Saules akumulatora uzlādes kontrolieris MRPT vai PWM - kuru labāk izvēlēties?

Šeit jūs uzzināsiet:

• Kad jums ir nepieciešams kontrolieris
• Saules kontroliera funkcijas
• Kā darbojas akumulatora uzlādes kontrolieris
• Ierīces raksturojums
• Veidi
• Atlases iespējas
• Kontrolieru pievienošanas veidi
• Pašmāju kontrolieris: funkcijas, piederumi
• Kā es varu nomainīt dažus komponentus
• Darbības princips

Saules bateriju uzlādes kontrolieris ir obligāts enerģijas sistēmas elements uz saules baterijām, izņemot pašas baterijas un paneļus. Par ko viņš ir atbildīgs un kā to pagatavot pats?

Kad jums ir nepieciešams kontrolieris

Saules enerģija joprojām ir ierobežota (mājsaimniecības līmenī), lai izveidotu salīdzinoši mazjaudas fotoelementus. Bet neatkarīgi no saules-strāvas fotoelektriskā pārveidotāja konstrukcijas šī ierīce ir aprīkota ar moduli, ko sauc par saules bateriju uzlādes kontrolieri.

Patiešām, saules gaismas fotosintēzes iestatījums ietver uzlādējamu akumulatoru, kas uzglabā no saules paneļa saņemto enerģiju. Tieši šo sekundāro enerģijas avotu galvenokārt apkalpo kontrolieris.

Tālāk mēs sapratīsim ierīci un šīs ierīces darbības principus, kā arī runāsim par to, kā to savienot.

Ar maksimālo akumulatora uzlādi kontrolieris regulēs tā pašreizējo padevi, samazinot to līdz vajadzīgajai kompensācijas summai par ierīces pašizlādi. Ja akumulators ir pilnībā izlādējies, kontrolieris atvienos jebkuru ienākošo ierīces slodzi.

Šīs ierīces nepieciešamību var samazināt līdz šādiem punktiem:

1. Daudzpakāpju akumulatoru uzlāde;
2. Akumulatora ieslēgšanas / izslēgšanas pielāgošana, uzlādējot / izlādējot ierīci;
3. Akumulatora savienojums ar maksimālu uzlādi;
4. Lādēšanas pievienošana no fotoelementiem automātiskajā režīmā.

Saules ierīču akumulatora uzlādes kontrolieris ir svarīgs, jo visu tā funkciju veikšana labā stāvoklī ievērojami palielina iebūvētā akumulatora kalpošanas laiku.

Kam domāti akumulatora uzlādes kontrolieri?

Ja akumulators ir pievienots tieši saules paneļu spailēm, tas tiks nepārtraukti uzlādēts. Galu galā jau pilnībā uzlādēts akumulators turpinās saņemt strāvu, kas izraisīs vairāku voltu sprieguma pieaugumu. Tā rezultātā akumulators tiek uzlādēts, elektrolīta temperatūra paaugstinās, un šī temperatūra sasniedz tādas vērtības, ka elektrolīts vārās, no akumulatora kārbām strauji izdalās tvaiki. Tā rezultātā var notikt pilnīga elektrolīta iztvaikošana un kārbu izžūšana. Protams, tas nepievieno akumulatoram "veselību" un dramatiski samazina tā veiktspējas resursus.

Regulators saules bateriju uzlādes sistēmā

Šeit, lai novērstu šādas parādības, lai optimizētu uzlādes / izlādes procesus, ir nepieciešami kontrolieri.

Saules kontroliera funkcijas

Elektroniskais modulis, ko sauc par saules bateriju kontrolieri, ir paredzēts dažādu uzraudzības funkciju veikšanai saules baterijas uzlādes / izlādes procesā.

Tas izskatās kā viens no daudzajiem esošajiem saules paneļu uzlādes kontrolieru modeļiem. Šis modulis pieder PWM tipa izstrādei

Kad saules gaisma nokrīt uz saules paneļa virsmas, kas uzstādīta, piemēram, uz mājas jumta, ierīces fotoelementi pārveido šo gaismu par elektrisko strāvu.

Iegūto enerģiju faktiski varēja novadīt tieši uz akumulatora akumulatoru.Tomēr akumulatora uzlādes / izlādes procesam ir savi smalkumi (noteikts strāvu un spriegumu līmenis). Ja jūs neņemat vērā šos smalkumus, akumulators īsā laika periodā vienkārši nedarbosies.

Lai nerastos tik bēdīgas sekas, ir paredzēts modulis, ko sauc par saules baterijas uzlādes kontrolieri.

Papildus akumulatora uzlādes līmeņa uzraudzībai modulis uzrauga arī enerģijas patēriņu. Atkarībā no izlādes pakāpes akumulatora uzlādes kontrollera ķēde no saules baterijas regulē un nosaka strāvas līmeni, kas nepieciešams sākotnējai un nākamajai uzlādei.

Atkarībā no saules bateriju uzlādes kontroliera jaudas šo ierīču konstrukcijas var būt ļoti dažādas.

Kopumā vienkāršā izteiksmē modulis nodrošina bezrūpīgu akumulatora "dzīvi", kas periodiski uzkrāj un atbrīvo enerģiju patērētāja ierīcēm.

Kāpēc uzlādes vadība un kā darbojas saules uzlādes kontrolieris?

Galvenie iemesli:

1. Tas ļaus akumulatoram darboties ilgāk! Pārmērīga uzlāde var izraisīt sprādzienu.
2. Katra baterija darbojas ar noteiktu spriegumu. Kontrolieris ļauj jums izvēlēties vēlamo U.

