Controler de încărcare a bateriei solare MRPT sau PWM - care este mai bine să alegeți?

Aici veți afla:

• Când aveți nevoie de un controler
• Funcțiile controlerului solar
• Cum funcționează controlerul de încărcare a bateriei
• Caracteristicile dispozitivului
• Tipuri
• Opțiuni de selecție
• Modalități de conectare a controlerelor
• Controler de casă: caracteristici, accesorii
• Cum pot înlocui unele componente
• Principiul de funcționare

Controlerul de încărcare a bateriei solare este un element obligatoriu al sistemului de alimentare al panourilor solare, cu excepția bateriilor și a panourilor în sine. De ce este responsabil și cum să-l facă singur?

Când aveți nevoie de un controler

Energia solară este încă limitată (la nivelul gospodăriei) la crearea de panouri fotovoltaice de putere relativ redusă. Dar, indiferent de designul convertorului fotoelectric solare-curent, acest dispozitiv este echipat cu un modul numit controler de încărcare a bateriei solare.

Într-adevăr, setarea de fotosinteză a luminii solare include o baterie reîncărcabilă, care stochează energia primită de la panoul solar. Această sursă secundară de energie este deservită în principal de controler.

Apoi, vom înțelege dispozitivul și principiile de funcționare ale acestui dispozitiv și vom vorbi despre cum să-l conectăm.

Când bateria este la încărcarea maximă, controlerul va regla alimentarea curentă cu aceasta, reducând-o la suma necesară de compensare pentru auto-descărcarea dispozitivului. Dacă bateria este complet descărcată, controlerul va deconecta orice încărcare primită de pe dispozitiv.

Necesitatea acestui dispozitiv poate fi redusă la următoarele puncte:

1. Încărcarea bateriei în mai multe etape;
2. Reglarea pornirii / opririi bateriei la încărcarea / descărcarea dispozitivului;
3. Conexiune baterie la încărcare maximă;
4. Conectarea încărcării de la fotocelule în modul automat.

Controlerul de încărcare a bateriei pentru dispozitivele solare este important, deoarece îndeplinirea tuturor funcțiilor sale într-o bună stare de funcționare crește foarte mult durata de viață a bateriei încorporate.

Pentru ce sunt controlerele de încărcare a bateriei?

Dacă bateria este conectată direct la bornele panourilor solare, atunci va fi încărcată continuu. În cele din urmă, o baterie complet încărcată va continua să primească curent, determinând creșterea tensiunii cu mai mulți volți. Ca urmare, bateria este reîncărcată, temperatura electrolitului crește, iar această temperatură atinge valori astfel încât electrolitul fierbe, există o degajare bruscă de vapori din recipientele bateriei. Ca rezultat, electrolitul se poate evapora complet și conservele se pot usca. Bineînțeles, acest lucru nu adaugă „sănătate” bateriei și reduce dramatic resursa performanței sale.

Controler în sistemul de încărcare a bateriei solare

Aici, pentru a preveni astfel de fenomene, pentru a optimiza procesele de încărcare / descărcare, sunt necesare controlere.

Funcțiile controlerului solar

Modulul electronic, numit controlerul bateriei solare, este conceput pentru a îndeplini o varietate de funcții de monitorizare în timpul procesului de încărcare / descărcare a bateriei solare.

Acesta arată ca unul dintre numeroasele modele existente de controlere de încărcare pentru panourile solare. Acest modul aparține dezvoltării tipului PWM

Când lumina soarelui cade pe suprafața unui panou solar instalat, de exemplu, pe acoperișul unei case, fotocelulele dispozitivului convertesc această lumină în curent electric.

De fapt, energia rezultată ar putea fi alimentată direct la bateria de stocare.Cu toate acestea, procesul de încărcare / descărcare a bateriei are propriile subtilități (anumite niveluri de curenți și tensiuni). Dacă neglijați aceste subtilități, bateria se va defecta într-o perioadă scurtă de timp.

Pentru a nu avea consecințe atât de triste, este proiectat un modul numit controler de încărcare pentru o baterie solară.

Pe lângă monitorizarea nivelului de încărcare a bateriei, modulul monitorizează și consumul de energie. În funcție de gradul de descărcare, circuitul controlerului de încărcare a bateriei de la bateria solară reglează și setează nivelul de curent necesar pentru încărcarea inițială și ulterioară.

În funcție de capacitatea controlerului de încărcare a bateriei solare, proiectarea acestor dispozitive poate avea configurații foarte diferite.

În general, în termeni simpli, modulul oferă o „viață” fără griji a bateriei, care se acumulează periodic și eliberează energie către dispozitivele de consum.

De ce controlul încărcării și cum funcționează un controler de încărcare solar?

Principalele motive:

1. Va permite bateriei să funcționeze mai mult! Suprasolicitarea poate declanșa o explozie.
2. Fiecare baterie funcționează la o tensiune specifică. Controlerul vă permite să selectați U-ul dorit.

