MRPT vagy PWM szolár akkumulátor töltésvezérlő - melyiket érdemes jobban választani?

Itt megtudhatja:

• Amikor vezérlőre van szüksége
• A napvezérlő funkciói
• Hogyan működik az akkumulátor töltésvezérlő
• Az eszköz jellemzői
• Típusok
• Kiválasztási lehetőségek
• A vezérlők csatlakoztatásának módjai
• Házi vezérlő: jellemzők, kiegészítők
• Hogyan cserélhetem ki egyes alkatrészeket
• Működés elve

A szolár akkumulátor töltésszabályozó a napelemek energiarendszerének kötelező eleme, kivéve az elemeket és magukat a paneleket. Miért felelős és hogyan készítse el saját maga?

Amikor vezérlőre van szüksége

A napenergia továbbra is (háztartási szinten) viszonylag kis teljesítményű fotovoltaikus panelek létrehozására korlátozódik. De függetlenül a nap-áram fotoelektromos átalakító kialakításától, ez az eszköz egy szolár akkumulátor töltésszabályozó nevű modullal van felszerelve.

Valójában a napfény fotoszintézisének beállítása újratölthető akkumulátort tartalmaz, amely tárolja a napelemtől kapott energiát. Ezt a másodlagos energiaforrást szolgálja elsősorban a vezérlő.

Ezután megértjük az eszközt és az eszköz működési elveit, és beszélünk a csatlakoztatásának módjáról is.

Az akkumulátor maximális töltöttségével a vezérlő szabályozza az áramellátást, csökkentve azt az eszköz önkisülésének szükséges kompenzációjáig. Ha az akkumulátor teljesen lemerült, a vezérlő leválasztja a készülék minden bejövő terhelését.

Ennek az eszköznek az igénye a következő pontokra osztható:

1. Többlépcsős akkumulátor töltése;
2. Az akkumulátor be- és kikapcsolásának beállítása a készülék töltésekor / lemerítésekor;
3. Az akkumulátor csatlakoztatása maximális feltöltéssel;
4. Töltés csatlakoztatása fotocellákról automatikus üzemmódban.

A napelemes készülékek akkumulátor töltésszabályozója abban fontos, hogy minden funkciójának jó állapotban történő ellátása jelentősen megnöveli a beépített akkumulátor élettartamát.

Mire szolgálnak az akkumulátor töltésszabályozói?

Ha az akkumulátor közvetlenül a napelemek csatlakozóihoz van csatlakoztatva, akkor az folyamatosan töltődik. Végül egy már teljesen feltöltött akkumulátor továbbra is kap áramot, ami több voltos feszültségnövekedést okoz. Ennek eredményeként az akkumulátor újratöltődik, az elektrolit hőmérséklete megemelkedik, és ez a hőmérséklet olyan értékeket ér el, hogy az elektrolit forr, az éles gőzök felszabadulnak az akkumulátor dobozaiból. Ennek eredményeként bekövetkezhet az elektrolit teljes elpárologtatása és a dobozok kiszáradása. Természetesen ez nem növeli az akkumulátor „egészségét”, és drámai módon csökkenti annak teljesítményét.

Vezérlő a szolár akkumulátor töltőrendszerében

Itt az ilyen jelenségek megelőzése és a töltési / kisütési folyamatok optimalizálása érdekében vezérlőkre van szükség.

A napvezérlő funkciói

A szolár akkumulátor vezérlőnek nevezett elektronikus modult különféle megfigyelési funkciók végrehajtására tervezték a szolár akkumulátor töltési / kisütési folyamata során.

Ez a napelemek töltésszabályozóinak számos létező modelljének egyike. Ez a modul a PWM típus fejlesztéséhez tartozik

Amikor a napfény leesik egy például a ház tetejére telepített napelem felületére, a készülék fotocellái ezt a fényt elektromos árammá alakítják.

A keletkező energiát közvetlenül a tároló akkumulátorba lehet táplálni.Az akkumulátor töltésének / kisütésének azonban megvannak a maga finomságai (bizonyos áram- és feszültségszintek). Ha elhanyagolja ezeket a finomságokat, akkor az akkumulátor rövid időn belül egyszerűen meghibásodik.

Annak érdekében, hogy ne legyenek ilyen szomorú következményei, egy szolár akkumulátor töltésszabályozójának nevezett modult terveztek.

Az akkumulátor töltöttségi szintjének figyelése mellett a modul figyeli az energiafogyasztást is. A kisütés mértékétől függően a napelemes akkumulátor töltésszabályozó áramköre szabályozza és beállítja az első és a későbbi töltéshez szükséges áramszintet.

A szolár akkumulátor töltésszabályozó kapacitásától függően ezeknek az eszközöknek a kialakítása nagyon eltérő lehet.

Általánosságban elmondható, hogy a modul gondtalan "élettartamot" biztosít az akkumulátor számára, amely rendszeresen felhalmozza és felszabadítja az energiát a fogyasztói eszközök számára.

Miért töltésszabályozás és hogyan működik a napelemes töltésszabályozó?

Fő ok:

1. Ez lehetővé teszi az akkumulátor hosszabb ideig történő működését! A túltöltés robbanást idézhet elő.
2. Minden akkumulátor meghatározott feszültségen működik. A vezérlő lehetővé teszi a kívánt U kiválasztását.

