Regulátor nabíjení solární baterie MRPT nebo PWM - co je lepší zvolit?

Zde zjistíte:

• Když potřebujete ovladač
• Funkce solárního regulátoru
• Jak funguje regulátor nabíjení baterie
• Vlastnosti zařízení
• Typy
• Možnosti výběru
• Způsoby připojení řadičů
• Domácí ovladač: funkce, příslušenství
• Jak mohu vyměnit některé komponenty
• Princip činnosti

Regulátor nabíjení solární baterie je povinným prvkem energetického systému na solárních panelech, s výjimkou baterií a samotných panelů. Za co je zodpovědný a jak si ho vyrobit sám?

Když potřebujete ovladač

Solární energie je stále omezena (na úrovni domácností) na vytváření fotovoltaických panelů s relativně nízkým výkonem. Ale bez ohledu na konstrukci fotoelektrického převodníku solární na aktuální je toto zařízení vybaveno modulem nazývaným regulátor nabíjení solární baterie.

Nastavení fotosyntézy slunečního světla zahrnuje dobíjecí baterii, která uchovává energii získanou ze solárního panelu. Je to tento sekundární zdroj energie, který je primárně obsluhován regulátorem.

Dále porozumíme zařízení a principům fungování tohoto zařízení a také mluvíme o tom, jak jej připojit.

Když je baterie na svém maximálním nabití, regulátor bude regulovat dodávku proudu do ní, čímž se sníží na požadovanou částku kompenzace samovybíjení zařízení. Pokud je baterie zcela vybitá, řídicí jednotka odpojí veškeré příchozí zatížení zařízení.

Potřebu tohoto zařízení lze shrnout do následujících bodů:

1. Vícestupňové nabíjení baterie;
2. Úprava zapnutí / vypnutí baterie při nabíjení / vybíjení zařízení;
3. Připojení baterie při maximálním nabití;
4. Připojení nabíjení z fotobuněk v automatickém režimu.

Regulátor nabíjení baterie pro solární zařízení je důležitý, protože provádění všech jeho funkcí v dobrém provozním stavu výrazně zvyšuje životnost vestavěné baterie.

K čemu slouží ovladače nabíjení baterie?

Pokud je baterie připojena přímo ke svorkám solárních panelů, bude se nabíjet nepřetržitě. Nakonec plně nabitá baterie bude i nadále přijímat proud, což způsobí, že napětí vzroste o několik voltů. Výsledkem je, že se baterie dobíjí, teplota elektrolytu stoupá a tato teplota dosahuje takových hodnot, že elektrolyt vaří, dochází k prudkému uvolňování par z plechovek baterie. Výsledkem je, že se elektrolyt může zcela odpařit a plechovky vyschnout. To přirozeně baterii nepřidává „zdraví“ a dramaticky snižuje zdroje jejího výkonu.

Regulátor v systému nabíjení solární baterie

Zde, aby se předešlo těmto jevům, jsou za účelem optimalizace procesů nabíjení / vybíjení zapotřebí ovladače.

Funkce solárního regulátoru

Elektronický modul, nazývaný regulátor solární baterie, je navržen k provádění různých monitorovacích funkcí během procesu nabíjení / vybíjení solární baterie.

To vypadá jako jeden z mnoha stávajících modelů regulátorů nabíjení pro solární panely. Tento modul patří k vývoji typu PWM

Když sluneční světlo dopadá na povrch solárního panelu instalovaného například na střechu domu, fotobuňky zařízení přeměňují toto světlo na elektrický proud.

Výsledná energie by ve skutečnosti mohla být dodávána přímo do akumulátoru.Proces nabíjení / vybíjení baterie má však své vlastní jemnosti (určité úrovně proudů a napětí). Pokud tyto jemnosti zanedbáme, baterie jednoduše selže v krátkém časovém období.

Aby to nemělo takové smutné následky, je navržen modul nazývaný regulátor nabíjení solární baterie.

Kromě monitorování úrovně nabití baterie modul také sleduje spotřebu energie. V závislosti na stupni vybití reguluje obvod regulátoru nabíjení baterie ze solární baterie a nastavuje úroveň proudu potřebného pro počáteční a následné nabíjení.

V závislosti na kapacitě regulátoru nabíjení solární baterie mohou mít konstrukce těchto zařízení velmi odlišné konfigurace.

Obecně, jednoduše řečeno, modul poskytuje bezstarostný „život“ baterii, která pravidelně akumuluje a uvolňuje energii do spotřebních zařízení.

Proč kontrola nabíjení a jak funguje regulátor solárního nabíjení?

