ตัวควบคุมการชาร์จแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ MRPT หรือ PWM - แบบไหนดีกว่ากัน?

ที่นี่คุณจะพบ:

• เมื่อคุณต้องการตัวควบคุม
• ฟังก์ชั่นตัวควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์
• ตัวควบคุมการชาร์จแบตเตอรี่ทำงานอย่างไร
• ลักษณะของอุปกรณ์
• ประเภท
• ตัวเลือกการเลือก
• วิธีเชื่อมต่อคอนโทรลเลอร์
• ตัวควบคุมแบบโฮมเมด: คุณสมบัติอุปกรณ์เสริม
• ฉันจะเปลี่ยนส่วนประกอบบางอย่างได้อย่างไร
• หลักการทำงาน

ตัวควบคุมการชาร์จแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์เป็นองค์ประกอบบังคับของระบบไฟฟ้าบนแผงโซลาร์เซลล์ยกเว้นแบตเตอรี่และแผงเซลล์แสงอาทิตย์ เขารับผิดชอบอะไรและทำเองได้อย่างไร?

เมื่อคุณต้องการตัวควบคุม

พลังงานแสงอาทิตย์ยังคง จำกัด (ในระดับครัวเรือน) สำหรับการสร้างแผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีพลังงานค่อนข้างต่ำ แต่ไม่ว่าการออกแบบตัวแปลงโฟโตอิเล็กทริกจากแสงอาทิตย์เป็นกระแสไฟฟ้าจะเป็นอย่างไรอุปกรณ์นี้ติดตั้งโมดูลที่เรียกว่าตัวควบคุมการชาร์จแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์

อันที่จริงการตั้งค่าการสังเคราะห์แสงด้วยแสงจากแสงอาทิตย์รวมถึงแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟที่เก็บพลังงานที่ได้รับจากแผงโซลาร์เซลล์ เป็นแหล่งพลังงานทุติยภูมิที่ให้บริการโดยคอนโทรลเลอร์เป็นหลัก

ต่อไปเราจะเข้าใจอุปกรณ์และหลักการทำงานของอุปกรณ์นี้และพูดคุยเกี่ยวกับวิธีการเชื่อมต่อ

ด้วยการชาร์จแบตเตอรี่สูงสุดตัวควบคุมจะควบคุมการจ่ายกระแสให้กับมันโดยลดจำนวนการชดเชยที่ต้องการสำหรับการปลดปล่อยตัวเองของอุปกรณ์ หากแบตเตอรี่หมดหมดคอนโทรลเลอร์จะตัดการเชื่อมต่อโหลดที่เข้ามากับอุปกรณ์

ความต้องการอุปกรณ์นี้สามารถต้มลงไปที่ประเด็นต่อไปนี้:

1. การชาร์จแบตเตอรี่แบบหลายขั้นตอน
2. การปรับการเปิด / ปิดแบตเตอรี่เมื่อชาร์จ / คายประจุอุปกรณ์
3. การเชื่อมต่อแบตเตอรี่ที่ประจุสูงสุด
4. การเชื่อมต่อการชาร์จจากโฟโตเซลล์ในโหมดอัตโนมัติ

ตัวควบคุมการชาร์จแบตเตอรี่สำหรับอุปกรณ์พลังงานแสงอาทิตย์มีความสำคัญในการทำหน้าที่ทั้งหมดให้อยู่ในสภาพดีช่วยเพิ่มอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ในตัวได้อย่างมาก

ตัวควบคุมการชาร์จแบตเตอรี่มีไว้ทำอะไร?

หากแบตเตอรี่เชื่อมต่อโดยตรงกับขั้วของแผงโซลาร์เซลล์แบตเตอรี่จะถูกชาร์จอย่างต่อเนื่อง ในที่สุดแบตเตอรี่ที่ชาร์จเต็มแล้วจะยังคงได้รับกระแสไฟฟ้าทำให้แรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นหลายโวลต์ เป็นผลให้แบตเตอรี่ถูกชาร์จใหม่อุณหภูมิของอิเล็กโทรไลต์สูงขึ้นและอุณหภูมินี้ถึงค่าที่อิเล็กโทรไลต์เดือดมีการปล่อยไอระเหยจากกระป๋องแบตเตอรี่อย่างรวดเร็ว เป็นผลให้อิเล็กโทรไลต์สามารถระเหยได้อย่างสมบูรณ์และกระป๋องแห้ง โดยปกติแล้วสิ่งนี้ไม่ได้เพิ่ม "สุขภาพ" ให้กับแบตเตอรี่และลดทรัพยากรในการทำงานลงอย่างมาก

ตัวควบคุมในระบบชาร์จแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์

ที่นี่เพื่อป้องกันปรากฏการณ์ดังกล่าวเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการชาร์จ / คายประจุจำเป็นต้องมีตัวควบคุม

ฟังก์ชั่นตัวควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์

โมดูลอิเล็กทรอนิกส์ที่เรียกว่าตัวควบคุมแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ได้รับการออกแบบมาเพื่อทำหน้าที่ตรวจสอบต่างๆในระหว่างกระบวนการชาร์จ / คายประจุของแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์

ดูเหมือนว่าเป็นหนึ่งในรุ่นที่มีอยู่มากมายของตัวควบคุมประจุสำหรับแผงโซลาร์ โมดูลนี้เป็นของการพัฒนาประเภท PWM

เมื่อแสงแดดตกลงบนพื้นผิวของแผงโซลาร์เซลล์ที่ติดตั้งไว้เช่นบนหลังคาบ้านโฟโตเซลล์ของอุปกรณ์จะแปลงแสงนี้เป็นกระแสไฟฟ้า

