Solarni regulator punjenja akumulatora MRPT ili PWM - što je bolje odabrati?

Ovdje ćete saznati:

• Kad vam treba kontroler
• Funkcije solarnog regulatora
• Kako djeluje kontroler punjenja baterije
• Karakteristike uređaja
• Vrste
• Opcije odabira
• Načini povezivanja kontrolera
• Domaći kontroler: značajke, dodaci
• Kako mogu zamijeniti neke komponente
• Načelo rada

Regulator punjenja solarne baterije obvezni je element elektroenergetskog sustava na solarnim pločama, osim baterija i samih ploča. Za što je odgovoran i kako to sam napraviti?

Kad vam treba kontroler

Solarna energija i dalje je ograničena (na razini kućanstva) na stvaranje fotonaponskih panela relativno male snage. No, bez obzira na dizajn fotoelektričnog pretvarača solarne struje, ovaj je uređaj opremljen modulom koji se naziva kontroler punjenja solarne baterije.

Zapravo, postavka fotosinteze sunčeve svjetlosti uključuje punjivu bateriju koja pohranjuje energiju primljenu od solarne ploče. Taj sekundarni izvor energije primarno servisira regulator.

Dalje ćemo razumjeti uređaj i principe rada ovog uređaja, a također ćemo razgovarati o tome kako ga povezati.

Kada se baterija maksimalno napuni, regulator će regulirati trenutni dovod do nje, smanjujući je na potrebnu količinu kompenzacije za samopražnjenje uređaja. Ako se baterija potpuno isprazni, kontroler će odvojiti sve dolazne opterećenja na uređaju.

Potreba za ovim uređajem može se svesti na sljedeće točke:

1. Višestepeno punjenje baterije;
2. Podešavanje uključivanja / isključivanja baterije prilikom punjenja / pražnjenja uređaja;
3. Priključak baterije uz maksimalno punjenje;
4. Povezivanje punjenja iz fotoćelija u automatskom načinu rada.

Kontroler napunjenosti baterije za solarne uređaje važan je jer izvršavanje svih njegovih funkcija u ispravnom stanju uvelike povećava životni vijek ugrađene baterije.

Čemu služe kontroleri napunjenosti baterije?

Ako je baterija spojena izravno na stezaljke solarnih panela, tada će se neprestano puniti. Napokon, potpuno napunjena baterija i dalje će primati struju, što će dovesti do porasta napona za nekoliko volti. Kao rezultat toga, baterija se puni, temperatura elektrolita raste, a ta temperatura doseže takve vrijednosti da elektrolit kipi, dolazi do naglog ispuštanja para iz limenki akumulatora. Kao rezultat, elektrolit može potpuno ispariti, a limenke se isušiti. Naravno, to bateriji ne dodaje "zdravlje" i dramatično smanjuje resurse njenih performansi.

Kontroler u sustavu za punjenje solarne baterije

Ovdje su, kako bi se spriječili takvi fenomeni, kako bi se optimizirali procesi punjenja / pražnjenja, potrebni kontroleri.

Funkcije solarnog regulatora

Elektronički modul, nazvan kontroler solarne baterije, dizajniran je za obavljanje različitih nadzornih funkcija tijekom postupka punjenja / pražnjenja solarne baterije.

Ovo izgleda kao jedan od mnogih postojećih modela regulatora punjenja za solarne panele. Ovaj modul pripada razvoju tipa PWM

Kad sunčeva svjetlost padne na površinu solarne ploče instalirane, na primjer, na krovu kuće, fotoćelije uređaja pretvaraju ovu svjetlost u električnu struju.

Dobivena energija, zapravo, mogla bi se napajati izravno u akumulator.Međutim, postupak punjenja / pražnjenja baterije ima svoje suptilnosti (određene razine struja i napona). Ako zanemarite ove suptilnosti, baterija će jednostavno otkazati u kratkom vremenskom razdoblju.

Kako ne bi imali tako tužne posljedice, dizajniran je modul koji se naziva regulator punjenja za solarnu bateriju.

Uz nadzor razine napunjenosti baterije, modul također nadzire potrošnju energije. Ovisno o stupnju pražnjenja, krug regulatora napunjenosti baterije iz solarne baterije regulira i postavlja razinu struje potrebne za početno i naknadno punjenje.

Ovisno o kapacitetu kontrolera punjenja solarne baterije, dizajni ovih uređaja mogu imati vrlo različite konfiguracije.

Općenito govoreći, jednostavnim riječima, modul omogućuje bezbrižan „život“ baterije, koja se povremeno nakuplja i oslobađa energiju potrošačkih uređaja.

Zašto kontrola punjenja i kako radi solarni regulator punjenja?