Ezenkívül a töltésszabályozó lekapcsolja az akkumulátort a fogyasztási eszközökről, ha nagyon lemerült. Ezenkívül leválasztja az akkumulátort a napelemről, ha teljesen fel van töltve.

Így bekövetkezik a biztosítás, és a rendszer működése biztonságosabbá válik.

A működés elve rendkívül egyszerű. A készülék segít fenntartani az egyensúlyt, és nem teszi lehetővé a feszültség túlzott esését vagy emelkedését.

A napelemes akkumulátorok töltésére szolgáló vezérlők típusai

1. Házi.
2. MRRT.
3. On / Of.
4. Hibridek.
5. PWM típusok.

Az alábbiakban röviden ismertetjük ezeket a lehetőségeket a lítium eszközökre és más elemekre

DIY vezérlők

Ha van tapasztalata és készsége az elektronikában, akkor ezt az eszközt önállóan is el lehet készíteni. De nem valószínű, hogy egy ilyen eszköz magas hatásfokkal rendelkezik. A házi készítésű készülék nagy valószínűséggel akkor megfelelő, ha az állomás alacsony fogyasztású.

A töltőeszköz felépítéséhez meg kell találnia az áramkört. De ne feledje, hogy a hibahatárnak 0,1-nek kell lennie.

Itt egy egyszerű ábra.

MRRT

Képes a legmagasabb töltési teljesítményhatár követésére. A szoftver belsejében található egy algoritmus, amely lehetővé teszi a feszültség és az áram szintjének figyelemmel kísérését. Megtalál egy bizonyos egyensúlyt, amelyben a teljes berendezés maximális hatékonysággal fog működni.

Az mppt eszközt manapság az egyik legjobb és legfejlettebbnek tartják. A PMW-vel ellentétben 35% -kal növeli a rendszer hatékonyságát. Egy ilyen eszköz akkor megfelelő, ha sok napelem van.

A műszer típusa ON / OF

Ez a legegyszerűbb akció. Nincs annyi funkciója, mint a többinek. A készülék kikapcsolja az akkumulátor újratöltését, amint a feszültség a maximumra emelkedik.

Sajnos az ilyen típusú szolár töltésszabályozó nem képes 100% -ig tölteni. Amint az áram a maximumra ugrik, leállás következik be. Ennek eredményeként a hiányos töltés csökkenti annak élettartamát.

Hibridek

Az adatokat akkor alkalmazzák az eszközre, ha kétféle áramforrás létezik, például a nap és a szél. Tervezésük a PWM és az MPRT alapján történik. Fő különbsége a hasonló eszközöktől az áram és a feszültség jellemzői.

Célja: az akkumulátor terhelésének kiegyenlítése. Ennek oka a generátorok széléből érkező egyenetlen áramlás. Emiatt az energiatároló élettartama jelentősen lerövidülhet.

PWM vagy PWM

A munka az áram impulzusszélesség-modulációján alapul. Megoldja a hiányos töltés problémáját. Csökkenti az áramot, és így 100% -ig növeli az újratöltést.

A pwm működés eredményeként nem figyelhető meg az akkumulátor túlmelegedése.Ennek eredményeként ezt a szolár vezérlő egységet nagyon hatékonynak tekintik.

Hogyan működik az akkumulátor töltésvezérlő

Napfény hiányában a szerkezet fotocelláin alvó üzemmódban van. Miután a sugarak megjelennek az elemeken, a vezérlő továbbra is alvó üzemmódban van. Csak akkor kapcsol be, ha a napból tárolt energia eléri a 10 voltot elektromos egyenértékben.

Amint a feszültség eléri ezt az indikátort, a készülék bekapcsol, és a Schottky dióda révén áramot táplál az akkumulátorba. Az akkumulátor töltési folyamata ebben az üzemmódban addig folytatódik, amíg a vezérlő által kapott feszültség el nem éri a 14 V-ot. Ha ez megtörténik, akkor néhány változás történik a vezérlő áramkörében egy 35 wattos napelemes akkumulátorhoz vagy bármely máshoz. Az erősítő megnyitja a hozzáférést a MOSFET-hez, és a másik két, gyengébbet bezárják.

Ez leállítja az akkumulátor töltését. Amint a feszültség csökken, az áramkör visszatér eredeti helyzetébe, és a töltés folytatódik. A vezérlőnek erre a műveletre szánt idő körülbelül 3 másodperc.

A szolár töltésszabályozók néhány jellemzője

Összegzésképpen el kell mondanom a töltésszabályozók néhány további tulajdonságát. A modern rendszerekben számos védelemmel rendelkeznek az üzembiztonság javítása érdekében. Az ilyen eszközökben a következő típusú védelem valósítható meg:

• Helytelen polaritási kapcsolat ellen;
• A terhelés és a bemenet rövidzárlataiból;
• Villámtól;
• Túlmelegedés;
• A bemeneti túlfeszültségektől;
• Az akkumulátor éjszakai lemerülésétől.