ในความเป็นจริงแล้วพลังงานที่เกิดขึ้นสามารถป้อนเข้าสู่แบตเตอรี่จัดเก็บได้โดยตรงอย่างไรก็ตามกระบวนการชาร์จ / คายประจุแบตเตอรี่มีรายละเอียดปลีกย่อยของตัวเอง (กระแสและแรงดันไฟฟ้าบางระดับ) หากคุณละเลยรายละเอียดปลีกย่อยเหล่านี้แบตเตอรี่จะพังในช่วงเวลาสั้น ๆ

เพื่อไม่ให้เกิดผลที่น่าเศร้าเช่นนี้จึงมีการออกแบบโมดูลที่เรียกว่าตัวควบคุมการชาร์จสำหรับแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์

นอกเหนือจากการตรวจสอบระดับการชาร์จแบตเตอรี่แล้วโมดูลยังตรวจสอบการใช้พลังงานอีกด้วย วงจรควบคุมการชาร์จแบตเตอรี่จากแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์จะควบคุมและกำหนดระดับกระแสที่จำเป็นสำหรับการชาร์จครั้งแรกและครั้งต่อไปทั้งนี้ขึ้นอยู่กับระดับของการคายประจุ

ขึ้นอยู่กับความจุของตัวควบคุมการชาร์จแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์การออกแบบอุปกรณ์เหล่านี้อาจมีการกำหนดค่าที่แตกต่างกันมาก

โดยทั่วไปกล่าวง่ายๆว่าโมดูลนี้ให้ "อายุการใช้งาน" ที่ไร้กังวลสำหรับแบตเตอรี่ซึ่งจะสะสมและปล่อยพลังงานไปยังอุปกรณ์ของผู้บริโภคเป็นระยะ

เหตุใดจึงควบคุมการชาร์จและตัวควบคุมการประจุพลังงานแสงอาทิตย์ทำงานอย่างไร?

สาเหตุหลัก:

1. จะช่วยให้แบตเตอรี่ใช้งานได้นานขึ้น! การชาร์จไฟมากเกินไปอาจทำให้เกิดการระเบิดได้
2. แบตเตอรี่แต่ละก้อนทำงานที่แรงดันไฟฟ้าเฉพาะ คอนโทรลเลอร์ช่วยให้คุณสามารถเลือก U ที่ต้องการได้

นอกจากนี้ตัวควบคุมการชาร์จจะตัดการเชื่อมต่อแบตเตอรี่จากอุปกรณ์สิ้นเปลืองหากแบตเตอรี่เหลือน้อยมาก นอกจากนี้ยังถอดแบตเตอรี่ออกจากเซลล์แสงอาทิตย์หากชาร์จเต็มแล้ว

ดังนั้นการประกันภัยจึงเกิดขึ้นและการทำงานของระบบจะปลอดภัยยิ่งขึ้น

หลักการทำงานนั้นง่ายมาก อุปกรณ์ช่วยรักษาสมดุลและไม่ให้แรงดันไฟฟ้าตกหรือสูงขึ้นมากเกินไป

ประเภทของตัวควบคุมสำหรับการชาร์จแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์

1. โฮมเมด.
2. MRRT.
3. เปิด / ของ.
4. ผสมผสาน.
5. ประเภท PWM

ด้านล่างนี้เราจะอธิบายสั้น ๆ เกี่ยวกับตัวเลือกเหล่านี้สำหรับอุปกรณ์ลิเธียมและแบตเตอรี่อื่น ๆ

ตัวควบคุม DIY

เมื่อคุณมีประสบการณ์และทักษะในด้านอิเล็กทรอนิกส์อุปกรณ์นี้สามารถสร้างขึ้นได้อย่างอิสระ แต่อุปกรณ์ดังกล่าวไม่น่าจะมีประสิทธิภาพสูง อุปกรณ์โฮมเมดน่าจะเหมาะสมที่สุดหากสถานีของคุณมีพลังงานต่ำ

ในการสร้างอุปกรณ์ชาร์จนี้คุณจะต้องหาวงจร แต่โปรดทราบว่าระยะขอบของข้อผิดพลาดต้องเป็น 0.1

นี่คือแผนภาพง่ายๆ

MRRT

สามารถติดตามขีด จำกัด พลังงานการชาร์จสูงสุด ภายในซอฟต์แวร์มีอัลกอริทึมที่ช่วยให้คุณตรวจสอบระดับแรงดันและกระแสได้ พบความสมดุลที่แน่นอนซึ่งการติดตั้งทั้งหมดจะทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด

อุปกรณ์ mppt ถือเป็นหนึ่งในอุปกรณ์ที่ดีที่สุดและทันสมัยที่สุดในปัจจุบัน ซึ่งแตกต่างจาก PMW คือเพิ่มประสิทธิภาพของระบบ 35% อุปกรณ์ดังกล่าวเหมาะเมื่อคุณมีแผงโซลาร์เซลล์จำนวนมาก

ประเภทตราสาร ON / OF

เป็นสินค้าที่ขายง่ายที่สุด ไม่มีคุณสมบัติมากเท่าที่อื่น ๆ อุปกรณ์จะปิดการชาร์จแบตเตอรี่ใหม่ทันทีที่แรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นสูงสุด

น่าเสียดายที่ตัวควบคุมการประจุพลังงานแสงอาทิตย์ประเภทนี้ไม่สามารถชาร์จได้ถึง 100% ทันทีที่กระแสกระโดดถึงขีดสุดการปิดเครื่องจะเกิดขึ้น เป็นผลให้ประจุที่ไม่สมบูรณ์ลดอายุการใช้งาน

