Aurinkoakun latauksen ohjain MRPT tai PWM - mikä on parempi valita?

Täältä löydät:

• Kun tarvitset ohjainta
• Aurinko-ohjaimen toiminnot
• Kuinka akun latausohjain toimii
• Laitteen ominaisuudet
• Tyypit
• Valintavaihtoehdot
• Tavat liittää ohjaimet
• Kotitekoinen ohjain: ominaisuudet, lisävarusteet
• Kuinka voin korvata joitain komponentteja
• Toimintaperiaate

Aurinkoparistojen lataussäädin on pakollinen osa aurinkopaneelien sähköjärjestelmää, lukuun ottamatta paristoja ja itse paneeleja. Mistä hän on vastuussa ja miten tehdä se itse?

Kun tarvitset ohjainta

Aurinkoenergia on edelleen rajoitettu (kotitalouksien tasolla) suhteellisen pienitehoisten aurinkosähköpaneelien luomiseen. Mutta riippumatta aurinko-virta-valosähkömuuntimen suunnittelusta, tämä laite on varustettu moduulilla, jota kutsutaan aurinkoakun latausohjaimeksi.

Itse asiassa aurinkovalon fotosynteesin kokoonpano sisältää ladattavan akun, joka tallentaa aurinkopaneelista vastaanotetun energian. Juuri tämä toissijainen energialähde palvelee ensisijaisesti ohjainta.

Seuraavaksi ymmärrämme laitteen ja sen toimintaperiaatteet ja puhumme myös sen liittämisestä.

Suurimmalla akun varauksella ohjain säätelee sen virransyöttöä vähentämällä sen vaadittuun korvaukseen laitteen itsepurkautumisesta. Jos akku on täysin tyhjä, ohjain katkaisee laitteen kaikki saapuvat kuormat.

Tämän laitteen tarve voidaan laskea seuraaviin kohtiin:

1. Monivaiheinen akun lataus;
2. Akun kytkemisen päälle / pois päältä säätö laitetta ladattaessa / purettaessa;
3. Akun liitäntä maksimilatauksella;
4. Yhdistetään lataus valokennoista automaattitilassa.

Aurinkolaitteiden akun lataussäädin on tärkeä, koska sen kaikkien toimintojen suorittaminen hyvässä kunnossa pidentää huomattavasti sisäänrakennetun akun käyttöikää.

Mille akun latausohjaimet ovat tarkoitettu?

Jos akku on kytketty suoraan aurinkopaneelien napoihin, akkua ladataan jatkuvasti. Viime kädessä jo täysin ladattu akku saa edelleen virtaa, mikä aiheuttaa usean voltin jännitteen nousun. Tämän seurauksena akku latautuu, elektrolyytin lämpötila nousee ja tämä lämpötila saavuttaa sellaiset arvot, että elektrolyytti kiehuu, akkukannuista vapautuu höyryjä jyrkästi. Seurauksena voi olla elektrolyytin täydellinen haihtuminen ja tölkkien kuivuminen. Luonnollisesti tämä ei lisää "terveyttä" akkuun ja vähentää dramaattisesti sen suorituskykyä.

Ohjain aurinkoakun latausjärjestelmässä

Tässä tarvitaan ohjaimia tällaisten ilmiöiden estämiseksi ja lataus- / purkausprosessien optimoimiseksi.

Aurinko-ohjaimen toiminnot

Elektroninen moduuli, nimeltään aurinkoakkuohjain, on suunniteltu suorittamaan erilaisia ​​valvontatoimintoja aurinkopariston lataus- / purkausprosessin aikana.

Tämä näyttää olevan yksi monista nykyisistä aurinkopaneelien latausohjainten malleista. Tämä moduuli kuuluu PWM-tyypin kehittämiseen

Kun auringonvalo putoaa esimerkiksi talon katolle asennetun aurinkopaneelin pinnalle, laitteen valokennot muuttavat tämän valon sähkövirraksi.

Tuloksena oleva energia voitaisiin itse asiassa syöttää suoraan akkuun.Akun lataamis- / purkamisprosessilla on kuitenkin omat hienovaraisuutensa (tietyt virta- ja jännitetasot). Jos jätät huomiotta nämä vivahteet, akku yksinkertaisesti vioittuu lyhyessä ajassa.

Jotta sillä ei olisi niin surullisia seurauksia, on suunniteltu moduuli, jota kutsutaan aurinkoakun latausohjaimeksi.

Akun varaustason seurannan lisäksi moduuli valvoo myös energiankulutusta. Vastuuvapauden määrästä riippuen aurinkoakun akun varauksen ohjainpiiri säätelee ja asettaa ensimmäisen ja seuraavan latauksen edellyttämän virran tason.

Näiden laitteiden rakenteissa voi olla hyvin erilaisia ​​kokoonpanoja aurinkopariston latausohjaimen kapasiteetista riippuen.

Yleensä yksinkertaisesti sanottuna moduuli tarjoaa huolettoman "elämän" akulle, joka kerää ajoittain energiaa kuluttajalaitteisiin.

Miksi latauksen hallinta ja miten aurinkoenergian säädin toimii?

Tärkeimmät syyt:

1. Se antaa akun toimia pidempään! Ylilataus voi aiheuttaa räjähdyksen.
2. Jokainen akku toimii tietyllä jännitteellä. Ohjaimen avulla voit valita haluamasi U.