De asemenea, controlerul de încărcare deconectează bateria de la dispozitivele de consum dacă este foarte scăzută. În plus, deconectează bateria de la celula solară dacă este complet încărcată.

Astfel, asigurarea are loc și funcționarea sistemului devine mai sigură.

Principiul de funcționare este extrem de simplu. Dispozitivul ajută la menținerea echilibrului și nu permite ca tensiunea să scadă sau să crească prea mult.

Tipuri de controlere pentru încărcarea bateriei solare

1. De casă.
2. MRRT.
3. On / Of.
4. Hibrizi.
5. Tipuri PWM.

Mai jos descriem pe scurt aceste opțiuni pentru dispozitivele cu litiu și alte baterii

Controlere DIY

Când aveți experiență și abilități în electronică, acest dispozitiv poate fi realizat independent. Dar este puțin probabil ca un astfel de dispozitiv să aibă o eficiență ridicată. Un dispozitiv de casă este cel mai probabil potrivit dacă stația dvs. are putere redusă.

Pentru a construi acest dispozitiv de încărcare, va trebui să-i găsiți circuitul. Rețineți însă că marja de eroare trebuie să fie 0,1.

Iată o diagramă simplă.

MRRT

Capabil să urmărească cea mai mare limită de putere de încărcare. În interiorul software-ului există un algoritm care vă permite să monitorizați nivelurile de tensiune și curent. Acesta găsește un anumit echilibru în care întreaga instalație va funcționa la o eficiență maximă.

Dispozitivul mppt este considerat unul dintre cele mai bune și mai avansate de astăzi. Spre deosebire de PMW, crește eficiența sistemului cu 35%. Un astfel de dispozitiv este potrivit atunci când aveți o mulțime de panouri solare.

Tipul instrumentului ON / OF

Este cel mai simplu la vânzare. Nu are la fel de multe caracteristici ca celelalte. Dispozitivul oprește reîncărcarea bateriei imediat ce tensiunea crește la maxim.

Din păcate, acest tip de controler de încărcare solară nu poate încărca până la 100%. De îndată ce curentul sare la maxim, are loc o oprire. Ca urmare, o sarcină incompletă îi reduce durata de viață utilă.

Hibrizi

Datele sunt aplicate dispozitivului atunci când există două tipuri de surse de energie, de exemplu, soarele și vântul. Proiectarea lor se bazează pe PWM și MPRT. Principala sa diferență față de dispozitivele similare este caracteristicile curentului și tensiunii.

Scopul său: egalizarea încărcării către baterie. Acest lucru se datorează fluxului neuniform de curent din vântul generatoarelor. Din acest motiv, durata de stocare a energiei poate fi redusă semnificativ.

PWM sau PWM

Lucrarea se bazează pe modularea lățimii impulsurilor curentului. Rezolvă problema încărcării incomplete. Scade curentul și aduce astfel reîncărcarea până la 100%.

Ca rezultat al funcționării pwm, nu există supraîncălzire a bateriei.Ca urmare, această unitate de control solar este considerată a fi foarte eficientă.

Cum funcționează controlerul de încărcare a bateriei

În absența luminii solare pe fotocelulele structurii, aceasta se află în modul de repaus. După ce razele apar pe elemente, controlerul este încă în modul de repaus. Se aprinde numai dacă energia stocată de la soare atinge 10 volți în echivalent electric.

De îndată ce tensiunea atinge acest indicator, dispozitivul se va porni și prin dioda Schottky va începe să furnizeze curent bateriei. Procesul de încărcare a bateriei în acest mod va continua până când tensiunea primită de controler ajunge la 14 V. Dacă se întâmplă acest lucru, vor apărea unele modificări în circuitul controlerului pentru o baterie solară de 35 de wați sau oricare alta. Amplificatorul va deschide accesul la MOSFET, iar celelalte două, mai slabe, vor fi închise.

Aceasta va opri încărcarea bateriei. De îndată ce tensiunea scade, circuitul va reveni la poziția inițială și încărcarea va continua. Timpul alocat pentru această operațiune controlerului este de aproximativ 3 secunde.

Unele caracteristici ale controlerelor de încărcare solară

În concluzie, trebuie să spun despre alte câteva caracteristici ale controlerelor de încărcare. În sistemele moderne, acestea au o serie de protecții pentru a îmbunătăți fiabilitatea operațională. În astfel de dispozitive, pot fi implementate următoarele tipuri de protecție:

• Împotriva conexiunii greșite de polaritate;
• De la scurtcircuite în sarcină și la intrare;
• Din fulgere;
• Supraîncălzire;
• De la supratensiuni de intrare;
• De la descărcarea bateriei pe timp de noapte.