ผสมผสาน

ข้อมูลจะถูกนำไปใช้กับเครื่องมือเมื่อมีแหล่งพลังงานสองประเภทเช่นดวงอาทิตย์และลม การออกแบบขึ้นอยู่กับ PWM และ MPRT ความแตกต่างหลักจากอุปกรณ์ที่คล้ายกันคือลักษณะของกระแสและแรงดันไฟฟ้า

วัตถุประสงค์: เพื่อปรับโหลดให้เท่ากันไปยังแบตเตอรี่ เนื่องจากการไหลของกระแสจากลมของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าไม่สม่ำเสมอ ด้วยเหตุนี้อายุการใช้งานของแหล่งกักเก็บพลังงานจึงลดลงอย่างมีนัยสำคัญ

PWM หรือ PWM

การทำงานจะขึ้นอยู่กับการมอดูเลตความกว้างพัลส์ของกระแส แก้ปัญหาการชาร์จไม่สมบูรณ์ ลดกระแสไฟฟ้าและทำให้การชาร์จใหม่ได้ถึง 100%

อันเป็นผลมาจากการทำงานของ pwm ทำให้แบตเตอรี่ไม่มีความร้อนสูงเกินไปเป็นผลให้ชุดควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์นี้มีประสิทธิภาพมาก

ตัวควบคุมการชาร์จแบตเตอรี่ทำงานอย่างไร

ในกรณีที่ไม่มีแสงแดดบนโฟโตเซลล์ของโครงสร้างจะอยู่ในโหมดสลีป หลังจากที่รังสีปรากฏบนองค์ประกอบตัวควบคุมยังคงอยู่ในโหมดสลีป จะเปิดขึ้นก็ต่อเมื่อพลังงานที่เก็บไว้จากดวงอาทิตย์ถึง 10 โวลต์เทียบเท่าทางไฟฟ้า

ทันทีที่แรงดันไฟฟ้าถึงตัวบ่งชี้นี้อุปกรณ์จะเปิดขึ้นและผ่านไดโอด Schottky จะเริ่มจ่ายกระแสให้กับแบตเตอรี่ กระบวนการชาร์จแบตเตอรี่ในโหมดนี้จะดำเนินต่อไปจนกว่าแรงดันไฟฟ้าที่ได้รับจากคอนโทรลเลอร์จะถึง 14 V. หากสิ่งนี้เกิดขึ้นการเปลี่ยนแปลงบางอย่างจะเกิดขึ้นในวงจรคอนโทรลเลอร์สำหรับแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ 35 วัตต์หรืออื่น ๆ เครื่องขยายเสียงจะเปิดการเข้าถึง MOSFET และอีกสองตัวที่อ่อนแอกว่าจะถูกปิด

การดำเนินการนี้จะหยุดการชาร์จแบตเตอรี่ ทันทีที่แรงดันไฟฟ้าลดลงวงจรจะกลับสู่ตำแหน่งเดิมและการชาร์จจะดำเนินต่อไป เวลาที่กำหนดสำหรับการดำเนินการนี้ให้กับคอนโทรลเลอร์คือประมาณ 3 วินาที

คุณสมบัติบางอย่างของตัวควบคุมการประจุพลังงานแสงอาทิตย์

โดยสรุปฉันต้องพูดเกี่ยวกับคุณสมบัติอื่น ๆ ของตัวควบคุมการชาร์จ ในระบบสมัยใหม่พวกเขามีการป้องกันหลายประการเพื่อปรับปรุงความน่าเชื่อถือในการปฏิบัติงาน ในอุปกรณ์ดังกล่าวสามารถใช้การป้องกันประเภทต่อไปนี้:

• ต่อต้านการเชื่อมต่อขั้วที่ไม่ถูกต้อง
• จากการลัดวงจรในโหลดและที่อินพุต
• จากฟ้าผ่า;
• ความร้อนสูงเกินไป
• จากแรงดันไฟฟ้าเกินอินพุต
• จากการคายประจุของแบตเตอรี่ในเวลากลางคืน

นอกจากนี้ฟิวส์อิเล็กทรอนิกส์ทุกชนิดยังติดตั้งอยู่ในนั้น เพื่ออำนวยความสะดวกในการทำงานของระบบพลังงานแสงอาทิตย์ตัวควบคุมการชาร์จจะมีการแสดงข้อมูล จะแสดงข้อมูลเกี่ยวกับสถานะของแบตเตอรี่และระบบโดยรวม อาจมีข้อมูลเช่น:

• สถานะการชาร์จแรงดันแบตเตอรี่
• กระแสไฟฟ้าถูกปิดโดยโฟโตเซลล์
• การชาร์จแบตเตอรี่และกระแสโหลด
• แอมแปร์ - ชั่วโมงที่จัดเก็บและบริจาค

หน้าจอยังสามารถแสดงข้อความเกี่ยวกับการชาร์จไฟต่ำคำเตือนเกี่ยวกับไฟฟ้าขัดข้องในการโหลด

ตัวควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์บางรุ่นมีตัวจับเวลาสำหรับเปิดใช้งานโหมดกลางคืน มีอุปกรณ์ที่ซับซ้อนซึ่งควบคุมการทำงานของแบตเตอรี่สองก้อนที่แยกจากกัน พวกเขามักจะมีคำนำหน้า Duo อยู่ในชื่อ นอกจากนี้ยังเป็นที่น่าสังเกตว่ารุ่นที่สามารถทิ้งพลังงานส่วนเกินในองค์ประกอบความร้อนได้

โมเดลที่มีอินเทอร์เฟซสำหรับเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์นั้นน่าสนใจ ด้วยวิธีนี้จึงสามารถขยายการทำงานของการตรวจสอบและควบคุมระบบสุริยะได้อย่างมีนัยสำคัญ หากบทความนั้นมีประโยชน์กับคุณให้เผยแพร่ลิงก์ไปยังโซเชียลเน็ตเวิร์ก ซึ่งจะช่วยในการพัฒนาเว็บไซต์ โหวตในแบบสำรวจด้านล่างและให้คะแนนเนื้อหา! ฝากการแก้ไขและเพิ่มเติมบทความไว้ในความคิดเห็น

