Annons
TME

AM5W-60005S-NZ-ST. Foto: TME.

Sep 21, 2020

Omvandlare till fotovoltaiska paneler


Under de senaste åren har vi observerat ett ökande intresse för ”grön energi”. Det dyker upp ett antal applikationer för energiutvinning från fritt tillgängliga källor och bland dessa är installationer av fotovoltaiska paneler mest populära.

Deras priser har blivit så pass tillgängliga att de gärna installeras även på sommarstugor. När man bygger en installation av denna typ måste man känna till egenskaperna av energikällan i form av en fotovoltaisk panel eller vindkraft. Man måste också tänka på de utmaningar som står framför konstruktörer av enheter vilka matas från sådana källor.

AM40W-80012S-NZ.

En fotovoltaisk panel som används som energikälla är mycket oberäknelig eftersom eleffekten som fås från den fotovoltaiska panelen blir beroende av ljusstyrkan som fångas av panelen. Inte nog med det: en annan viktig faktor utgörs av belastningsströmmen. Som användare av sådan energikälla kan vi i de flesta fall garantera varken konstant ljus eller konstant belastning. Panelerna är oftast fastmonterade - de monteras sällan på vridbara hållare som följer solen. Detta gör att solljuset träffar panelytan under olika vinklar. Dessutom kan solen skymmas av moln. Liknande fall med belastningen - den är oftast inte konstant utan andras beroende på elnätets användares behov. I sådana användningsförhållanden kommer spänningen som finns tillgänglig på panelens terminaler att ändras i ett brett område.

Elnätets användare förväntar sig oftast att det finns en stabil spänning i nätet och att man inte behöver bry sig om dess variationer. Om den exempelvis uppgår till 12 V DC förväntas det att ändringarna blir små, max 2-3% av nominella värdet. Som det nämnts tidigare är det sällan som källorna av den fritt tillgängliga energin kan säkerställa sådana strömförsörjningsförhållanden. Av denna anledning används specialkonstruerade spänningsomvandlare mellan källan och användaren.

AM40W-80024S-NZ-ST.

Till skillnad från vanliga DC/DC-omvandlare avsedda för strömförsörjning av beroende av målapplikationen måste omvandlare som samverkar med förnybara energikällor kännetecknas av lämpliga parametrar anpassade efter källans ”oberäknelighet”. De viktigaste utgörs ett brett inspänningsområde, lämpligt inmotstånd samt en hög genomslagsspänning mellan in- och utgången som ofta uppgår till minst några hundra volt.

Efterfrågan på ”grön energi” har bidragit till att enheter och produkter avsedda för dess framställning tillverkas av flera konkurrerande företag. En gemene användare blir framför allt intresserad av färdiga moduler av plug&play typ vilka levereras tillsammans med panelerna men elektronikkonstruktörer kan bli intresserade av omvandlarmoduler avsedda för inbyggnad i egna enheter. Målappliceringen kan utgöras av upplysta vägskyltar, övervakningsenheter eller kretsar i IoT-nätverk. Bland produkter för dessa användningsområden är det värt att nämna produkter från kanadensiska företaget Aimtec vilka uppskattas av konstruktörerna i hela världen.

Aimtec är ett globalt företag som sysslar med utveckling och tillverkning av modulära AC/DC- och DC/DC-strömförsörjningssystem inkl. LED-nätaggregat. Företagets huvudsäte finns i Montreal men företaget har flera kontor i Europa och Asien. Aimtecs produkter uppskattas främst för unika optioner samt kvalitets-/prisförhållandet.

Omvandlare till fotovoltaiska paneler

Omvandlare till fotovoltaiska paneler som tillverkas av Aimtec blir intressanta framför allt för konstruktörer av enheter som matas med likström inom området från 5V till 48V DC. Det finns självklart ingenting som hindrar att med sådan spänning ladda ett ackumulatorpaket och sedan med hjälp av en annan omvandlare producera 230V AC spänning men detta kommer att ske med en betydlig förlust av strömförsörjningskällans verkningsgrad.