În plus, în ele sunt instalate tot felul de siguranțe electronice. Pentru a facilita funcționarea sistemelor solare, controlerele de încărcare au afișaje de informații. Acestea afișează informații despre starea bateriei și a sistemului în ansamblu. Pot exista date precum:

• Starea de încărcare, tensiunea bateriei;
• Curent emis de fotocelule;
• Curent pentru încărcarea bateriei și în sarcină;
• Ampere-ore stocate și donate.

Afișajul poate afișa, de asemenea, un mesaj despre o încărcare redusă, un avertisment cu privire la o întrerupere a alimentării cu energie.

Unele modele de controlere solare au temporizatoare pentru activarea modului de noapte. Există dispozitive sofisticate care controlează funcționarea a două baterii independente. De obicei, au prefixul Duo în numele lor. De asemenea, merită remarcat modelele care sunt capabile să arunce excesul de energie pe elementele de încălzire.

Modelele interesante au o interfață pentru conectarea la un computer. În acest fel, este posibilă extinderea semnificativă a funcționalității monitorizării și controlului sistemului solar. Dacă articolul s-a dovedit a fi util pentru dvs., răspândiți linkul către acesta pe rețelele de socializare. Acest lucru va ajuta la dezvoltarea site-ului. Votează în sondajul de mai jos și evaluează materialul! Lăsați corecții și adăugiri la articol în comentarii.

Caracteristicile dispozitivului

Consum redus de energie la ralanti. Circuitul a fost proiectat pentru baterii de plumb acid de dimensiuni mici și mijlocii și atrage un curent redus (5mA) când este inactiv. Aceasta prelungește durata de viață a bateriei.

Componente ușor disponibile. Dispozitivul folosește componente convenționale (nu SMD) care pot fi găsite cu ușurință în magazine. Nu trebuie să clipească nimic, singurul lucru de care aveți nevoie este un voltmetru și o sursă de alimentare reglabilă pentru a regla circuitul.

Cea mai recentă versiune a dispozitivului. Aceasta este a treia versiune a dispozitivului, astfel încât majoritatea erorilor și neajunsurilor prezente în versiunile anterioare ale încărcătorului au fost corectate.

Reglarea tensiunii. Dispozitivul folosește un regulator de tensiune paralel, astfel încât tensiunea bateriei să nu depășească norma, de obicei 13,8 volți.

Protecție de subtensiune. Majoritatea încărcătoarelor solare utilizează o diodă Schottky pentru a proteja împotriva scurgerilor bateriei către panoul solar.Un regulator de tensiune de șunt este utilizat atunci când bateria este complet încărcată. Una dintre problemele acestei abordări sunt pierderile de diode și, în consecință, încălzirea acesteia. De exemplu, un panou solar de 100 de wați, 12V, furnizează 8A bateriei, căderea de tensiune pe dioda Schottky va fi de 0,4V, adică disiparea puterii este de aproximativ 3,2 wați. Aceasta este, în primul rând, pierderi și, în al doilea rând, dioda va avea nevoie de un radiator pentru a elimina căldura. Problema este că nu va funcționa pentru a reduce căderea de tensiune, mai multe diode conectate în paralel vor reduce curentul, dar căderea de tensiune va rămâne așa. În diagrama de mai jos, în loc de diode convenționale, se utilizează mosfete, prin urmare puterea se pierde numai pentru rezistență activă (pierderi rezistive).

Pentru comparație, într-un panou de 100 W atunci când utilizați mosfete IRFZ48 (KP741A), pierderea de putere este de numai 0,5 W (la Q2). Acest lucru înseamnă mai puțină căldură și mai multă energie pentru baterii. Un alt punct important este că mosfetele au un coeficient de temperatură pozitiv și pot fi conectate în paralel pentru a reduce rezistența.

Diagrama de mai sus utilizează câteva soluții non-standard.

Încărcare. Nu este utilizată nicio diodă între panoul solar și sarcină, în schimb există un mosfet Q2. O diodă din mosfet permite curentului să curgă de la panou la sarcină. Dacă apare o tensiune semnificativă pe Q2, atunci tranzistorul Q3 se deschide, condensatorul C4 este încărcat, ceea ce forțează op-amp-ul U2c și U3b să deschidă mosfet-ul Q2. Acum, căderea de tensiune este calculată conform legii lui Ohm, adică I * R și este mult mai puțin decât dacă ar exista o diodă acolo. Condensatorul C4 este descărcat periodic prin rezistorul R7 și Q2 se închide. Dacă curge un curent din panou, atunci EMF de autoinducție a inductorului L1 forțează imediat Q3 să se deschidă. Acest lucru se întâmplă foarte des (de multe ori pe secundă). În cazul în care curentul merge la panoul solar, Q2 se închide, dar Q3 nu se deschide, deoarece dioda D2 limitează EMF de autoinducție a sufocatorului L1. Dioda D2 poate fi evaluată pentru 1A curent, dar în timpul testării sa dovedit că un astfel de curent apare rar.

