Solar-acculaadregelaar MRPT of PWM - welke is beter om te kiezen?

Hier kom je te weten:

• Als je een controller nodig hebt
• Solar controller functies
• Hoe de batterijlaadcontroller werkt
• Apparaatkenmerken
• Types
• Selectie mogelijkheden
• Manieren om controllers aan te sluiten
• Zelfgemaakte controller: functies, accessoires
• Hoe kan ik sommige componenten vervangen
• Werkingsprincipe

De laadregelaar voor de zonnebatterij is een verplicht onderdeel van het stroomsysteem op zonnepanelen, behalve de batterijen en de panelen zelf. Waar is hij verantwoordelijk voor en hoe maak je het zelf?

Als je een controller nodig hebt

Zonne-energie is (op huishoudniveau) nog steeds beperkt tot het maken van fotovoltaïsche panelen met een relatief laag vermogen. Maar ongeacht het ontwerp van de foto-elektrische omvormer van zonne-naar-stroom, is dit apparaat uitgerust met een module die een zonnebatterijlaadregelaar wordt genoemd.

Inderdaad, de fotosynthese-opstelling op zonne-energie omvat een oplaadbare batterij die de energie opslaat die wordt ontvangen van het zonnepaneel. Het is deze secundaire energiebron die voornamelijk wordt onderhouden door de controller.

Vervolgens zullen we het apparaat en de werkingsprincipes van dit apparaat begrijpen en ook praten over hoe u het kunt aansluiten.

Met de maximale batterijlading regelt de controller de stroomtoevoer ernaar, waardoor deze wordt teruggebracht tot de vereiste hoeveelheid compensatie voor de zelfontlading van het apparaat. Als de batterij volledig leeg is, zal de controller elke inkomende belasting op het apparaat loskoppelen.

De behoefte aan dit apparaat kan worden teruggebracht tot de volgende punten:

1. Meertraps opladen van de batterij;
2. Aanpassing van het in- / uitschakelen van de batterij tijdens het opladen / ontladen van het apparaat;
3. Batterijaansluiting op maximale lading;
4. Opladen van fotocellen aansluiten in automatische modus.

De acculaadregelaar voor zonne-energie-apparaten is belangrijk omdat het in goede staat uitvoeren van al zijn functies de levensduur van de ingebouwde accu aanzienlijk verlengt.

Waar zijn batterijlaadcontrollers voor?

Als de accu rechtstreeks op de klemmen van de zonnepanelen wordt aangesloten, wordt deze continu opgeladen. Uiteindelijk zal een volledig opgeladen accu stroom blijven ontvangen, waardoor de spanning met enkele volt stijgt. Als resultaat wordt de batterij opgeladen, de temperatuur van de elektrolyt stijgt, en deze temperatuur bereikt zodanige waarden dat de elektrolyt kookt, er is een scherpe afgifte van dampen uit de batterijblikken. Hierdoor kan de elektrolyt volledig verdampen en drogen de blikken uit. Dit voegt natuurlijk geen "gezondheid" toe aan de batterij en vermindert de prestatie drastisch.

Controller in het laadsysteem van de zonnebatterij

Hier zijn controllers nodig om dergelijke verschijnselen te voorkomen en de laad- / ontlaadprocessen te optimaliseren.

Solar controller functies

De elektronische module, de zonnebatterijcontroller genaamd, is ontworpen om verschillende bewakingsfuncties uit te voeren tijdens het laad- / ontlaadproces van de zonnebatterij.

Dit lijkt op een van de vele bestaande modellen laadregelaars voor zonnepanelen. Deze module behoort tot de ontwikkeling van het PWM-type

Wanneer zonlicht op het oppervlak van een zonnepaneel valt dat bijvoorbeeld op het dak van een huis is geïnstalleerd, zetten de fotocellen van het apparaat dit licht om in elektrische stroom.

De resulterende energie zou in feite rechtstreeks naar de accu kunnen worden gevoerd.Het proces van opladen / ontladen van de batterij heeft echter zijn eigen subtiliteiten (bepaalde niveaus van stromen en spanningen). Als we deze subtiliteiten verwaarlozen, zal de batterij eenvoudig binnen korte tijd uitvallen.

Om dergelijke trieste gevolgen niet te hebben, is een module, een laadregelaar voor een zonnebatterij, ontworpen.

Naast het bewaken van het laadniveau van de batterij, bewaakt de module ook het energieverbruik. Afhankelijk van de mate van ontlading, regelt het batterijlaadcontrolecircuit van de zonnebatterij het stroomniveau dat nodig is voor de eerste en volgende oplading.

Afhankelijk van de capaciteit van de laadregelaar voor zonne-energie, kunnen de ontwerpen van deze apparaten zeer verschillende configuraties hebben.

In het algemeen, in eenvoudige bewoordingen, zorgt de module voor een zorgeloze "levensduur" voor de batterij, die zich periodiek opstapelt en energie afgeeft aan consumentenapparaten.

Waarom laadregeling en hoe werkt een zonnelaadcontroller?