Arī uzlādes kontrolieris atvieno akumulatoru no patēriņa ierīcēm, ja tas ir ļoti zems. Turklāt tas atvieno akumulatoru no saules baterijas, ja tā ir pilnībā uzlādēta.

Tādējādi notiek apdrošināšana, un sistēmas darbība kļūst drošāka.

Darbības princips ir ārkārtīgi vienkāršs. Ierīce palīdz uzturēt līdzsvaru un neļauj spriegumam pārāk samazināties vai paaugstināties.

Regulatoru veidi saules bateriju uzlādēšanai

1. Pašdarināts.
2. MRRT.
3. Iesl. / No.
4. Hibrīdi.
5. PWM veidi.

Zemāk mēs īsi aprakstām šīs litija ierīču un citu bateriju iespējas

DIY kontrolieri

Kad jums ir pieredze un prasmes elektronikā, šo ierīci var izgatavot neatkarīgi. Bet maz ticams, ka šādai ierīcei būs augsta efektivitāte. Pašmāju ierīce, visticamāk, ir piemērota, ja jūsu stacijai ir zema jauda.

Lai izveidotu šo uzlādes ierīci, jums būs jāatrod tās ķēde. Bet paturiet prātā, ka kļūdas robežai jābūt 0,1.

Šeit ir vienkārša diagramma.

MRRT

Spēj izsekot augstāko uzlādes jaudas robežu. Programmatūras iekšpusē ir algoritms, kas ļauj kontrolēt sprieguma un strāvas līmeni. Tas atrod noteiktu līdzsvaru, kurā visa iekārta darbosies ar maksimālu efektivitāti.

MPT ierīce mūsdienās tiek uzskatīta par vienu no labākajām un progresīvākajām. Atšķirībā no PMW, tas palielina sistēmas efektivitāti par 35%. Šāda ierīce ir piemērota, ja jums ir daudz saules paneļu.

Instrumenta tips ON / OF

Tas ir vienkāršākais pārdošanā. Tam nav tik daudz funkciju kā pārējiem. Ierīce izslēdz akumulatora uzlādi, tiklīdz spriegums palielinās līdz maksimālajam.

Diemžēl šāda veida saules uzlādes kontrolieris nespēj uzlādēt līdz 100%. Tiklīdz strāva maksimāli palielinās, notiek izslēgšanās. Tā rezultātā nepilnīga uzlāde samazina tā kalpošanas laiku.

Hibrīdi

Dati ierīcei tiek lietoti, ja ir divu veidu enerģijas avoti, piemēram, saule un vējš. Viņu dizains ir balstīts uz PWM un MPRT. Tās galvenā atšķirība no līdzīgām ierīcēm ir strāvas un sprieguma īpašības.

Tās mērķis: izlīdzināt akumulatora slodzi. Tas ir saistīts ar nevienmērīgu strāvas plūsmu no ģeneratoru vēja. Tādēļ enerģijas uzglabāšanas laiku var ievērojami samazināt.

PWM vai PWM

Darbs ir balstīts uz strāvas impulsa platuma modulāciju. Atrisina nepilnīgas uzlādes problēmu. Tas pazemina strāvu un tādējādi palielina uzlādi līdz 100%.

Pwm darbības rezultātā netiek novērota akumulatora pārkaršana.Rezultātā šis saules vadības bloks tiek uzskatīts par ļoti efektīvu.

Kā darbojas akumulatora uzlādes kontrolieris

Ja uz struktūras fotoelementiem nav saules gaismas, tas ir miega režīmā. Pēc tam, kad stari parādās uz elementiem, kontrolieris joprojām ir miega režīmā. Tas ieslēdzas tikai tad, ja uzkrātā saules enerģija sasniedz 10 voltus elektriskā ekvivalentā.

Tiklīdz spriegums sasniedz šo skaitli, ierīce ieslēdzas un sāk piegādāt strāvu akumulatoram caur Schottky diode. Akumulatora uzlādes process šajā režīmā turpināsies, līdz kontroliera saņemtais spriegums sasniegs 14 V. Ja tas notiks, tad 35 wattas saules baterijas vai jebkura cita regulatora ķēdē notiks dažas izmaiņas. Pastiprinātājs pavērs piekļuvi MOSFET, un pārējie divi, vājākie, tiks slēgti.

Tas pārtrauks akumulatora uzlādi. Tiklīdz spriegums pazeminās, ķēde atgriezīsies sākotnējā stāvoklī, un uzlāde turpināsies. Kontrolierim šai operācijai piešķirtais laiks ir aptuveni 3 sekundes.

Dažas saules uzlādes kontrolieru funkcijas

Noslēgumā man jāsaka par vēl dažām uzlādes kontrolieru funkcijām. Mūsdienu sistēmās tām ir vairākas aizsardzības, lai uzlabotu darbības uzticamību. Šādās ierīcēs var ieviest šādus aizsardzības veidus:

• Pret nepareizu polaritātes savienojumu;
• No īssavienojumiem slodzē un pie ieejas;
• No zibens;
• Pārkaršana;
• No ieejas pārspriegumiem;
• No akumulatora izlādes naktī.