Lataussäädin myös irrottaa akun kulutuslaitteista, jos se on hyvin alhainen. Lisäksi se irrottaa akun aurinkokennosta, jos se on täysin ladattu.

Siten tapahtuu vakuutus ja järjestelmän toiminta muuttuu turvallisemmaksi.

Toimintaperiaate on erittäin yksinkertainen. Laite auttaa ylläpitämään tasapainoa eikä anna jännitteen laskea tai nousta liikaa.

Ohjainten tyypit aurinkoakun lataamista varten

1. Kotitekoinen.
2. MRRT.
3. Päällä / Ei.
4. Hybridit.
5. PWM-tyypit.

Seuraavassa kuvataan lyhyesti nämä vaihtoehdot litiumlaitteille ja muille paristoille

DIY-ohjaimet

Kun sinulla on kokemusta ja taitoja elektroniikasta, tämä laite voidaan valmistaa itsenäisesti. Mutta tällaisella laitteella ei todennäköisesti ole suurta hyötysuhdetta. Kotitekoinen laite on todennäköisesti sopiva, jos asemalla on vähän virtaa.

Tämän latauslaitteen rakentamiseksi sinun on löydettävä sen piiri. Muista kuitenkin, että virhemarginaalin on oltava 0,1.

Tässä on yksinkertainen kaavio.

MRRT

Pystyy seuraamaan korkeinta lataustehorajaa. Ohjelmiston sisällä on algoritmi, jonka avulla voit seurata jännite- ja virtatasoja. Se löytää tietyn tasapainon, jossa koko asennus toimii mahdollisimman tehokkaasti.

MPPT-laitetta pidetään yhtenä parhaista ja edistyneimmistä tänään. Toisin kuin PMW, se lisää järjestelmän tehokkuutta 35%. Tällainen laite sopii, kun sinulla on paljon aurinkopaneeleja.

Laitteen tyyppi ON / OF

Se on yksinkertaisin myynnissä. Sillä ei ole niin paljon ominaisuuksia kuin muilla. Laite katkaisee akun lataamisen heti, kun jännite nousee maksimiin.

Valitettavasti tämän tyyppinen aurinkolatausohjain ei pysty lataamaan jopa 100%. Heti kun virta hyppää maksimiin, tapahtuu sammutus. Tämän seurauksena keskeneräinen lataus lyhentää sen käyttöikää.

Hybridit

Tietoja käytetään laitteeseen, kun on olemassa kahden tyyppisiä virtalähteitä, esimerkiksi aurinko ja tuuli. Niiden suunnittelu perustuu PWM: ään ja MPRT: hen. Sen tärkein ero vastaaviin laitteisiin on virran ja jännitteen ominaisuudet.

Sen tarkoitus: tasata akkuun menevä kuormitus. Tämä johtuu generaattoreiden tuulen epätasaisesta virtauksesta. Tämän vuoksi energian varastoinnin käyttöikää voidaan lyhentää merkittävästi.

PWM tai PWM

Työ perustuu virran pulssinleveyden modulointiin. Ratkaisee epätäydellisen latauksen ongelman. Se laskee virtaa ja nostaa siten latauksen jopa 100%.

Akun ylikuumeneminen ei johdu pwm-toiminnasta.Tämän seurauksena tämän aurinko-ohjausyksikön katsotaan olevan erittäin tehokas.

Kuinka akun latausohjain toimii

Koska rakenteen valokennoissa ei ole auringonvaloa, se on lepotilassa. Kun säteet näkyvät elementeissä, ohjain on edelleen lepotilassa. Se käynnistyy vain, jos auringon varastoitu energia saavuttaa 10 voltin sähköekvivalentin.

Heti kun jännite saavuttaa tämän ilmaisimen, laite käynnistyy ja Schottky-diodin kautta alkaa syöttää virtaa akkuun. Akun lataaminen tässä tilassa jatkuu, kunnes ohjaimen vastaanottama jännite saavuttaa 14 V.Jos näin tapahtuu, 35 watin aurinkopariston tai minkä tahansa muun ohjainpiirissä tapahtuu joitain muutoksia. Vahvistin avaa pääsyn MOSFETiin, ja kaksi muuta, heikompaa, suljetaan.

Tämä lopettaa akun lataamisen. Heti kun jännite laskee, piiri palaa alkuperäiseen asentoonsa ja lataus jatkuu. Ohjaimelle varattu aika on noin 3 sekuntia.

Joitakin aurinkosäädinlaitteiden ominaisuuksia

Lopuksi minun on sanottava muutamasta muusta latausohjainten ominaisuuksista. Nykyaikaisissa järjestelmissä niillä on useita suojauksia toiminnan luotettavuuden parantamiseksi. Tällaisissa laitteissa voidaan toteuttaa seuraavan tyyppisiä suojauksia:

• Väärän napaisuuden kytkentää vastaan;
• Oikosulkuista kuormituksessa ja tulossa;
• Salamasta;
• Ylikuumeneminen;
• Tulon ylijännitteistä;
• Akun purkautumisesta yöllä.