Hoofdredenen:

1. Hierdoor kan de batterij langer werken! Overladen kan een explosie veroorzaken.
2. Elke batterij werkt op een bepaald voltage. Met de controller kunt u de gewenste U selecteren.

Ook koppelt de laadregelaar de batterij los van verbruiksapparaten als deze erg laag is. Bovendien koppelt hij de accu los van de zonnecel als deze volledig is opgeladen.

Zo vindt er een verzekering plaats en wordt de werking van het systeem veiliger.

Het werkingsprincipe is buitengewoon eenvoudig. Het apparaat helpt het evenwicht te bewaren en laat de spanning niet te sterk dalen of stijgen.

Typen controllers voor het opladen van zonnebatterijen

1. Eigengemaakt.
2. MRRT.
3. Aan uit.
4. Hybriden.
5. PWM-typen.

Hieronder beschrijven we kort deze opties voor lithiumapparaten en andere accu's

DIY-controllers

Wanneer je ervaring en vaardigheid hebt in elektronica, is dit apparaat zelfstandig te maken. Maar het is onwaarschijnlijk dat zo'n apparaat een hoog rendement heeft. Een zelfgemaakt apparaat is waarschijnlijk geschikt als uw station weinig stroom heeft.

Om dit oplaadapparaat te bouwen, moet je het circuit vinden. Maar houd er rekening mee dat de foutmarge 0,1 moet zijn.

Hier is een eenvoudig diagram.

MRRT

Kan de hoogste limiet van het laadvermogen volgen. In de software zit een algoritme waarmee u de spannings- en stroomniveaus kunt bewaken. Het vindt een zeker evenwicht waarin de hele installatie met maximale efficiëntie zal werken.

Het mppt-apparaat wordt tegenwoordig als een van de beste en meest geavanceerde apparaten beschouwd. In tegenstelling tot PMW, verhoogt het de systeemefficiëntie met 35%. Zo'n apparaat is geschikt als je veel zonnepanelen hebt.

Instrumenttype AAN / UIT

Het is de eenvoudigste die te koop is. Het heeft niet zoveel functies als de anderen. Het apparaat schakelt het opladen van de batterij uit zodra de spanning maximaal stijgt.

Helaas kan dit type zonnelaadcontroller niet tot 100% opladen. Zodra de stroom naar het maximum springt, vindt er een uitschakeling plaats. Het resultaat is dat een onvolledige lading de gebruiksduur verkort.

Hybriden

De gegevens worden op het instrument toegepast als er twee soorten stroombronnen zijn, bijvoorbeeld zon en wind. Hun ontwerp is gebaseerd op PWM en MPRT. Het belangrijkste verschil met vergelijkbare apparaten zijn de kenmerken van de stroom en spanning.

Het doel: om de belasting naar de batterij gelijk te maken. Dit komt door de ongelijke stroom van de wind van de generatoren. Hierdoor kan de levensduur van de energieopslag aanzienlijk worden verkort.

PWM of PWM

Het werk is gebaseerd op pulsbreedtemodulatie van de stroom. Lost het probleem van onvolledig opladen op. Het verlaagt de stroom en brengt zo de herlading tot 100%.

Door de pwm-werking treedt er geen oververhitting van de accu op.Hierdoor wordt deze zonneregeling als zeer efficiënt beschouwd.

Hoe de batterijlaadcontroller werkt

Als er geen zonlicht op de fotocellen van de structuur valt, bevindt deze zich in de slaapstand. Nadat de stralen op de elementen verschijnen, bevindt de controller zich nog steeds in de slaapstand. Het wordt alleen ingeschakeld als de opgeslagen energie van de zon 10 volt in elektrisch equivalent bereikt.

Zodra de spanning dit cijfer bereikt, wordt het apparaat ingeschakeld en begint het stroom te leveren aan de batterij via de Schottky-diode. Het oplaadproces van de batterij in deze modus gaat door totdat de spanning die door de controller wordt ontvangen 14 V bereikt. Als dit gebeurt, zullen er enkele wijzigingen optreden in het controllercircuit voor een 35 watt zonnebatterij of een andere. De versterker opent de toegang tot de MOSFET en de andere twee, zwakkere, worden gesloten.

Hierdoor stopt het opladen van de batterij. Zodra de spanning daalt, keert het circuit terug naar zijn oorspronkelijke positie en wordt het opladen voortgezet. De tijd die voor deze bewerking aan de controller is toegewezen, is ongeveer 3 seconden.

Enkele kenmerken van zonnelaadregelaars

Tot slot moet ik nog een paar functies van laadregelaars noemen. In moderne systemen hebben ze een aantal beveiligingen om de bedrijfszekerheid te verbeteren. In dergelijke apparaten kunnen de volgende soorten bescherming worden geïmplementeerd:

• Tegen verkeerde polariteitsverbinding;
• Van kortsluiting in de belasting en aan de ingang;
• Van bliksem;
• Oververhitting;
• Van ingangsoverspanningen;
• Van de ontlading van de batterij 's nachts.