Turklāt tajos ir uzstādīti visu veidu elektroniskie drošinātāji. Lai atvieglotu Saules sistēmu darbību, uzlādes kontrolieriem ir informācijas displeji. Tie parāda informāciju par akumulatora stāvokli un sistēmu kopumā. Var būt tādi dati kā:

• Uzlādes stāvoklis, akumulatora spriegums;
• Strāva, ko izdala fotoelementi;
• Akumulatora uzlādes un slodzes strāva;
• Amperstundas uzglabātas un ziedotas.

Displejā var parādīt arī ziņojumu par zemu uzlādes līmeni, brīdinājumu par slodzes strāvas padeves pārtraukumu.

Dažos saules kontrolieru modeļos ir taimeri nakts režīma aktivizēšanai. Ir sarežģītas ierīces, kas kontrolē divu neatkarīgu akumulatoru darbību. Viņu vārdā parasti ir prefikss Duo. Ir arī vērts atzīmēt modeļus, kas spēj nomest lieko enerģiju uz sildelementiem.

Interesanti ir modeļi ar saskarni, lai izveidotu savienojumu ar datoru. Tādā veidā ir iespējams ievērojami paplašināt Saules sistēmas uzraudzības un vadības funkcionalitāti. Ja raksts jums izrādījās noderīgs, izplatiet saiti uz to sociālajos tīklos. To darot, jūs palīdzēsiet vietnes attīstībai. Balso zemāk esošajā aptaujā un novērtē materiālu! Raksta labojumus un papildinājumus atstājiet komentāros.

Ierīces raksturojums

Zems enerģijas patēriņš tukšgaitā. Ķēde tika paredzēta maziem un vidējiem svina skābes akumulatoriem, un tā dīkstāvē piesaista mazu strāvu (5mA). Tas pagarina akumulatora darbības laiku.

Viegli pieejami komponenti. Ierīcē tiek izmantoti parastie komponenti (nevis SMD), kurus var viegli atrast veikalos. Nekas nav jāmirgo, vienīgais, kas nepieciešams, ir voltmetrs un regulējams barošanas avots ķēdes noregulēšanai.

Jaunākā ierīces versija. Šī ir trešā ierīces versija, tāpēc lielākā daļa kļūdu un trūkumu, kas bija iepriekšējās lādētāja versijās, ir novērsti.

Sprieguma regulēšana. Ierīce izmanto paralēlu sprieguma regulatoru, lai akumulatora spriegums nepārsniegtu normu, parasti 13,8 volti.

Aizsardzība pret zemu spriegumu. Lielākā daļa saules lādētāju izmanto Schottky diode, lai pasargātu no akumulatora noplūdes saules panelī.Kad akumulators ir pilnībā uzlādēts, tiek izmantots šunta sprieguma regulators. Viena no šīs pieejas problēmām ir diodu zudumi un līdz ar to arī to sildīšana. Piemēram, 100 vatu saules panelis, 12 V, akumulatoram piegādā 8A, sprieguma kritums pāri Schottky diodei būs 0,4 V, t.i. jaudas izkliede ir aptuveni 3,2 vati. Tas, pirmkārt, ir zaudējumi, un, otrkārt, diodei būs nepieciešams radiators, lai noņemtu siltumu. Problēma ir tā, ka tas nedarbosies, lai samazinātu sprieguma kritumu, vairākas paralēli savienotas diodes samazinās strāvu, bet sprieguma kritums tā arī paliks. Zemāk redzamajā diagrammā parasto diodu vietā tiek izmantoti mosfeti, tāpēc jauda tiek zaudēta tikai aktīvai pretestībai (pretestības zudumiem).

Salīdzinājumam: 100 W panelī, izmantojot IRFZ48 (KP741A) mosfetus, jaudas zudums ir tikai 0,5 W (pie Q2). Tas nozīmē mazāk siltuma un vairāk enerģijas baterijām. Vēl viens svarīgs moments ir tas, ka mosfetiem ir pozitīvs temperatūras koeficients un tos var savienot paralēli, lai samazinātu pretestību.

Iepriekš sniegtajā diagrammā tiek izmantoti daži nestandarta risinājumi.

Uzlāde. Starp saules paneli un slodzi netiek izmantots diods, tā vietā ir Q2 mosfets. Diods mosfetā ļauj strāvai plūst no paneļa uz slodzi. Ja uz Q2 parādās ievērojams spriegums, tad atveras tranzistors Q3, tiek uzlādēts kondensators C4, kas piespiež op-amp U2c un U3b atvērt Q2 mosfetu. Tagad sprieguma kritums tiek aprēķināts saskaņā ar Ohma likumu, t.i. I * R, un tas ir daudz mazāk nekā tad, ja tur būtu diode. Kondensators C4 tiek periodiski izlādēts caur rezistoru R7 un Q2 aizveras. Ja no paneļa plūst strāva, tad induktora L1 pašindukcijas EMF nekavējoties piespiež Q3 atvērties. Tas notiek ļoti bieži (daudzas reizes sekundē). Gadījumā, ja strāva iet uz Saules paneli, Q2 aizveras, bet Q3 neatveras, jo diode D2 ierobežo droseles L1 pašindukcijas EMF. Diodi D2 var novērtēt 1A strāvai, taču testēšanas laikā izrādījās, ka šāda strāva notiek reti.

VR1 trimmeris iestata maksimālo spriegumu. Kad spriegums pārsniedz 13,8 V, operatīvais pastiprinātājs U2d atver Q1 mosfetu un paneļa izeja tiek “īssavienota” ar zemi. Turklāt U3b opamp izslēdz Q2 utt. panelis ir atvienots no slodzes. Tas ir nepieciešams, jo Q1 papildus saules panelim "īssavieno" slodzi un akumulatoru.