Glavni razlozi:

1. Omogućit će bateriji dulji rad! Prekomjerno punjenje može izazvati eksploziju.
2. Svaka baterija radi na određenom naponu. Kontroler vam omogućuje odabir željenog U.

Također, regulator punjenja odvaja bateriju od uređaja za potrošnju ako je vrlo niska. Uz to, bateriju odvaja od solarne ćelije ako je potpuno napunjena.

Dakle, dolazi do osiguranja i rad sustava postaje sigurniji.

Princip rada je krajnje jednostavan. Uređaj pomaže u održavanju ravnoteže i ne dopušta da napon previše pada ili raste.

Vrste regulatora za punjenje solarnih baterija

1. Domaće.
2. MRRT.
3. Uključeno / Od.
4. Hibridi.
5. Vrste PWM-a.

U nastavku ćemo ukratko opisati ove mogućnosti za litijeve uređaje i druge baterije

Uradi sam kontroleri

Kada imate iskustva i vještine u elektronici, ovaj se uređaj može samostalno izraditi. Ali takav uređaj vjerojatno neće imati visoku učinkovitost. Domaći uređaj najvjerojatnije je prikladan ako vaša stanica ima malu snagu.

Da biste izgradili ovaj uređaj za punjenje, morat ćete pronaći njegov krug. Ali imajte na umu da granica pogreške mora biti 0,1.

Evo jednostavnog dijagrama.

MRRT

Sposoban za praćenje najvišeg ograničenja snage punjenja. Unutar softvera postoji algoritam koji vam omogućuje praćenje razine napona i struje. Pronalazi određenu ravnotežu u kojoj će cijela instalacija raditi s maksimalnom učinkovitošću.

Uređaj mppt danas se smatra jednim od najboljih i najnaprednijih. Za razliku od PMW-a, povećava učinkovitost sustava za 35%. Takav je uređaj prikladan kada imate puno solarnih panela.

Tip instrumenta ON / OF

Najjednostavniji je u prodaji. Nema toliko značajki kao ostale. Uređaj isključuje punjenje baterije čim napon poraste do maksimuma.

Nažalost, ovaj tip solarnog regulatora punjenja nije u mogućnosti napuniti do 100%. Čim struja skoči na maksimum, dolazi do isključivanja. Kao rezultat, nepotpuni naboj smanjuje svoj vijek trajanja.

Hibridi

Podaci se primjenjuju na uređaj kada postoje dvije vrste izvora energije, na primjer sunce i vjetar. Njihov dizajn temelji se na PWM i MPRT. Njegova glavna razlika od sličnih uređaja su karakteristike struje i napona.

Njegova svrha: izjednačiti opterećenje koje ide na bateriju. To je zbog neravnomjernog protoka struje iz vjetra generatora. Zbog toga se životni vijek skladišta energije može znatno smanjiti.

PWM ili PWM

Rad se temelji na modulaciji širine impulsa struje. Rješava problem nepotpunog punjenja. Smanjuje struju i tako dopunjava do 100%.

Kao rezultat rada pwm-a, nema pregrijavanja baterije.Kao rezultat, ova solarna upravljačka jedinica smatra se vrlo učinkovitom.

Kako djeluje kontroler punjenja baterije

U nedostatku sunčeve svjetlosti na fotoćelijama strukture, ona je u stanju mirovanja. Nakon što se zrake pojave na elementima, kontroler je i dalje u stanju mirovanja. Uključuje se samo ako pohranjena sunčeva energija dosegne 10 volti u električnom ekvivalentu.

Čim napon dosegne ovu brojku, uređaj se uključuje i počinje dovoditi struju u bateriju kroz Schottky diodu. Postupak punjenja akumulatora u ovom načinu rada nastavit će se dok napon primljen od regulatora ne dosegne 14 V. Ako se to dogodi, tada će se dogoditi neke promjene u krugu regulatora za solarnu bateriju od 35 vata ili bilo koju drugu. Pojačalo će otvoriti pristup MOSFET-u, a druga dva, slabija, biti će zatvorena.

Ovo će zaustaviti punjenje baterije. Čim napon padne, krug će se vratiti u prvobitni položaj i punjenje će se nastaviti. Vrijeme dodijeljeno upravljaču za ovu operaciju je oko 3 sekunde.

Neke značajke regulatora solarnog naboja

U zaključku moram reći o još nekoliko značajki kontrolera punjenja. U modernim sustavima imaju niz zaštita za poboljšanje operativne pouzdanosti. U takvim uređajima mogu se primijeniti sljedeće vrste zaštite:

• Protiv pogrešne veze polariteta;
• Od kratkih spojeva u opterećenju i na ulazu;
• Od munje;
• Pregrijavanje;
• Od ulaznih prenapona;
• Od pražnjenja baterije noću.