Bovendien zijn er allerlei elektronische zekeringen in geïnstalleerd. Om de werking van zonnesystemen te vergemakkelijken, hebben laadregelaars informatiedisplays. Ze geven informatie weer over de toestand van de batterij en het systeem als geheel. Er kunnen gegevens zijn zoals:

• Laadtoestand, accuspanning;
• Stroom afgegeven door fotocellen;
• Batterijlading en laadstroom;
• Ampère-uren opgeslagen en gedoneerd.

Het display kan ook een bericht weergeven over een lage lading, een waarschuwing over een stroomstoring naar de belasting.

Sommige modellen zonnecontrollers hebben timers voor het activeren van de nachtmodus. Er zijn geavanceerde apparaten die de werking van twee onafhankelijke batterijen regelen. Ze hebben meestal het voorvoegsel Duo in hun naam. Het is ook vermeldenswaard dat modellen in staat zijn om overtollige energie op verwarmingselementen te dumpen.

Modellen met een interface om verbinding te maken met een computer zijn interessant. Op deze manier kan de functionaliteit van het bewaken en besturen van het zonnesysteem aanzienlijk worden uitgebreid. Als het artikel nuttig voor u is gebleken, verspreidt u de link ernaar op sociale netwerken. Door dit te doen, help je mee met de ontwikkeling van de site. Stem in de poll hieronder en beoordeel het materiaal! Laat correcties en aanvullingen op het artikel achter in de comments.

Apparaatkenmerken

Laag stroomverbruik bij inactiviteit. Het circuit is ontworpen voor kleine tot middelgrote loodzuuraccu's en verbruikt in rust een lage stroom (5mA). Dit verlengt de levensduur van de batterij.

Direct verkrijgbare componenten. Het apparaat maakt gebruik van conventionele componenten (geen SMD) die gemakkelijk in winkels te vinden zijn. Er hoeft niets gestikt te worden, het enige wat je nodig hebt is een voltmeter en een regelbare voeding om de schakeling af te stemmen.

De nieuwste versie van het apparaat. Dit is de derde versie van het toestel, dus de meeste fouten en tekortkomingen die aanwezig waren in de vorige versies van de oplader zijn gecorrigeerd.

Voltage regulatie. Het apparaat maakt gebruik van een parallelle spanningsregelaar zodat de batterijspanning de norm, meestal 13,8 volt, niet overschrijdt.

Onderspanningsbeveiliging. De meeste zonneladers gebruiken een Schottky-diode om te beschermen tegen batterijlekkage naar het zonnepaneel.Een shuntspanningsregelaar wordt gebruikt wanneer de batterij volledig is opgeladen. Een van de problemen bij deze benadering zijn diodeverliezen en, als gevolg daarvan, de verwarming ervan. Een zonnepaneel van 100 watt, 12 V, levert bijvoorbeeld 8 A aan de batterij, de spanningsval over de Schottky-diode zal 0,4 V zijn, d.w.z. het vermogensverlies is ongeveer 3,2 watt. Dit zijn ten eerste verliezen en ten tweede heeft de diode een radiator nodig om warmte af te voeren. Het probleem is dat het niet zal werken om de spanningsval te verminderen, meerdere parallel geschakelde diodes zullen de stroom verminderen, maar de spanningsval zal zo blijven. In het onderstaande diagram worden in plaats van conventionele diodes mosfets gebruikt, daarom gaat er alleen vermogen verloren voor actieve weerstand (resistieve verliezen).

Ter vergelijking: in een paneel van 100 W bij gebruik van IRFZ48 (KP741A) mosfets, is het vermogensverlies slechts 0,5 W (bij Q2). Dit betekent minder warmte en meer energie voor de batterijen. Een ander belangrijk punt is dat mosfets een positieve temperatuurcoëfficiënt hebben en parallel kunnen worden geschakeld om de weerstand te verminderen.

In het bovenstaande diagram worden een aantal niet-standaardoplossingen gebruikt.

Opladen. Er wordt geen diode gebruikt tussen het zonnepaneel en de belasting, in plaats daarvan is er een Q2 mosfet. Een diode in de mosfet laat de stroom van het paneel naar de belasting stromen. Als er een significante spanning op Q2 verschijnt, gaat de transistor Q3 open, de condensator C4 wordt opgeladen, wat de op-amp U2c en U3b dwingt om de mosfet van Q2 te openen. Nu wordt de spanningsval berekend volgens de wet van Ohm, d.w.z. I * R, en het is veel minder dan wanneer er een diode was. Condensator C4 wordt periodiek ontladen via weerstand R7 en Q2 sluit. Als er een stroom uit het paneel vloeit, dwingt de zelfinductie EMF van de inductor L1 Q3 onmiddellijk om te openen. Dit gebeurt heel vaak (vele keren per seconde). In het geval dat de stroom naar het zonnepaneel gaat, sluit Q2, maar gaat Q3 niet open, omdat diode D2 begrenst de zelfinductie EMF van de smoorspoel L1. Diode D2 kan worden beoordeeld voor 1A-stroom, maar tijdens het testen bleek dat een dergelijke stroom zelden voorkomt.