Aparatul de tuns VR1 setează tensiunea maximă. Când tensiunea depășește 13,8 V, amplificatorul operațional U2d deschide mosfet-ul Q1 și ieșirea de pe panou este „scurtcircuitată” la masă. În plus, opamp-ul U3b oprește Q2 și așa mai departe. panoul este deconectat de la sarcină. Acest lucru este necesar deoarece Q1, pe lângă panoul solar, „scurtcircuitează” sarcina și bateria.

Managementul mosfetelor cu canal N. Mosfetele Q2 și Q4 necesită mai multă tensiune pentru a acționa decât cele utilizate în circuit. Pentru a face acest lucru, amplificatorul opțional U2 cu o legare de diode și condensatori creează o tensiune VH crescută. Această tensiune este utilizată pentru alimentarea U3, a cărei ieșire va fi supratensiune. O grămadă de U2b și D10 asigură stabilitatea tensiunii de ieșire la 24 de volți. Cu această tensiune, va exista o tensiune de cel puțin 10V prin sursa porții tranzistorului, astfel încât generarea de căldură va fi mică. De obicei, mosfetele cu canal N au o impedanță mult mai mică decât cele cu canal P, motiv pentru care au fost utilizate în acest circuit.

Protecție de subtensiune. Mosfet Q4, U3a opamp cu curele exterioare de rezistențe și condensatori, sunt proiectate pentru protecție la subtensiune. Aici Q4 este utilizat non-standard. Dioda MOSFET asigură un flux constant de curent în baterie. Când tensiunea este peste minimul specificat, mosfet-ul este deschis, permițând o mică cădere de tensiune la încărcarea bateriei, dar, mai important, permite curentului din baterie să curgă la sarcină dacă celula solară nu poate furniza o putere de ieșire suficientă. O siguranță protejează împotriva scurtcircuitelor pe partea de sarcină.

Mai jos sunt imagini cu dispunerea elementelor și a plăcilor cu circuite imprimate.

Configurarea dispozitivului. În timpul utilizării normale a dispozitivului, jumperul J1 nu trebuie introdus! LED-ul D11 este utilizat pentru setare. Pentru a configura dispozitivul, conectați o sursă de alimentare reglabilă la terminalele „de încărcare”.

Setarea protecției de subtensiune Introduceți jumperul J1. În sursa de alimentare, setați tensiunea de ieșire la 10,5V. Rotiți tunsorul VR2 în sens invers acelor de ceasornic până când LED-ul D11 se aprinde. Rotiți VR2 ușor în sensul acelor de ceasornic până când LED-ul se stinge. Scoateți jumperul J1.

Setarea tensiunii maxime În sursa de alimentare, setați tensiunea de ieșire la 13,8V. Rotiți tunderea VR1 în sensul acelor de ceasornic până când LED-ul D9 se stinge. Rotiți încet VR1 în sens invers acelor de ceasornic până când LED-ul D9 se aprinde.

Controlerul este configurat. Nu uitați să scoateți jumperul J1!

Dacă capacitatea întregului sistem este mică, atunci mosfetele pot fi înlocuite cu IRFZ34 mai ieftin. Și dacă sistemul este mai puternic, atunci mosfeturile pot fi înlocuite cu IRFZ48 mai puternic.

Controler de panouri solare de casă

• principalul
• > Mica mea experiență

Controlerul este foarte simplu și constă din doar patru părți.

Acesta este un tranzistor puternic (folosesc un IRFZ44N care poate gestiona până la 49Amp).

Releu-regulator auto cu control plus (VAZ "clasic").

Rezistor 120kOhm.

Dioda este mai puternică pentru a reține curentul emis de panoul solar (de exemplu, de pe un pod de diodă auto).

Principiul de funcționare este, de asemenea, foarte simplu. Scriu pentru oameni care nu înțeleg deloc electronica, deoarece eu însumi nu înțeleg nimic despre asta.

Regulatorul releului este conectat la baterie, minus la baza de aluminiu (31k), plus la (15k), de la contact (68k) firul este conectat printr-un rezistor la poarta tranzistorului. Tranzistorul are trei picioare, primul este poarta, al doilea este canalul de scurgere, al treilea este sursa. Minusul panoului solar este conectat la sursă, iar plusul la baterie, de la scurgerea tranzistorului minus panoul solar merge la baterie.

Când regulatorul releului este conectat și funcționează, semnalul pozitiv de la (68k) deblochează poarta și curentul de la panoul solar curge prin sursa de scurgere în baterie, iar când tensiunea bateriei depășește 14 volți, releul -regulatorul oprește plusul și poarta tranzistorului este descărcată prin rezistorul care se închide cu minus, întrerupând astfel contactul minus al panoului solar și se oprește. Și când tensiunea scade puțin, regulatorul de releu va da din nou un plus porții, tranzistorul se va deschide și din nou curentul de la panou va curge în baterie. Dioda de pe firul pozitiv al SB este necesară pentru ca bateria să nu se descarce noaptea, deoarece fără lumină panoul solar consumă electricitate.