Uz to su u njih ugrađene sve vrste elektroničkih osigurača. Kako bi olakšali rad solarnih sustava, kontrolori punjenja imaju zaslone s informacijama. Prikazuju informacije o stanju baterije i sustava u cjelini. Mogu postojati podaci kao što su:

• Stanje napunjenosti, napon akumulatora;
• Struja koju odaju fotoćelije;
• Punjenje baterije i struja opterećenja;
• Spremljeni i donirani amper-sati.

Na zaslonu se također može prikazati poruka o slabom punjenju, upozorenje o nestanku struje u opterećenju.

Neki modeli solarnih regulatora imaju timere za aktiviranje noćnog načina rada. Postoje sofisticirani uređaji koji kontroliraju rad dviju neovisnih baterija. U svom nazivu obično imaju prefiks Duo. Također je vrijedno napomenuti modele koji su u stanju izbaciti višak energije na grijaće elemente.

Zanimljivi su modeli s sučeljem za povezivanje s računalom. Na taj je način moguće značajno proširiti funkcionalnost praćenja i upravljanja Sunčevim sustavom. Ako se članak pokazao korisnim za vas, proširite vezu do njega na društvenim mrežama. Čineći ovo, pomoći ćete razvoju web stranice. Glasajte u anketi ispod i ocijenite materijal! Ispravke i dopune članka ostavite u komentarima.

Karakteristike uređaja

Niska potrošnja energije u praznom hodu. Krug je dizajniran za male do srednje olovne baterije i u praznom hodu crpi slabu struju (5mA). To produžava vijek trajanja baterije.

Lako dostupne komponente. Uređaj koristi konvencionalne komponente (ne SMD) koje je lako pronaći u trgovinama. Ništa ne treba bljesnuti, jedino što trebate je voltmetar i prilagodljivo napajanje za podešavanje kruga.

Najnovija verzija uređaja. Ovo je treća verzija uređaja, pa je ispravljena većina pogrešaka i nedostataka prisutnih u prethodnim verzijama punjača.

Regulacija napona. Uređaj koristi paralelni regulator napona tako da napon akumulatora ne prelazi normu, obično 13,8 V.

Zaštita od podnapona. Većina solarnih punjača koristi Schottky diodu za zaštitu od curenja baterija na solarnu ploču.Regulator napona napona koristi se kada je baterija potpuno napunjena. Jedan od problema s ovim pristupom su gubici dioda i, kao posljedica toga, njihovo zagrijavanje. Na primjer, solarna ploča od 100 vata, 12V, napaja bateriju 8A, pad napona na Schottky diodi bit će 0,4V, tj. rasipanje snage je oko 3,2 vata. To su, prvo, gubici, a drugo, diodi će trebati radijator za uklanjanje topline. Problem je što neće uspjeti smanjiti pad napona, nekoliko paralelno spojenih dioda smanjit će struju, ali pad napona će takav i ostati. U donjem dijagramu, umjesto uobičajenih dioda, koriste se mosfetovi, pa se snaga gubi samo zbog aktivnog otpora (otporni gubici).

Za usporedbu, na panelu od 100 W pri korištenju IRFZ48 (KP741A) mosfetova, gubitak snage je samo 0,5 W (u Q2). To znači manje topline i više energije za baterije. Još jedna važna stvar je da mosfetovi imaju pozitivan temperaturni koeficijent i mogu se paralelno povezati kako bi se smanjio otpor.

Gornji dijagram koristi nekoliko nestandardnih rješenja.

Punjenje. Između solarne ploče i tereta ne koristi se dioda, umjesto toga postoji Q2 MOSFET. Dioda u MOSFET-u omogućuje protok struje od ploče do tereta. Ako se na Q2 pojavi značajan napon, tada se otvori tranzistor Q3, napuni se kondenzator C4, što prisiljava op-pojačalo U2c i U3b da otvore mosfet Q2. Sada se pad napona izračunava prema Ohmovu zakonu, tj. I * R, i to je puno manje nego da je tamo bila dioda. Kondenzator C4 povremeno se prazni kroz otpornik R7 i Q2 se zatvara. Ako s ploče teče struja, tada samoindukcijski EMF induktora L1 odmah prisiljava Q3 da se otvori. To se događa vrlo često (mnogo puta u sekundi). U slučaju kada struja ide na solarnu ploču, Q2 se zatvara, ali Q3 se ne otvara, jer dioda D2 ograničava samoindukcijski EMF prigušnice L1. Dioda D2 može se ocijeniti strujom od 1A, ali tijekom ispitivanja pokazalo se da se takva struja rijetko javlja.

Trimer VR1 postavlja maksimalni napon. Kad napon premaši 13,8 V, operativno pojačalo U2d otvara MOS-ov Q1 i izlaz s ploče je "kratko spojen" na masu. Uz to, U3b opamp isključuje Q2 i tako dalje. ploča je odvojena od tereta. To je neophodno jer Q1, osim solarne ploče, "kratko spoji" opterećenje i bateriju.