Hlavní důvody:

1. To umožní baterii pracovat déle! Přebíjení může způsobit výbuch.
2. Každá baterie pracuje na určitém napětí. Ovladač umožňuje vybrat požadovaný U.

Regulátor nabíjení také odpojuje baterii od spotřebních zařízení, pokud je velmi nízká. Kromě toho odpojí baterii od solárního článku, pokud je plně nabitý.

Dojde tedy k pojištění a provoz systému se stane bezpečnějším.

Princip činnosti je extrémně jednoduchý. Zařízení pomáhá udržovat rovnováhu a nedovoluje, aby napětí příliš klesalo nebo stoupalo.

Typy ovladačů pro nabíjení solárních baterií

1. Domácí výroba.
2. MRRT.
3. On / Of.
4. Hybridy.
5. Typy PWM.

Níže stručně popisujeme tyto možnosti pro lithiová zařízení a další baterie

Řadiče pro kutily

Pokud máte zkušenosti a dovednosti v elektronice, lze toto zařízení vyrobit samostatně. Je však nepravděpodobné, že by takové zařízení mělo vysokou účinnost. Domácí zařízení je s největší pravděpodobností vhodné, pokud má vaše stanice nízký výkon.

Chcete-li postavit toto nabíjecí zařízení, budete muset najít jeho obvod. Mějte však na paměti, že míra chyby musí být 0,1.

Zde je jednoduchý diagram.

MRRT

Je schopen sledovat nejvyšší limit nabíjecího výkonu. Uvnitř softwaru je algoritmus, který umožňuje sledovat úrovně napětí a proudu. Najde určitou rovnováhu, ve které bude celá instalace pracovat s maximální účinností.

Zařízení mppt je dnes považováno za jedno z nejlepších a nejpokročilejších. Na rozdíl od PMW zvyšuje účinnost systému o 35%. Takové zařízení je vhodné, pokud máte hodně solárních panelů.

Typ nástroje ON / OF

Je to nejjednodušší v prodeji. Nemá tolik funkcí jako ostatní. Jakmile se napětí zvýší na maximum, zařízení vypne nabíjení baterie.

Bohužel tento typ solárního regulátoru nabíjení není schopen nabít až 100%. Jakmile proud skočí na maximum, dojde k vypnutí. Výsledkem je, že neúplné nabití snižuje jeho životnost.

Hybridy

Data se do přístroje aplikují, pokud existují dva typy zdrojů energie, například slunce a vítr. Jejich design je založen na PWM a MPRT. Jeho hlavním rozdílem od podobných zařízení je charakteristika proudu a napětí.

Jeho účel: vyrovnat zatížení akumulátoru. To je způsobeno nerovnoměrným tokem proudu z větru generátorů. Z tohoto důvodu lze výrazně snížit životnost akumulace energie.

PWM nebo PWM

Práce je založena na pulzní šířkové modulaci proudu. Řeší problém neúplného nabíjení. Snižuje proud a tím zvyšuje dobití až na 100%.

V důsledku provozu pwm nedochází k přehřátí baterie.Výsledkem je, že tato solární řídicí jednotka je považována za velmi efektivní.

Jak funguje regulátor nabíjení baterie

Při absenci slunečního světla na fotobuňkách konstrukce je v režimu spánku. Poté, co se paprsky objeví na prvcích, je ovladač stále v režimu spánku. Zapne se, pouze pokud akumulovaná energie ze slunce dosáhne 10 voltů v elektrickém ekvivalentu.

Jakmile napětí dosáhne tohoto čísla, zařízení se zapne a začne dodávat proud do baterie prostřednictvím Schottkyho diody. Proces nabíjení baterie v tomto režimu bude pokračovat, dokud napětí přijaté řídicí jednotkou nedosáhne 14 V. Pokud k tomu dojde, dojde k některým změnám v obvodu řídicí jednotky pro solární baterii o výkonu 35 W nebo jakoukoli jinou. Zesilovač otevře přístup k MOSFET a další dva, slabší, budou uzavřeny.

Tím se zastaví nabíjení baterie. Jakmile napětí poklesne, obvod se vrátí do původní polohy a nabíjení bude pokračovat. Čas přidělený této operaci ovladači je přibližně 3 sekundy.

Některé funkce solárních regulátorů nabíjení

Na závěr musím říci o několika dalších funkcích regulátorů nabíjení. V moderních systémech mají řadu ochran pro zlepšení provozní spolehlivosti. V takových zařízeních lze implementovat následující typy ochrany:

• Proti nesprávné polaritě připojení;
• Od zkratů v zátěži a na vstupu;
• Z blesku;
• Přehřátí;
• Ze vstupních přepětí;
• Z vybití baterie v noci.