Ezenkívül mindenféle elektronikus biztosítékot telepítenek bennük. A napelemes rendszerek működésének megkönnyítése érdekében a töltésszabályozók információs kijelzőkkel rendelkeznek. Információkat jelenítenek meg az akkumulátor állapotáról és a rendszer egészéről. Lehetnek olyan adatok, mint:

• Töltési állapot, akkumulátor feszültsége;
• A fotocellák által leadott áram;
• Az akkumulátor töltése és terhelési áram;
• Amperóra tárolása és adományozása.

A kijelzőn üzenet jelenhet meg alacsony töltöttségről, figyelmeztetés a terhelés áramkimaradásáról.

Néhány szolárszabályozó modell rendelkezik időzítővel az éjszakai üzemmód aktiválásához. Vannak összetett eszközök, amelyek két független elem működését vezérlik. Általában a Duo előtaggal rendelkeznek a nevükben. Érdemes megjegyezni azokat a modelleket is, amelyek képesek felesleges energiát leadni a fűtőelemekre.

A számítógéphez való csatlakozáshoz szükséges interfésszel rendelkező modellek érdekesek. Ily módon jelentősen kibővíthető a Naprendszer megfigyelésének és irányításának funkcionalitása. Ha a cikk hasznosnak bizonyult az Ön számára, terjessze a linket a közösségi hálózatokon. Ezzel elősegíti a webhely fejlesztését. Szavazzon az alábbi szavazáson, és értékelje az anyagot! Hagyja a cikk javításait és kiegészítéseit a megjegyzésekben.

Az eszköz jellemzői

Alacsony energiafogyasztás alapjáraton. Az áramkört kis és közepes méretű ólomakkumulátorok számára tervezték, és alapjáraton kis áramot (5mA) vesz fel. Ez meghosszabbítja az akkumulátor élettartamát.

Könnyen elérhető alkatrészek. A készülék hagyományos alkatrészeket (nem SMD) használ, amelyek könnyen megtalálhatók az üzletekben. Semmit nem kell varrni, az egyetlen dolog, amire szükséged van, az egy voltmérő és egy állítható tápegység az áramkör hangolásához.

A készülék legújabb verziója. Ez a készülék harmadik verziója, így a legtöbb hibát és hiányosságot kijavították, amelyek a töltő előző verzióiban voltak.

Feszültségszabályozás. A készülék párhuzamos feszültségszabályozót használ, így az akkumulátor feszültsége nem haladja meg a normát, általában 13,8 V-ot.

Alacsony feszültségvédelem. A legtöbb napelemes töltő Schottky-diódát használ az akkumulátor áramának a napelemre történő szivárgása ellen.A söntfeszültség-szabályozót akkor használják, ha az akkumulátor teljesen fel van töltve. Ennek a megközelítésnek az egyik problémája a diódaveszteség és ennek következtében a fűtése. Például egy 100 wattos, 12 V-os napelem 8A-t táplál az akkumulátorhoz, a Schottky-dióda feszültségesése 0,4 V, azaz az energiaeloszlás körülbelül 3,2 watt. Ez egyrészt veszteségek, másrészt a diódának radiátorra lesz szüksége a hő eltávolításához. A probléma az, hogy nem fog csökkenteni a feszültségesést, több párhuzamosan csatlakoztatott dióda csökkenti az áramot, de a feszültségesés így is marad. Az alábbi ábrán a hagyományos diódák helyett mosfeteket használnak, ezért csak aktív ellenállás (rezisztív veszteség) esetén veszít áramot.

Összehasonlításképpen: 100 W-os panelen IRFZ48 (KP741A) mosfetek használatakor az energiaveszteség csak 0,5 W (Q2-nél). Ez kevesebb hőt és több energiát jelent az elemek számára. Egy másik fontos szempont, hogy a mosfetek pozitív hőmérsékleti együtthatóval rendelkeznek, és párhuzamosan csatlakoztathatók az ellenállás csökkentése érdekében.

A fenti ábra használ néhány nem szabványos megoldást.

Töltés. Diódát nem használnak a napelem és a terhelés között, ehelyett van egy Q2 mosfet. A mosfet diódája lehetővé teszi az áram áramlását a panelről a terhelésre. Ha jelentős feszültség jelenik meg a Q2-n, akkor a Q3 tranzisztor megnyílik, a C4 kondenzátor feltöltődik, amely arra kényszeríti az U2c és az U3b op-ampot, hogy nyissa meg a Q2 mosfetjét. Most a feszültségesést Ohm törvénye szerint számítják, azaz I * R, és ez sokkal kevesebb, mintha dióda lenne ott. A C4 kondenzátort periodikusan ürítik az R7 ellenálláson keresztül, és a Q2 zár. Ha áram folyik a panelről, akkor az L1 induktor önindukciós EMF-je azonnal kinyitásra kényszeríti a Q3-at. Ez nagyon gyakran történik (másodpercenként sokszor). Abban az esetben, amikor az áram a napelemre megy, a Q2 bezár, de a Q3 nem nyílik meg, mert a D2 dióda korlátozza az L1 fojtó önindukciós EMF-jét. A D2 dióda besorolható 1A áramra, de a tesztelés során kiderült, hogy ilyen áram ritkán fordul elő.