De trimmer VR1 stelt de maximale spanning in. Wanneer de spanning 13,8V overschrijdt, opent de operationele versterker U2d de mosfet van Q1 en wordt de output van het paneel "kortgesloten" naar aarde. Bovendien schakelt de U3b-opamp Q2 uit, enzovoort. het paneel is losgekoppeld van de belasting. Dit is nodig omdat Q1, naast het zonnepaneel, de belasting en de accu "kortsluit".

Beheer van N-kanaal mosfets. De mosfets Q2 en Q4 hebben meer spanning nodig om aan te sturen dan die in het circuit worden gebruikt. Om dit te doen, creëert de op-amp U2 met een omsnoering van diodes en condensatoren een verhoogde VH-spanning. Deze spanning wordt gebruikt om U3 van stroom te voorzien, waarvan de uitgang een overspanning zal zijn. Een stel U2b en D10 zorgen voor de stabiliteit van de uitgangsspanning bij 24 volt. Met deze spanning komt er een spanning van minimaal 10V door de poortbron van de transistor, dus de warmteontwikkeling zal klein zijn. Meestal hebben N-kanaals mosfets een veel lagere impedantie dan P-kanaals mosfets, daarom werden ze in dit circuit gebruikt.

Onderspanningsbeveiliging. Mosfet Q4, U3a opamp met externe omsnoering van weerstanden en condensatoren, zijn ontworpen voor onderspanningsbeveiliging. Hier wordt Q4 niet-standaard gebruikt. De mosfet-diode zorgt voor een constante stroom van stroom naar de batterij. Wanneer de spanning boven het gespecificeerde minimum ligt, staat de mosfet open, waardoor een kleine spanningsval mogelijk is bij het opladen van de batterij, maar wat nog belangrijker is, het laat stroom van de batterij naar de belasting stromen als de zonnecel niet voldoende uitgangsvermogen kan leveren. Een zekering beschermt tegen kortsluiting aan de lastzijde.

Hieronder staan ​​afbeeldingen van de opstelling van elementen en printplaten.

Het apparaat instellen. Bij normaal gebruik van het apparaat mag jumper J1 niet worden geplaatst! De D11-led wordt gebruikt voor het instellen. Om het apparaat te configureren, sluit u een instelbare voeding aan op de “load” -klemmen.

Onderspanningsbeveiliging instellen Plaats jumper J1. Stel in de voeding de uitgangsspanning in op 10,5 V. Draai trimmer VR2 tegen de klok in tot LED D11 gaat branden. Draai VR2 een beetje met de klok mee totdat de LED uitgaat. Verwijder jumper J1.

Instellen van de maximale spanning Stel in de voeding de uitgangsspanning in op 13,8 V. Draai trimmer VR1 met de klok mee tot LED D9 uitgaat. Draai VR1 langzaam linksom tot led D9 gaat branden.

De controller is geconfigureerd. Vergeet niet jumper J1 te verwijderen!

Als de capaciteit van het hele systeem klein is, kunnen de mosfets worden vervangen door goedkopere IRFZ34. En als het systeem krachtiger is, kunnen de mosfets worden vervangen door krachtigere IRFZ48.

Zelfgemaakte zonnepaneelcontroller

• huis
• > Mijn kleine ervaring

De controller is heel eenvoudig en bestaat uit slechts vier onderdelen.

Dit is een krachtige transistor (ik gebruik een IRFZ44N die tot 49 Ampère aankan).

Automotive relaisregelaar met plus-regeling (VAZ "classic").

Weerstand 120kOhm.

De diode is krachtiger om de stroom vast te houden die door het zonnepaneel wordt afgegeven (bijvoorbeeld van een autodiodebrug).

Het werkingsprincipe is ook heel eenvoudig. Ik schrijf voor mensen die elektronica helemaal niet begrijpen, aangezien ik er zelf niets van begrijp.

De relaisregelaar is verbonden met de batterij, minus met de aluminium basis (31k), plus (15k), vanaf het contact (68k) is de draad via een weerstand verbonden met de poort van de transistor. De transistor heeft drie poten, de eerste is de poort, de tweede is de afvoer, de derde is de bron. De min van het zonnepaneel is verbonden met de bron, en de plus van de batterij, van de afvoer van de transistor minus het zonnepaneel gaat naar de batterij.

Wanneer de relaisregelaar is aangesloten en werkt, ontgrendelt het positieve signaal van (68k) de poort en stroomt de stroom van het zonnepaneel door de source-drain in de batterij, en wanneer de spanning op de batterij hoger is dan 14 volt, wordt het relais -regelaar schakelt de plus uit en de poort van de transistor wordt ontladen via de weerstand die hij bij min sluit, waardoor het min-contact van het zonnepaneel wordt verbroken en hij wordt uitgeschakeld. En als de spanning wat zakt, geeft de relaisregelaar weer een plus aan de poort, de transistor gaat open en weer stroomt de stroom van het paneel in de batterij. De diode op de positieve draad van de SB is nodig zodat de batterij 's nachts niet ontlaadt, want zonder licht verbruikt het zonnepaneel zelf elektriciteit.

Hieronder ziet u een visuele illustratie van de aansluiting van besturingselementen.