Lisäksi niihin on asennettu kaikenlaisia ​​elektronisia sulakkeita. Aurinkokennojärjestelmien toiminnan helpottamiseksi lataussäätimissä on tietonäytöt. Ne näyttävät tietoja akun tilasta ja koko järjestelmästä. Saattaa olla tietoja, kuten:

• Lataustila, akun jännite;
• Valokennojen antama virta;
• Akun latauksen ja kuorman virta;
• Ampeeritunnit varastoitu ja lahjoitettu.

Näyttö voi myös näyttää viestin alhaisesta latauksesta, varoituksen kuorman sähkökatkoksesta.

Joissakin aurinkosäätimien malleissa on ajastimet yötilan aktivoimiseksi. On hienostuneita laitteita, jotka ohjaavat kahden itsenäisen pariston toimintaa. Heillä on yleensä etuliite Duo heidän nimessään. On myös syytä huomata mallit, jotka pystyvät pudottamaan ylimääräisen energian lämmityselementteihin.

Mielenkiintoisissa malleissa on käyttöliittymä tietokoneeseen liittämistä varten. Tällä tavalla on mahdollista laajentaa merkittävästi aurinkokunnan valvonnan ja ohjauksen toiminnallisuutta. Jos artikkeli osoittautui hyödylliseksi sinulle, levitä linkki siihen sosiaalisissa verkostoissa. Tämä auttaa sivuston kehittämistä. Äänestä alla olevassa kyselyssä ja arvioi materiaali! Jätä artikkelin korjaukset ja lisäykset kommentteihin.

Laitteen ominaisuudet

Pieni virrankulutus tyhjäkäynnillä. Piiri on suunniteltu pienille ja keskisuurille lyijyakkuille, ja se käyttää matalaa virtaa (5mA) joutokäynnillä. Tämä pidentää akun käyttöikää.

Helposti saatavilla olevat komponentit. Laite käyttää tavanomaisia ​​komponentteja (ei SMD), jotka ovat helposti löydettävissä kaupoista. Mitään ei tarvitse välähtää, ainoa mitä tarvitset on voltimittari ja säädettävä virtalähde virittää piiri.

Laitteen uusin versio. Tämä on laitteen kolmas versio, joten suurin osa laturin aiemmissa versioissa esiintyneistä virheistä ja puutteista on korjattu.

Jännitteen säätö. Laite käyttää rinnakkaista jännitesäädintä, jotta akun jännite ei ylitä normia, yleensä 13,8 volttia.

Alijännitesuoja. Useimmat aurinkolaturit käyttävät Schottky-diodia suojaamaan akkua vuotavilta aurinkopaneeleilta.Shunttijännitesäädintä käytetään, kun akku on ladattu täyteen. Yksi tämän lähestymistavan ongelmista on diodihäviöt ja sen seurauksena sen lämmitys. Esimerkiksi 100 watin 12 V: n aurinkopaneeli syöttää akkuun 8A, jännitteen pudotus Schottky-diodin yli on 0,4 V, ts. tehohäviö on noin 3,2 wattia. Tämä on ensinnäkin häviöitä, ja toiseksi diodi tarvitsee lämpöpatterin lämmön poistamiseksi. Ongelmana on, että se ei toimi vähentämään jännitehäviötä, useat rinnakkain kytketyt diodit vähentävät virtaa, mutta jännitehäviö pysyy tällä tavalla. Alla olevassa kaaviossa käytetään perinteisten diodien sijasta mosfettejä, joten teho menetetään vain aktiiviselle vastukselle (resistiiviset häviöt).

Vertailun vuoksi 100 W: n paneelissa, kun käytetään IRFZ48 (KP741A) mosfettejä, tehohäviö on vain 0,5 W (Q2: lla). Tämä tarkoittaa vähemmän lämpöä ja enemmän energiaa paristoille. Toinen tärkeä asia on, että mosfeteillä on positiivinen lämpötilakerroin ja ne voidaan liittää rinnakkain vastuksen vähentämiseksi.

Yllä olevassa kaaviossa käytetään muutamia epätyypillisiä ratkaisuja.

Lataus. Diodia ei käytetä aurinkopaneelin ja kuorman välillä, vaan Q2-mosfetti. Mosfetin diodi antaa virran virrata paneelista kuormaan. Jos Q2: een ilmestyy merkittävä jännite, transistori Q3 avautuu, kondensaattori C4 latautuu, mikä pakottaa op-vahvistimen U2c ja U3b avaamaan Q2: n mosfetin. Nyt jännitehäviö lasketaan Ohmin lain mukaan, ts. I * R, ja se on paljon pienempi kuin jos siellä olisi diodi. Kondensaattori C4 puretaan ajoittain vastuksen R7 kautta ja Q2 sulkeutuu. Jos virtaa virtaa paneelista, niin induktorin L1 itseinduktio EMF pakottaa Q3: n välittömästi avautumaan. Tätä tapahtuu hyvin usein (monta kertaa sekunnissa). Jos virta kulkee aurinkopaneeliin, Q2 sulkeutuu, mutta Q3 ei avaudu, koska diodi D2 rajoittaa rikastimen L1 itsensä induktiota. Diodi D2 voidaan luokitella 1A-virralle, mutta testauksen aikana kävi ilmi, että tällaista virtaa esiintyy harvoin.