Upravljanje N-kanalnim MOSFET-ovima. Za pogon mosfets Q2 i Q4 potreban je veći napon nego što se koristi u krugu. Da bi to učinio, opcijsko pojačalo U2 s vezanjem dioda i kondenzatora stvara povećani napon VH. Ovaj napon koristi se za napajanje U3 čiji će izlaz biti prenaponski. Skup U2b i D10 osigurava stabilnost izlaznog napona na 24 volta. S tim naponom, kroz ulazni izvor tranzistora bit će napon od najmanje 10 V, tako da će proizvodnja topline biti mala. Obično N-kanalni MOSFET-i imaju puno nižu impedansu od P-kanalnih, zbog čega su korišteni u ovom krugu.

Zaštita od podnapona. Mosfet Q4, opamp U3a s vanjskim vezanjem otpornika i kondenzatora, dizajnirani su za zaštitu od podnapona. Ovdje se Q4 koristi nestandardno. Mosfet dioda osigurava stalni protok struje u bateriju. Kada je napon iznad navedenog minimuma, mosfet je otvoren, dopuštajući mali pad napona prilikom punjenja baterije, ali što je još važnije, omogućuje struju iz baterije da teče do tereta ako solarna ćelija ne može pružiti dovoljnu izlaznu snagu. Osigurač štiti od kratkih spojeva na strani tereta.

Ispod su slike rasporeda elemenata i tiskanih pločica.

Postavljanje uređaja. Tijekom normalne uporabe uređaja ne smije se umetnuti kratkospojnik J1! D11 LED koristi se za podešavanje. Da biste konfigurirali uređaj, spojite prilagodljivo napajanje na terminale "opterećenja".

Postavljanje zaštite od podnapona Umetnite kratkospojnik J1. U napajanju postavite izlazni napon na 10,5V. Okrenite trimer VR2 u smjeru suprotnom od kazaljke na satu dok LED D11 ne zasvijetli. Okrenite VR2 malo u smjeru kazaljke na satu dok se LED ne isključi. Uklonite kratkospojnik J1.

Postavljanje maksimalnog napona U napajanju postavite izlazni napon na 13,8V. Okrenite trimer VR1 u smjeru kazaljke na satu dok se LED D9 ne ugasi. Okrenite VR1 polako u smjeru suprotnom od kazaljke na satu dok LED D9 ne zasvijetli.

Kontroler je konfiguriran. Ne zaboravite ukloniti kratkospojnik J1!

Ako je kapacitet cijelog sustava mali, tada se MOSFET-ovi mogu zamijeniti jeftinijim IRFZ34. A ako je sustav moćniji, tada se MOSFET-ovi mogu zamijeniti snažnijim IRFZ48.

Domaći kontroler solarne ploče

• Dom
• > Moje malo iskustvo

Upravljač je vrlo jednostavan i sastoji se od samo četiri dijela.

Ovo je snažni tranzistor (koristim IRFZ44N koji može podnijeti i do 49A).

Automobilski relej-regulator s plus kontrolom (VAZ "classic").

Otpornik 120kOhm.

Dioda je snažnija za zadržavanje struje koju odaje solarna ploča (na primjer s mosta diode automobila).

Načelo rada je također vrlo jednostavno. Pišem za ljude koji se uopće ne razumiju u elektroniku, jer ni sam ne razumijem ništa u nju.

Relejni regulator spojen je na bateriju, minus na aluminijsku podlogu (31k), plus na (15k), od kontakta (68k) žica je preko otpornika spojena na vrata tranzistora. Tranzistor ima tri noge, prva je vrata, druga je odvod, treća je izvor. Minus solarne ploče povezan je s izvorom, a plus na bateriju, iz odvoda tranzistora, minus solarna ploča odlazi na bateriju.

Kad je relejni regulator povezan i radi, pozitivni signal iz (68k) otključava vrata i struja iz solarne ploče teče kroz izvor-odvod u bateriju, a kada napon na bateriji prelazi 14 volti, relej -regulator isključuje plus i vrata tranzistora se prazne kroz otpornik koji se zatvara za minus, čime se prekida minus kontakt solarne ploče i on se gasi. A kad napon malo padne, relej-regulator će opet dati plus vratima, tranzistor će se otvoriti i opet će struja s ploče teći u bateriju. Dioda na pozitivnoj žici SB-a potrebna je kako se baterija ne bi praznila noću, jer bez svjetla sama solarna ploča troši električnu energiju.

Ispod je vizualna ilustracija veze elemenata kontrolera.