Ik ben niet goed in elektronica en misschien zitten er wat gebreken in mijn circuit, maar het werkt zonder instellingen en werkt meteen, en doet wat fabriekscontrollers voor zonnepanelen doen, en de kostprijs is slechts ongeveer 200 roebel en een uur van werk.

Hieronder is een onbegrijpelijke foto van deze controller, zomaar, alle details van de controller zijn op de behuizing van de doos bevestigd. De transistor warmt een beetje op en ik heb hem aan een kleine ventilator bevestigd. Parallel aan de weerstand heb ik een kleine LED geplaatst, die de werking van de controller laat zien. Als de SB aan staat en als dat niet het geval is, betekent dit dat de batterij is opgeladen, en als de batterij snel knippert, is de batterij bijna opgeladen en wordt deze gewoon weer opgeladen.

Deze controller werkt al meer dan zes maanden en gedurende deze tijd zijn er geen problemen, ik heb alles aangesloten, nu volg ik de batterij niet, alles werkt vanzelf. Dit is mijn tweede controller, de eerste die ik heb geassembleerd voor windgeneratoren als ballastregelaar, zie hierover in eerdere artikelen in de sectie mijn zelfgemaakte producten.

Let op - de controller is niet volledig operationeel. Na enige tijd van werken werd duidelijk dat de transistor in dit circuit niet helemaal sluit, en de stroom blijft sowieso in de batterij stromen, zelfs als de 14 volt wordt overschreden

Ik verontschuldig me voor het niet-werkende circuit, ik heb het zelf lang gebruikt en dacht dat alles werkte, maar dat blijkt niet, en zelfs na een volledige lading stroomt er nog steeds stroom in de batterij. De transistor sluit pas halverwege als hij 14 volt bereikt. Ik zal het circuit nog niet verwijderen, aangezien de tijd en het verlangen verschijnen, zal ik deze controller afmaken en het werkende circuit uitzetten.
En nu heb ik een ballastregelaar als controller, die al heel lang perfect werkt. Zodra de spanning de 14 volt overschrijdt, opent de transistor en schakelt de gloeilamp in, die alle overtollige energie verbrandt. Tegelijkertijd staan ​​er nu twee zonnepanelen en een windturbine op deze ballast.

Types

Aan uit

Dit type apparaat wordt als het eenvoudigste en goedkoopste beschouwd. De enige en belangrijkste taak is om de toevoer van lading naar de batterij uit te schakelen wanneer de maximale spanning is bereikt om oververhitting te voorkomen.

Dit type heeft echter een zeker nadeel, namelijk een te vroege uitschakeling. Nadat de maximale stroom is bereikt, is het nodig om het laadproces een paar uur vol te houden en deze controller zal het onmiddellijk uitschakelen.

Als gevolg hiervan zal de batterijlading in de buurt van 70% van het maximum liggen. Dit heeft een negatieve invloed op de batterij.

PWM

Dit type is een geavanceerde aan / uit. De upgrade is dat het een ingebouwd pulsbreedtemodulatie (PWM) -systeem heeft. Door deze functie kon de controller bij het bereiken van de maximale spanning de stroomtoevoer niet uitschakelen, maar de sterkte ervan verminderen.

Hierdoor werd het mogelijk om het apparaat bijna volledig op te laden.

MRRT

Dit type wordt momenteel als het meest geavanceerde beschouwd. De essentie van zijn werk is gebaseerd op het feit dat hij de exacte waarde van de maximale spanning voor een bepaalde batterij kan bepalen. Het bewaakt continu de stroom en spanning in het systeem. Door de constante ontvangst van deze parameters, kan de processor de meest optimale waarden van stroom en spanning behouden, waardoor u maximaal vermogen kunt creëren.

Als we de controller MPPT en PWN vergelijken, is de efficiëntie van de eerste ongeveer 20-35% hoger.

Controller typen

Aan / uit-controllers

Deze modellen zijn de eenvoudigste van de hele klasse van zonnelaadregelaars.

Aan / uit-laadregelaar voor zonnesystemen

Aan / uit-modellen zijn ontworpen om de acculading uit te schakelen wanneer de bovenste spanningslimiet is bereikt. Dit is meestal 14,4 volt. Hierdoor worden oververhitting en overladen voorkomen.

De aan / uit-controllers kunnen de batterij niet volledig opladen. Hier vindt de uitschakeling immers plaats op het moment dat de maximale stroom wordt bereikt. En het laadproces naar volledige capaciteit moet nog enkele uren worden volgehouden. Het laadniveau op het moment van uitschakelen is ergens rond de 70 procent van de nominale capaciteit. Dit heeft uiteraard een negatieve invloed op de toestand van de batterij en verkort de levensduur.

PWM-controllers

Op zoek naar een oplossing voor het onvolledig opladen van de batterij in een systeem met aan / uit-apparaten, zijn regeleenheden ontwikkeld op basis van het principe van pulsbreedtemodulatie (afgekort PWM) van de laadstroom. Het werkingspunt van een dergelijke controller is dat deze de laadstroom verlaagt wanneer de spanningsgrens wordt bereikt. Met deze aanpak bereikt de batterijlading bijna 100 procent. De efficiëntie van het proces wordt tot 30 procent verhoogd.