N-kanālu mosfetu pārvaldība. Lai vadītu MOSFET Q2 un Q4, nepieciešams lielāks spriegums, nekā tiek izmantots ķēdē. Lai to izdarītu, op-amp U2 ar diodu un kondensatoru siksnām rada paaugstinātu spriegumu VH. Šis spriegums tiek izmantots U3 barošanai, kura izeja būs pārspriegums. U2b un D10 ķekars nodrošina izejas sprieguma stabilitāti pie 24 voltiem. Izmantojot šo spriegumu, caur tranzistora vārtu avotu būs vismaz 10 V spriegums, tāpēc siltuma ražošana būs maza. Parasti N kanālu mosfetiem ir daudz mazāka pretestība nekā P kanālu, tāpēc tos izmantoja šajā ķēdē.

Aizsardzība pret zemu spriegumu. Mosfet Q4, opamp U3a ar rezistoru un kondensatoru ārējo siksnu, ir paredzēti aizsardzībai pret zemu spriegumu. Šeit Q4 tiek izmantots nestandarta. Mosfet diode nodrošina pastāvīgu strāvas plūsmu akumulatorā. Kad spriegums pārsniedz norādīto minimumu, MOSFET ir atvērts, pieļaujot nelielu sprieguma kritumu, uzlādējot akumulatoru, bet vēl svarīgāk, tas ļauj strāvai no akumulatora plūst uz slodzi, ja saules baterija nespēj nodrošināt pietiekamu izejas jaudu. Drošinātājs pasargā no īssavienojumiem kravas pusē.

Zemāk ir attēli ar elementu izvietojumu un iespiedshēmas plates.

Ierīces iestatīšana. Ierīces normālas lietošanas laikā džemperi J1 nedrīkst ievietot! D11 LED tiek izmantots iestatīšanai. Lai konfigurētu ierīci, pievienojiet regulējamu barošanas avotu spailēm “slodze”.

Zemsprieguma aizsardzības iestatīšana Ievietojiet džemperi J1. Strāvas padevē iestatiet izejas spriegumu uz 10,5 V. Pagrieziet trimmeri VR2 pretēji pulksteņrādītāja kustības virzienam, līdz iedegas LED D11. Nedaudz pagrieziet VR2 pulksteņrādītāja kustības virzienā, līdz gaismas diode izslēdzas. Noņemiet džemperi J1.

Maksimālā sprieguma iestatīšana Strāvas padevē izejas spriegumu iestatiet uz 13,8 V. Pagrieziet trimmeri VR1 pulksteņrādītāja kustības virzienā, līdz LED D9 izslēdzas. Lēnām pagrieziet VR1 pretēji pulksteņrādītāja virzienam, līdz iedegas LED D9.

Kontrolieris ir konfigurēts. Neaizmirstiet noņemt džemperi J1!

Ja visas sistēmas jauda ir maza, tad mosfetus var aizstāt ar lētāku IRFZ34. Un, ja sistēma ir jaudīgāka, tad mosfets var aizstāt ar jaudīgāku IRFZ48.

Pašdarināts saules paneļa kontrolieris

• mājas
• > Mana mazā pieredze

Kontrolieris ir ļoti vienkāršs un sastāv tikai no četrām daļām.

Tas ir spēcīgs tranzistors (es izmantoju IRFZ44N, kas spēj apstrādāt līdz 49Amps).

Automobiļu releju regulators ar plus vadību (VAZ "classic").

Rezistors 120kOhm.

Diods ir jaudīgāks, lai noturētu saules paneļa izstaroto strāvu (piemēram, no automašīnas diodes tilta).

Darbības princips ir arī ļoti vienkāršs. Rakstu cilvēkiem, kuri vispār nesaprot elektroniku, jo pats par sevi neko nesaprotu.

Releja regulators ir pievienots akumulatoram, atskaitot alumīnija pamatni (31k), plus līdz (15k), no kontakta (68k) vads caur rezistoru ir savienots ar tranzistora vārtiem. Transistoram ir trīs kājas, pirmais ir vārti, otrais ir drenāža, trešais ir avots. Saules paneļa mīnus ir savienots ar avotu, un plus ar akumulatoru no tranzistora notekas, no kura atņemts saules panelis, nonāk akumulatorā.

Kad releja regulators ir pievienots un darbojas, pozitīvais signāls no (68k) atbloķē vārtus, un saules paneļa strāva caur avota noteci ieplūst akumulatorā, un, ja akumulatora spriegums pārsniedz 14 voltus, relejs -regulators izslēdz plusu, un tranzistora vārti tiek izvadīti caur rezistoru, kuru tas aizver ar mīnusu, tādējādi pārtraucot mīnus saules paneļa kontaktu, un tas izslēdzas. Un, kad spriegums nedaudz samazināsies, releja regulators atkal dos vārtiem plusu, atvērsies tranzistors un atkal strāva no paneļa ieplūdīs akumulatorā. Diods uz SB pozitīvā vada ir vajadzīgs, lai akumulators neizlādētos naktī, jo bez gaismas pats saules panelis patērē elektrību.

Zemāk redzama kontroliera elementu savienojuma vizuāla ilustrācija.

Es neesmu labs elektronikā un varbūt manā ķēdē ir daži trūkumi, bet tas darbojas bez jebkādiem iestatījumiem un darbojas uzreiz, un dara to, ko dara rūpnīcas saules paneļu kontrolieri, un pašizmaksa ir tikai aptuveni 200 rubļu un stunda darba.