Kromě toho jsou v nich instalovány všechny druhy elektronických pojistek. Pro usnadnění provozu solárních systémů mají regulátory nabíjení informační displeje. Zobrazují informace o stavu baterie a systému jako celku. Mohou existovat údaje, jako například:

• Stav nabití, napětí baterie;
• Proud vydávaný fotobuňkami;
• Nabíjecí a nabíjecí proud baterie;
• Ampérhodiny uloženy a darovány.

Na displeji se také může zobrazit zpráva o nízkém nabití, varování o výpadku napájení zátěže.

Některé modely solárních regulátorů mají časovače pro aktivaci nočního režimu. Existují sofistikovaná zařízení, která řídí provoz dvou nezávislých baterií. Obvykle mají v názvu předponu Duo. Za zmínku stojí také modely, které jsou schopny odvádět přebytečnou energii na topné články.

Zajímavé jsou modely s rozhraním pro připojení k počítači. Tímto způsobem lze významně rozšířit funkčnost monitorování a řízení solárního systému. Pokud se vám článek ukázal jako užitečný, rozšířte na něj odkaz na sociálních sítích. Tímto způsobem pomůžete rozvoji webu. Hlasujte v anketě níže a ohodnoťte materiál! Opravy a dodatky k článku nechte v komentářích.

Vlastnosti zařízení

Nízká spotřeba energie při nečinnosti. Obvod byl navržen pro malé a středně velké olověné baterie a při nečinnosti odebírá nízký proud (5 mA). To prodlužuje životnost baterie.

Snadno dostupné komponenty. Zařízení používá konvenční součásti (nikoli SMD), které lze snadno najít v obchodech. Nic nemusí blikat, jedinou věcí, kterou potřebujete, je voltmetr a nastavitelný napájecí zdroj pro vyladění obvodu.

Nejnovější verze zařízení. Toto je třetí verze zařízení, takže většina chyb a nedostatků, které byly přítomny v předchozích verzích nabíječky, byla opravena.

Regulace napětí. Zařízení používá paralelní regulátor napětí, aby napětí baterie nepřekračovalo normu, obvykle 13,8 voltů.

Podpěťová ochrana. Většina solárních nabíječek používá Schottkyho diodu k ochraně před únikem proudu z baterie na solární panel.Když je baterie plně nabitá, použije se regulátor bočního napětí. Jedním z problémů tohoto přístupu jsou ztráty diod a v důsledku toho jejich zahřívání. Například solární panel 100 wattů, 12 V, dodává 8A do baterie, pokles napětí na Schottkyho diodě bude 0,4 V, tj. ztrátový výkon je asi 3,2 wattu. Jedná se zaprvé o ztráty a zadruhé bude dioda potřebovat k odvádění tepla radiátor. Problém je v tom, že nebude fungovat snížení poklesu napětí, několik paralelně zapojených diod sníží proud, ale pokles napětí tak zůstane. V níže uvedeném diagramu se místo konvenčních diod používají mosfety, proto se ztrácí výkon pouze pro aktivní odpor (odporové ztráty).

Pro srovnání, na 100 W panelu při použití mosfetů IRFZ48 (KP741A) je ztráta energie pouze 0,5 W (při Q2). To znamená méně tepla a více energie pro baterie. Dalším důležitým bodem je, že mosfety mají kladný teplotní koeficient a lze je zapojit paralelně, aby se snížil odpor.

Výše uvedený diagram používá několik nestandardních řešení.

Nabíjení. Mezi solárním panelem a zátěží se nepoužívá žádná dioda, místo toho je zde mosfet Q2. Dioda v mosfetu umožňuje protékat proud z panelu do zátěže. Pokud se na Q2 objeví významné napětí, pak se tranzistor Q3 otevře, kondenzátor C4 se nabije, což nutí operační zesilovač U2c a U3b k otevření mosfetu Q2. Nyní se pokles napětí vypočítá podle Ohmova zákona, tj. I * R, a je to mnohem méně, než kdyby tam byla dioda. Kondenzátor C4 je periodicky vybíjen přes odpor R7 a Q2 zavírá. Pokud z panelu teče proud, pak samoindukční EMF induktoru L1 okamžitě vynutí otevření Q3. To se stává velmi často (mnohokrát za sekundu). V případě, že proud jde do solárního panelu, Q2 se zavře, ale Q3 se neotevře, protože dioda D2 omezuje samočinnou EMF tlumivky L1. Dioda D2 může být dimenzována na proud 1A, ale během testování se ukázalo, že k takovému proudu dochází jen zřídka.