PWM-laadregelaar
Er zijn PWM-modellen die de stroom kunnen regelen afhankelijk van de bedrijfstemperatuur. Dit heeft een goed effect op de conditie van de accu, de verwarming neemt af, de lading wordt beter geaccepteerd. Het proces wordt automatisch geregeld.
Experts raden aan om PWM-laadregelaars voor zonnepanelen te gebruiken in die regio's met een hoge activiteit van zonlicht.Ze zijn vaak te vinden in zonnestelsels met een laag vermogen (minder dan twee kilowatt). In de regel werken oplaadbare batterijen met een kleine capaciteit erin.

Regelaars type MPPT

MPPT-laadregelaars zijn tegenwoordig de meest geavanceerde apparaten voor het regelen van het proces van het opladen van een accu in zonnestelsels. Deze modellen verhogen de efficiëntie van het opwekken van elektriciteit uit dezelfde zonnepanelen. Het werkingsprincipe van MPPT-apparaten is gebaseerd op het bepalen van het punt van maximale vermogenswaarde.

MPPT-laadregelaar

De MPPT bewaakt continu de stroom en spanning in het systeem. Op basis van deze gegevens berekent de microprocessor de optimale verhouding van parameters om een ​​maximaal uitgangsvermogen te bereiken. Bij het aanpassen van de spanning wordt zelfs rekening gehouden met de fase van het laadproces. Met MPPT-zonnecontrollers kunt u zelfs veel spanning van de modules halen en deze vervolgens omzetten naar een optimale spanning. Optimaal betekent degene die de batterij volledig oplaadt.

Als we het werk van MPPT beoordelen in vergelijking met PWM, zal de efficiëntie van het zonnestelsel toenemen van 20 naar 35 procent. De pluspunten zijn ook de mogelijkheid om tot 40 procent met de zonwering van het zonnepaneel te werken. Vanwege de mogelijkheid om een ​​hoge spanningswaarde aan de uitgang van de controller te behouden, kan kleine bedrading worden gebruikt. Ook is het mogelijk om zonnepanelen en de unit op grotere afstand te plaatsen dan bij PWM.

Hybride laadregelaars

In sommige landen, bijvoorbeeld de VS, Duitsland, Zweden, Denemarken, wordt een aanzienlijk deel van de elektriciteit opgewekt door windturbines. In sommige kleine landen heeft alternatieve energie een groot aandeel in de energienetwerken van deze staten. Als onderdeel van windsystemen zijn er ook apparaten om het laadproces te regelen. Als de energiecentrale een gecombineerde versie is van een windgenerator en zonnepanelen, dan worden hybride controllers gebruikt.

Hybride controller
Deze apparaten kunnen worden gebouwd met een MPPT- of PWM-circuit. Het belangrijkste verschil is dat ze verschillende volt-ampère-eigenschappen gebruiken. Tijdens bedrijf produceren windgeneratoren een zeer ongelijke elektriciteitsproductie. Het resultaat is een ongelijkmatige belasting van de accu's en een stressvolle werking. De taak van de hybride controller is om overtollige energie af te voeren. Hiervoor worden in de regel speciale verwarmingselementen gebruikt.

Zelfgemaakte controllers

Mensen met verstand van elektrotechniek bouwen vaak zelf laadregelaars voor windturbines en zonnepanelen. De functionaliteit van dergelijke modellen is vaak inferieur qua efficiëntie en functieset voor fabrieksapparaten. In kleine installaties is de kracht van een zelfgemaakte controller echter voldoende.

Zelfgemaakte zonnelaadcontroller

Wanneer u met uw eigen handen een laadregelaar maakt, moet u er rekening mee houden dat het totale vermogen aan de volgende voorwaarde moet voldoen: 1.2P ≤ I * U. I is de uitgangsstroom van de controller, U is de spanning wanneer de batterij leeg is.

Er zijn nogal wat zelfgemaakte controllercircuits. U kunt ze zoeken op de juiste forums op het net. Hier moet het alleen worden gezegd over enkele algemene vereisten voor een dergelijk apparaat:

• De laadspanning moet 13,8 volt zijn en varieert afhankelijk van de nominale stroom;
• De spanning waarop de lading is uitgeschakeld (11 volt). Deze waarde moet configureerbaar zijn;
• De spanning waarbij de lading wordt ingeschakeld, is 12,5 volt.

Dus als u besluit om met uw eigen handen een zonnestelsel te monteren, moet u een laadregelaar gaan maken. Bij het gebruik van zonnepanelen en windturbines kun je niet zonder.

Selectie mogelijkheden

Er zijn slechts twee selectiecriteria:

1. Het eerste en zeer belangrijke punt is de inkomende spanning. Het maximum van deze indicator moet ongeveer 20% hoger zijn dan de nullastspanning van de zonnebatterij.
2. Het tweede criterium is de nominale stroom. Als het PWN-type is geselecteerd, moet de nominale stroom ongeveer 10% hoger zijn dan de kortsluitstroom van de batterij. Als MPPT wordt gekozen, is het belangrijkste kenmerk kracht. Deze parameter moet groter zijn dan de spanning van het hele systeem vermenigvuldigd met de nominale stroom van het systeem. Voor berekeningen wordt de spanning genomen met ontladen accu's.