ลักษณะของอุปกรณ์

ใช้พลังงานต่ำเมื่อไม่ได้ใช้งาน วงจรนี้ออกแบบมาสำหรับแบตเตอรี่ตะกั่วกรดขนาดเล็กถึงขนาดกลางและดึงกระแสไฟต่ำ (5mA) เมื่อไม่ได้ใช้งาน ซึ่งจะช่วยยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่

ส่วนประกอบที่พร้อมใช้งาน อุปกรณ์ใช้ส่วนประกอบทั่วไป (ไม่ใช่ SMD) ที่หาได้ง่ายในร้านค้า ไม่มีอะไรต้องกะพริบสิ่งเดียวที่คุณต้องการคือโวลต์มิเตอร์และแหล่งจ่ายไฟที่ปรับได้เพื่อปรับแต่งวงจร

เวอร์ชันล่าสุดของอุปกรณ์ นี่เป็นเวอร์ชันที่สามของอุปกรณ์ดังนั้นข้อผิดพลาดและข้อบกพร่องส่วนใหญ่ที่มีอยู่ในอุปกรณ์ชาร์จเวอร์ชันก่อนหน้าจึงได้รับการแก้ไข

การควบคุมแรงดันไฟฟ้า อุปกรณ์นี้ใช้ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าแบบขนานเพื่อให้แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ไม่เกินเกณฑ์ปกติโดยทั่วไปคือ 13.8 โวลต์

การป้องกันแรงดันตก เครื่องชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ส่วนใหญ่ใช้ไดโอด Schottky เพื่อป้องกันกระแสไฟรั่วของแบตเตอรี่ไปยังแผงโซลาร์เซลล์ใช้ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าเมื่อชาร์จแบตเตอรี่เต็มแล้ว ปัญหาอย่างหนึ่งของแนวทางนี้คือการสูญเสียไดโอดและเป็นผลให้เกิดความร้อน ตัวอย่างเช่นแผงโซลาร์เซลล์ขนาด 100 วัตต์ 12V จ่ายไฟ 8A ให้กับแบตเตอรี่แรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมไดโอด Schottky จะเท่ากับ 0.4V นั่นคือ การกระจายกำลังไฟประมาณ 3.2 วัตต์ นี่คือประการแรกการสูญเสียและประการที่สองไดโอดจะต้องมีหม้อน้ำเพื่อขจัดความร้อน ปัญหาคือมันจะไม่ทำงานเพื่อลดแรงดันตกไดโอดหลายตัวที่เชื่อมต่อแบบขนานจะลดกระแส แต่แรงดันตกจะยังคงเหมือนเดิม ในแผนภาพด้านล่างแทนที่จะใช้ไดโอดธรรมดาจะใช้ mosfets ดังนั้นกำลังจะสูญเสียไปสำหรับความต้านทานที่ใช้งานอยู่เท่านั้น (การสูญเสียความต้านทาน)

สำหรับการเปรียบเทียบในแผงควบคุม 100 W เมื่อใช้มอสเฟต IRFZ48 (KP741A) การสูญเสียพลังงานจะอยู่ที่ 0.5 W เท่านั้น (ที่ Q2) ซึ่งหมายถึงความร้อนน้อยลงและใช้พลังงานมากขึ้นสำหรับแบตเตอรี่ จุดสำคัญอีกประการหนึ่งคือมอสเฟตมีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเป็นบวกและสามารถเชื่อมต่อแบบขนานเพื่อลดความต้านทาน

แผนภาพด้านบนใช้โซลูชันที่ไม่ได้มาตรฐานสองสามวิธี

กำลังชาร์จ ไม่มีการใช้ไดโอดระหว่างแผงโซลาร์เซลล์และโหลด แต่จะมีมอสเฟ็ท Q2 แทน ไดโอดในมอสเฟตช่วยให้กระแสไหลจากแผงไปยังโหลด หากแรงดันไฟฟ้าที่สำคัญปรากฏใน Q2 ทรานซิสเตอร์ Q3 จะเปิดขึ้นตัวเก็บประจุ C4 จะถูกชาร์จซึ่งบังคับให้ op-amp U2c และ U3b เปิด mosfet ของ Q2 ตอนนี้แรงดันไฟฟ้าลดลงคำนวณตามกฎของโอห์มนั่นคือ I * R และมันน้อยกว่าถ้ามีไดโอดอยู่ที่นั่นมาก ตัวเก็บประจุ C4 จะถูกปล่อยออกมาเป็นระยะโดยการปิดตัวต้านทาน R7 และ Q2 หากกระแสไหลจากแผง EMF การเหนี่ยวนำตัวเองของตัวเหนี่ยวนำ L1 จะบังคับให้ Q3 เปิดทันที สิ่งนี้เกิดขึ้นบ่อยมาก (หลายครั้งต่อวินาที) ในกรณีที่กระแสไฟฟ้าไปที่แผงโซลาร์เซลล์ Q2 จะปิด แต่ Q3 ไม่เปิดเนื่องจาก ไดโอด D2 จำกัด EMF การเหนี่ยวนำตัวเองของโช้ก L1 ไดโอด D2 สามารถจัดอันดับสำหรับกระแส 1A แต่ในระหว่างการทดสอบปรากฎว่ากระแสดังกล่าวแทบจะไม่เกิดขึ้น