Zemāk ir nesaprotama šī kontroliera fotogrāfija, tāpat kā visas kontrollera detaļas ir fiksētas kastes korpusā. Transistors nedaudz uzsilst, un es to piestiprināju pie maza ventilatora. Paralēli rezistoram es ievietoju nelielu LED, kas parāda kontroliera darbību. Kad SB ir ieslēgts, kad tas nav, tas nozīmē, ka akumulators ir uzlādēts, un, kad akumulators ātri mirgo, akumulators ir gandrīz uzlādēts un vienkārši tiek uzlādēts.

Šis kontrolieris strādā vairāk nekā sešus mēnešus, un šajā laikā nav problēmu, es visu savienoju, tagad es nesekoju akumulatoram, viss darbojas pats par sevi. Šis ir mans otrais kontrolieris, pirmais, ko es samontēju vēja ģeneratoriem kā balasta regulatoru, skatiet par to iepriekšējos rakstos sadaļā Mani pašmāju izstrādājumi.

Uzmanību - kontrolieris nedarbojas pilnībā. Pēc kāda laika darba kļuva skaidrs, ka šīs ķēdes tranzistors pilnībā neaizveras, un strāva tik un tā turpina ieplūst akumulatorā, pat ja ir pārsniegts 14 voltu

Es atvainojos par nedarbojošos ķēdi, es pats to ilgu laiku izmantoju un domāju, ka viss strādāja, bet izrādās, ka ne, un pat pēc pilnas uzlādes akumulatorā joprojām plūst strāva. Tranzistors aizveras tikai pusceļā, kad tas sasniedz 14 voltus. Es vēl nenoņemšu ķēdi, jo parādās laiks un vēlme, es pabeigšu šo kontrolieri un izlikšu darba ķēdi.
Un tagad man kā kontrolierim ir balasta regulators, kas ilgu laiku darbojas nevainojami. Tiklīdz spriegums pārsniedz 14 voltus, tranzistors atveras un ieslēdz spuldzi, kas sadedzina visu lieko enerģiju. Tajā pašā laikā uz šī balasta tagad ir divi saules paneļi un vēja turbīna.

Veidi

Ieslēgts Izslēgts

Šāda veida ierīces tiek uzskatītas par vienkāršākajām un lētākajām. Tās vienīgais un galvenais uzdevums ir izslēgt akumulatora uzlādi, kad tiek sasniegts maksimālais spriegums, lai novērstu pārkaršanu.

Tomēr šim tipam ir zināms trūkums, kas ir pārāk agra izslēgšana. Pēc maksimālās strāvas sasniegšanas ir nepieciešams pāris stundas uzturēt uzlādes procesu, un šis kontrolieris to nekavējoties izslēgs.

Tā rezultātā akumulatora uzlādes līmenis būs aptuveni 70% no maksimālā. Tas negatīvi ietekmē akumulatoru.

PWM

Šis tips ir uzlabots ieslēgšanas / izslēgšanas režīms. Jauninājums ir tāds, ka tajā ir iebūvēta pulsa platuma modulācijas (PWM) sistēma. Šī funkcija ļāva kontrolierim, sasniedzot maksimālo spriegumu, neizslēgt strāvas padevi, bet samazināt tā stiprumu.

Tādēļ kļuva iespējams gandrīz pilnībā uzlādēt ierīci.

MRRT

Šis tips pašlaik tiek uzskatīts par vismodernāko. Viņa darba būtība ir balstīta uz faktu, ka viņš spēj noteikt precīzu maksimālā sprieguma vērtību konkrētajam akumulatoram. Tas nepārtraukti uzrauga strāvu un spriegumu sistēmā. Pateicoties pastāvīgai šo parametru saņemšanai, procesors spēj uzturēt optimālākās strāvas un sprieguma vērtības, kas ļauj jums izveidot maksimālu jaudu.

Ja mēs salīdzinām kontrolieri MPPT un PWN, tad pirmā efektivitāte ir augstāka par aptuveni 20-35%.

Kontrolieru veidi

Ieslēgšanas / izslēgšanas kontrolieri

Šie modeļi ir visvienkāršākie no visas saules uzlādes kontrolieru klases.

Ieslēgšanas / izslēgšanas uzlādes regulators Saules sistēmām

Ieslēgšanas / izslēgšanas modeļi ir paredzēti, lai izslēgtu akumulatora uzlādi, kad ir sasniegta augšējā sprieguma robeža. Parasti tas ir 14,4 volti. Tā rezultātā tiek novērsta pārkaršana un pārmērīga uzlāde.

Ieslēgšanas / izslēgšanas kontrolleri nespēs pilnībā uzlādēt akumulatoru. Galu galā šeit izslēgšana notiek brīdī, kad tiek sasniegta maksimālā strāva. Un uzlādes process ar pilnu jaudu joprojām ir jāuztur vairākas stundas. Lādēšanas līmenis izslēgšanas brīdī ir aptuveni 70 procenti no nominālās jaudas. Protams, tas negatīvi ietekmē akumulatora stāvokli un samazina tā kalpošanas laiku.