VR1-trimmeri asettaa maksimijännitteen. Kun jännite ylittää 13,8 V, operatiivinen vahvistin U2d avaa Q1: n mosfetin ja paneelin lähtö "oikosuljetaan" maahan. Lisäksi U3b-opamp sammuttaa Q2: n ja niin edelleen. paneeli on irrotettu kuormasta. Tämä on välttämätöntä, koska Q1 aurinkopaneelin lisäksi "oikosuljettaa" kuormaa ja akkua.

N-kanavan mosfettien hallinta. Mosfettien Q2 ja Q4 käyttämiseksi tarvitaan enemmän jännitettä kuin piirissä käytetään. Tätä varten op-amp U2 diodien ja kondensaattoreiden vanteella luo lisääntyneen jännitteen VH. Tätä jännitettä käytetään U3: n virtalähteeseen, jonka lähtö on ylijännite. Joukko U2b ja D10 varmistaa lähtöjännitteen vakauden 24 voltilla. Tällä jännitteellä tulee olemaan vähintään 10 V: n jännite transistorin hila-lähteen kautta, joten lämmöntuotanto on vähäistä. Yleensä N-kanavaisilla mosfeteillä on paljon pienempi impedanssi kuin P-kanavaisilla, minkä vuoksi niitä käytettiin tässä piirissä.

Alijännitesuoja. Mosfet Q4, opamp U3a ulkoisella vastusten ja kondensaattoreiden vanteilla, on suunniteltu alijännitesuojaukseen. Tässä Q4 on epätyypillinen. MOSFET-diodi tarjoaa jatkuvan virran akkuun. Kun jännite ylittää määritetyn minimiarvon, mosfet on auki, mikä sallii pienen jännitehäviön akkua ladattaessa, mutta mikä tärkeintä, se antaa akun virran virrata kuormaan, jos aurinkokenno ei pysty tarjoamaan riittävää lähtötehoa. Sulake suojaa kuorman puolelta oikosululta.

Alla on kuvia elementtien ja piirilevyjen järjestelystä.

Laitteen asentaminen. Laitteen normaalin käytön aikana hyppääjää J1 ei saa asentaa! D11-LEDiä käytetään asetukseen. Konfiguroi laite liittämällä säädettävä virtalähde kuormitusliittimiin.

Alijännitesuojan asettaminen Aseta hyppyjohdin J1. Aseta virtalähteessä lähtöjännite arvoon 10,5 V. Käännä trimmeriä VR2 vastapäivään, kunnes LED D11 syttyy. Käännä VR2 hieman myötäpäivään, kunnes LED sammuu. Irrota hyppääjä J1.

Suurimman jännitteen asettaminen Aseta virtalähteessä lähtöjännite arvoon 13,8 V. Käännä trimmeriä VR1 myötäpäivään, kunnes LED D9 sammuu. Käännä VR1 hitaasti vastapäivään, kunnes LED D9 syttyy.

Ohjain on määritetty. Älä unohda poistaa hyppääjää J1!

Jos koko järjestelmän kapasiteetti on pieni, mosfetit voidaan korvata halvemmalla IRFZ34: llä. Ja jos järjestelmä on tehokkaampi, mosfetit voidaan korvata tehokkaammalla IRFZ48: lla.

Kotitekoinen aurinkopaneeliohjain

• Koti
• > Pieni kokemukseni

Ohjain on hyvin yksinkertainen ja koostuu vain neljästä osasta.

Tämä on tehokas transistori (käytän IRFZ44N: ää, joka pystyy käsittelemään jopa 49 A / s).

Auton releensäädin plus-ohjauksella (VAZ "classic").

Vastus 120kOhm.

Diodi on tehokkaampi pitämään aurinkopaneelin lähettämän virran (esimerkiksi autodiodisillalta).

Toimintaperiaate on myös hyvin yksinkertainen. Kirjoitan ihmisille, jotka eivät ymmärrä elektroniikkaa ollenkaan, koska en itse ymmärrä mitään siitä.

Releensäädin on kytketty akkuun, miinus alumiinipohjaan (31k) plus (15k), koskettimesta (68k) johto on kytketty vastuksen kautta transistorin porttiin. Transistorilla on kolme jalkaa, ensimmäinen on portti, toinen on tyhjennys, kolmas on lähde. Aurinkopaneelin miinus on kytketty lähteeseen ja plus akkuun, transistorin tyhjennyksestä miinus aurinkopaneeli menee akkuun.

Kun releensäädin on kytketty ja toimii, (68k): n positiivinen signaali vapauttaa portin ja aurinkopaneelista tuleva virta virtaa lähteen tyhjennyksen kautta paristoon, ja kun akun jännite ylittää 14 volttia, rele -säädin sammuttaa plusmerkin ja transistorin portti purkautuu vastuksen kautta, jonka se sulkeutuu miinuksella, murtamalla siten aurinkopaneelin miinuskontaktin, ja se sammuu. Ja kun jännite laskee hieman, rele-säädin antaa jälleen plus-portille, transistori avautuu ja jälleen virta paneelista virtaa paristoon. Diodia SB: n positiivisessa johtimessa tarvitaan, jotta akku ei tyhjene yöllä, koska ilman valoa aurinkopaneeli itse kuluttaa sähköä.

Alla on visuaalinen kuva ohjainelementtien liitännästä.

En ole hyvä elektroniikassa ja ehkä piirissäni on joitain puutteita, mutta se toimii ilman asetuksia ja toimii heti, ja tekee mitä aurinkopaneelien tehdasohjaimet tekevät, ja omakustannushinta on vain noin 200 ruplaa ja tunti työn.