ทริมเมอร์ VR1 ตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าสูงสุด เมื่อแรงดันไฟฟ้าเกิน 13.8V แอมพลิฟายเออร์ที่ใช้งานได้ U2d จะเปิด mosfet ของ Q1 และเอาต์พุตจากแผงจะ "ลัดวงจร" ไปที่กราวด์ นอกจากนี้ opamp U3b จะปิด Q2 ไปเรื่อย ๆ แผงถูกตัดการเชื่อมต่อจากโหลด นี่เป็นสิ่งที่จำเป็นเนื่องจาก Q1 นอกเหนือไปจากแผงโซลาร์เซลล์ "ลัดวงจร" โหลดและแบตเตอรี่

การจัดการ Mosfets N-channel mosfets Q2 และ Q4 ต้องการแรงดันไฟฟ้าในการขับเคลื่อนมากกว่าที่ใช้ในวงจร ในการทำเช่นนี้ op-amp U2 ที่มีการรัดไดโอดและตัวเก็บประจุจะสร้างแรงดันไฟฟ้า VH ที่เพิ่มขึ้น แรงดันไฟฟ้านี้ใช้เพื่อจ่ายไฟ U3 ซึ่งเอาต์พุตจะเป็นแรงดันไฟฟ้าเกิน U2b และ D10 จำนวนหนึ่งช่วยให้มั่นใจได้ถึงเสถียรภาพของแรงดันไฟฟ้าขาออกที่ 24 โวลต์ ด้วยแรงดันไฟฟ้านี้จะมีแรงดันไฟฟ้าอย่างน้อย 10V ผ่านประตูแหล่งกำเนิดของทรานซิสเตอร์ดังนั้นการสร้างความร้อนจะมีขนาดเล็ก โดยปกติแล้วมอสเฟต N-channel จะมีอิมพีแดนซ์ต่ำกว่า P-channel มากซึ่งเป็นสาเหตุที่ใช้ในวงจรนี้

การป้องกันแรงดันตก Mosfet Q4, U3a opamp พร้อมสายรัดภายนอกของตัวต้านทานและตัวเก็บประจุได้รับการออกแบบมาสำหรับการป้องกันไฟตก ที่นี่ใช้ Q4 ที่ไม่ได้มาตรฐาน ไดโอด mosfet ให้การไหลของกระแสไฟฟ้าเข้าสู่แบตเตอรี่อย่างต่อเนื่อง เมื่อแรงดันไฟฟ้าสูงกว่าค่าต่ำสุดที่ระบุไว้มอสเฟตจะเปิดอยู่ทำให้แรงดันไฟฟ้าลดลงเล็กน้อยเมื่อชาร์จแบตเตอรี่ แต่ที่สำคัญกว่านั้นคือจะช่วยให้กระแสไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ไหลไปยังโหลดได้หากเซลล์แสงอาทิตย์ไม่สามารถให้กำลังขับที่เพียงพอ ฟิวส์ป้องกันการลัดวงจรที่ด้านโหลด

ด้านล่างนี้เป็นภาพการจัดเรียงองค์ประกอบและแผงวงจรพิมพ์

การตั้งค่าอุปกรณ์ ในระหว่างการใช้งานอุปกรณ์ตามปกติห้ามใส่จัมเปอร์ J1! D11 LED ใช้สำหรับการตั้งค่า ในการกำหนดค่าอุปกรณ์ให้เชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟที่ปรับได้เข้ากับขั้ว "โหลด"

การตั้งค่าการป้องกันแรงดันตก ใส่จัมเปอร์ J1 ในแหล่งจ่ายไฟตั้งค่าแรงดันขาออกเป็น 10.5V หมุนทริมเมอร์ VR2 ทวนเข็มนาฬิกาจนกระทั่ง LED D11 สว่างขึ้น หมุน VR2 ตามเข็มนาฬิกาเล็กน้อยจนกระทั่ง LED ดับลง ถอดจัมเปอร์ J1

การตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าสูงสุด ในแหล่งจ่ายไฟตั้งค่าแรงดันขาออกเป็น 13.8V หมุนทริมเมอร์ VR1 ตามเข็มนาฬิกาจนกระทั่ง LED D9 ดับ หมุน VR1 ทวนเข็มนาฬิกาช้าๆจนกระทั่ง LED D9 สว่างขึ้น

มีการกำหนดค่าคอนโทรลเลอร์ อย่าลืมถอดจัมเปอร์ J1!

หากความจุของระบบทั้งหมดมีขนาดเล็กก็สามารถแทนที่ mosfets ด้วย IRFZ34 ที่ถูกกว่าได้ และหากระบบมีประสิทธิภาพมากขึ้นก็สามารถแทนที่ mosfets ด้วย IRFZ48 ที่ทรงพลังกว่าได้

ตัวควบคุมแผงโซลาร์เซลล์แบบโฮมเมด

• หลัก
• > ประสบการณ์เล็กน้อยของฉัน

ตัวควบคุมนั้นง่ายมากและประกอบด้วยสี่ส่วนเท่านั้น

นี่คือทรานซิสเตอร์ที่ทรงพลัง (ฉันใช้ IRFZ44N ที่รองรับได้สูงสุด 49 แอมป์)

รีเลย์ควบคุมยานยนต์พร้อมการควบคุมแบบบวก (VAZ "classic")

ตัวต้านทาน 120kOhm.