PWM kontrolieri

Meklējot risinājumu nepilnīgai akumulatora uzlādēšanai sistēmā ar ieslēgšanas / izslēgšanas ierīcēm, vadības bloki ir izstrādāti, pamatojoties uz impulsa platuma modulācijas (īsāk - PWM) principu. Šāda regulatora darbības punkts ir tāds, ka tas samazina uzlādes strāvu, kad tiek sasniegta sprieguma robeža. Izmantojot šo pieeju, akumulatora uzlādes līmenis sasniedz gandrīz 100 procentus. Procesa efektivitāte tiek palielināta līdz 30 procentiem.

PWM uzlādes kontrolieris
Ir PWM modeļi, kas var regulēt strāvu atkarībā no darba temperatūras. Tas labi ietekmē akumulatora stāvokli, apkure samazinās, maksa ir labāk pieņemama. Process tiek automātiski regulēts.
Eksperti iesaka izmantot PWM uzlādes regulatorus saules paneļiem tajos reģionos, kur ir liela saules gaismas aktivitāte.Tos bieži var atrast saules sistēmās ar mazu jaudu (mazāk nekā divi kilovati). Parasti tajās darbojas mazas ietilpības uzlādējamās baterijas.

Regulatori tipa MPPT

MPPT uzlādes kontrolieri mūsdienās ir vismodernākās ierīces, lai regulētu akumulatora uzlādes procesu Saules sistēmās. Šie modeļi palielina elektroenerģijas ražošanas efektivitāti no tiem pašiem saules paneļiem. MPPT ierīču darbības princips ir balstīts uz maksimālās jaudas vērtības punkta noteikšanu.

MPPT uzlādes kontrolieris

MPPT nepārtraukti uzrauga strāvu un spriegumu sistēmā. Pamatojoties uz šiem datiem, mikroprocesors aprēķina optimālo parametru attiecību, lai sasniegtu maksimālo izejas jaudu. Pielāgojot spriegumu, tiek ņemts vērā pat uzlādes procesa posms. MPPT saules kontrolieri ļauj pat ņemt no moduļiem lielu spriegumu, pēc tam pārveidot to par optimālu spriegumu. Optimāls ir tas, kas pilnībā uzlādē akumulatoru.

Ja mēs novērtējam MPPT darbu salīdzinājumā ar PWM, tad Saules sistēmas efektivitāte palielināsies no 20 līdz 35 procentiem. Plusi ietver arī spēju strādāt ar saules paneļa ēnojumu līdz 40 procentiem. Sakarā ar spēju uzturēt augstu sprieguma vērtību kontroliera izejā, var izmantot nelielu vadu. Ir iespējams arī novietot saules paneļus un ierīci lielākā attālumā nekā PWM gadījumā.

Hibrīdie uzlādes kontrolieri

Dažās valstīs, piemēram, ASV, Vācijā, Zviedrijā, Dānijā, ievērojamu daļu elektroenerģijas ražo vēja turbīnas. Dažās mazās valstīs alternatīvā enerģija aizņem lielu daļu šo valstu enerģētikas tīklos. Vēja sistēmu ietvaros ir arī ierīces uzlādes procesa kontrolei. Ja spēkstacija ir kombinēta vēja ģeneratora un saules paneļu versija, tad tiek izmantoti hibrīdie kontrolieri.

Hibrīds kontrolieris
Šīs ierīces var izveidot ar MPPT vai PWM shēmu. Galvenā atšķirība ir tā, ka viņi izmanto dažādas volt-ampēra īpašības. Darbības laikā vēja ģeneratori rada ļoti nevienmērīgu elektroenerģijas ražošanu. Rezultāts ir nevienmērīga akumulatoru slodze un stresa darbība. Hibrīda kontroliera uzdevums ir izvadīt lieko enerģiju. Tam parasti tiek izmantoti īpaši sildelementi.

Pašmāju kontrolieri

Cilvēki, kuri saprot elektrotehniku, bieži vien paši ražo vēja turbīnu un saules bateriju lādiņu regulatorus. Šādu modeļu funkcionalitāte bieži ir zemāka par efektivitāti un īpašībām, kas iestatītas uz rūpnīcas ierīcēm. Tomēr mazās instalācijās pašmāju kontroliera jauda ir pilnīgi pietiekama.

Pašdarināts saules lādiņa kontrolieris

Veidojot uzlādes kontrolieri ar savām rokām, jums jāatceras, ka kopējai jaudai jāatbilst šādam nosacījumam: 1,2P ≤ I * U. I ir kontroliera izejas strāva, U ir spriegums, kad akumulators ir izlādējies.

Ir diezgan daudz pašmāju kontrolieru shēmu. Jūs varat tos meklēt attiecīgajos forumos tīklā. Šeit jāsaka tikai par dažām vispārīgām prasībām šādai ierīcei:

• Uzlādes spriegumam jābūt 13,8 voltu un mainīgam atkarībā no nominālās strāvas vērtības;
• Spriegums, pie kura maksa tiek izslēgta (11 volti). Šai vērtībai jābūt konfigurējamai;
• Spriegums, pie kura ieslēdzas lādiņš, ir 12,5 volti.

Tātad, ja jūs nolemjat savākt Saules sistēmu ar savām rokām, tad jums jāsāk veidot lādiņa kontrolieris. Bez tā nevar iztikt, darbinot saules baterijas un vēja turbīnas.