Alla on käsittämätön kuva tästä ohjaimesta, aivan kuten kaikki ohjaimen yksityiskohdat on kiinnitetty laatikon koteloon. Transistori lämpenee vähän ja kiinnitin sen pieneen tuulettimeen. Vastuksen rinnalle laitoin pienen LEDin, joka osoittaa ohjaimen toiminnan. Kun SB on päällä, kun se ei ole, se tarkoittaa, että akku on ladattu, ja kun akku vilkkuu nopeasti, akku on melkein ladattu ja vain latautuu.

Tämä ohjain on toiminut yli kuusi kuukautta ja tänä aikana ei ole ongelmia, liitin kaiken, nyt en seuraa akkua, kaikki toimii itsestään. Tämä on toinen ohjaimeni, ensimmäinen, joka koottiin tuuligeneraattoreille painolastin säätimeksi, katso siitä edellisten artikkeleiden osasta kotitekoisia tuotteita.

Huomio - ohjain ei ole täysin toiminnassa. Jonkin ajan työn jälkeen kävi selväksi, että tämän piirin transistori ei sulkeudu kokonaan, ja virta kulkee joka tapauksessa edelleen akkuun, vaikka 14 volttia ylitettäisiin

Pahoittelen virtapiiriä, käytin sitä pitkään ja ajattelin, että kaikki toimi, mutta ei käy ilmi, ja jopa täyden latauksen jälkeen virta virtaa akkuun. Transistori sulkeutuu vasta puolivälissä, kun se saavuttaa 14 volttia. En poista virtapiiriä vielä, kun aika ja halu ilmestyvät, päätän tämän ohjaimen ja asettan työpiirin.
Ja nyt minulla on ohjaimena painolastisäädin, joka on toiminut täydellisesti pitkään. Heti kun jännite ylittää 14 volttia, transistori avautuu ja kytkee päälle lampun, joka polttaa kaiken ylimääräisen energian. Samaan aikaan tällä painolastilla on nyt kaksi aurinkopaneelia ja tuuliturbiini.

Tyypit

Päälle / Pois

Tämän tyyppistä laitetta pidetään yksinkertaisin ja halvin. Sen ainoa ja tärkein tehtävä on sammuttaa akun lataus maksimijännitteen saavuttamisen jälkeen ylikuumenemisen estämiseksi.

Tällä tyypillä on kuitenkin tietty haitta, joka on liian aikainen sammutus. Suurimman virran saavuttamisen jälkeen latausprosessia on ylläpidettävä muutaman tunnin ajan, ja tämä ohjain sammuttaa sen välittömästi.

Tämän seurauksena akun lataus on noin 70% maksimimäärästä. Tämä vaikuttaa negatiivisesti akkuun.

PWM

Tämä tyyppi on edistynyt Päälle / Pois. Päivityksenä on, että siinä on sisäänrakennettu pulssinleveyden modulointijärjestelmä (PWM). Tämän toiminnon avulla ohjain ei saavuttanut maksimijännitettä, ei sammuttanut virtalähdettä, vaan vähentänyt sen voimakkuutta.

Tämän vuoksi laitteen lataaminen lähes mahdolliseksi.

MRRT

Tätä tyyppiä pidetään pisimmällä tällä hetkellä. Hänen työnsä ydin perustuu siihen, että hän pystyy määrittämään tietyn akun maksimijännitteen tarkan arvon. Se valvoo jatkuvasti järjestelmän virtaa ja jännitettä. Näiden parametrien jatkuvan vastaanottamisen ansiosta prosessori pystyy ylläpitämään optimaalisimmat virran ja jännitteen arvot, mikä antaa sinulle mahdollisuuden luoda suurin teho.

Jos verrataan ohjainta MPPT ja PWN, edellisen tehokkuus on suurempi noin 20-35%.

Ohjaintyypit

Päälle / pois-ohjaimet

Nämä mallit ovat yksinkertaisimpia koko aurinkolatausohjainten luokassa.

On / Off-lataussäädin aurinkokunnille

On / Off-mallit on suunniteltu sammuttamaan akun lataus, kun yläjänniteraja on saavutettu. Tämä on yleensä 14,4 volttia. Tämän seurauksena ylikuumeneminen ja ylikuormitus estetään.

Virtakytkimet eivät voi ladata akkua kokonaan. Loppujen lopuksi tässä sammutus tapahtuu hetkellä, jolloin maksimivirta saavutetaan. Ja latausprosessia täydellä kapasiteetilla on vielä ylläpidettävä useita tunteja. Lataustaso sammutushetkellä on noin 70 prosenttia nimellisestä kapasiteetista. Luonnollisesti tämä vaikuttaa negatiivisesti akun kuntoon ja lyhentää sen käyttöikää.

PWM-ohjaimet

Etsitään ratkaisua epätäydelliseen akun lataamiseen järjestelmässä, jossa on On / Off-laitteita, ohjausyksiköt on kehitetty latausvirran pulssinleveyden moduloinnin (lyhyellä PWM) periaatteella. Tällaisen säätimen toimintakohta on se, että se vähentää latausvirtaa, kun jänniteraja saavutetaan. Tällä lähestymistavalla akun lataus saavuttaa lähes 100 prosenttia. Prosessin tehokkuutta nostetaan jopa 30 prosenttia.