Nisam dobar u elektronici i možda postoje neke nedostatke u mom krugu, ali radi bez ikakvih postavki i djeluje odmah i radi ono što rade tvornički kontroleri za solarne panele, a cijena koštanja iznosi samo oko 200 rubalja i sat od posla.

Ispod je nerazumljiva fotografija ovog kontrolera, baš kao i svi detalji kontrolera fiksirani su na kućištu kutije. Tranzistor se malo zagrijava i popravio sam ga na malom ventilatoru. Paralelno s otpornikom, stavio sam malu LED, koja prikazuje rad kontrolera. Kada je SB uključen, a nije, to znači da je baterija napunjena, a kada baterija brzo trepće, baterija je gotovo napunjena i samo se puni.

Ovaj kontroler radi više od šest mjeseci i za to vrijeme nema problema, sve sam spojio, sada ne pratim bateriju, sve radi samo od sebe. Ovo je moj drugi kontroler, prvi koji sam sastavio za generatore vjetra kao regulator balasta, pogledajte o tome u prethodnim člancima u odjeljku moji domaći proizvodi.

Pažnja - kontroler nije u potpunosti operativan. Nakon nekog vremena rada postalo je jasno da se tranzistor u ovom krugu ne zatvara u potpunosti, a struja ionako nastavlja teći u bateriju, čak i kad je prekoračeno 14 volti

Ispričavam se zbog neaktivnog kruga, i sam sam ga dugo koristio i mislio sam da je sve uspjelo, ali ispada da nije, pa čak i nakon punog napunjenja struja i dalje teče u bateriju. Tranzistor se zatvara tek napola kad dosegne 14 volti. Neću još ukloniti sklop, kako se pojave vrijeme i želja, završit ću ovaj kontroler i rasporediti radni krug.
A sada kao regulator imam regulator balasta, koji već duže vrijeme savršeno radi. Čim napon premaši 14 volti, tranzistor se otvori i uključi žarulju koja sagorijeva sav višak energije. Istodobno, na ovom balastu postoje dvije solarne ploče i vjetroagregat.

Vrste

Uključeno, Isključeno

Ova vrsta uređaja smatra se najjednostavnijom i najjeftinijom. Njegova je jedina i glavna zadaća isključiti dovod napunjenosti akumulatora kada se dostigne maksimalni napon kako bi se spriječilo pregrijavanje.

Međutim, ovaj tip ima određeni nedostatak, a to je prerano isključivanje. Nakon postizanja maksimalne struje potrebno je održavati postupak punjenja nekoliko sati i ovaj će ga regulator odmah isključiti.

Kao rezultat, punjenje baterije bit će u području od 70% od maksimuma. To negativno utječe na bateriju.

PWM

Ova vrsta je napredni On / Off. Nadogradnja je što ima ugrađeni sustav modulacije širine impulsa (PWM). Ova je funkcija omogućila kontroloru, nakon postizanja maksimalnog napona, da ne isključi strujno napajanje, već da smanji njegovu snagu.

Zbog toga je postalo moguće gotovo potpuno napuniti uređaj.

MRRT

Ova se vrsta u današnje vrijeme smatra najnaprednijom. Suština njegovog rada temelji se na činjenici da je u stanju odrediti točnu vrijednost maksimalnog napona za datu bateriju. Kontinuirano prati struju i napon u sustavu. Zbog stalnog primanja ovih parametara, procesor je u stanju održavati najoptimalnije vrijednosti struje i napona, što vam omogućuje stvaranje maksimalne snage.

Ako usporedimo regulator MPPT i PWN, tada je učinkovitost prvog veća za oko 20-35%.

Vrste kontrolera

Kontroleri za uključivanje / isključivanje

Ovi su modeli najjednostavniji iz cijele klase regulatora solarnog naboja.

On / Off regulator punjenja za solarne sustave

Modeli za uključivanje / isključivanje dizajnirani su za isključivanje punjenja baterije kada se dosegne gornja granica napona. To je obično 14,4 volta. Kao rezultat, sprečava se pregrijavanje i prekomjerno punjenje.

Kontroleri za uključivanje / isključivanje neće moći potpuno napuniti bateriju. Napokon, ovdje se isključivanje događa u trenutku kada je dosegnuta maksimalna struja. A postupak punjenja do punog kapaciteta i dalje treba održavati nekoliko sati. Razina napunjenosti u trenutku isključivanja iznosi oko 70 posto nominalnog kapaciteta. To, naravno, negativno utječe na stanje baterije i smanjuje njezin vijek trajanja.

PWM kontroleri

U potrazi za rješenjem nepotpunog punjenja akumulatora u sustavu s uređajima za uključivanje / isključivanje, razvijene su upravljačke jedinice temeljene na principu modulacije širine impulsa (kratko PWM) struje punjenja. Točka rada takvog regulatora je u tome što smanjuje struju punjenja kada se dostigne granica napona. Ovim pristupom napunjenost baterije doseže gotovo 100 posto. Učinkovitost postupka povećava se i do 30 posto.