ไดโอดมีพลังมากกว่าในการจับกระแสที่แผงโซลาร์เซลล์ให้มา (ตัวอย่างเช่นจากสะพานไดโอดรถยนต์)

หลักการทำงานก็ง่ายมาก ฉันกำลังเขียนถึงผู้ที่ไม่เข้าใจเกี่ยวกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เลยเนื่องจากตัวฉันเองไม่เข้าใจอะไรเลย

ตัวควบคุมรีเลย์เชื่อมต่อกับแบตเตอรี่ลบด้วยฐานอลูมิเนียม (31k) บวกถึง (15k) จากหน้าสัมผัส (68k) สายเชื่อมต่อผ่านตัวต้านทานไปยังประตูของทรานซิสเตอร์ ทรานซิสเตอร์มีสามขาตัวแรกคือประตูที่สองคือท่อระบายน้ำที่สามคือแหล่งที่มา ขั้วลบของแผงโซลาร์เซลล์เชื่อมต่อกับแหล่งที่มาและบวกกับแบตเตอรี่จากท่อระบายน้ำของทรานซิสเตอร์ลบแผงโซลาร์เซลล์ไปที่แบตเตอรี่

เมื่อเชื่อมต่อตัวควบคุมรีเลย์และทำงานสัญญาณบวกจาก (68k) จะปลดล็อกประตูและกระแสจากแผงโซลาร์เซลล์จะไหลผ่านท่อระบายน้ำเข้าสู่แบตเตอรี่และเมื่อแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่เกิน 14 โวลต์รีเลย์ - ตัวควบคุมจะปิดบวกและประตูของทรานซิสเตอร์จะถูกปล่อยออกมาผ่านตัวต้านทานซึ่งจะปิดโดยลบซึ่งจะทำให้หน้าสัมผัสลบของแผงโซลาร์เซลล์ถูกทำลาย และเมื่อแรงดันไฟฟ้าลดลงเล็กน้อยรีเลย์ควบคุมจะให้บวกกับเกตอีกครั้งทรานซิสเตอร์จะเปิดและอีกครั้งกระแสจากแผงจะไหลเข้าสู่แบตเตอรี่ จำเป็นต้องใช้ไดโอดบนสายบวกของ SB เพื่อไม่ให้แบตเตอรี่หมดในเวลากลางคืนเนื่องจากแผงโซลาร์เซลล์จะสิ้นเปลืองพลังงานไฟฟ้าโดยไม่ต้องใช้ไฟ

ด้านล่างนี้เป็นภาพประกอบการเชื่อมต่อขององค์ประกอบคอนโทรลเลอร์

ฉันไม่เก่งเรื่องอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และอาจมีข้อบกพร่องบางอย่างในวงจรของฉัน แต่มันใช้งานได้โดยไม่มีการตั้งค่าใด ๆ และใช้งานได้ทันทีและทำในสิ่งที่ตัวควบคุมโรงงานสำหรับแผงโซลาร์เซลล์ทำและราคาต้นทุนเพียงประมาณ 200 รูเบิลต่อชั่วโมง ของการทำงาน.

ด้านล่างนี้เป็นภาพถ่ายที่ไม่สามารถเข้าใจได้ของคอนโทรลเลอร์นี้เช่นเดียวกับที่รายละเอียดทั้งหมดของคอนโทรลเลอร์จะได้รับการแก้ไขในกรณีของกล่อง ทรานซิสเตอร์ร้อนขึ้นเล็กน้อยและฉันติดตั้งพัดลมตัวเล็ก คู่ขนานกับตัวต้านทานฉันใส่ LED ขนาดเล็กซึ่งแสดงการทำงานของตัวควบคุม เมื่อ SB เปิดอยู่เมื่อไม่ได้หมายความว่าแบตเตอรี่ได้รับการชาร์จและเมื่อแบตเตอรี่กะพริบอย่างรวดเร็วแบตเตอรี่เกือบจะถูกชาร์จและเพิ่งชาร์จใหม่

คอนโทรลเลอร์นี้ทำงานมานานกว่าหกเดือนแล้วและในช่วงเวลานี้ไม่มีปัญหาฉันเชื่อมต่อทุกอย่างตอนนี้ฉันไม่ได้ติดตามแบตเตอรี่ทุกอย่างทำงานได้ด้วยตัวเอง นี่เป็นคอนโทรลเลอร์ตัวที่สองของฉันตัวแรกที่ฉันประกอบสำหรับเครื่องกำเนิดลมเป็นตัวควบคุมบัลลาสต์ดูเกี่ยวกับเรื่องนี้ในบทความก่อนหน้าในส่วนผลิตภัณฑ์โฮมเมดของฉัน

ข้อควรสนใจ - คอนโทรลเลอร์ไม่สามารถทำงานได้เต็มที่ หลังจากทำงานไประยะหนึ่งก็เห็นได้ชัดว่าทรานซิสเตอร์ในวงจรนี้ไม่ได้ปิดสนิทและกระแสไฟฟ้ายังคงไหลเข้าสู่แบตเตอรี่แม้ว่าจะเกิน 14 โวลต์ก็ตาม

ฉันขอโทษสำหรับวงจรที่ไม่ทำงานตัวฉันเองใช้มันมานานและคิดว่าทุกอย่างใช้งานได้ แต่ปรากฎว่าไม่ใช่และแม้จะชาร์จเต็มแล้วกระแสก็ยังไหลเข้าแบตเตอรี่ ทรานซิสเตอร์จะปิดเพียงครึ่งหนึ่งเมื่อถึง 14 โวลต์ ฉันจะไม่ถอดวงจรออกเมื่อเวลาและความปรารถนาปรากฏขึ้นฉันจะทำคอนโทรลเลอร์นี้ให้เสร็จและวางวงจรการทำงาน
และตอนนี้ฉันมีตัวควบคุมบัลลาสต์เป็นตัวควบคุมซึ่งทำงานได้อย่างสมบูรณ์แบบมาเป็นเวลานาน ทันทีที่แรงดันไฟฟ้าเกิน 14 โวลต์ทรานซิสเตอร์จะเปิดและเปิดหลอดไฟซึ่งจะเผาผลาญพลังงานส่วนเกินทั้งหมด ในเวลาเดียวกันตอนนี้มีแผงโซลาร์เซลล์สองตัวและกังหันลมอยู่บนบัลลาสต์นี้