PWM-latausohjain
On olemassa PWM-malleja, jotka voivat säätää virtaa käyttölämpötilasta riippuen. Tällä on hyvä vaikutus akun kuntoon, lämmitys vähenee, lataus hyväksytään paremmin. Prosessi säätyy automaattisesti.
Asiantuntijat suosittelevat PWM-lataussäätimien käyttämistä aurinkopaneeleille alueilla, joilla on paljon auringonvaloa.Niitä löytyy usein pienitehoisista aurinkokunnista (alle kaksi kilowattia). Yleensä niissä toimivat pienikapasiteettiset ladattavat paristot.

Säätimet tyyppi MPPT

MPPT-lataussäätimet ovat nykyään edistyneimpiä laitteita akkujen latausprosessin säätämiseen aurinkokennojärjestelmissä. Nämä mallit lisäävät sähkön tuottamisen tehokkuutta samoista aurinkopaneeleista. MPPT-laitteiden toimintaperiaate perustuu suurimman tehoarvon pisteen määrittämiseen.

MPPT-latausohjain

MPPT valvoo jatkuvasti järjestelmän virtaa ja jännitettä. Näiden tietojen perusteella mikroprosessori laskee optimaalisen parametrisuhteen maksimaalisen tehon saavuttamiseksi. Jännitettä säädettäessä otetaan huomioon jopa latausprosessin vaihe. MPPT-aurinkosäätimet antavat sinun ottaa jopa paljon jännitettä moduuleista ja muuntaa sen sitten optimaaliseksi jännitteeksi. Optimaalinen tarkoittaa akkua täysin lataavaa.

Jos arvioimme MPPT: n työtä verrattuna PWM: ään, aurinkokunnan hyötysuhde nousee 20: sta 35 prosenttiin. Plussat sisältävät myös kyvyn työskennellä aurinkopaneelin varjostuksen kanssa jopa 40 prosenttiin. Johtuen kyvystä ylläpitää korkea jännite-arvo ohjaimen lähdössä, voidaan käyttää pieniä johdotuksia. On myös mahdollista sijoittaa aurinkopaneelit ja yksikkö kauemmaksi kuin PWM: n tapauksessa.

Hybridi-latauksen ohjaimet

Joissakin maissa, esimerkiksi Yhdysvalloissa, Saksassa, Ruotsissa, Tanskassa, merkittävä osa sähköstä tuotetaan tuuliturbiinien avulla. Joissakin pienissä maissa vaihtoehtoisella energialla on suuri osuus näiden valtioiden energiaverkoissa. Osana tuulijärjestelmiä on myös laitteita latausprosessin ohjaamiseksi. Jos voimalaitos on yhdistetty versio tuuligeneraattorista ja aurinkopaneeleista, käytetään hybridisäätimiä.

Hybridi-ohjain
Nämä laitteet voidaan rakentaa MPPT- tai PWM-piirillä. Tärkein ero on se, että ne käyttävät erilaisia ​​volttiampeereita. Käytön aikana tuuligeneraattorit tuottavat hyvin epätasaista sähköntuotantoa. Tuloksena on paristojen epätasainen kuormitus ja stressaava toiminta. Hybridi-ohjaimen tehtävänä on purkaa ylimääräinen energia. Tätä varten käytetään pääsääntöisesti erityisiä lämmityselementtejä.

Kotitekoiset ohjaimet

Ihmiset, jotka ymmärtävät sähkötekniikkaa, rakentavat usein itse tuuliturbiinien ja aurinkopaneelien lataussäätimet. Tällaisten mallien toiminnallisuus on usein tehokkuudeltaan huonompaa ja ominaisuus asetettu tehdaslaitteisiin. Pienissä asennuksissa kotitekoisen ohjaimen teho riittää.

Kotitekoinen aurinkoenergian säädin

Kun luot varauksenohjaimen omilla käsilläsi, muista, että kokonaistehon on täytettävä seuraavat ehdot: 1,2P ≤ I * U. I on ohjaimen lähtövirta, U on jännite, kun akku on tyhjä.

Kotitekoisia ohjainpiirejä on melko vähän. Voit hakea niitä sopivista foorumeista netistä. Tässä on sanottava vain joistakin tällaisen laitteen yleisistä vaatimuksista:

• Latausjännitteen tulisi olla 13,8 volttia ja se vaihtelee nimellisvirran arvon mukaan;
• Jännite, jolla lataus kytketään pois päältä (11 volttia). Tämän arvon on oltava määritettävissä;
• Jännite, jolla lataus käynnistyy, on 12,5 volttia.

Joten, jos päätät koota aurinkokunnan omin käsin, sinun on aloitettava varauksen ohjaimen tekeminen. Et voi tehdä ilman sitä käyttäessäsi aurinkopaneeleja ja tuuliturbiineja.

Valintavaihtoehdot

Valintaperusteita on vain kaksi:

1. Ensimmäinen ja erittäin tärkeä kohta on tuleva jännite. Tämän indikaattorin maksimiarvon tulisi olla noin 20% korkeampi aurinkopariston avoimen piirin jännitteestä.
2. Toinen kriteeri on nimellisvirta. Jos PWN-tyyppi valitaan, sen nimellisvirran on oltava noin 10% suurempi kuin akun oikosulkuvirta. Jos MPPT valitaan, sen pääominaisuus on teho. Tämän parametrin on oltava suurempi kuin koko järjestelmän jännite kerrottuna järjestelmän nimellisvirralla. Laskelmia varten jännite otetaan tyhjentyneillä akuilla.