Trimr VR1 nastavuje maximální napětí. Když napětí překročí 13,8 V, operační zesilovač U2d otevře mosfet Q1 a výstup z panelu je „zkratován“ na zem. Operační zesilovač U3b navíc vypíná Q2 atd. panel je odpojen od zátěže. To je nutné, protože Q1 kromě solárního panelu „zkratuje“ zátěž a baterii.

Správa mosfetů N-kanálu. Mosfety Q2 a Q4 vyžadují pro napájení více napětí než ty, které se používají v obvodu. K tomu operační zesilovač U2 s páskem diod a kondenzátorů vytváří zvýšené napětí VH. Toto napětí se používá k napájení U3, jehož výstupem bude přepětí. Mnoho U2b a D10 zajišťuje stabilitu výstupního napětí při 24 voltech. S tímto napětím bude přes zdroj brány tranzistoru napětí alespoň 10V, takže generování tepla bude malé. Mosfety s N-kanálem mají obvykle mnohem nižší impedanci než ty s P-kanálem, a proto byly použity v tomto obvodu.

Podpěťová ochrana. Mosfet Q4, operační zesilovač U3a s externím páskováním rezistorů a kondenzátorů, jsou navrženy pro podpěťovou ochranu. Zde se Q4 používá nestandardně. Dioda MOSFET zajišťuje konstantní tok proudu do baterie. Když je napětí nad stanoveným minimem, je mosfet otevřený, což umožňuje malý pokles napětí při nabíjení baterie, ale co je důležitější, umožňuje proud z baterie protékat do zátěže, pokud solární článek nemůže poskytnout dostatečný výstupní výkon. Pojistka chrání před zkraty na straně zátěže.

Níže jsou obrázky uspořádání prvků a desek plošných spojů.

Nastavení zařízení. Při běžném používání zařízení nesmí být vložena propojka J1! K nastavení se používá LED D11. Chcete-li konfigurovat zařízení, připojte nastavitelný napájecí zdroj ke svorkám „zátěže“.

Nastavení podpěťové ochrany Vložte propojku J1. V napájecím zdroji nastavte výstupní napětí na 10,5V. Otáčejte zastřihovačem VR2 proti směru hodinových ručiček, dokud se nerozsvítí LED D11. Otočte VR2 mírně po směru hodinových ručiček, dokud nezhasne LED. Odstraňte propojku J1.

Nastavení maximálního napětí V napájecím zdroji nastavte výstupní napětí na 13,8V. Otáčejte trimrem VR1 ve směru hodinových ručiček, dokud nezhasne LED D9. Pomalu otáčejte VR1 proti směru hodinových ručiček, dokud se nerozsvítí LED D9.

Řídicí jednotka je nakonfigurována. Nezapomeňte odstranit propojku J1!

Pokud je kapacita celého systému malá, pak mohou být mosfety nahrazeny levnějšími IRFZ34. A pokud je systém výkonnější, pak lze mosfety nahradit výkonnějším IRFZ48.

Domácí ovladač solárních panelů

• Domov
• > Moje malá zkušenost

Ovladač je velmi jednoduchý a skládá se pouze ze čtyř částí.

Jedná se o výkonný tranzistor (používám IRFZ44N, který zvládne až 49Amps).

Automobilový reléový regulátor s regulací plus (VAZ "klasický").

Rezistor 120kOhm.

Dioda je výkonnější, aby zadržovala proud vydávaný solárním panelem (například z diodového můstku automobilu).

Princip fungování je také velmi jednoduchý. Píšu pro lidi, kteří elektronice vůbec nerozumí, protože já sám o ní nerozumím.

Regulátor relé je připojen k baterii, minus k hliníkové základně (31k), plus k (15k), od kontaktu (68k) je vodič připojen přes rezistor k bráně tranzistoru. Tranzistor má tři nohy, první je brána, druhá je odtok, třetí je zdroj. Mínus solárního panelu je připojen ke zdroji a plus k baterii, z odtoku tranzistoru mínus solární panel jde k baterii.

Když je regulátor relé připojen a pracuje, kladný signál z (68k) odemkne bránu a proud ze solárního panelu protéká odtokem zdroje do baterie, a když napětí na baterii překročí 14 voltů, relé -regulátor vypne plus a brána tranzistoru je vybita přes odpor, který se zavře mínusem, čímž se přeruší mínusový kontakt solárního panelu, a vypne se. A když napětí mírně poklesne, reléový regulátor opět dá bráně plus, tranzistor se otevře a opět proud z panelu bude proudit do baterie. Dioda na kladném vodiči SB je nutná, aby se baterie v noci nevybíjela, protože bez světla sám solární panel spotřebovává elektřinu.

Níže je vizuální ilustrace připojení prvků ovladače.