PWM regulator punjenja
Postoje PWM modeli koji mogu regulirati struju ovisno o radnoj temperaturi. To dobro utječe na stanje baterije, grijanje se smanjuje, punjenje se bolje prihvaća. Proces se automatski regulira.
Stručnjaci preporučuju upotrebu PWM regulatora punjenja za solarne panele u onim regijama u kojima postoji velika aktivnost sunčeve svjetlosti.Često ih se može naći u solarnim sustavima male snage (manje od dva kilovata). U njima u pravilu rade punjive baterije malog kapaciteta.

Regulatori tipa MPPT

MPPT kontroleri punjenja danas su najnapredniji uređaji za regulaciju procesa punjenja akumulacijske baterije u solarnim sustavima. Ovi modeli povećavaju učinkovitost proizvodnje električne energije iz istih solarnih panela. Načelo rada MPPT uređaja temelji se na određivanju točke maksimalne vrijednosti snage.

MPPT kontroler punjenja

MPPT kontinuirano nadgleda struju i napon u sustavu. Na temelju tih podataka mikroprocesor izračunava optimalni omjer parametara kako bi postigao maksimalnu izlaznu snagu. Pri podešavanju napona uzima se u obzir čak i faza postupka punjenja. MPPT solarni kontroleri čak vam omogućuju da uzmete veliki napon s modula, a zatim ga pretvorite u optimalan napon. Optimalno znači ono koje potpuno puni bateriju.

Ako procijenimo rad MPPT-a u usporedbi s PWM-om, tada će se učinkovitost solarnog sustava povećati s 20 na 35 posto. Plusevi uključuju i sposobnost rada sa zasjenjenjem solarne ploče do 40 posto. Zbog mogućnosti održavanja visoke naponske vrijednosti na izlazu regulatora, mogu se koristiti male ožičenja. Također je moguće postaviti solarne panele i jedinicu na veću udaljenost nego u slučaju PWM-a.

Hibridni kontroleri naboja

Na primjer, u nekim zemljama, SAD-u, Njemačkoj, Švedskoj, Danskoj, značajan dio električne energije generiraju vjetroturbine. U nekim malim zemljama alternativna energija zauzima velik udio u energetskim mrežama tih država. Kao dio sustava vjetra, postoje i uređaji za kontrolu postupka punjenja. Ako je elektrana kombinirana verzija generatora vjetra i solarnih panela, tada se koriste hibridni kontroleri.

Hibridni kontroler
Ti se uređaji mogu graditi s MPPT ili PWM krugom. Glavna razlika je u tome što koriste različite volt-amperske karakteristike. Tijekom rada generatori vjetra proizvode vrlo neravnomjernu proizvodnju električne energije. Rezultat je neravnomjerno opterećenje baterija i stresan rad. Zadaća hibridnog regulatora je pražnjenje viška energije. Za to se, u pravilu, koriste posebni grijaći elementi.

Domaći kontroleri

Ljudi koji se razumiju u elektrotehniku ​​često sami izrađuju kontrole punjenja za vjetroturbine i solarne panele. Funkcionalnost takvih modela često je inferiorna u učinkovitosti i skup značajki kod tvorničkih uređaja. Međutim, u malim instalacijama snaga domaćeg regulatora je sasvim dovoljna.

Domaći regulator solarnog punjenja

Prilikom stvaranja kontrolera punjenja vlastitim rukama, trebate imati na umu da ukupna snaga mora zadovoljiti sljedeći uvjet: 1.2P ≤ I * U. I je izlazna struja regulatora, U je napon kada se baterija prazni.

Postoji dosta domaćih upravljačkih sklopova. Možete ih potražiti na odgovarajućim forumima na mreži. Ovdje treba reći samo o nekim općim zahtjevima za takav uređaj:

• Napon punjenja trebao bi biti 13,8 volta i varira ovisno o nazivnoj vrijednosti struje;
• Napon na kojem se punjenje isključuje (11 volti). Ova vrijednost mora biti podesiva;
• Napon na kojem se punjenje uključuje je 12,5 volti.

Dakle, ako se odlučite vlastitim rukama sastaviti solarni sustav, tada morate početi izrađivati ​​regulator punjenja. Bez toga se ne može raditi kod upravljanja solarnim pločama i vjetroagregatima.

Opcije odabira

Postoje samo dva kriterija odabira:

1. Prva i vrlo važna točka je dolazni napon. Maksimum ovog pokazatelja trebao bi biti veći za oko 20% napona otvorenog kruga solarne baterije.
2. Drugi kriterij je nazivna struja. Ako je odabran tip PWN, njegova nazivna struja mora biti veća od struje kratkog spoja baterije za oko 10%. Ako se odabere MPPT, tada je njegova glavna karakteristika snaga. Ovaj parametar mora biti veći od napona cijelog sustava pomnoženog s nazivnom strujom sustava. Za izračun se uzima napon ispražnjenih baterija.

