Inverter solare per condizionatore da 1,5 tonnellate

Qui impariamo come costruire un circuito inverter solare per un condizionatore d'aria (CA) da 1,5 tonnellate per alimentare l'AC durante il giorno direttamente dai pannelli solari senza dipendere dalla potenza della rete. L'idea è stata richiesta dal signor Subhashish.

Specifiche principali

Un condizionatore d'aria da 1,5 tonnellate equivale a un carico di circa 1,5 x 1200 = 1800 watt, che è piuttosto enorme. Per soddisfare questo carico formidabile, le specifiche del pannello solare devono essere ugualmente robuste e classificate con specifiche di tensione e corrente sufficientemente elevate.

I pannelli solari sono generalmente classificati a correnti inferiori rispetto alle loro valutazioni di tensione, che a loro volta dipendono fortemente dalle condizioni della luce solare. Questi parametri rendono questi dispositivi piuttosto inefficienti con le loro operazioni e la gestione ottimale della loro potenza diventa un compito impegnativo per l'utente finale.

Per affrontare questo problema, controller sofisticati come Regolatore di carica solare MPPT sono progettati e possono essere efficacemente implementati per ottenere il massimo dai pannelli solari, ma ancora calcolare un pannello solare per carichi più elevati non è mai un lavoro facile per nessun tecnico interessato.

Un condizionatore da 1,5 tonnellate richiederà probabilmente un pannello solare da 2000 watt, questo valore dovrà essere accertato con la sperimentazione pratica.

Il condizionatore d'aria sarà normalmente un dispositivo azionato da 220 V o 120 V, e quindi anche il pannello dovrà essere valutato idealmente a questa tensione per produrre i risultati più efficienti senza utilizzare circuiti di controllo complessi.

Ciò può essere implementato utilizzando pannelli da 60 V in serie, il che significa che sarebbero necessari 5 pannelli di questo tipo
da collegare in serie, con ogni pannello valutato a 2000/300 = 6,66 ampere, o praticamente un valore di 10 amp sarebbe appena sufficiente.

Questa tensione sarà una CC pura, quindi dovrà essere convertita in CA per il funzionamento del condizionatore d'aria.

La conversione da CC a CA può essere eseguita semplicemente utilizzando un file circuito inverter full bridge come mostrato di seguito:

Schema e descrizione del circuito

L'IC IRS2453 consente la realizzazione di un efficiente circuito inverter full bridge estremamente semplice. Come si può vedere, l'uscita dell'IC necessita solo di 4 mosfet a canale N da integrare per implementare azioni di inverter full bridge.

L'IC ha un oscillatore integrato, quindi non è necessario alcuno stadio oscillatore esterno per avviare il circuito IC IRS2453 mostrato. La rete Rt, Ct associata all'IC determina la frequenza di funzionamento dell'inverter e dovrebbe essere impostata a 50Hz o 60Hz a seconda che la tensione di funzionamento del condizionatore d'aria sia rispettivamente di 220V o 120V.

L'IC 555 mostrato a sinistra del design viene utilizzato per generare un'alimentazione PWM equivalente a onda sinusoidale per l'uscita dell'inverter a ponte intero.

Il controllato PWM dall'IC 555 viene alimentato ai gate dei mosfet low side tramite lo stadio buffer transistor realizzato tramite le coppie BC547 / BC557.

L'alimentazione PWM di cui sopra aiuta il carico a funzionare con un RMS ottimizzato e una corrente alternata che ci si può aspettare essere uno stretto equivalente della forma d'onda CA sinusoidale della rete.

I due potenziometri associati all'IC 555 devono essere regolati correttamente fino a quando non vengono determinati l'RMS e la forma d'onda richiesti per il condizionatore d'aria.

Specifiche del pannello solare

I 300 V dal pannello solare possono essere visti collegati agli scarichi mosfet sul lato alto, che vengono ridotti a 15 V attraverso i 33 K indicati e il diodo zener a 15 V per fornire una tensione di funzionamento Vcc sicura per i due circuiti integrati.

Una volta che le procedure di cui sopra sono state implementate e impostate in modo appropriato, il condizionatore d'aria da 1,5 tonnellate proposto può essere utilizzato in modo efficace per tutto il giorno utilizzando solo pannelli solari, senza la necessità di input di rete o di alimentazione.