Nejsem dobrý v elektronice a možná jsou v mém obvodu nějaké nedostatky, ale funguje to bez jakéhokoli nastavení a funguje hned, a dělá to, co dělají tovární ovladače pro solární panely, a cena je jen asi 200 rublů a hodinu práce.

Níže je nepochopitelná fotografie tohoto ovladače, stejně jako všechny podrobnosti ovladače jsou upevněny na krabici. Tranzistor se trochu zahřeje a já ho zafixoval na malý ventilátor. Souběžně s odporem jsem dal malou LED, která ukazuje činnost ovladače. Když je blesk zapnutý, pokud není, znamená to, že je baterie nabitá, a když baterie rychle bliká, je téměř nabitá a pouze se dobíjí.

Tento ovladač pracuje déle než šest měsíců a během této doby nejsou žádné problémy, připojil jsem všechno, nyní nesleduji baterii, vše funguje samo. Toto je můj druhý ovladač, první, který jsem sestavil pro větrné generátory jako regulátor zátěže, viz o tom v předchozích článcích v sekci mé domácí produkty.

Pozor - regulátor není plně funkční. Po nějaké době práce vyšlo najevo, že tranzistor v tomto obvodu se úplně nezavře a proud i tak teče do baterie, i když je překročeno 14 voltů

Omlouvám se za nefunkční obvod, sám jsem to dlouho používal a myslel jsem si, že všechno funguje, ale ukázalo se, že ne, ai po úplném nabití stále teče proud do baterie. Tranzistor se uzavře pouze do poloviny, když dosáhne 14 voltů. Zatím obvod neodstraním, protože se objeví čas a touha, dokončím tento ovladač a vyložím pracovní obvod.
A teď mám jako regulátor regulátor předřadníku, který už dlouho funguje perfektně. Jakmile napětí překročí 14 voltů, tranzistor se otevře a zapne žárovku, která spálí veškerou přebytečnou energii. Na tomto předřadníku jsou nyní dva solární panely a větrná turbína.

Typy

Zapnuto vypnuto

Tento typ zařízení je považován za nejjednodušší a nejlevnější. Jeho jediným a hlavním úkolem je vypnout napájení baterie, když je dosaženo maximálního napětí, aby se zabránilo přehřátí.

Tento typ má však určitou nevýhodu, kterou je příliš brzké vypnutí. Po dosažení maximálního proudu je nutné udržovat proces nabíjení po dobu několika hodin a tento ovladač jej okamžitě vypne.

Výsledkem je, že nabití baterie bude v oblasti 70% maxima. To negativně ovlivňuje baterii.

PWM

Tento typ je pokročilý Zap / Vyp. Upgrade spočívá v tom, že má vestavěný systém modulace pulzní šířky (PWM). Tato funkce umožnila řadiči po dosažení maximálního napětí nevypnout proudový zdroj, ale snížit jeho sílu.

Z tohoto důvodu bylo možné zařízení téměř úplně nabít.

MRRT

Tento typ je považován za nejpokročilejší v současné době. Podstata jeho práce je založena na skutečnosti, že je schopen určit přesnou hodnotu maximálního napětí pro danou baterii. Neustále sleduje proud a napětí v systému. Díky neustálému příjmu těchto parametrů je procesor schopen udržovat nejoptimálnější hodnoty proudu a napětí, což vám umožňuje vytvářet maximální výkon.

Pokud porovnáme regulátor MPPT a PWN, pak je účinnost prvního z nich vyšší asi o 20–35%.

Typy řadičů

Ovladače zapnutí / vypnutí

Tyto modely jsou nejjednodušší z celé třídy regulátorů solárního nabíjení.

Regulátor nabíjení pro solární systémy

Modely On / Off jsou navrženy tak, aby vypnuly ​​nabíjení baterie, když je dosaženo horní meze napětí. To je obvykle 14,4 voltů. Výsledkem je zabránění přehřátí a přebíjení.

Ovladače zapnutí / vypnutí nebudou schopny plně nabít baterii. Koneckonců zde dochází k vypnutí v okamžiku, kdy je dosaženo maximálního proudu. Proces nabíjení na plnou kapacitu je třeba ještě několik hodin udržovat. Úroveň nabití v době vypnutí je někde kolem 70 procent nominální kapacity. Přirozeně to negativně ovlivňuje stav baterie a snižuje její životnost.

PWM regulátory

Při hledání řešení neúplného nabíjení baterie v systému se zařízeními On / Off byly vyvinuty řídicí jednotky založené na principu pulzní šířkové modulace (zkráceně PWM) nabíjecího proudu. Účelem činnosti takového ovladače je, že snižuje nabíjecí proud, když je dosaženo limitu napětí. Díky tomuto přístupu dosáhne nabití baterie téměř 100 procent. Efektivita procesu se zvyšuje až o 30 procent.