Mai jos este o ilustrare vizuală a conexiunii elementelor controlerului.

Nu mă pricep la electronică și poate există unele defecte în circuitul meu, dar funcționează fără nicio setare și funcționează imediat și face ceea ce fac controlerele din fabrică pentru panourile solare, iar prețul de cost este de doar aproximativ 200 de ruble și o oră de muncă.

Mai jos este o fotografie de neînțeles a acestui controler, la fel, toate detaliile controlerului sunt fixate pe carcasa cutiei. Tranzistorul se încălzește puțin și l-am fixat la un ventilator mic. În paralel cu rezistorul, am pus un LED mic, care arată funcționarea controlerului. Când SB este pornit, când nu este, înseamnă că bateria este încărcată și când bateria clipește rapid, bateria este aproape încărcată și se reîncarcă.

Acest controler funcționează de mai bine de șase luni și în acest timp nu sunt probleme, am conectat totul, acum nu urmăresc bateria, totul funcționează de la sine. Acesta este al doilea controler, primul pe care l-am asamblat pentru generatoare eoliene ca regulator de balast, vezi despre el în articolele anterioare din secțiunea Produsele mele de casă.

Atenție - controlerul nu este pe deplin operațional. După un timp de lucru, a devenit clar că tranzistorul din acest circuit nu se închide complet și curentul continuă să curgă în baterie oricum, chiar și atunci când sunt depășite 14 volți

Îmi cer scuze pentru circuitul inoperant, eu însămi l-am folosit mult timp și m-am gândit că totul a funcționat, dar se pare că nu și chiar și după o încărcare completă, curentul încă curge în baterie. Tranzistorul se închide doar la jumătate când atinge 14 volți. Nu voi îndepărta circuitul încă, pe măsură ce apar timpul și dorința, voi termina acest controler și voi întinde circuitul de lucru.
Și acum am un regulator de balast ca controler, care funcționează perfect de mult timp. De îndată ce tensiunea depășește 14 volți, tranzistorul se deschide și aprinde becul, care arde toată energia în exces. În același timp, există acum două panouri solare și o turbină eoliană pe acest balast.

Tipuri

Pornit / Oprit

Acest tip de dispozitiv este considerat cel mai simplu și mai ieftin. Sarcina sa principală este de a opri alimentarea cu încărcare a bateriei atunci când se atinge tensiunea maximă pentru a preveni supraîncălzirea.

Cu toate acestea, acest tip are un anumit dezavantaj, care este oprirea prea devreme. După atingerea curentului maxim, este necesar să mențineți procesul de încărcare pentru încă câteva ore, iar acest controler îl va opri imediat.

Drept urmare, încărcarea bateriei va fi de aproximativ 70% din maxim. Acest lucru afectează negativ bateria.

PWM

Acest tip este un On / Off avansat. Actualizarea este că are un sistem încorporat de modulare a lățimii pulsului (PWM). Această funcție a permis controlerului, la atingerea tensiunii maxime, să nu oprească alimentarea cu curent, ci să-i reducă puterea.

Din această cauză, a devenit posibilă încărcarea dispozitivului aproape sută la sută.

MRRT

Acest tip este considerat cel mai avansat în prezent. Esența muncii sale se bazează pe faptul că este capabil să determine valoarea exactă a tensiunii maxime pentru o anumită baterie. Monitorizează continuu curentul și tensiunea din sistem. Datorită primirii constante a acestor parametri, procesorul este capabil să mențină cele mai optime valori ale curentului și tensiunii, ceea ce vă permite să creați o putere maximă.

Dacă comparăm controlerul MPPT și PWN, atunci eficiența primului este mai mare cu aproximativ 20-35%.

Tipuri de controlere

Controlere On / Off

Aceste modele sunt cele mai simple din întreaga clasă de controlere solare de încărcare.

Controler de încărcare On / Off pentru sisteme solare

Modelele On / Off sunt concepute pentru a opri încărcarea bateriei atunci când este atinsă limita superioară de tensiune. Aceasta este de obicei 14,4 volți. Ca urmare, supraîncălzirea și supraîncărcarea sunt prevenite.

Controlerele On / Off nu vor putea încărca complet bateria. La urma urmei, aici oprirea are loc în momentul în care este atins curentul maxim. Și procesul de încărcare la capacitate maximă trebuie să fie menținut încă câteva ore. Nivelul de încărcare în momentul opririi este undeva la aproximativ 70% din capacitatea nominală. Bineînțeles, acest lucru afectează negativ starea bateriei și îi reduce durata de viață.

Controlere PWM

În căutarea unei soluții la încărcarea incompletă a bateriei într-un sistem cu dispozitive On / Off, unitățile de control au fost dezvoltate pe baza principiului modulației lățimii impulsurilor (PWM pe scurt) a curentului de încărcare. Punctul de funcționare al unui astfel de controler este acela că reduce curentul de încărcare la atingerea limitei de tensiune. Cu această abordare, încărcarea bateriei ajunge la aproape 100%. Eficiența procesului este crescută cu până la 30 la sută.