A VR1 trimmer állítja be a maximális feszültséget. Amikor a feszültség meghaladja a 13,8 V-ot, az U2d műveleti erősítő kinyitja a Q1 mosfet-jét, és a panel kimenete a testre "rövidzárlatos". Ezenkívül az U3b opamp kikapcsolja a Q2-t és így tovább. a panel le van választva a terhelésről. Erre azért van szükség, mert a Q1 a napelem mellett "rövidzárlatba hozza" a terhelést és az akkumulátort.

N-csatornás mosfetek kezelése. A Q2 és Q4 mosfetek meghajtásához több feszültségre van szükség, mint amennyit az áramkör használ. Ehhez az U2 op-amp diódák és kondenzátorok összekapcsolásával megnövelt VH feszültséget hoz létre. Ezt a feszültséget használják az U3 táplálására, amelynek kimenete túlfeszültség lesz. Egy csomó U2b és D10 biztosítja a kimeneti feszültség stabilitását 24 V-nál. Ennél a feszültségnél a tranzisztor kapu-forrásán keresztül legalább 10 V feszültség lesz, így a hőtermelés kicsi lesz. Általában az N-csatornás mosfetek impedanciája sokkal kisebb, mint a P-csatornásaké, ezért használták őket ebben az áramkörben.

Alacsony feszültségvédelem. A Mosfet Q4, az U3a opamp, ellenállások és kondenzátorok külső hevederével, alulfeszültség elleni védelemre tervezték. Itt a Q4 nem szabványos. A mosfet dióda folyamatos áramot biztosít az akkumulátorba. Amikor a feszültség meghaladja a megadott minimumot, a mosfet nyitva van, ami kis feszültségesést tesz lehetővé az akkumulátor töltésekor, de ami még fontosabb, lehetővé teszi az akkumulátor áramának a terhelésbe áramlását, ha a napelem nem képes elegendő kimeneti teljesítményt biztosítani. A biztosíték véd a rövidzárlat ellen a terhelés oldalán.

Az alábbiakban képek találhatók az elemek és a nyomtatott áramköri kártyák elrendezéséről.

A készülék beállítása. A készülék normál használata során a J1 jumpert nem szabad behelyezni! A D11 LED a beállításhoz használható. A készülék konfigurálásához csatlakoztasson egy állítható tápegységet a „terhelés” sorkapcsokhoz.

Alulfeszültség-védelem beállítása Helyezze be a J1 jumpert. A tápegységben állítsa a kimeneti feszültséget 10,5 V-ra. Forgassa a VR2 trimert az óramutató járásával ellentétes irányba, amíg a D11 LED kigyullad. Fordítsa a VR2-et kissé az óramutató járásával megegyező irányba, amíg a LED kialszik. Távolítsa el a J1 jumpert.

A maximális feszültség beállítása A tápegységben állítsa a kimeneti feszültséget 13,8 V-ra. Forgassa a VR1 trimmet az óramutató járásával megegyező irányba, amíg a D9 LED kialszik. Forgassa a VR1-et lassan az óramutató járásával ellentétes irányba, amíg a D9 LED kigyullad.

A vezérlő konfigurálva van. Ne felejtse el eltávolítani a J1 jumpert!

Ha a teljes rendszer kapacitása kicsi, akkor a mosfeteket lecserélhetjük olcsóbb IRFZ34-re. És ha a rendszer erősebb, akkor a mosfeteket nagyobb teljesítményű IRFZ48-ra cserélhetjük.

Házi napelem vezérlő

• itthon
• > Kis tapasztalatom

A vezérlő nagyon egyszerű, és csak négy részből áll.

Ez egy erőteljes tranzisztor (IRFZ44N-t használok, amely akár 49Amps-ot is képes kezelni).

Autó relé-szabályozó plusz vezérléssel (VAZ "klasszikus").

Ellenállás 120kOhm.

A dióda erősebben képes megtartani a napelem által leadott áramot (például egy autó diódahídjáról).

A működési elv is nagyon egyszerű. Olyan embereknek írok, akik egyáltalán nem értenek az elektronikához, mivel én magam sem értek belőle semmit.

A relés szabályozó az akkumulátorhoz van csatlakoztatva, levonva az alumínium talppal (31k), plusz (15k), az érintkezőtől (68k) a vezeték ellenálláson keresztül csatlakozik a tranzisztor kapujához. A tranzisztornak három lába van, az első a kapu, a második a lefolyó, a harmadik a forrás. A napelem mínusa csatlakozik a forráshoz, a plusz pedig az akkumulátorhoz, a tranzisztor leeresztésétől a mínusz napelem eljut az akkumulátorig.

Amikor a relé-szabályozó be van kapcsolva és működik, a (68k) pozitív jel kinyitja a kaput, és a napelem panelje az áram a forrás-lefolyón keresztül az akkumulátorba áramlik, és amikor az akkumulátor feszültsége meghaladja a 14 V-ot, a relé -regulátor kikapcsolja a pluszt, és a tranzisztor kapuja ürül az ellenálláson keresztül, amelyet mínusz zár, ezzel megszakítva a napelem mínusz érintkezését, és kikapcsol. És amikor a feszültség kissé csökken, a relé-szabályozó ismét pluszt ad a kapunak, a tranzisztor kinyílik, és ismét a panelről érkező áram folyik az akkumulátorba. Az SB pozitív vezetékén lévő diódára azért van szükség, hogy az akkumulátor éjszaka ne merüljön ki, mivel fény nélkül maga a napelem fogyasztja az áramot.