Regulátor nabíjení PWM
Existují modely PWM, které mohou regulovat proud v závislosti na provozní teplotě. To má dobrý vliv na stav baterie, topení se snižuje, nabíjení je lépe přijatelné. Proces se automaticky reguluje.
Odborníci doporučují používat regulátory nabíjení PWM pro solární panely v oblastech, kde je vysoká aktivita slunečního záření.Často je lze nalézt v solárních systémech s nízkou spotřebou energie (méně než dva kilowatty). V nich zpravidla fungují dobíjecí baterie s malou kapacitou.

Regulátory typu MPPT

Regulátory nabíjení MPPT jsou dnes nejpokročilejšími zařízeními pro regulaci procesu nabíjení akumulační baterie v solárních systémech. Tyto modely zvyšují účinnost výroby elektřiny ze stejných solárních panelů. Princip činnosti zařízení MPPT je založen na stanovení bodu maximální hodnoty výkonu.

Regulátor nabíjení MPPT

MPPT nepřetržitě sleduje proud a napětí v systému. Na základě těchto dat vypočítá mikroprocesor optimální poměr parametrů k dosažení maximálního výkonu. Při nastavování napětí se bere v úvahu i fáze procesu nabíjení. Solární regulátory MPPT vám dokonce umožňují odebírat z modulů velké napětí a poté jej převést na optimální napětí. Optimální znamená ten, který plně nabije baterii.

Pokud vyhodnotíme práci MPPT ve srovnání s PWM, pak se účinnost solárního systému zvýší z 20 na 35 procent. Mezi plusy patří také schopnost pracovat se stíněním solárního panelu až do 40 procent. Vzhledem ke schopnosti udržovat na výstupu ovladače vysokou hodnotu napětí lze použít malé zapojení. Je také možné umístit solární panely a jednotku do větší vzdálenosti než v případě PWM.

Hybridní regulátory nabíjení

V některých zemích, například v USA, Německu, Švédsku, Dánsku, je významná část elektřiny vyráběna větrnými turbínami. V některých malých zemích zaujímá alternativní energie velký podíl v energetických sítích těchto států. Jako součást větrných systémů existují také zařízení pro řízení procesu nabíjení. Pokud je elektrárna kombinovanou verzí větrného generátoru a solárních panelů, použijí se hybridní ovladače.

Hybridní ovladač
Tato zařízení mohou být postavena s obvodem MPPT nebo PWM. Hlavní rozdíl spočívá v tom, že používají různé voltampérové ​​charakteristiky. Během provozu vyrábějí větrné generátory velmi nerovnoměrnou výrobu elektřiny. Výsledkem je nerovnoměrné zatížení baterií a stresující provoz. Úkolem hybridního ovladače je vybít přebytečnou energii. K tomu se zpravidla používají speciální topné články.

Domácí ovladače

Lidé, kteří rozumějí elektrotechnice, si často sami staví regulátory náboje pro větrné turbíny a solární panely. Funkčnost těchto modelů je často horší z hlediska účinnosti a funkcí nastavených na tovární zařízení. V malých instalacích je však výkon domácího ovladače dostačující.

Domácí solární regulátor nabíjení

Při vytváření řadiče nabíjení vlastními rukama nezapomeňte, že celkový výkon musí splňovat následující podmínku: 1,2P ≤ I * U. I je výstupní proud regulátoru, U je napětí, když je baterie vybitá.

Existuje poměrně málo domácích obvodů řadičů. Můžete je vyhledat na příslušných fórech na internetu. Zde je třeba říci pouze o některých obecných požadavcích na takové zařízení:

• Nabíjecí napětí by mělo být 13,8 voltů a mění se v závislosti na jmenovitém proudu;
• Napětí, při kterém je nabíjení vypnuto (11 voltů). Tato hodnota musí být konfigurovatelná;
• Napětí, při kterém se náboj zapne, je 12,5 voltu.

Takže pokud se rozhodnete sestavit solární systém vlastníma rukama, budete muset začít vyrábět regulátor nabíjení. Při provozu solárních panelů a větrných turbín se to neobejdete.

Možnosti výběru

Existují pouze dvě kritéria výběru:

1. Prvním a velmi důležitým bodem je vstupní napětí. Maximum tohoto indikátoru by mělo být vyšší asi o 20% napětí naprázdno solární baterie.
2. Druhým kritériem je jmenovitý proud. Pokud je zvolen typ PWN, pak musí být jeho jmenovitý proud vyšší než zkratový proud baterie asi o 10%. Pokud je zvolen MPPT, pak jeho hlavní charakteristikou je výkon. Tento parametr musí být větší než napětí celého systému vynásobené jmenovitým proudem systému. Pro výpočty se napětí odebírá z vybitých baterií.