Controler de încărcare PWM
Există modele PWM care pot regla curentul în funcție de temperatura de funcționare. Acest lucru are un efect bun asupra stării bateriei, încălzirea scade și încărcarea este mai bine acceptată. Procesul devine reglementat automat.
Experții recomandă utilizarea controlerelor de încărcare PWM pentru panourile solare în acele regiuni în care există o mare activitate a soarelui.Ele pot fi adesea găsite în sistemele solare cu putere redusă (mai puțin de doi kilowați). De regulă, bateriile reîncărcabile de capacitate mică funcționează în ele.

Regulatoare tip MPPT

Controlerele de încărcare MPPT de astăzi sunt cele mai avansate dispozitive pentru reglarea procesului de încărcare a unei baterii de stocare în sistemele solare. Aceste modele cresc eficiența generării de energie electrică din aceleași panouri solare. Principiul de funcționare al dispozitivelor MPPT se bazează pe determinarea punctului valorii puterii maxime.

Controler de încărcare MPPT

MPPT monitorizează continuu curentul și tensiunea din sistem. Pe baza acestor date, microprocesorul calculează raportul optim de parametri pentru a realiza o producție maximă de energie. La reglarea tensiunii, se ia în considerare chiar și etapa procesului de încărcare. Controlerele solare MPPT vă permit chiar să luați o mulțime de tensiune din module, apoi să o convertiți în tensiune optimă. Optim înseamnă cel care încarcă complet bateria.

Dacă evaluăm activitatea MPPT în comparație cu PWM, atunci eficiența sistemului solar va crește de la 20 la 35%. Plusurile includ și capacitatea de a lucra cu umbrirea panoului solar până la 40%. Datorită capacității de a menține o valoare de tensiune ridicată la ieșirea controlerului, se poate utiliza o cablare mică. De asemenea, este posibil să puneți panourile solare și unitatea la o distanță mai mare decât în ​​cazul PWM.

Controlere de încărcare hibride

În unele țări, de exemplu, SUA, Germania, Suedia, Danemarca, o parte semnificativă a energiei electrice este generată de turbine eoliene. În unele țări mici, energia alternativă ocupă o pondere mare în rețelele energetice ale acestor state. Ca parte a sistemelor eoliene, există și dispozitive pentru controlul procesului de încărcare. Dacă centrala electrică este o versiune combinată a unui generator eolian și a panourilor solare, atunci sunt utilizate controlere hibride.

Controler hibrid
Aceste dispozitive pot fi construite cu un circuit MPPT sau PWM. Principala diferență este că utilizează diferite caracteristici volt-ampere. În timpul funcționării, generatoarele eoliene produc o producție de energie electrică foarte neuniformă. Rezultatul este o încărcare inegală a bateriilor și o funcționare stresantă. Sarcina controlerului hibrid este de a descărca excesul de energie. Pentru aceasta, de regulă, se utilizează elemente de încălzire speciale.

Controlere de casă

Oamenii care înțeleg ingineria electrică construiesc deseori regulatori de încărcare pentru turbine eoliene și panouri solare. Funcționalitatea acestor modele este adesea inferioară în ceea ce privește eficiența și caracteristicile setate la dispozitivele din fabrică. Cu toate acestea, în instalațiile mici, puterea unui controler de casă este suficientă.

Controler de încărcare solară de casă

Când creați un controler de încărcare cu propriile mâini, amintiți-vă că puterea totală trebuie să îndeplinească următoarea condiție: 1.2P ≤ I * U. I este curentul de ieșire al controlerului, U este tensiunea atunci când bateria este descărcată.

Există destul de multe circuite de control de casă. Le puteți căuta pe forumurile corespunzătoare de pe net. Aici trebuie spus doar despre unele cerințe generale pentru un astfel de dispozitiv:

• Tensiunea de încărcare trebuie să fie de 13,8 volți și variază în funcție de valoarea nominală a curentului;
• Tensiunea la care încărcarea este oprită (11 volți). Această valoare ar trebui să fie configurabilă;
• Tensiunea la care se activează încărcarea este de 12,5 volți.

Deci, dacă decideți să asamblați un sistem solar cu propriile mâini, atunci trebuie să începeți să creați un controler de încărcare. Nu puteți face fără ea atunci când funcționați panouri solare și turbine eoliene.

Opțiuni de selecție

Există doar două criterii de selecție:

1. Primul și foarte important punct este tensiunea de intrare. Maximul acestui indicator ar trebui să fie mai mare cu aproximativ 20% din tensiunea în circuit deschis a bateriei solare.
2. Al doilea criteriu este curentul nominal. Dacă este selectat tipul PWN, atunci curentul său nominal trebuie să fie mai mare decât curentul de scurtcircuit al bateriei cu aproximativ 10%. Dacă se alege MPPT, atunci principala sa caracteristică este puterea. Acest parametru trebuie să fie mai mare decât tensiunea întregului sistem înmulțită cu curentul nominal al sistemului. Pentru calcule, tensiunea este luată cu bateriile descărcate.