Tavat liittää ohjaimet

Yhteyksien aihe huomioon ottaen on huomattava heti: kunkin yksittäisen laitteen asennukselle on ominaista työ tietyn aurinkopaneelisarjan kanssa.

Joten, jos esimerkiksi käytetään ohjainta, joka on suunniteltu 100 voltin enimmäisjännitteelle, aurinkopaneelien sarjan tulisi antaa jännite, joka ei ole suurempi kuin tämä arvo.

Mikä tahansa aurinkovoimala toimii ensimmäisen vaiheen lähtö- ja tulojännitteiden välisen tasapainon säännön mukaisesti. Säätimen yläjänniterajan on vastattava paneelin yläjänniterajaa

Ennen laitteen liittämistä sinun on päätettävä sen fyysisen asennuksen paikka. Sääntöjen mukaan asennuspaikka tulisi valita kuivissa, hyvin ilmastoiduissa tiloissa. Syttyvien materiaalien läsnäolo laitteen lähellä on suljettu.

Tärinän, lämmön ja kosteuden lähteiden esiintyminen laitteen välittömässä läheisyydessä ei ole hyväksyttävää. Asennuspaikka on suojattava ilmakehän sateilta ja suoralta auringonvalolta.

Tekniikka PWM-mallien yhdistämiseen

Lähes kaikki PWM-ohjainten valmistajat vaativat tarkan kytkentäjärjestyksen.

Tekniikka yhdistää PWM-ohjaimet oheislaitteisiin ei ole erityisen vaikeaa. Jokainen levy on varustettu merkittyillä liittimillä. Täällä sinun tarvitsee vain seurata toimintojen järjestystä.

Oheislaitteet on kytkettävä täysin koskettimien nimitysten mukaisesti:

1. Liitä akun johdot laitteen akun napoihin ilmoitetun napaisuuden mukaisesti.
2. Kytke suojavaroke päälle positiivisen johtimen kosketuskohdassa.
3. Kiinnitä aurinkopaneelille tarkoitetun ohjaimen koskettimiin johtimet, jotka tulevat paneelien aurinkopaneeleista. Huomioi napaisuus.
4. Liitä sopivan jännitteen (yleensä 12 / 24V) testilamppu laitteen kuormitusliittimiin.

Määritettyä järjestystä ei saa rikkoa. Esimerkiksi aurinkopaneelien kytkeminen on ehdottomasti kielletty, kun akkua ei ole kytketty. Tällaisilla toimilla käyttäjä voi "polttaa" laitteen. Tämä materiaali kuvaa yksityiskohtaisemmin paristolla varustettujen aurinkokennojen kokoonpanokaaviota.

PWM-sarjan ohjaimille ei myöskään voida hyväksyä jännitemuuntajan liittämistä ohjaimen kuormitusliittimiin. Taajuusmuuttaja on kytkettävä suoraan akun napoihin.

Menettely MPPT-laitteiden liittämiseksi

Tämäntyyppisten laitteiden fyysisen asennuksen yleiset vaatimukset eivät poikkea aiemmista järjestelmistä. Mutta tekninen kokoonpano on usein jonkin verran erilainen, koska MPPT-ohjaimia pidetään usein tehokkaampina laitteina.

Suurille tehotasoille suunnitelluissa ohjaimissa on suositeltavaa käyttää suurten poikkileikkausten kaapeleita, jotka on varustettu metalliliittimillä, virtapiirien liitäntöihin.

Esimerkiksi suuritehoisissa järjestelmissä näitä vaatimuksia täydennetään sillä, että valmistajat suosittelevat kaapelin ottamista sähköjohtoihin, jotka on suunniteltu vähintään 4 A / mm2 virtatiheydelle. Eli esimerkiksi ohjainta varten, jonka virta on 60 A, tarvitaan kaapeli, jotta se voidaan liittää paristoon, jonka poikkileikkaus on vähintään 20 mm2.

Liitäntäkaapelit on varustettava kuparikorvakkeilla, jotka on puristettu tiukasti erikoistyökalulla. Aurinkopaneelin ja akun miinusnapoissa on oltava sulake- ja kytkinadapterit.

Tämä lähestymistapa eliminoi energiahäviöt ja varmistaa laitoksen turvallisen toiminnan.

Lohkokaavio tehokkaan MPPT-ohjaimen liittämistä varten: 1 - aurinkopaneeli; 2 - MPPT-ohjain; 3 - riviliitin; 4,5 - sulakkeet; 6 - ohjaimen virtakytkin; 7.8 - maaväylä

Ennen kuin kytket aurinkopaneeleja laitteeseen, varmista, että liittimien jännite vastaa tai on pienempi kuin jännite, joka sallitaan ohjaimen tuloon.

Oheislaitteiden liittäminen MTTP-laitteeseen:

1. Aseta paneeli ja akkukytkimet pois päältä -asentoon.
2. Irrota paneeli ja pariston suojavarokkeet.
3. Liitä kaapeli akun napoista akun ohjaimen napoihin.
4. Liitä aurinkopaneelin johdot ohjaimen liittimiin, jotka on merkitty asianmukaisella merkillä.
5. Liitä kaapeli maadoitusliittimen ja maaväylän välille.
6. Asenna lämpötila-anturi säätimeen ohjeiden mukaisesti.