Manieren om controllers aan te sluiten

Gezien het onderwerp verbindingen, moet meteen worden opgemerkt: voor de installatie van elk afzonderlijk apparaat is een kenmerkend kenmerk het werken met een specifieke reeks zonnepanelen.

Als er bijvoorbeeld een controller wordt gebruikt die is ontworpen voor een maximale ingangsspanning van 100 volt, mag een reeks zonnepanelen een spanning leveren die niet hoger is dan deze waarde.

Elke zonne-energiecentrale werkt volgens het principe van evenwicht tussen de uitgangs- en ingangsspanningen van de eerste trap. De bovenste spanningslimiet van de controller moet overeenkomen met de bovenste spanningslimiet van het paneel

Voordat u het apparaat aansluit, moet u de plaats van de fysieke installatie bepalen. Volgens de regels moet de plaats van installatie worden gekozen in droge, goed geventileerde ruimtes. De aanwezigheid van brandbare materialen in de buurt van het apparaat is uitgesloten.

De aanwezigheid van bronnen van trillingen, warmte en vochtigheid in de directe omgeving van het apparaat is onaanvaardbaar. De opstellingsplaats moet worden beschermd tegen atmosferische neerslag en direct zonlicht.

Techniek voor het aansluiten van PWM-modellen

Bijna alle fabrikanten van PWM-controllers hebben een exacte volgorde van aangesloten apparaten nodig.

De techniek om PWM-controllers te verbinden met randapparatuur is niet bijzonder moeilijk. Elk bord is uitgerust met gelabelde terminals. Hier hoeft u alleen maar de reeks acties te volgen.

Randapparatuur moet worden aangesloten in volledige overeenstemming met de aanduidingen van de contactklemmen:

1. Sluit de accukabels aan op de accupolen van het apparaat in overeenstemming met de aangegeven polariteit.
2. Schakel de veiligheidszekering direct op het contactpunt van de positieve draad in.
3. Bevestig op de contacten van de controller bedoeld voor het zonnepaneel de geleiders die uit de zonnepanelen van de panelen komen. Let op de polariteit.
4. Sluit een testlamp met de juiste spanning (meestal 12 / 24V) aan op de laadklemmen van het apparaat.

De opgegeven volgorde mag niet worden overtreden. Het is bijvoorbeeld ten strengste verboden om zonnepanelen aan te sluiten als de accu niet is aangesloten. Door dergelijke acties loopt de gebruiker het risico het apparaat te "branden". Dit materiaal beschrijft in meer detail het montageschema van zonnecellen met een batterij.

Voor controllers uit de PWM-serie is het ook onaanvaardbaar om een ​​spanningsomvormer aan te sluiten op de laadklemmen van de controller. De omvormer moet rechtstreeks op de accupolen worden aangesloten.

Procedure voor het aansluiten van MPPT-apparaten

De algemene vereisten voor fysieke installatie voor dit type apparaat verschillen niet van eerdere systemen. Maar de technologische opzet is vaak enigszins anders, aangezien MPPT-controllers vaak als krachtigere apparaten worden beschouwd.

Voor regelaars die zijn ontworpen voor hoge vermogensniveaus, wordt het aanbevolen om kabels met grote doorsneden, uitgerust met metalen eindschakelaars, te gebruiken op de aansluitingen van stroomcircuits.

Voor systemen met een hoog vermogen worden deze vereisten bijvoorbeeld aangevuld door het feit dat fabrikanten aanbevelen een kabel te nemen voor stroomaansluitleidingen die zijn ontworpen voor een stroomdichtheid van minimaal 4 A / mm2. Dat is bijvoorbeeld voor een controller met een stroom van 60 A is een kabel nodig om verbinding te maken met een accu met een doorsnede van minimaal 20 mm2.

De verbindingskabels moeten voorzien zijn van koperen kabelschoenen, stevig vastgeklemd met een speciaal gereedschap. De minpool van het zonnepaneel en de accu moeten voorzien zijn van zekering- en schakelaaradapters.

Deze aanpak elimineert energieverliezen en zorgt voor een veilige werking van de installatie.

Blokschema voor het aansluiten van een krachtige MPPT-controller: 1 - zonnepaneel; 2 - MPPT-controller; 3 - aansluitblok; 4.5 - smeltbare zekeringen; 6 - aan / uit-schakelaar van de controller; 7.8 - grondbus

Voordat u zonnepanelen op het apparaat aansluit, moet u ervoor zorgen dat de spanning op de klemmen overeenkomt met of lager is dan de spanning die op de controller-ingang mag worden toegepast.

Randapparatuur aansluiten op het MTTP-apparaat:

1. Draai het paneel en de accuschakelaars naar de uit-stand.
2. Verwijder de zekeringen van het paneel en de accu.
3. Sluit de kabel van de accupolen aan op de controllerpolen voor de accu.
4. Verbind de zonnepaneelkabels met de controller-klemmen die zijn gemarkeerd met het juiste teken.
5. Sluit een kabel aan tussen de aardklem en de aardingsbus.
6. Installeer de temperatuursensor op de controller volgens de instructies.