ประเภท

เปิดปิด

อุปกรณ์ประเภทนี้ถือเป็นอุปกรณ์ที่ง่ายและราคาถูกที่สุด หน้าที่หลักและประการเดียวคือการปิดการจ่ายประจุไฟฟ้าให้กับแบตเตอรี่เมื่อถึงแรงดันไฟฟ้าสูงสุดเพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไป

อย่างไรก็ตามประเภทนี้มีข้อเสียบางประการคือการปิดระบบเร็วเกินไป หลังจากถึงกระแสสูงสุดแล้วจำเป็นต้องคงกระบวนการชาร์จไว้อีกสองสามชั่วโมงและตัวควบคุมนี้จะปิดทันที

ดังนั้นการชาร์จแบตเตอรี่จะอยู่ที่ 70% ของค่าสูงสุด สิ่งนี้ส่งผลเสียต่อแบตเตอรี่

PWM

ประเภทนี้เป็นการเปิด / ปิดขั้นสูง การอัพเกรดคือมีระบบ Pulse width modulation (PWM) ในตัว ฟังก์ชั่นนี้อนุญาตให้คอนโทรลเลอร์เมื่อถึงแรงดันไฟฟ้าสูงสุดไม่ต้องปิดแหล่งจ่ายกระแส แต่เพื่อลดความแรง

ด้วยเหตุนี้จึงสามารถชาร์จอุปกรณ์ได้เกือบหนึ่งร้อยเปอร์เซ็นต์

MRRT

ประเภทนี้ถือว่าก้าวหน้าที่สุดในปัจจุบัน สาระสำคัญของงานของเขาขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่าเขาสามารถกำหนดค่าที่แน่นอนของแรงดันไฟฟ้าสูงสุดสำหรับแบตเตอรี่ที่กำหนดได้ ตรวจสอบกระแสและแรงดันไฟฟ้าในระบบอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากการรับพารามิเตอร์เหล่านี้คงที่โปรเซสเซอร์จึงสามารถรักษาค่ากระแสและแรงดันไฟฟ้าที่เหมาะสมที่สุดซึ่งช่วยให้คุณสร้างพลังงานสูงสุดได้

หากเราเปรียบเทียบคอนโทรลเลอร์ MPPT และ PWN ประสิทธิภาพของตัวควบคุมในอดีตจะสูงขึ้นประมาณ 20-35%

ประเภทคอนโทรลเลอร์

ตัวควบคุมเปิด / ปิด

โมเดลเหล่านี้เป็นอุปกรณ์ควบคุมการประจุพลังงานแสงอาทิตย์ที่ง่ายที่สุดในกลุ่มทั้งหมด

ตัวควบคุมการเปิด / ปิดสำหรับระบบพลังงานแสงอาทิตย์

รุ่นเปิด / ปิดได้รับการออกแบบมาเพื่อปิดการชาร์จแบตเตอรี่เมื่อถึงขีด จำกัด แรงดันไฟฟ้าด้านบน โดยปกติจะเป็น 14.4 โวลต์ เป็นผลให้ป้องกันความร้อนสูงเกินไปและการชาร์จไฟเกิน

ตัวควบคุมเปิด / ปิดจะไม่สามารถชาร์จแบตเตอรี่ให้เต็มได้ ท้ายที่สุดแล้วที่นี่การปิดจะเกิดขึ้นในช่วงเวลาที่ถึงกระแสสูงสุด และกระบวนการชาร์จจนเต็มยังคงต้องได้รับการดูแลเป็นเวลาหลายชั่วโมง ระดับการชาร์จขณะปิดเครื่องอยู่ที่ประมาณ 70 เปอร์เซ็นต์ของความจุที่ระบุ โดยธรรมชาติแล้วสิ่งนี้จะส่งผลเสียต่อสภาพของแบตเตอรี่และทำให้อายุการใช้งานลดลง

ตัวควบคุม PWM

ในการค้นหาวิธีแก้ปัญหาการชาร์จแบตเตอรี่ที่ไม่สมบูรณ์ในระบบที่มีอุปกรณ์เปิด / ปิดชุดควบคุมได้รับการพัฒนาตามหลักการของการมอดูเลตความกว้างพัลส์ (PWM สำหรับระยะสั้น) ของกระแสไฟชาร์จ จุดทำงานของคอนโทรลเลอร์ดังกล่าวคือจะลดกระแสชาร์จเมื่อถึงขีด จำกัด แรงดันไฟฟ้า ด้วยวิธีนี้การชาร์จแบตเตอรี่ถึงเกือบ 100 เปอร์เซ็นต์ ประสิทธิภาพของกระบวนการเพิ่มขึ้นถึง 30 เปอร์เซ็นต์

ตัวควบคุมการชาร์จ PWM
มีรุ่น PWM ที่สามารถควบคุมกระแสได้โดยขึ้นอยู่กับอุณหภูมิในการทำงาน สิ่งนี้มีผลดีต่อสภาพของแบตเตอรี่ความร้อนลดลงและยอมรับการชาร์จได้ดีขึ้น กระบวนการจะถูกควบคุมโดยอัตโนมัติ
ผู้เชี่ยวชาญแนะนำให้ใช้ตัวควบคุมการชาร์จ PWM สำหรับแผงโซลาร์เซลล์ในพื้นที่ที่มีแสงแดดส่องถึงสูงมักพบได้ในระบบสุริยะพลังงานต่ำ (น้อยกว่าสองกิโลวัตต์) ตามกฎแล้วแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟความจุขนาดเล็กจะใช้งานได้