Az alábbiakban a vezérlő elemek összekapcsolásának vizuális illusztrációja látható.

Nem vagyok jó elektronikában, és talán van néhány hibám az áramkörömben, de minden beállítás nélkül működik, és azonnal működik, és azt teszi, amit a napelemek gyári vezérlői tesznek, és az önköltségi ár csak körülbelül 200 rubel és egy óra munkában.

Az alábbiakban egy érthetetlen fotó látható erről a vezérlőről, csakúgy, mint a vezérlő összes részlete rögzítve van a doboz házán. A tranzisztor kissé felmelegszik, és egy kis ventilátorhoz rögzítettem. Az ellenállással párhuzamosan tettem egy kis LED-et, amely a vezérlő működését mutatja. Ha az SB be van kapcsolva, ha nincs, az azt jelenti, hogy az akkumulátor fel van töltve, és amikor az akkumulátor gyorsan villog, az akkumulátor majdnem fel van töltve és csak újratöltődik.

Ez a vezérlő több mint hat hónapja működik, és ez idő alatt nincsenek problémák, mindent csatlakoztattam, most nem követem az akkumulátort, minden magától működik. Ez a második vezérlőm, az első, amelyet szélgenerátorokhoz szereltem be, mint előtétszabályozót, lásd erről a korábbi cikkeket a házi termékeim részben.

Figyelem - a vezérlő nem működik teljesen. Némi munka után egyértelművé vált, hogy a tranzisztor ebben az áramkörben nem záródik le teljesen, és az áram egyébként is tovább áramlik az akkumulátorba, még akkor is, ha a 14 voltot túllépik

Elnézést kérek az inaktív áramkör miatt, magam is sokáig használtam, és azt gondoltam, hogy minden működött, de kiderült, hogy nem, és teljes feltöltés után is áram folyik az akkumulátorba. A tranzisztor csak félúton zár le, amikor eléri a 14 V-ot. Még nem távolítom el az áramkört, mivel megjelenik az idő és a vágy, befejezem ezt a vezérlőt, és lefektetem a működő áramkört.
És most van egy előtétszabályozóm, mint vezérlő, ami hosszú ideje tökéletesen működik. Amint a feszültség meghaladja a 14 V-ot, a tranzisztor kinyílik és bekapcsolja az izzót, amely minden felesleges energiát eléget. Ugyanakkor ezen a ballaszton most két napelem és egy szélturbina található.

Típusok

Be ki

Ezt a típusú eszközt tartják a legegyszerűbbnek és a legolcsóbbnak. Egyetlen és fő feladata az akkumulátor töltésének kikapcsolása a maximális feszültség elérésekor, a túlmelegedés elkerülése érdekében.

Ennek a típusnak azonban van egy bizonyos hátránya, amely túl korai leállítás. A maximális áram elérése után pár óráig fenn kell tartani a töltési folyamatot, és ez a vezérlő azonnal kikapcsolja.

Ennek eredményeként az akkumulátor töltöttsége a maximum 70% -a körül lesz. Ez negatívan befolyásolja az akkumulátort.

PWM

Ez a típus egy speciális Be / Ki. A frissítés az, hogy beépített impulzusszélesség-modulációs (PWM) rendszerrel rendelkezik. Ez a funkció lehetővé tette, hogy a vezérlő a maximális feszültség elérésekor ne kapcsolja ki az áramellátást, hanem csökkentse annak erejét.

Emiatt lehetővé vált a készülék szinte teljes feltöltése.

MRRT

Ezt a típust tartják jelenleg a legfejlettebbnek. Munkájának lényege azon alapul, hogy képes meghatározni az adott akkumulátor maximális feszültségének pontos értékét. Folyamatosan figyeli a rendszer áramát és feszültségét. Ezen paraméterek állandó vétele miatt a processzor képes fenntartani az áram és a feszültség legoptimálisabb értékeit, ami lehetővé teszi a maximális teljesítmény létrehozását.

Ha összehasonlítjuk az MPPT és a PWN vezérlőt, akkor az előbbi hatékonysága körülbelül 20-35% -kal magasabb.

Vezérlő típusok

Be / Ki vezérlők

Ezek a modellek a szolár töltésszabályozók teljes osztályának legegyszerűbbek.

Be / ki töltésszabályozó szolár rendszerek számára

Az On / Off modelleket úgy tervezték, hogy kikapcsolják az akkumulátor töltöttségét, amikor a felső feszültséghatárt elérik. Ez általában 14,4 volt. Ennek eredményeként megakadályozzák a túlmelegedést és a túltöltést.

A Be / Ki vezérlők nem tudják teljesen feltölteni az akkumulátort. Végül is itt a leállítás abban a pillanatban történik, amikor a maximális áramot elérik. És a teljes kapacitásig tartó töltési folyamatot még mindig több órán át fenn kell tartani. A töltés szintje a leállítás idején valahol a névleges kapacitás 70 százaléka. Természetesen ez negatívan befolyásolja az akkumulátor állapotát és csökkenti annak élettartamát.