Způsoby připojení řadičů

Vzhledem k tématu připojení je třeba hned poznamenat: pro instalaci každého jednotlivého zařízení je charakteristickým rysem práce s konkrétní řadou solárních panelů.

Například pokud je použit regulátor, který je navržen pro maximální vstupní napětí 100 voltů, řada solárních panelů by měla vydávat napětí ne větší než tato hodnota.

Jakákoli solární elektrárna pracuje podle pravidla rovnováhy mezi výstupním a vstupním napětím prvního stupně. Horní mez napětí regulátoru se musí shodovat s horní mezí napětí panelu

Před připojením zařízení je nutné určit místo jeho fyzické instalace. Podle pravidel by místo instalace mělo být vybráno v suchých, dobře větraných prostorách. Přítomnost hořlavých materiálů v blízkosti zařízení je vyloučena.

Přítomnost zdrojů vibrací, tepla a vlhkosti v bezprostřední blízkosti zařízení je nepřijatelná. Místo instalace musí být chráněno před atmosférickými srážkami a přímým slunečním světlem.

Technika pro připojení modelů PWM

Téměř všichni výrobci regulátorů PWM vyžadují přesnou posloupnost připojovacích zařízení.

Technika připojení regulátorů PWM k periferním zařízením není nijak zvlášť obtížná. Každá deska je vybavena označenými svorkami. Zde jednoduše musíte sledovat sled akcí.

Periferní zařízení musí být připojena v plném souladu s označeními kontaktních svorek:

1. Připojte vodiče baterie ke svorkám baterie zařízení v souladu s vyznačenou polaritou.
2. Zapněte ochrannou pojistku přímo v místě dotyku kladného vodiče.
3. Na kontakty ovladače určeného pro solární panel upevněte vodiče vycházející ze solárních panelů panelů. Dbejte na polaritu.
4. Připojte testovací lampu s příslušným napětím (obvykle 12 / 24V) na zátěžové svorky zařízení.

Zadaná sekvence nesmí být porušena. Například je přísně zakázáno připojovat solární panely, pokud není připojena baterie. Takovými akcemi uživatel riskuje „vypálení“ zařízení. Tento materiál podrobněji popisuje montážní schéma solárních článků s baterií.

Rovněž u řadičů řady PWM je nepřijatelné připojit na zátěžové svorky regulátoru napěťový měnič. Střídač by měl být připojen přímo ke svorkám baterie.

Postup připojení zařízení MPPT

Obecné požadavky na fyzickou instalaci pro tento typ zařízení se neliší od předchozích systémů. Ale technologické nastavení se často poněkud liší, protože ovladače MPPT jsou často považovány za výkonnější zařízení.

U regulátorů určených pro vysoké úrovně výkonu se doporučuje použít na připojení napájecího obvodu kabely velkých průřezů vybavené kovovými zakončovacími prvky.

Například u vysoce výkonných systémů tyto požadavky doplňuje skutečnost, že výrobci doporučují použít kabel pro napájecí přípojky navržené pro hustotu proudu nejméně 4 A / mm2. To znamená například pro řídicí jednotku s proudem 60 A je potřebný kabel pro připojení k baterii o průřezu nejméně 20 mm2.

Propojovací kabely musí být vybaveny měděnými oky, pevně zvlněnými speciálním nástrojem. Záporné vývody solárního panelu a baterie musí být vybaveny pojistkovými a spínacími adaptéry.

Tento přístup eliminuje energetické ztráty a zajišťuje bezpečný provoz zařízení.

Blokové schéma pro připojení výkonného regulátoru MPPT: 1 - solární panel; 2 - MPPT řadič; 3 - svorkovnice; 4,5 - pojistky; 6 - vypínač napájení ovladače; 7,8 - pozemní sběrnice

Před připojením solárních panelů k zařízení se ujistěte, že napětí na svorkách odpovídá nebo je menší než napětí, které je povoleno přivést na vstup regulátoru.

Připojení periferních zařízení k zařízení MTTP:

1. Přepněte panel a spínače baterie do vypnuté polohy.
2. Demontujte pojistky panelu a baterie.
3. Připojte kabel od svorek baterie ke svorkám ovladače pro baterii.
4. Připojte vodiče solárního panelu ke svorkám regulátoru označeným příslušným znakem.
5. Připojte kabel mezi zemnicí svorku a zemnicí sběrnici.
6. Namontujte teplotní čidlo na regulátor podle pokynů.

