ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ

Полезная модель относится к источникам энергии солнечных батарей и может быть использована при создании автономных солнечных источников электроэнергии.
Истощение месторождений нефти, угля и природного газа неизбежно, и, по разным оценкам, время, отпущенное на то, чтобы переключиться на альтернативные источники энергии (солнечную, океаническую, ветровую, вулканическую), составляет от 100 до 150 лет. Большой интерес также представляет поиск способов аккумулировать солнечную энергию (СЭ).
Известны машинные и прямые преобразователи солнечной тепловой энергии в электрическую [1]. К машинным преобразователям относятся паротурбинные установки, а также двигатели внутреннего сгорания, двигатели Стирлинга поршневые расширительные машины. Основными типами прямых преобразователей теплоты являются теплоэлектрические, термоэмиссионные и магнитогидродинамические. Помимо этих преобразователей теплоты известны также другие преобразователи первичной энергии, это химической - топливные элементы или электрохимические генераторы и световой - фотоэлектрические батареи.
Известны различные методы получения максимальной мощности от солнечных батарей [2, 3]. Однако КПД их низкое и при этом высокая стоимость.
Целью полезной модели является увеличение коэффициента полезного действия и снижения стоимости.
Поставленная цель достигается тем, что преобразователь солнечной энергии стоит из тест-ключа первым входом соединенный с солнечной батареи, вторы входом с устройством управления тест-ключа, а третьим входом последовательно соединен с входным фильтром и регулятором который первым входом соединен с устройством управления ключом регулятора, а вторы входом последовательно соединен с мостовым коммутатором через двухтактный каскад, при этом мостовой коммутатор соединен с микропроцессором через выходной фильтр с которого снимается напряжение которое поступает с солнечной батареи.
На Фиг. приведена функциональная схема преобразователя солнечной энергии.
Она содержит:
1 - солнечную батарею;
2 - тест-ключ;
3 - входной фильтр;
4 - устройство управления тест-ключом;
5 - регулятор;
6 - устройство управления регулятором;
7 - двухтактный каскад;
8 - силовой (мостовой) коммутатор;
9 - выходной фильтр;
10 - микропроцессор.
Работа схемы заключается в следующим.
Напряжение от солнечной батареи 1 через тест-ключ 2 и входной фильтр 3 поступает на силовой вход регулятора 5, работающего в режиме заданного тока. Двухтактный каскад 7, обеспечивающий гальваническую развязку солнечной батареи от сети, передает ток, формируемый в регуляторе 5, к силовому коммутатору 8, который в свою очередь обеспечивает передачу тока в сеть. Ток дросселя двухтактного каскада изменяется по синусоидальному закону. Фаза тока совпадает с фазой напряжения сети, а амплитуда соответствует наибольшей мощности, отбираемой от солнечной батареи. Управление двухтактного каскада 7 в такой структуре не зависит от изменения ключа. Между интервалами открытого состояния ключей остается небольшая пауза, способствующая формированию ПНН в ключах. Мостовой коммутатор 8 переключается с частотой сети. Его транзисторами управляют сигналами, сфазированными с напряжением сети. Выходной фильтр 9 обеспечивает достижение требуемого уровня помех.
Входной ключ (тест-ключ 2) периодически отключается на короткое время, в течение которого измеряется напряжение холостого хода солнечной батареи. В зависимости от результатов этих измерений микропроцессор 10 изменяет модуляцию длительности импульсов, управляющих транзистором регулятора.
В связи с предлагаемым новым способом управления передаваемой мощностью, увеличивается КПД и снижается стоимость преобразователя солнечной энергии.
Источники информации
1. А.А.Куландин, С.В.Тимашев, В.П.Иванов. Энергетические системы космических аппаратов - М.: Машиностроение, 1972, с.10-15.
2. Энергетические установки космических аппаратов. Под общей ред. Невяровского. М.: Энергоиздат, 1981, с.18-19, 27-29.
3. Патент RU 2074460 С1 «Преобразователь тепловой энергии непосредственно в электрическую». Заявка 94049447 от 04.10.94 г.