I och med att spänningen som förekommer i fotovoltaiska panelers och vinddrivna generatorers terminaler har liknande parametrar rekommenderar företaget sina produkter för användning med båda typer av energikällor. Här pratar vi om omvandlarfamiljen AM5W…AM200W där talet som följer efter AM-prefixet anger den maximala kontinuerliga effekten som finns tillgänglig vid utgången. Sedan enligt tillverkarens nomenklatur anges: nominell inspänning, utspänning och höljestyp. Symbolen AM15W-60015S-NZ innebär exempelvis en omvandlare med 15W effekt, 15V DC utspänning, och nominell inpänning på upp till 600V DC, i ett hölje som är avsett för inlödning på kretskort. Förutom höljen av denna typ erbjuds också moduler med skruvterminler, extern säkring och EMC-filter (-ST), för montering i skena TH/TS35 med säkring och EMC-filter (-STD, -STS) eller utan säkring (-STF). Detaljerad information om beteckningarna finns tillgänglig på tillverkarens eller distributörens, TMEs webbsida.

Omvandlare med effekt från 5W till 40W i höljet med måtten 70mm×48mm×23,5mm, avsett för inlödning på kretskort är mest populära bland OEM-användarna. Det viktiga är att omvandlare som erbjuds inom ramen för samma familj är placerade i höljen med samma mått och kompatibla vad gäller terminalplacering vilket gör det möjligt att på ett enkelt sätt utöka strömförsörjningskällans funktionalitet utan att byta kretskortet. Omvandlare med större effekt, dvs. 45W och 200W har ett hölje av typen open frame ansluts till kompatibla kretsar med hjälp av skruvterminaler vilket säkerligen kommer att uppskattas av montörer och servicetekniker. Här är det värt att påminna om att även omvandlare meden mindre effekt (vilket nämndes tidigare) erbjuds i variant för montering utanför kretskortet, med säkring, EMC-filter och skruvterminaler.

Den nominella inspänningen beror på typ och uppgår till från 200V till 1500V DC och dess område är mycket brett eftersom det uppgår till så mycket som 10:1. Utspänningen är oförändrad och fastställs av tillverkaren i produktionsskedet. Det största varianturvalet är tillgängligt inom ramen för omvandlarserien med effekt upp till 40W. Bland dessa erbjuds omvandlare med utspänning på 5, 9, 12, 15 eller 24 V DC. En omvandlare med 45W effekt har två 15 volts utgångar och en 200 watt omvandlare levererar 24V DC eller 48V DC spänning. Alla kan användas i omgivningstemperaturer från -40°C till +70°C utan försämrad prestanda. Den högsta energiverkningsgraden uppgår till ca 80% vilket i applikationen innebär små effektförluster och inget behov att använda forcerad kylning.

Alla nämnda produkter uppfyller stränga krav som ställs av säkerhetsstandarderna för utrustning som samverkar med fotovoltaiska paneler. De har CSA (CSA-C22.2 No.107.1-01), UL (1741) certifikat och är CE-märkta enligt de europeiska standarderna (förteckningen över dessa är tillgänglig i varje omvandlares produktblad). Standard skyddsoptioner omfattar överspännings- och kortslutningsskydd vid utgången, överhettningsskydd, och skydd mot omvänd polaritet av matarspänningen.

Det krävs ingen minimal last för start v omvandlaren och själva starten utan last sker under 1 sekund. Typisk genomslagsspänning mellan in- och utgången uppgår till 4 kV för de flesta omvandlarna.

Grundläggande data för omvandlarna i den aktuella serien anges i tabell 1. Detaljerade beskrivningar av respektive parametrar redovisas i produktblad .

Tabell 1. Grundläggande parametrar för Aimtecs omvandlare till fotovoltaiska paneler och vindkraftverk.

TME



Loading...

MEST LÄSTA

SENASTE NYTT