Po těchto krocích musíte zasunout dříve vyjmutou pojistku baterie na místo a otočit přepínač do polohy „zapnuto“. Signál detekce baterie se objeví na obrazovce ovladače.

Poté po krátké pauze (1–2 minuty) vyměňte dříve vyjmutou pojistku solárního panelu a přepněte spínač panelu do polohy „zapnuto“.

Na obrazovce přístroje se zobrazí hodnota napětí solárního panelu. Tento okamžik svědčí o úspěšném spuštění solární elektrárny do provozu.

Domácí ovladač: funkce, příslušenství

Zařízení je navrženo tak, aby pracovalo pouze s jedním solárním panelem, který generuje proud o síle nepřesahující 4 A. Kapacita baterie, kterou nabíjí regulátor, je 3 000 A * h.

K výrobě řadiče je třeba připravit následující prvky:

• 2 mikroobvody: LM385-2,5 a TLC271 (je operační zesilovač);
• 3 kondenzátory: C1 a C2 mají nízkou spotřebu, mají 100 n; C3 má kapacitu 1000 u, dimenzovanou na 16 V;
• 1 kontrolka LED (D1);
• 1 Schottkyho dioda;
• 1 dioda SB540. Místo toho můžete použít libovolnou diodu, hlavní je, že vydrží maximální proud solární baterie;
• 3 tranzistory: BUZ11 (Q1), BC548 (Q2), BC556 (Q3);
• 10 rezistorů (R1 - 1k5, R2 - 100, R3 - 68k, R4 a R5 - 10k, R6 - 220k, R7 - 100k, R8 - 92k, R9 - 10k, R10 - 92k). Všichni mohou být 5%. Pokud chcete větší přesnost, můžete si vzít 1% rezistory.

Jak mohu vyměnit některé komponenty

Libovolný z těchto prvků lze nahradit. Při instalaci dalších obvodů musíte přemýšlet o změně kapacity kondenzátoru C2 a výběru předpětí tranzistoru Q3.

Místo tranzistoru MOSFET můžete nainstalovat jakýkoli jiný. Prvek musí mít nízký odpor otevřeného kanálu. Je lepší nevyměňovat Schottkyho diodu. Můžete nainstalovat běžnou diodu, ale je třeba ji umístit správně.

Rezistory R8, R10 jsou 92 kOhm. Tato hodnota je nestandardní. Z tohoto důvodu je obtížné najít takové odpory. Jejich plnohodnotnou náhradou mohou být dva rezistory s 82 a 10 kOhm. Musí být zahrnuty postupně.

Pokud nebude ovladač používán v nepřátelském prostředí, můžete nainstalovat trimovací rezistor. Umožňuje řídit napětí. V agresivním prostředí nebude dlouho fungovat.

Pokud je nutné použít ovladač pro silnější panely, je nutné vyměnit tranzistor a diodu MOSFET za výkonnější analogy. Všechny ostatní komponenty není nutné měnit. Nemá smysl instalovat chladič pro regulaci 4 A. Instalací MOSFET na vhodný chladič bude zařízení schopno pracovat s efektivnějším panelem.

Princip činnosti

Při absenci proudu ze solární baterie je regulátor v režimu spánku. Nepoužívá žádnou vlnu baterie. Poté, co sluneční paprsky zasáhly panel, začne do ovladače proudit elektrický proud. Mělo by se to zapnout. Indikátor LED spolu se 2 slabými tranzistory se však rozsvítí, pouze když napětí dosáhne 10 V.

Po dosažení tohoto napětí bude proud protékat Schottkyho diodou do baterie. Pokud napětí vzroste na 14 V, začne pracovat zesilovač U1, který zapne MOSFET. Výsledkem je, že LED zhasne a dva tranzistory s nízkou spotřebou budou uzavřeny. Baterie se nenabíjí. V tuto chvíli bude C2 vybitá. V průměru to trvá 3 sekundy. Po vybití kondenzátoru C2 bude překonána hystereze U1, MOSFET se uzavře, baterie se začne nabíjet. Nabíjení bude pokračovat, dokud napětí nestoupne na spínací úroveň.

Nabíjení probíhá pravidelně. Jeho doba trvání navíc závisí na tom, jaký je nabíjecí proud baterie a jak výkonná jsou zařízení k ní připojená. Nabíjení pokračuje, dokud napětí nedosáhne 14 V.

Okruh se zapne ve velmi krátké době. Jeho zahrnutí je ovlivněno dobou nabíjení C2 proudem, který omezuje tranzistor Q3. Proud nesmí být větší než 40 mA.