DC-ACインバーターがソーラーパネルを介して動作する場合、それはソーラーインバーターと呼ばれます。ソーラーパネルの電力は、インバーターの操作に直接使用されるか、インバーターのバッテリーの充電に使用されます。どちらの場合も、インバーターは主電源グリッドの電力に依存せずに動作します。

設計ソーラーインバーター回路は基本的に、インバーター回路とソーラーパネルの仕様という2つのパラメーターを正しく構成する必要があります。次のチュートリアルでは、詳細について詳しく説明します。

ソーラーインバーターの構築

興味のある方独自のソーラーインバーターを構築する次に、インバーターまたはコンバーター回路の完全な知識を持っている必要があります。ソーラーパネルを正しく選択する方法。

ここからは2つの選択肢があります。インバーターの作成が非常に複雑だと思われる場合は、今日、あらゆる種類の形状、サイズ、仕様で豊富に入手できる既製のインバーターを購入して、簡単に学ぶことをお勧めします。必要な統合/設置のためのソーラーパネルについてのみ。

もう1つのオプションは、両方の対応物を学び、独自のDIYソーラーインバーターを段階的に構築することを楽しむことです。

どちらの場合でも、ソーラーパネルについて学ぶことが手続きの重要な部分になるので、最初にこの重要なデバイスについて学びましょう。

ソーラーパネル仕様

ソーラーパネルは、純粋なDCを生成する電源。

このDCは太陽光線の強度に依存するため、出力は通常一貫性がなく、太陽光の位置と気候条件によって異なります。

ソーラーパネルも電源の一形態ですが、変圧器やSMPSを使用した通常の家庭用電源とは大きく異なります。これら2つのバリアント間の電流と電圧の仕様に違いがあります。

私たちの家庭用DC電源は、より多くの電流を生成するように定格されており、電圧は特定の負荷またはアプリケーションに完全に適合しています。

たとえば、モバイル充電器は、スマートフォンを充電するために1アンペアで5Vを生成するように装備されている場合があります、ここでは1アンペアが十分に高く、5Vは完全に互換性があるため、アプリケーションのニーズに対して非常に効率的です。

ソーラーパネルは正反対かもしれませんが、通常は電流が不足しており、はるかに高い電圧を生成する定格である可能性があり、12Vバッテリーインバーター、モバイル充電器などの一般的なDC負荷には非常に不適切な場合があります。

この側面は、ソーラーインバーターの設計を少し難しくし、技術的に正しく効率的なシステムを得るために、いくつかの計算と思考を必要とします。

適切なソーラーパネルの選択

ために適切なソーラーパネルの選択、考慮すべき基本的なことは、平均ソーラーワット数が平均負荷ワット数消費量を下回ってはならないということです。

たとえば、12Vのバッテリーを10アンペアのレートで充電する必要がある場合、適度な量の太陽の光がある限り、ソーラーパネルは常に最低12 x 10 = 120ワットを提供する定格でなければなりません。

一般に、低電圧、高電流の仕様のソーラーパネルを見つけるのは難しいため、市場で容易に入手できるもの（高電圧、低電流の仕様）に進み、それに応じて条件を調整する必要があります。

たとえば、負荷要件が12V、10アンペアで、この仕様のソーラーパネルを入手できない場合、48V、3アンペアのソーラーパネルなど、互換性のない一致を選択せざるを得ない可能性があります。調達します。

ここで、パネルは電圧の利点を提供しますが、電流の欠点を提供します。

したがって、48V / 3アンペアのパネルを12V10アンペアの負荷（12V 100 AHバッテリーなど）に直接接続することはできません。これを行うと、パネルの電圧が3アンペアで12Vに低下し、非常に非効率になります。

それは、48 x 3 = 144ワットのパネルにお金を払って、その見返りに12 x 3 = 36ワットの出力を得ることを意味します...それは良くありません。

最適な効率を確保するために、パネルの電圧の利点を活用し、それを「互換性のない」負荷と同等の電流に変換する必要があります。

これは、バックコンバータを使用して非常に簡単に行うことができます。

ソーラーインバーターを作るためにバックコンバーターが必要になります

降圧コンバータは効果的に変換します過剰ソーラーパネルから同等の電流（アンペア）への電圧により、最適な出力/入力= 1の比率が保証されます。

ここでは、考慮する必要のあるいくつかの側面があります。後でインベッターで使用するために低電圧定格のバッテリーを充電する場合は、バックコンバーターがアプリケーションに適しています。