Načini povezivanja kontrolera

Uzimajući u obzir temu povezivanja, odmah treba napomenuti: za ugradnju svakog pojedinog uređaja karakteristična je značajka rad s određenom serijom solarnih panela.

Tako, na primjer, ako se koristi regulator koji je dizajniran za maksimalni ulazni napon od 100 volti, niz solarnih panela treba izlaziti na napon ne veći od ove vrijednosti.

Bilo koja solarna elektrana radi prema pravilu ravnoteže između izlaznog i ulaznog napona prvog stupnja. Gornja granica napona regulatora mora odgovarati gornjoj granici napona ploče

Prije spajanja uređaja morate odlučiti o mjestu njegove fizičke instalacije. Prema pravilima, mjesto ugradnje treba odabrati u suhim, dobro prozračenim prostorima. Prisutnost zapaljivih materijala u blizini uređaja je isključena.

Prisutnost izvora vibracija, topline i vlage u neposrednoj blizini uređaja je neprihvatljiva. Mjesto ugradnje mora biti zaštićeno od atmosferskih oborina i izravne sunčeve svjetlosti.

Tehnika povezivanja PWM modela

Gotovo svi proizvođači PWM kontrolera zahtijevaju točan redoslijed povezivanja uređaja.

Tehnika povezivanja PWM regulatora s perifernim uređajima nije osobito teška. Svaka ploča opremljena je označenim terminalima. Ovdje jednostavno trebate slijediti slijed radnji.

Periferni uređaji moraju biti povezani u potpunosti u skladu s oznakama kontaktnih stezaljki:

1. Spojite žice baterije na priključke baterije uređaja u skladu s naznačenim polaritetom.
2. Uključite zaštitnu osigurač izravno na mjestu kontakta pozitivne žice.
3. Na kontakte regulatora namijenjenog solarnoj ploči učvrstite vodiče koji dolaze iz solarnih ploča panela. Promatrajte polaritet.
4. Spojite ispitnu žarulju odgovarajućeg napona (obično 12 / 24V) na stezaljke opterećenja uređaja.

Navedeni redoslijed ne smije se kršiti. Primjerice, strogo je zabranjeno prvo povezivati ​​solarne panele kad baterija nije spojena. Takvim radnjama korisnik riskira da "spali" uređaj. Ovaj materijal detaljnije opisuje dijagram montaže solarnih ćelija s baterijom.

Također, za kontrolere serije PWM neprihvatljivo je priključiti pretvarač napona na stezaljke opterećenja regulatora. Pretvarač treba spojiti izravno na stezaljke akumulatora.

Postupak spajanja MPPT uređaja

Opći zahtjevi za fizičku instalaciju za ovu vrstu uređaja ne razlikuju se od prethodnih sustava. No, tehnološka postavka često je ponešto drugačija, budući da se MPPT kontroleri često smatraju moćnijim uređajima.

Za kontrolere dizajnirane za velike razine snage, na priključcima energetskih krugova preporučuje se uporaba kabela velikih presjeka, opremljenih metalnim završecima.

Na primjer, za sustave velike snage, ti se zahtjevi dopunjuju činjenicom da proizvođači preporučuju uzimanje kabela za vodove za napajanje dizajniran za gustoću struje od najmanje 4 A / mm2. To je, na primjer, za regulator s strujom od 60 A potreban je kabel za spajanje na bateriju presjeka najmanje 20 mm2.

Spojni kablovi moraju biti opremljeni bakrenim ušicama, čvrsto stisnutim posebnim alatom. Negativne stezaljke solarne ploče i baterije moraju biti opremljene adapterima osigurača i prekidača.

Ovaj pristup eliminira gubitke energije i osigurava siguran rad instalacije.

Blok shema za povezivanje moćnog MPPT regulatora: 1 - solarna ploča; 2 - MPPT kontroler; 3 - terminalni blok; 4,5 - osigurači; 6 - prekidač za napajanje regulatora; 7.8 - prizemni autobus

Prije spajanja solarnih panela na uređaj, provjerite poklapa li se napon na stezaljkama ili je manji od napona dopuštenog za primjenu na ulaz regulatora.

Spajanje perifernih uređaja na MTTP uređaj:

1. Postavite ploču i prekidače baterije u položaj isključeno.
2. Uklonite ploču i osigurače za zaštitu baterije.
3. Spojite kabel s terminala baterije na terminale kontrolera za bateriju.
4. Spojite vodove solarne ploče s priključcima regulatora označenim odgovarajućim znakom.
5. Spojite kabel između stezaljke uzemljenja i sabirnice uzemljenja.
6. Ugradite osjetnik temperature na regulator u skladu s uputama.