Modalități de conectare a controlerelor

Având în vedere subiectul conexiunilor, trebuie remarcat imediat: pentru instalarea fiecărui dispozitiv individual, o caracteristică caracteristică este lucrul cu o serie specifică de panouri solare.

De exemplu, dacă se folosește un controler proiectat pentru o tensiune maximă de intrare de 100 volți, o serie de panouri solare ar trebui să emită o tensiune care să nu depășească această valoare.

Orice centrală solară funcționează conform regulii de echilibru între tensiunile de ieșire și de intrare din prima etapă. Limita superioară de tensiune a controlerului trebuie să se potrivească cu limita superioară de tensiune a panoului

Înainte de a conecta dispozitivul, este necesar să se determine locul instalării sale fizice. Conform regulilor, locul de instalare trebuie selectat în zone uscate, bine ventilate. Prezența materialelor inflamabile în apropierea dispozitivului este exclusă.

Prezența surselor de vibrații, căldură și umiditate în imediata apropiere a dispozitivului este inacceptabilă. Locul de instalare trebuie protejat de precipitațiile atmosferice și de lumina directă a soarelui.

Tehnica pentru conectarea modelelor PWM

Aproape toți producătorii de controlere PWM necesită o succesiune exactă de dispozitive de conectare.

Tehnica conectării controlerelor PWM cu dispozitivele periferice nu este deosebit de dificilă. Fiecare placă este echipată cu terminale etichetate. Aici trebuie pur și simplu să urmați secvența acțiunilor.

Dispozitivele periferice trebuie conectate în deplină conformitate cu denumirile terminalelor de contact:

1. Conectați firele bateriei la bornele bateriei dispozitivului în conformitate cu polaritatea indicată.
2. Porniți siguranța de protecție direct în punctul de contact al firului pozitiv.
3. Pe contactele controlerului destinate panoului solar, fixați conductorii care ies din panourile solare ale panourilor. Respectați polaritatea.
4. Conectați o lampă de testare cu tensiunea adecvată (de obicei 12 / 24V) la bornele de încărcare ale dispozitivului.

Secvența specificată nu trebuie încălcată. De exemplu, este strict interzisă conectarea panourilor solare în primul rând atunci când bateria nu este conectată. Prin astfel de acțiuni, utilizatorul riscă să „ardă” dispozitivul. Acest material descrie mai detaliat schema de asamblare a celulelor solare cu o baterie.

De asemenea, pentru controlerele din seria PWM, este inacceptabil să conectați un invertor de tensiune la bornele de sarcină ale controlerului. Invertorul trebuie conectat direct la bornele bateriei.

Procedura de conectare a dispozitivelor MPPT

Cerințele generale pentru instalarea fizică pentru acest tip de aparat nu diferă de sistemele anterioare. Dar configurarea tehnologică este adesea oarecum diferită, deoarece controlerele MPPT sunt adesea considerate dispozitive mai puternice.

Pentru controlerele proiectate pentru niveluri ridicate de putere, se recomandă utilizarea cablurilor cu secțiuni transversale mari, echipate cu terminatoare metalice, la conexiunile circuitului de alimentare.

De exemplu, pentru sistemele de mare putere, aceste cerințe sunt completate de faptul că producătorii recomandă preluarea unui cablu pentru liniile de conectare a energiei proiectate pentru o densitate de curent de cel puțin 4 A / mm2. Adică, de exemplu, pentru un controler cu un curent de 60 A, este necesar un cablu pentru conectarea la o baterie cu o secțiune transversală de cel puțin 20 mm2.

Cablurile de conectare trebuie să fie echipate cu cleme de cupru, strânse strâns cu un instrument special. Terminalele negative ale panoului solar și ale bateriei trebuie să fie echipate cu adaptoare pentru siguranțe și comutatoare.

Această abordare elimină pierderile de energie și asigură funcționarea în siguranță a instalației.

Schema bloc pentru conectarea unui controler MPPT puternic: 1 - panou solar; 2 - controler MPPT; 3 - bloc terminal; 4.5 - siguranțe fuzibile; 6 - comutator de alimentare al controlerului; 7.8 - autobuz terestru

Înainte de a conecta panourile solare la dispozitiv, asigurați-vă că tensiunea la terminale se potrivește sau este mai mică decât tensiunea care este permisă să fie aplicată la intrarea controlerului.