PWM vezérlők

Megoldás keresésére az akkumulátor hiányos töltésére egy On / Off készülékeket tartalmazó rendszerben vezérlő egységeket fejlesztettek ki a töltőáram impulzusszélesség-modulációjának (röviden PWM) elve alapján. Egy ilyen vezérlő működésének lényege, hogy a feszültséghatár elérésekor csökkenti a töltőáramot. Ezzel a megközelítéssel az akkumulátor töltöttsége eléri a majdnem 100 százalékot. A folyamat hatékonysága akár 30 százalékkal is nő.

PWM töltésszabályozó
Vannak olyan PWM modellek, amelyek az üzemi hőmérséklet függvényében szabályozhatják az áramot. Ez jó hatással van az akkumulátor állapotára, csökken a fűtés, jobban elfogadható a töltés. A folyamat automatikusan szabályozottá válik.
A szakértők javasolják a PWM töltésszabályozók használatát napelemekhez azokban a régiókban, ahol nagy a napfény aktivitása.Gyakran megtalálhatók alacsony teljesítményű (kevesebb, mint két kilowatt) napenergia-rendszerekben. Rendszerint kis kapacitású újratölthető elemek működnek bennük.

Az MPPT típusú szabályozók

Az MPPT töltésszabályozók ma a legfejlettebb eszközök a napelemes rendszerek akkumulátorának töltési folyamatának szabályozására. Ezek a modellek növelik az ugyanazon napelemekből történő villamosenergia-termelés hatékonyságát. Az MPPT eszközök működésének elve a maximális teljesítményérték pontjának meghatározásán alapul.

MPPT töltésszabályozó

Az MPPT folyamatosan figyeli a rendszer áramát és feszültségét. Ezen adatok alapján a mikroprocesszor kiszámítja a paraméterek optimális arányát a maximális teljesítmény elérése érdekében. A feszültség beállításakor még a töltési folyamat szakaszát is figyelembe veszik. Az MPPT szolárszabályozók még lehetővé teszik, hogy sok feszültséget vegyen le a modulokról, majd alakítsa át optimális feszültségre. Az optimális azt jelenti, amely teljesen feltölti az akkumulátort.

Ha az MPPT munkáját a PWM-hez képest értékeljük, akkor a naprendszer hatékonysága 20-ról 35 százalékra nő. A pluszok közé tartozik az a képesség is, hogy a napelem árnyékolásával akár 40 százalékig is működjön. Mivel a vezérlő kimenetén magas a feszültség értéke, kis vezetékeket lehet használni. A napelemeket és az egységet nagyobb távolságra is lehet elhelyezni, mint a PWM esetében.

Hibrid töltésszabályozók

Egyes országokban, például az Egyesült Államokban, Németországban, Svédországban, Dániában a villamos energia jelentős részét a szélturbinák állítják elő. Néhány kis országban az alternatív energia nagy szerepet játszik ezen államok energiahálózatában. A szélrendszerek részeként vannak eszközök a töltési folyamat vezérlésére is. Ha az erőmű a szélgenerátor és a napelemek kombinált változata, akkor hibrid vezérlőket használnak.

Hibrid vezérlő
Ezek az eszközök MPPT vagy PWM áramkörrel építhetők fel. A fő különbség az, hogy különböző volt-amper jellemzőket használnak. Üzem közben a szélgenerátorok nagyon egyenetlen áramtermelést produkálnak. Ennek eredménye az elemek egyenetlen terhelése és a stresszes működés. A hibrid vezérlő feladata a felesleges energia leadása. Ehhez általában speciális fűtőelemeket használnak.

Házi kontrollerek

Azok, akik értenek az elektrotechnikához, gyakran maguk építik a szélturbinák és a napelemek töltésszabályozóit. Az ilyen modellek funkcionalitása gyakran alacsonyabb a hatékonyságban és a gyári eszközökre beállított funkciókban. Kis telepítéseknél azonban a házi vezérlő ereje elégséges.

Házi szolár töltésszabályozó

Amikor saját kezűleg hoz létre töltésszabályzót, ne feledje, hogy a teljes teljesítménynek a következő feltételnek kell megfelelnie: 1.2P ≤ I * U. I a vezérlő kimeneti árama, U az akkumulátor lemerülésének feszültsége.

Van néhány házi vezérlő áramkör. Megkeresheti őket a megfelelő fórumokon a neten. Itt csak az ilyen eszköz néhány általános követelményéről kell szólni:

• A töltési feszültségnek 13,8 voltnak kell lennie, és a névleges áramértéktől függően változik;
• A töltés kikapcsolásának feszültsége (11 volt). Ennek az értéknek konfigurálhatónak kell lennie;
• A feszültség, amelynél a töltés bekapcsol, 12,5 volt.

Tehát, ha úgy dönt, hogy saját kezűleg állít össze egy napelemes rendszert, akkor el kell kezdenie a töltésszabályozó gyártását. Nem nélkülözheti napelemek és szélturbinák működtetését.

Kiválasztási lehetőségek

Csak két kiválasztási kritérium létezik:

1. Az első és nagyon fontos pont a bejövő feszültség. Ennek a mutatónak a maximumának a szolár akkumulátor nyitott áramkörének körülbelül 20% -ával kell magasabbnak lennie.
2. A második kritérium a névleges áram. Ha a PWN típust választja, akkor annak névleges áramának körülbelül 10% -kal nagyobbnak kell lennie, mint az akkumulátor rövidzárlati áramának. Ha az MPPT-t választják, akkor annak fő jellemzője a teljesítmény. Ennek a paraméternek nagyobbnak kell lennie, mint a teljes rendszer feszültsége, szorozva a rendszer névleges árammal. A számításokhoz a feszültséget lemerült elemekkel vesszük fel.