Näiden vaiheiden jälkeen on tarpeen asettaa aiemmin irrotettu paristosulake paikalleen ja kääntää kytkin "päällä" -asentoon. Akun tunnistussignaali ilmestyy ohjaimen näytölle.

Vaihda sitten lyhyen tauon (1-2 minuutin) jälkeen aiemmin irrotettu aurinkopaneelin sulake ja käännä paneelikytkin “on” -asentoon.

Laitteen näytössä näkyy aurinkopaneelin jännite. Tämä hetki todistaa aurinkovoimalan onnistuneen käyttöönoton.

Kotitekoinen ohjain: ominaisuudet, lisävarusteet

Laite on suunniteltu toimimaan vain yhden aurinkopaneelin kanssa, joka tuottaa virran, jonka voimakkuus on enintään 4 A. Ohjaimen lataama akun kapasiteetti on 3000 A * h.

Ohjaimen valmistamiseksi sinun on valmisteltava seuraavat elementit:

• 2 mikropiiriä: LM385-2.5 ja TLC271 (on operatiivinen vahvistin);
• 3 kondensaattoria: C1 ja C2 ovat pienitehoisia, niillä on 100n; C3: n kapasiteetti on 1000u, mitoitettu 16 V: lle;
• 1 merkkivalo (D1);
• 1 Schottky-diodi;
• 1 diodi SB540. Sen sijaan voit käyttää mitä tahansa diodia, tärkeintä on, että se kestää aurinkopariston maksimivirtaa;
• 3 transistoria: BUZ11 (Q1), BC548 (Q2), BC556 (Q3);
• 10 vastusta (R1 - 1k5, R2 - 100, R3 - 68k, R4 ja R5 - 10k, R6 - 220k, R7 - 100k, R8 - 92k, R9 - 10k, R10 - 92k). Ne kaikki voivat olla 5%. Jos haluat enemmän tarkkuutta, voit ottaa 1% vastuksia.

Kuinka voin korvata joitain komponentteja

Mikä tahansa näistä elementeistä voidaan korvata. Muita piirejä asennettaessa on ajateltava kondensaattorin C2 kapasitanssin muuttamista ja transistorin Q3 esijännityksen valitsemista.

MOSFET-transistorin sijaan voit asentaa minkä tahansa muun. Elementillä on oltava pieni avoimen kanavan vastus. On parempi olla vaihtamatta Schottky-diodia. Voit asentaa tavallisen diodin, mutta se on sijoitettava oikein.

Vastukset R8, R10 ovat 92 kOhm. Tämä arvo ei ole vakio. Tämän vuoksi tällaisia ​​vastuksia on vaikea löytää. Niiden täydellinen korvaaminen voi olla kaksi vastusta 82 ja 10 kOhm: lla. Ne on sisällytettävä peräkkäin.

Jos ohjainta ei käytetä aggressiivisessa ympäristössä, voit asentaa trimmerin. Se mahdollistaa jännitteen hallinnan. Se ei toimi pitkään aggressiivisessa ympäristössä.

Jos on tarpeen käyttää ohjainta vahvempiin paneeleihin, MOSFET-transistori ja diodi on korvattava tehokkaammilla vastineilla. Kaikkia muita komponentteja ei tarvitse vaihtaa. Ei ole järkevää asentaa jäähdytyselementtiä 4 A: n säätämiseen. Asentamalla MOSFET sopivaan jäähdytyselementtiin, laite pystyy toimimaan tehokkaamman paneelin avulla.

Toimintaperiaate

Jos aurinkoparistosta ei tule virtaa, ohjain on lepotilassa. Se ei käytä akkuvillaa. Kun auringon säteet osuvat paneeliin, sähkövirta alkaa virrata ohjaimeen. Sen pitäisi käynnistyä. Ilmaisin-LED ja 2 heikkoa transistoria syttyvät kuitenkin vasta, kun jännite saavuttaa 10 V.

Tämän jännitteen saavuttamisen jälkeen virta kulkee Schottky-diodin läpi akkuun. Jos jännite nousee 14 V: iin, vahvistin U1 alkaa toimia, mikä käynnistää MOSFETin. Tämän seurauksena LED sammuu ja kaksi pienitehoista transistoria suljetaan. Akku ei lataudu. Tällä hetkellä C2 puretaan. Tämä kestää keskimäärin 3 sekuntia. Kondensaattorin C2 purkautumisen jälkeen U1: n hystereesi voitetaan, MOSFET sulkeutuu, akku alkaa latautua. Lataus jatkuu, kunnes jännite nousee kytkentätasolle.

Lataus tapahtuu säännöllisesti. Lisäksi sen kesto riippuu siitä, mikä on akun latausvirta ja kuinka tehokkaat siihen kytketyt laitteet ovat. Lataus jatkuu, kunnes jännite saavuttaa 14 V.

Piiri käynnistyy hyvin lyhyessä ajassa. Sen sisällyttämiseen vaikuttaa aika, jolloin C2 ladataan virralla, joka rajoittaa transistoria Q3. Virta voi olla enintään 40 mA.