Atlases iespējas

Ir tikai divi atlases kritēriji:

1. Pirmais un ļoti svarīgais punkts ir ienākošais spriegums. Šī indikatora maksimumam jābūt lielākam par aptuveni 20% no saules baterijas atvērtās ķēdes sprieguma.
2. Otrais kritērijs ir nominālā strāva. Ja ir izvēlēts PWN tips, tā nominālajai strāvai jābūt aptuveni par 10% lielākai par akumulatora īssavienojuma strāvu. Ja tiek izvēlēts MPPT, tad tā galvenā iezīme ir jauda. Šim parametram jābūt lielākam par visas sistēmas spriegumu, kas reizināts ar sistēmas nominālo strāvu. Aprēķiniem spriegumu ņem ar izlādētām baterijām.

Kontrolieru pievienošanas veidi

Ņemot vērā savienojumu tēmu, nekavējoties jāatzīmē: katras atsevišķas ierīces uzstādīšanai raksturīga iezīme ir darbs ar noteiktu saules paneļu sēriju.

Tātad, piemēram, ja tiek izmantots kontrolieris, kas paredzēts maksimālajam ieejas spriegumam 100 volti, saules paneļu sērijai vajadzētu izvadīt spriegumu, kas nepārsniedz šo vērtību.

Jebkura saules elektrostacija darbojas saskaņā ar līdzsvara likumu starp pirmā posma izejas un ieejas spriegumu. Regulatora augšējai sprieguma robežai jāatbilst paneļa augšējai sprieguma robežai

Pirms ierīces pievienošanas jums jāizlemj par tās fiziskās instalēšanas vietu. Saskaņā ar noteikumiem uzstādīšanas vieta jāizvēlas sausās, labi vēdināmās vietās. Nav pieļaujama viegli uzliesmojošu materiālu klātbūtne ierīces tuvumā.

Ierīces tiešā tuvumā nav pieļaujama vibrācijas, siltuma un mitruma avotu klātbūtne. Uzstādīšanas vieta ir jāaizsargā no atmosfēras nokrišņiem un tiešiem saules stariem.

PWM modeļu savienošanas tehnika

Gandrīz visiem PWM kontrolieru ražotājiem ir nepieciešama precīza savienojošo ierīču secība.

PWM kontrolieru savienošanas ar perifērijas ierīcēm tehnika nav īpaši sarežģīta. Katrs dēlis ir aprīkots ar marķētiem termināliem. Šeit jums vienkārši jāievēro darbību secība.

Perifērijas ierīces jāpievieno pilnībā saskaņā ar kontaktu spaiļu apzīmējumiem:

1. Pievienojiet akumulatora vadus ierīces akumulatora spailēm atbilstoši norādītajai polaritātei.
2. Ieslēdziet aizsargdrošinātāju tieši pozitīvās stieples saskares vietā.
3. Uz kontrolierīces kontaktiem, kas paredzēti saules panelim, nofiksējiet vadītājus, kas nāk no paneļu saules paneļiem. Ievērojiet polaritāti.
4. Pievienojiet atbilstoša sprieguma (parasti 12 / 24V) testa lampu ierīces slodzes spailēm.

Norādīto secību nedrīkst pārkāpt. Piemēram, ir stingri aizliegts vispirms pieslēgt saules baterijas, ja akumulators nav pievienots. Veicot šādas darbības, lietotājs riskē ierīci "sadedzināt". Šajā materiālā sīkāk aprakstīta saules bateriju montāžas shēma ar akumulatoru.

Arī PWM sērijas kontrolieriem ir nepieņemami pieslēgt sprieguma invertoru kontroliera slodzes spailēm. Inverteram jābūt savienotam tieši ar akumulatora spailēm.

MPPT ierīču pievienošanas procedūra

Vispārīgās prasības šāda veida aparātu fiziskai uzstādīšanai neatšķiras no iepriekšējām sistēmām. Bet tehnoloģiskā iestatīšana bieži ir nedaudz atšķirīga, jo MPPT kontrolieri bieži tiek uzskatīti par jaudīgākām ierīcēm.

Regulatoriem, kas paredzēti lielam jaudas līmenim, strāvas ķēžu savienojumos ieteicams izmantot liela šķērsgriezuma kabeļus, kas aprīkoti ar metāla terminatoriem.

Piemēram, lieljaudas sistēmām šīs prasības papildina fakts, ka ražotāji iesaka ņemt kabeli strāvas pieslēguma līnijām, kuru strāvas blīvums ir vismaz 4 A / mm2. Tas ir, piemēram, kontrolierim ar strāvu 60 A ir nepieciešams kabelis, lai izveidotu savienojumu ar akumulatoru, kura šķērsgriezums ir vismaz 20 mm2.

Savienojošajiem kabeļiem jābūt aprīkotiem ar vara cilpām, cieši saspiestām ar īpašu instrumentu. Saules paneļa un akumulatora negatīvajiem kontaktiem jābūt aprīkotiem ar drošinātāju un slēdžu adapteriem.

Šī pieeja novērš enerģijas zudumus un nodrošina iekārtas drošu darbību.

Bloka diagramma jaudīga MPPT kontroliera pievienošanai: 1 - saules panelis; 2 - MPPT kontrolieris; 3 - spaiļu bloks; 4,5 - drošinātāji; 6 - kontroliera barošanas slēdzis; 7.8 - zemes autobuss

Pirms saules paneļu pievienošanas ierīcei pārliecinieties, vai spailēs spriegums sakrīt vai ir mazāks par spriegumu, ko atļauts izmantot kontroliera ieejai.