Na deze stappen is het nodig om de eerder verwijderde batterijzekering op zijn plaats te plaatsen en de schakelaar naar de "aan" -positie te draaien. Het batterijdetectiesignaal verschijnt op het controllerscherm.

Daarna, na een korte pauze (1-2 minuten), vervangt u de eerder verwijderde zonnepaneelzekering en zet u de paneelschakelaar op “aan”.

Het instrumentenscherm toont de spanningswaarde van het zonnepaneel. Dit moment getuigt van de succesvolle ingebruikname van de zonne-energiecentrale.

Zelfgemaakte controller: functies, accessoires

Het apparaat is ontworpen om te werken met slechts één zonnepaneel, dat een stroom genereert met een sterkte van maximaal 4 A. De batterijcapaciteit, die wordt opgeladen door de controller, is 3.000 A * h.

Om de controller te vervaardigen, moet u de volgende elementen voorbereiden:

• 2 microschakelingen: LM385-2.5 en TLC271 (is een operationele versterker);
• 3 condensatoren: C1 en C2 hebben een laag vermogen, hebben 100n; C3 heeft een capaciteit van 1000u, geschikt voor 16 V;
• 1 indicatieled (D1);
• 1 Schottky-diode;
• 1 diode SB540. In plaats daarvan kunt u elke diode gebruiken, het belangrijkste is dat deze bestand is tegen de maximale stroomsterkte van de zonnebatterij;
• 3 transistors: BUZ11 (Q1), BC548 (Q2), BC556 (Q3);
• 10 weerstanden (R1 - 1k5, R2 - 100, R3 - 68k, R4 en R5 - 10k, R6 - 220k, R7 - 100k, R8 - 92k, R9 - 10k, R10 - 92k). Ze kunnen allemaal 5% zijn. Wil je meer nauwkeurigheid, dan kun je 1% weerstanden nemen.

Hoe kan ik sommige componenten vervangen

Elk van deze elementen kan worden vervangen. Bij het installeren van andere circuits moet u nadenken over het wijzigen van de capaciteit van de condensator C2 en het selecteren van de voorspanning van de transistor Q3.

In plaats van een MOSFET-transistor kunt u een andere. Het element moet een lage open kanaalweerstand hebben. Het is beter om de Schottky-diode niet te vervangen. U kunt een gewone diode installeren, maar deze moet correct worden geplaatst.

Weerstanden R8, R10 zijn 92 kOhm. Deze waarde is niet standaard. Hierdoor zijn dergelijke weerstanden moeilijk te vinden. Hun volwaardige vervanging kunnen twee weerstanden zijn met 82 en 10 kOhm. Ze moeten opeenvolgend worden opgenomen.

Als de controller niet in een vijandige omgeving wordt gebruikt, kunt u een trimmerweerstand installeren. Het maakt het mogelijk om de spanning te regelen. Het zal niet lang werken in een agressieve omgeving.

Als het nodig is om een ​​controller te gebruiken voor sterkere panelen, is het noodzakelijk om de MOSFET-transistor en diode te vervangen door krachtigere analogen. Alle andere componenten hoeven niet te worden gewijzigd. Het heeft geen zin om een ​​koellichaam te installeren om 4 A te regelen. Door de MOSFET op een geschikt koellichaam te installeren, zal het apparaat kunnen werken met een efficiënter paneel.

Werkingsprincipe

Bij afwezigheid van stroom van de zonnebatterij bevindt de controller zich in de slaapmodus. Er wordt geen batterijwol gebruikt. Nadat de zonnestralen het paneel hebben geraakt, begint elektrische stroom naar de controller te stromen. Het zou moeten inschakelen. De indicator-LED gaat echter samen met 2 zwakke transistors pas aan als de spanning 10 V bereikt.

Na het bereiken van deze spanning zal de stroom door de Schottky-diode naar de accu stromen. Als de spanning stijgt tot 14 V, begint de versterker U1 te werken, waardoor de MOSFET-transistor wordt ingeschakeld. Als gevolg hiervan gaat de LED uit en worden twee transistors met laag vermogen gesloten. De batterij laadt niet op. Op dit moment wordt C2 ontladen. Dit duurt gemiddeld 3 seconden. Na het ontladen van de condensator C2 zal de hysterese van U1 worden overwonnen, de MOSFET zal sluiten, de batterij zal beginnen met opladen. Het opladen gaat door totdat de spanning stijgt naar het schakelniveau.

Het opladen vindt periodiek plaats. Bovendien hangt de duur ervan af van wat de laadstroom van de batterij is en hoe krachtig de apparaten zijn die erop zijn aangesloten. Het opladen gaat door totdat de spanning 14 V bereikt.

Het circuit wordt in zeer korte tijd ingeschakeld. De opname ervan wordt beïnvloed door de tijd dat C2 wordt opgeladen met een stroom die de transistor Q3 begrenst. De stroom mag niet meer zijn dan 40 mA.