A vezérlők csatlakoztatásának módjai

Figyelembe véve a csatlakozások témáját, azonnal meg kell jegyezni: az egyes készülékek telepítéséhez jellemző jellemző a napelemek meghatározott sorozatával végzett munka.

Tehát például, ha olyan vezérlőt használnak, amelyet 100 voltos maximális bemeneti feszültségre terveztek, akkor egy napelem sorozatnak legfeljebb ennél az értéknél kell feszültséget leadnia.

Bármely naperőmű az első fokozat kimeneti és bemeneti feszültsége közötti egyensúly szabálya szerint működik. A vezérlő felső feszültséghatárának meg kell egyeznie a panel felső feszültséghatárával

Az eszköz csatlakoztatása előtt el kell döntenie a fizikai telepítés helyét. A szabályok szerint a telepítés helyét száraz, jól szellőző helyen kell kiválasztani. Az éghető anyagok jelenléte a készülék közelében kizárt.

A rezgés-, hő- és páratartalom-források jelenléte a készülék közvetlen közelében elfogadhatatlan. A telepítés helyét védeni kell a légköri csapadéktól és a közvetlen napsugárzástól.

Technika a PWM modellek csatlakoztatásához

A PWM vezérlők szinte minden gyártója pontos csatlakoztatási rendszert igényel.

A PWM vezérlők és a perifériás eszközök összekapcsolásának technikája nem különösebben nehéz. Minden tábla fel van tüntetve feliratos terminálokkal. Itt egyszerűen követnie kell a műveletek sorrendjét.

A perifériákat az érintkezőkapcsok jelöléseinek megfelelően kell csatlakoztatni:

1. Csatlakoztassa az akkumulátor vezetékeit a készülék akkumulátor pólusaihoz a jelzett polaritásnak megfelelően.
2. Kapcsolja be a védőbiztosítót közvetlenül a pozitív vezeték érintkezési pontján.
3. A vezérlő napelemre szánt érintkezőin rögzítse a panelek napelemeiből érkező vezetékeket. Vegye figyelembe a polaritást.
4. Csatlakoztasson egy megfelelő feszültségű (általában 12 / 24V) tesztlámpát a készülék terhelési kapcsaira.

A megadott sorrendet nem szabad megsérteni. Például szigorúan tilos napelemeket csatlakoztatni, ha az akkumulátor nincs csatlakoztatva. Ilyen műveletekkel a felhasználó kockáztatja az eszköz "megégését". Ez az anyag részletesebben leírja az akkumulátorral ellátott napelemek szerelési rajzát.

Ezenkívül a PWM sorozatú vezérlők esetében elfogadhatatlan feszültségszabályozót csatlakoztatni a vezérlő terhelési kapcsaira. Az invertert közvetlenül az akkumulátor csatlakozóihoz kell csatlakoztatni.

Eljárás az MPPT eszközök csatlakoztatásához

Az ilyen típusú készülékek fizikai telepítésének általános követelményei nem különböznek a korábbi rendszerektől. De a technológiai beállítás gyakran némileg eltér, mivel az MPPT vezérlőket gyakran erősebb eszközöknek tekintik.

A nagy teljesítményszintre tervezett vezérlők esetében ajánlott nagy keresztmetszetű, fém terminálokkal ellátott kábeleket használni az áramkörök csatlakozásain.

Például a nagy teljesítményű rendszerek esetében ezeket a követelményeket kiegészítik az a tény, hogy a gyártók azt javasolják, hogy vegyenek kábelt legalább 4 A / mm2 áramsűrűségre tervezett elektromos csatlakozási vonalakhoz. Vagyis például egy 60 A áramerősségű vezérlőhöz kábelre van szükség ahhoz, hogy legalább 20 mm2 keresztmetszetű akkumulátorhoz csatlakozzon.

Az összekötő kábeleket réz fülekkel kell ellátni, amelyeket speciális szerszámmal szorosan be kell préselni. A napelem és az akkumulátor negatív kapcsait biztosító és kapcsoló adapterekkel kell felszerelni.

Ez a megközelítés kiküszöböli az energiaveszteségeket és biztosítja a berendezés biztonságos működését.

Blokkdiagram egy erős MPPT vezérlő csatlakoztatásához: 1 - napelem; 2 - MPPT vezérlő; 3 - sorkapocs; 4,5 - biztosítékok; 6 - vezérlő tápkapcsolója; 7,8 - földi busz

Mielőtt a napelemeket csatlakoztatná a készülékhez, ellenőrizze, hogy a kivezetések feszültsége megegyezik-e vagy kisebb-e, mint a vezérlő bemenetére engedélyezett feszültség.