Perifērijas ierīču pievienošana MTTP ierīcei:

1. Novietojiet paneli un akumulatora slēdžus izslēgtā stāvoklī.
2. Noņemiet paneli un akumulatora aizsardzības drošinātājus.
3. Pievienojiet kabeli no akumulatora spailēm uz kontrollera spailēm akumulatoram.
4. Pievienojiet saules paneļa vadus ar kontroliera spailēm, kas apzīmētas ar atbilstošu zīmi.
5. Pievienojiet kabeli starp zemes spaili un zemes kopni.
6. Uzstādiet temperatūras sensoru kontrolierī saskaņā ar instrukcijām.

Pēc šīm darbībām ir nepieciešams ievietot iepriekš noņemto akumulatora drošinātāju vietā un pagriezt slēdzi stāvoklī "ieslēgts". Akumulatora noteikšanas signāls parādīsies kontroliera ekrānā.

Pēc tam pēc nelielas pauzes (1-2 minūtes) nomainiet iepriekš noņemto saules paneļa drošinātāju un pagrieziet paneļa slēdzi pozīcijā “ieslēgts”.

Instrumenta ekrānā būs redzama saules paneļa sprieguma vērtība. Šis brīdis liecina par veiksmīgu Saules elektrostacijas palaišanu ekspluatācijā.

Pašmāju kontrolieris: funkcijas, piederumi

Ierīce ir paredzēta darbam tikai ar vienu saules bateriju, kas ģenerē strāvu, kuras stiprums nepārsniedz 4 A. Akumulatora jauda, ​​ko uzlādē kontrolieris, ir 3000 A * h.

Lai ražotu kontrolieri, jums jāsagatavo šādi elementi:

• 2 mikroshēmas: LM385-2.5 un TLC271 (ir operatīvs pastiprinātājs);
• 3 kondensatori: C1 un C2 ir mazjaudas, ir 100n; C3 jauda ir 1000u, nominālā 16 V;
• 1 indikatora LED (D1);
• 1 Šotka diode;
• 1 diode SB540. Tā vietā jūs varat izmantot jebkuru diode, galvenais ir tas, ka tas var izturēt saules baterijas maksimālo strāvu;
• 3 tranzistori: BUZ11 (Q1), BC548 (Q2), BC556 (Q3);
• 10 rezistori (R1 - 1k5, R2 - 100, R3 - 68k, R4 un R5 - 10k, R6 - 220k, R7 - 100k, R8 - 92k, R9 - 10k, R10 - 92k). Tie visi var būt 5%. Ja vēlaties lielāku precizitāti, tad varat ņemt 1% rezistorus.

Kā es varu nomainīt dažus komponentus

Jebkuru no šiem elementiem var aizstāt. Instalējot citas shēmas, jums jādomā par kondensatora C2 kapacitātes maiņu un tranzistora Q3 aizspriedumu izvēli.

MOSFET tranzistora vietā jūs varat instalēt jebkuru citu. Elementam jābūt ar zemu atvērtā kanāla pretestību. Šotka diode ir labāk neaizstāt. Jūs varat instalēt parasto diode, taču tas ir pareizi jānovieto.

Rezistori R8, R10 ir 92 kOhm. Šī vērtība ir nestandarta. Tāpēc šādus rezistorus ir grūti atrast. To pilnīga nomaiņa var būt divi rezistori ar 82 un 10 kOhm. Tie jāiekļauj secīgi.

Ja kontrolieris netiks izmantots agresīvā vidē, varat uzstādīt trimmeri. Tas ļauj kontrolēt spriegumu. Tas ilgstoši nedarbosies agresīvā vidē.

Ja ir nepieciešams izmantot kontrolieri stiprākiem paneļiem, MOSFET tranzistors un diode ir jāaizstāj ar jaudīgākiem kolēģiem. Visi pārējie komponenti nav jāmaina. Nav jēgas uzstādīt radiatoru, lai regulētu 4 A. Uzstādot MOSFET uz piemērota radiatora, ierīce varēs darboties ar efektīvāku paneli.

Darbības princips

Ja nav saules baterijas strāvas, kontrolieris ir miega režīmā. Tajā netiek izmantota neviena akumulatora vate. Pēc tam, kad saules stari skar paneli, elektriskā strāva sāk plūst uz kontrolieri. Tam vajadzētu ieslēgties. Tomēr indikatora gaismas diode kopā ar 2 vājiem tranzistoriem iedegas tikai tad, kad spriegums sasniedz 10 V.

Pēc šī sprieguma sasniegšanas strāva caur Schottky diode plūst uz akumulatoru. Ja spriegums paaugstinās līdz 14 V, pastiprinātājs U1 sāks darboties, kas ieslēgs MOSFET. Tā rezultātā gaismas diode nodziest, un divi mazjaudas tranzistori tiks aizvērti. Akumulators netiks uzlādēts. Šajā laikā C2 tiks izlādēts. Vidēji tas aizņem 3 sekundes. Pēc kondensatora C2 izlādes U1 histerēze tiks pārvarēta, MOSFET aizvērsies, akumulators sāks uzlādēt. Uzlāde turpināsies, līdz spriegums paaugstināsies līdz pārslēgšanās līmenim.

Uzlāde notiek periodiski. Turklāt tā ilgums ir atkarīgs no tā, kāda ir akumulatora uzlādes strāva un cik jaudīgas ir tam pievienotās ierīces. Uzlāde turpinās, līdz spriegums sasniedz 14 V.

Ķēde ieslēdzas ļoti īsā laikā. Tās iekļaušanu ietekmē C2 uzlādes laiks ar strāvu, kas ierobežo tranzistoru Q3. Strāvas stiprums nedrīkst būt lielāks par 40 mA.