АКБ в зависимости от мощности потребителя энергии (для полностью заряженной АКБ СТ-55А номинальной емкостью 55 А/ч).

Таблицы 2.10 и 2.11 пригодятся для расчета времени работы системы энергоснабжения от нетрадиционных источников (солнце и ветер) в то время, когда нет ни солнечной активности, ни ветра. Такое состояние в природе иногда происходит — безветренная ночь.

Таблица 2.10.Расчетные значения времени разряда АКБ в зависимости от мощности потребителя энергии

Таблица 2.11. Расчетные значения времени разряда мощных АКБ в зависимости от мощности потребителя энергии (продолжение)

Нетрадиционные источники питания получают все большее распространение в России. В Европе такие источники популярны уже лет 30… Приобрести блок солнечных батарей вместе с преобразователями напряжения сегодня может каждый; я — с оказией — сделал это в Финляндии, и такой блок обошелся мне в сумму чуть более четырехсот тысяч — в перерасчете на рубли. Но, учитывая реальную, а не номинальную мощность установки — 8 кВт, притом совмещенной с ветрогенератором, я вполне доволен, поскольку таким образом мне удалось решить вопрос с энергоснабжением на собственной даче. Но радовался я недолго, так как вскоре после монтажа установки встал новый актуальный вопрос: как все это хозяйство сохранить от воров в условиях Российской Федерации? Это вопрос сейчас находится в стадии решения.

И тем не менее, достигнув своих целей и смонтировав установку с нетрадиционными источниками питания — от энергии солнца и энергии ветра, я имею возможность разобрать эти хитрые финские устройства и теперь пояснить предметно их принцип работы.

Как выяснилось на практике, основной проблемой эффективности работы всей установки является периодическое затенение солнечных панелей и другие факторы снижения эффективности их работы.

На рис. 3.1 представлен общий принцип работы нетрадиционных источников питания, получающих энергию от ветра и солнца.

Рис. 3.1. Общий принцип работы нетрадиционных источников питания

Солнечные панели могут затеняться и снижать вырабатываемую мощность по следующим причинам:

1. затенение от рядом стоящего объекта или высокого объекта на удалении (горы, высокий лес) — неудачное расположение;

2. облачность, туман, сильный дождь, снег, пыль, листопад и даже птичий помет.

В связи с этими факторами, разумеется, самым лучшим решением является комплексная установка — и солнечные батареи, и ветрогенератор. Однако, несмотря на это, принцип работы преобразователей энергии для этой установки, рассматриваемый в данной книге, остается неизменным. Его особенности работы представлены ниже.

На рис. 3.2 дана схема соединения элементов системы UZO-DES OUTDOOR POWER SYSTEM.

Рис. 3.2.Принцип взаимосвязи элементов системы преобразования электроэнергии в моем хозяйстве

Во всех описываемых в настоящей книге устройствах применена схема импульсного источника питания с бестрансформаторным входом, работающая на повышенной (30…50 кГц) частоте. В такой схеме входное сетевое напряжение, которое в реальных условиях эксплуатации телевизора может находиться в пределах 170…242 В, выпрямляется сетевым выпрямителем, и полученным постоянным напряжением (оно получается в пределах 230…350 В) питается мощный стабилизирующий преобразователь напряжения. Из большого разнообразия схем стабилизирующих преобразователей в большинстве современных устройств-преобразователей используется так называемая «обратноходовая схема», где разделяются по времени работа ключевого транзистора на сетевой стороне и работа выпрямителей на вторичной стороне.

Принцип работы рассматриваемого преобразователя заключается в следующем. В каждый период работы блока первичная (силовая) обмотка импульсного трансформатора на некоторое время подключается к выходу сетевого выпрямителя через транзисторный ключ. Диоды вторичных выпрямителей при этом заперты и не влияют на ток силовой обмотки, который с момента включения ключа нарастает от нуля до некоторого значения.