Perifériák csatlakoztatása az MTTP eszközhöz:

1. Helyezze a panelt és az akkumulátor kapcsolókat kikapcsolt helyzetbe.
2. Távolítsa el a panelt és az elemvédő biztosítékokat.
3. Csatlakoztassa a kábelt az akkumulátor pólusaiból az akkumulátor vezérlő pólusaiba.
4. Csatlakoztassa a napelem vezetékeit a vezérlő megfelelő kivezetéssel ellátott kivezetéseihez.
5. Csatlakoztasson egy kábelt a földelő kapocs és a földi busz közé.
6. Szerelje be a hőmérséklet-érzékelőt a szabályozóra az utasításoknak megfelelően.

Ezen lépések után be kell helyezni a korábban eltávolított biztosítékot a helyére, és a kapcsolót be kell kapcsolni. Az elem észlelési jele megjelenik a vezérlő képernyőn.

Ezután rövid szünet (1-2 perc) után cserélje ki a korábban eltávolított napelem biztosítékot, és fordítsa a panel kapcsolóját „be” állásba.

A műszer képernyőjén megjelenik a napelem feszültségének értéke. Ez a pillanat a naperőmű sikeres üzembe helyezéséről tanúskodik.

Házi vezérlő: jellemzők, kiegészítők

A készüléket úgy tervezték, hogy csak egy napelemmel működjön, amely 4 A-ot meg nem haladó erősségű áramot generál. A vezérlő által feltöltött akkumulátor kapacitása 3000 A * h.

A vezérlő gyártásához elő kell készítenie a következő elemeket:

• 2 mikrokapcsolás: LM385-2.5 és TLC271 (operációs erősítő);
• 3 kondenzátor: a C1 és a C2 alacsony fogyasztású, 100n-vel rendelkeznek; A C3 kapacitása 1000u, névleges feszültsége 16 V;
• 1 jelzőlámpa (D1);
• 1 Schottky-dióda;
• 1 dióda SB540. Ehelyett bármilyen diódát használhat, a lényeg az, hogy bírja a napelem maximális áramát;
• 3 tranzisztor: BUZ11 (Q1), BC548 (Q2), BC556 (Q3);
• 10 ellenállás (R1 - 1k5, R2 - 100, R3 - 68k, R4 és R5 - 10k, R6 - 220k, R7 - 100k, R8 - 92k, R9 - 10k, R10 - 92k). Mindegyikük 5% lehet. Ha nagyobb pontosságot szeretne, akkor 1% ellenállást vehet fel.

Hogyan cserélhetem ki egyes alkatrészeket

Ezen elemek bármelyike ​​pótolható. Más áramkörök telepítésekor gondolni kell a C2 kondenzátor kapacitásának megváltoztatására és a Q3 tranzisztor torzításának kiválasztására.

A MOSFET tranzisztor helyett bármi más telepíthető. Az elemnek alacsony nyitott csatorna ellenállással kell rendelkeznie. Jobb, ha nem cseréljük ki a Schottky-diódát. Telepíthet egy szokásos diódát, de helyesen kell elhelyezni.

Az R8, R10 ellenállások 92 kOhm. Ez az érték nem szabványos. Emiatt az ilyen ellenállásokat nehéz megtalálni. Teljes cseréjük két ellenállás lehet 82 és 10 kOhm-mal. Sorba kell őket venni.

Ha a vezérlőt nem használják agresszív környezetben, felszerelhet egy trimmet. Lehetővé teszi a feszültség szabályozását. Agresszív környezetben sokáig nem fog működni.

Ha erősebb paneleknél vezérlőt kell használni, akkor a MOSFET tranzisztort és diódát erősebb társakkal kell kicserélni. Az összes többi alkatrészt nem kell megváltoztatni. Nincs értelme hűtőbordát telepíteni a 4 A szabályozására. A MOSFET megfelelő hűtőbordára történő felszerelésével a készülék hatékonyabb panellel képes működni.

Működés elve

A szolár akkumulátor áramának hiányában a vezérlő alvó üzemmódban van. Az akkumulátorgyapotot nem használja. Miután a napsugár a panelt érte, az elektromos áram kezd áramolni a vezérlő felé. Be kell kapcsolnia. Az indikátor LED 2 gyenge tranzisztorral együtt azonban csak akkor kapcsol be, ha a feszültség eléri a 10 V-ot.

E feszültség elérése után az áram a Schottky-diódán át az akkumulátorig áramlik. Ha a feszültség 14 V-ra emelkedik, akkor az U1 erősítő működik, ami bekapcsolja a MOSFET-et. Ennek eredményeként a LED kialszik, és két alacsony fogyasztású tranzisztor bezárul. Az akkumulátor nem töltődik fel. Ekkor a C2 lemerül. Átlagosan ez 3 másodpercet vesz igénybe. A C2 kondenzátor kisütése után az U1 hiszterézise leküzdhető, a MOSFET bezárul, az akkumulátor elkezd töltődni. A töltés addig folytatódik, amíg a feszültség a kapcsolási szintre nem emelkedik.

A töltés időszakosan történik. Ráadásul annak időtartama attól függ, hogy mekkora az akkumulátor töltőárama, és milyen erősek a hozzá csatlakoztatott eszközök. A töltés addig folytatódik, amíg a feszültség el nem éri a 14 V-ot.

Az áramkör nagyon rövid idő alatt bekapcsol. Felvételét befolyásolja a C2 töltésének ideje a Q3 tranzisztort korlátozó árammal. Az áram nem lehet 40 mA-nél nagyobb.