Nakon ovih koraka potrebno je umetnuti prethodno uklonjeni osigurač baterije na mjesto i okrenuti prekidač u položaj "uključeno". Signal za otkrivanje baterije pojavit će se na zaslonu kontrolera.

Zatim, nakon kratke stanke (1-2 minute), zamijenite prethodno uklonjeni osigurač solarne ploče i okrenite prekidač ploče u položaj "uključeno".

Na zaslonu instrumenta prikazat će se vrijednost napona solarne ploče. Ovaj trenutak svjedoči o uspješnom puštanju u pogon solarne elektrane.

Domaći kontroler: značajke, dodaci

Uređaj je dizajniran za rad sa samo jednom solarnom pločom koja generira struju jačine koja ne prelazi 4 A. Kapacitet baterije koju puni regulator je 3.000 A * h.

Da biste izradili kontroler, morate pripremiti sljedeće elemente:

• 2 mikrovezja: LM385-2,5 i TLC271 (operativno je pojačalo);
• 3 kondenzatora: C1 i C2 su male snage, imaju 100n; C3 ima kapacitet od 1000u, predviđen za 16 V;
• 1 LED indikator (D1);
• 1 Schottky dioda;
• 1 dioda SB540. Umjesto toga možete koristiti bilo koju diodu, glavna stvar je da može izdržati maksimalnu struju solarne baterije;
• 3 tranzistora: BUZ11 (Q1), BC548 (Q2), BC556 (Q3);
• 10 otpornika (R1 - 1k5, R2 - 100, R3 - 68k, R4 i R5 - 10k, R6 - 220k, R7 - 100k, R8 - 92k, R9 - 10k, R10 - 92k). Svi oni mogu biti 5%. Ako želite veću preciznost, tada možete uzeti 1% otpornika.

Kako mogu zamijeniti neke komponente

Bilo koji od ovih elemenata može se zamijeniti. Kada instalirate druge sklopove, trebate razmišljati o promjeni kapacitivnosti kondenzatora C2 i odabiru pristranosti tranzistora Q3.

Umjesto MOSFET tranzistora, možete instalirati bilo koji drugi. Element mora imati mali otpor otvorenog kanala. Bolje je ne zamjenjivati ​​Schottky-jevu diodu. Možete instalirati uobičajenu diodu, ali je treba pravilno postaviti.

Otpornici R8, R10 su 92 kOhm. Ova vrijednost je nestandardna. Zbog toga je takve otpore teško pronaći. Njihova potpuna zamjena mogu biti dva otpora s 82 i 10 kOhm. Treba ih uključiti sekvencijalno.

Ako se kontroler neće koristiti u agresivnom okruženju, možete instalirati trimer. Omogućuje kontrolu napona. Neće dugo raditi u agresivnom okruženju.

Ako je potrebno koristiti kontroler za jače panele, potrebno je zamijeniti MOSFET tranzistor i diodu s moćnijim kolegama. Sve ostale komponente nije potrebno mijenjati. Nema smisla instalirati hladnjak za regulaciju 4 A. Ugradnjom MOSFET-a na prikladan hladnjak, uređaj će moći raditi s učinkovitijom pločom.

Načelo rada

U nedostatku struje iz solarne baterije, regulator je u stanju mirovanja. Ne koristi ništa od vune baterije. Nakon što sunčeve zrake udare u ploču, električna struja počinje teći do regulatora. Trebalo bi se uključiti. Međutim, LED indikator zajedno s 2 slaba tranzistora uključuje se samo kad napon dosegne 10 V.

Nakon postizanja ovog napona, struja će teći kroz Schottky-jevu diodu do baterije. Ako napon poraste na 14 V, počet će raditi pojačalo U1, koje će uključiti MOSFET. Kao rezultat, LED će se ugasiti, a dva tranzistora male snage će biti zatvorena. Baterija se neće napuniti. Trenutno će se C2 isprazniti. U prosjeku to traje 3 sekunde. Nakon pražnjenja kondenzatora C2, histereza U1 će biti prevladana, MOSFET će se zatvoriti, baterija će se početi puniti. Punjenje će se nastaviti sve dok napon ne poraste do razine uključivanja.

Punjenje se događa povremeno. Štoviše, njegovo trajanje ovisi o tome koja je struja punjenja baterije i koliko su moćni uređaji povezani s njom. Punjenje se nastavlja sve dok napon ne dosegne 14 V.

Krug se uključuje u vrlo kratkom vremenu. Na njegovo uključivanje utječe vrijeme punjenja C2 strujom koja ograničava tranzistor Q3. Struja ne može biti veća od 40 mA.