ただし、日中にソーラーパネル出力を備えたインバーターを発電しながら同時に使用する場合は、降圧コンバーターは必須ではなく、インバーターをパネルに直接接続することができます。これら両方のオプションについて個別に説明します。

後でインバーターで使用するためにバッテリーを充電する必要がある最初のケースでは、特にバッテリー電圧がパネル電圧よりもはるかに低い場合は、降圧コンバーターが不可欠になる可能性があります。

いくつかのバックコンバータ関連の記事についてはすでに説明しましたが、ソーラーインバータアプリケーション用のバックコンバータを設計する際に直接実装できる最終的な方程式を導き出しました。概念を簡単に理解するために、次の2つの記事を参照してください。

降圧コンバーターのしくみ

降圧インダクタの電圧、電流の計算

上記の投稿を読んだ後、ソーラーインバータ回路を設計する際に降圧コンバータを実装する方法について大まかに理解したかもしれません。

計算式や計算に慣れていない場合は、ソーラーパネルに最も適した降圧コンバーターの設計出力を取得するために、次の実用的なアプローチを採用できます。

最も単純なバックコンバータ回路

上の図は、単純なIC555ベースの降圧コンバータ回路を示しています。

2つのポットがあり、上のポットは降圧周波数を最適化し、下のポットはPWMを最適化します。これらの調整は両方とも、C全体で最適な応答を得るために調整できます。

BC557トランジスタと0.6オームの抵抗は、調整プロセス中にTIP127（ドライバトランジスタ）を過電流から保護するための電流リミッタを形成します。後で、この抵抗値は、より高い定格のドライバトランジスタとともにより高い電流出力に合わせて調整できます。

インダクタの選択は難しいかもしれません.....

1）頻度はに関連している可能性がありますインダクタ直径、直径が小さいほど周波数が高くなり、その逆も同様です。

2）ターン数出力電圧と出力電流に影響を与え、このパラメータはPWM調整に関連します。

3）ワイヤの太さによって出力の電流制限が決まります。これらはすべて、試行錯誤によって最適化する必要があります。

経験則として、直径1/2インチ、電源電圧に等しい巻数から始めます。コアとしてフェライトを使用します。その後、上記の最適化プロセスを開始できます。

これは、与えられた高電圧/低電流ソーラーパネルで使用できる降圧コンバーターを処理して、負荷仕様に従って、同等に最適化された低電圧/高電流出力を取得し、次の式を満たします。

（o / pワット）を（i / pワット）で割った値= 1に近い

上記の降圧コンバータの最適化が難しいと思われる場合は、おそらく次のテストを行うことができます PWMソーラー充電器バックコンバータ回路オプション：

ここで、R8、R9は出力電圧を調整するために調整でき、R13は電流出力を最適化するために調整できます。

適切なソーラーパネルを使用して降圧コンバーターを構築および構成した後、特定のバッテリーを充電するために完全に最適化された出力が期待できます。

さて、上記のコンバータはフル充電カットオフでは促進されないため、外部オペアンプベースのカットオフ回路が追加で必要になる場合があります。全自動充電機能以下に示すように。

降圧コンバータ出力にフル充電カットオフを追加する

示されている単純なフル充電カットオフ回路は、指定されたフル充電レベルに達した後、バッテリーが過充電されないようにするために、任意の降圧コンバーターに追加できます。
上記のバックコンバーターの設計により、接続されたバッテリーを適度に効率的かつ最適に充電できます。
この降圧コンバータは良い結果をもたらしますが、太陽が沈むにつれて効率が低下する可能性があります。
これに取り組むために、降圧回路から最適な出力を取得するためにMPPT充電器回路を採用することを考えることができます。
したがって、自己最適化MPPT回路と組み合わせたBuck回路は、利用可能な太陽光から最大値を引き出すのに役立ちます。
私はすでに説明しました関連記事私の以前の投稿の1つでは、ソーラーインバーター回路の設計中に同じことが当てはまる可能性があります