Conectarea perifericelor la dispozitivul MTTP:

1. Așezați panoul și întrerupătoarele bateriei în poziția oprită.
2. Scoateți siguranțele de protecție ale panoului și bateriei.
3. Conectați cablul de la bornele bateriei la bornele controlerului pentru baterie.
4. Conectați cablurile panoului solar la bornele controlerului marcate cu semnul corespunzător.
5. Conectați un cablu între terminalul de masă și magistrala de masă.
6. Instalați senzorul de temperatură pe controler conform instrucțiunilor.

După acești pași, trebuie să introduceți siguranța bateriei scoasă anterior în poziție și să rotiți comutatorul în poziția „pornit”. Semnalul de detectare a bateriei va apărea pe ecranul controlerului.

Apoi, după o scurtă pauză (1-2 minute), înlocuiți siguranța panoului solar demontat anterior și rotiți comutatorul panoului în poziția „pornit”.

Ecranul instrumentului va arăta valoarea tensiunii panoului solar. Acest moment mărturisește lansarea cu succes a centralei solare în funcțiune.

Controler de casă: caracteristici, accesorii

Dispozitivul este proiectat să funcționeze cu un singur panou solar, care generează un curent cu o putere care nu depășește 4 A. Capacitatea bateriei, care este încărcată de controler, este de 3.000 A * h.

Pentru a fabrica controlerul, trebuie să pregătiți următoarele elemente:

• 2 microcircuite: LM385-2.5 și TLC271 (este un amplificator operațional);
• 3 condensatoare: C1 și C2 sunt de putere redusă, au 100n; C3 are o capacitate de 1000u, nominală pentru 16 V;
• 1 LED indicator (D1);
• 1 diodă Schottky;
• 1 diodă SB540. În schimb, puteți utiliza orice diodă, principalul lucru este că poate rezista la curentul maxim al bateriei solare;
• 3 tranzistori: BUZ11 (Q1), BC548 (Q2), BC556 (Q3);
• 10 rezistențe (R1 - 1k5, R2 - 100, R3 - 68k, R4 și R5 - 10k, R6 - 220k, R7 - 100k, R8 - 92k, R9 - 10k, R10 - 92k). Toate pot fi de 5%. Dacă doriți mai multă precizie, atunci puteți lua rezistențe de 1%.

Cum pot înlocui unele componente

Oricare dintre aceste elemente poate fi înlocuit. Când instalați alte circuite, trebuie să vă gândiți la schimbarea capacității condensatorului C2 și la selectarea polarizării tranzistorului Q3.

În loc de un tranzistor MOSFET, puteți instala oricare altul. Elementul trebuie să aibă o rezistență scăzută a canalului deschis. Este mai bine să nu înlocuiți dioda Schottky. Puteți instala o diodă obișnuită, dar trebuie plasată corect.

Rezistoarele R8, R10 sunt de 92 kOhm. Această valoare este non-standard. Din această cauză, astfel de rezistențe sunt greu de găsit. Înlocuirea lor completă poate fi două rezistențe cu 82 și 10 kOhm. Acestea trebuie să fie incluse secvențial.

Dacă controlerul nu va fi utilizat într-un mediu ostil, puteți instala un rezistor de tuns. Face posibilă controlul tensiunii. Nu va funcționa mult timp într-un mediu agresiv.

Dacă este necesar să utilizați un controler pentru panouri mai puternice, este necesar să înlocuiți tranzistorul și dioda MOSFET cu analogi mai puternici. Toate celelalte componente nu trebuie schimbate. Nu are sens să instalați un radiator pentru a regla 4 A. Prin instalarea MOSFET pe un radiator adecvat, dispozitivul va putea funcționa cu un panou mai eficient.

Principiul de funcționare

În absența curentului de la bateria solară, controlerul este în modul de repaus. Nu folosește nicio lână pentru baterie. După ce razele soarelui au lovit panoul, curentul electric începe să curgă către controler. Ar trebui să pornească. Cu toate acestea, LED-ul indicator împreună cu 2 tranzistoare slabe se aprinde numai când tensiunea ajunge la 10 V.

După atingerea acestei tensiuni, curentul va curge prin dioda Schottky către baterie. Dacă tensiunea crește la 14 V, amplificatorul U1 va începe să funcționeze, care va porni MOSFET-ul. Ca rezultat, LED-ul se va stinge și doi tranzistori de putere redusă vor fi închise. Bateria nu se va încărca. În acest moment, C2 va fi descărcat. În medie, durează 3 secunde. După descărcarea condensatorului C2, histerezisul lui U1 va fi depășit, MOSFET-ul se va închide, bateria va începe să se încarce. Încărcarea va continua până când tensiunea crește la nivelul de comutare.

Încărcarea are loc periodic. Mai mult, durata acestuia depinde de curentul de încărcare al bateriei și de cât de puternice sunt dispozitivele conectate la aceasta. Încărcarea continuă până când tensiunea ajunge la 14 V.

Circuitul pornește într-un timp foarte scurt. Includerea sa este afectată de timpul de încărcare C2 cu un curent care limitează tranzistorul Q3. Curentul nu poate depăși 40 mA.