หน่วยงานกำกับดูแลประเภท MPPT

ตัวควบคุมการชาร์จ MPPT ในปัจจุบันเป็นอุปกรณ์ที่ทันสมัยที่สุดในการควบคุมกระบวนการชาร์จแบตเตอรี่จัดเก็บในระบบพลังงานแสงอาทิตย์ แบบจำลองเหล่านี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิตไฟฟ้าจากแผงโซลาร์เซลล์เดียวกัน หลักการทำงานของอุปกรณ์ MPPT ขึ้นอยู่กับการกำหนดจุดของค่าพลังงานสูงสุด

ตัวควบคุมการชาร์จ MPPT

MPPT จะตรวจสอบกระแสและแรงดันไฟฟ้าในระบบอย่างต่อเนื่อง จากข้อมูลนี้ไมโครโปรเซสเซอร์จะคำนวณอัตราส่วนที่เหมาะสมของพารามิเตอร์เพื่อให้ได้พลังงานสูงสุด เมื่อปรับแรงดันไฟฟ้าแม้ในขั้นตอนของกระบวนการชาร์จจะถูกนำมาพิจารณาด้วย ตัวควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์ MPPT ช่วยให้คุณสามารถรับแรงดันไฟฟ้าจากโมดูลได้มากจากนั้นแปลงเป็นแรงดันไฟฟ้าที่เหมาะสม เหมาะสมที่สุดหมายถึงแบตเตอรี่ที่ชาร์จจนเต็ม

หากเราประเมินการทำงานของ MPPT โดยเปรียบเทียบกับ PWM ประสิทธิภาพของระบบสุริยะจะเพิ่มขึ้นจาก 20 เป็น 35 เปอร์เซ็นต์ ข้อดียังรวมถึงความสามารถในการทำงานกับการบังแดดของแผงโซลาร์เซลล์ได้ถึง 40 เปอร์เซ็นต์ เนื่องจากความสามารถในการรักษาค่าไฟฟ้าแรงสูงที่เอาต์พุตของคอนโทรลเลอร์จึงสามารถใช้สายไฟขนาดเล็กได้ นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ที่จะวางแผงโซลาร์เซลล์และตัวเครื่องในระยะที่มากกว่าในกรณีของ PWM

ตัวควบคุมการชาร์จแบบไฮบริด

ในบางประเทศเช่นสหรัฐอเมริกาเยอรมนีสวีเดนเดนมาร์กกระแสไฟฟ้าส่วนใหญ่เกิดจากกังหันลม ในประเทศเล็ก ๆ บางประเทศพลังงานทางเลือกมีส่วนแบ่งมากในเครือข่ายพลังงานของรัฐเหล่านี้ ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของระบบลมนอกจากนี้ยังมีอุปกรณ์สำหรับควบคุมกระบวนการชาร์จ หากโรงไฟฟ้าเป็นเครื่องกำเนิดลมและแผงโซลาร์เซลล์แบบรวมกันระบบจะใช้ตัวควบคุมแบบไฮบริด

ตัวควบคุมแบบไฮบริด
อุปกรณ์เหล่านี้สามารถสร้างขึ้นด้วยวงจร MPPT หรือ PWM ความแตกต่างที่สำคัญคือพวกเขาใช้ลักษณะโวลต์ - แอมแปร์ที่แตกต่างกัน ในระหว่างการทำงานเครื่องกำเนิดลมจะผลิตกระแสไฟฟ้าที่ไม่สม่ำเสมอมาก ผลที่ได้คือโหลดแบตเตอรี่ไม่เท่ากันและการทำงานที่กดดัน งานของคอนโทรลเลอร์ไฮบริดคือการปล่อยพลังงานส่วนเกิน สำหรับสิ่งนี้ตามกฎแล้วจะใช้องค์ประกอบความร้อนพิเศษ

ตัวควบคุมแบบโฮมเมด

ผู้ที่เข้าใจวิศวกรรมไฟฟ้ามักจะสร้างตัวควบคุมประจุสำหรับกังหันลมและแผงโซลาร์เซลล์ด้วยตนเอง ฟังก์ชันการทำงานของรุ่นดังกล่าวมักด้อยประสิทธิภาพและคุณลักษณะที่ตั้งค่าเป็นอุปกรณ์จากโรงงาน อย่างไรก็ตามในการติดตั้งขนาดเล็กพลังของคอนโทรลเลอร์ที่ทำเองก็เพียงพอแล้ว

ตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์แบบโฮมเมด

เมื่อสร้างตัวควบคุมการชาร์จด้วยมือของคุณเองโปรดจำไว้ว่ากำลังไฟทั้งหมดต้องเป็นไปตามเงื่อนไขต่อไปนี้: 1.2P ≤ I * U I คือกระแสไฟขาออกของคอนโทรลเลอร์ U คือแรงดันไฟฟ้าเมื่อแบตเตอรี่หมด

มีวงจรคอนโทรลเลอร์แบบโฮมเมดค่อนข้างน้อย คุณสามารถค้นหาได้จากฟอรัมที่เหมาะสมบนเน็ต ในที่นี้ควรกล่าวเฉพาะเกี่ยวกับข้อกำหนดทั่วไปบางประการสำหรับอุปกรณ์ดังกล่าว:

• แรงดันไฟฟ้าในการชาร์จควรเป็น 13.8 โวลต์และแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับค่ากระแสไฟที่ระบุ
• แรงดันไฟฟ้าที่ประจุถูกปิด (11 โวลต์) ค่านี้ควรกำหนดได้
• แรงดันไฟฟ้าที่ประจุเปิดคือ 12.5 โวลต์

ดังนั้นหากคุณตัดสินใจที่จะประกอบระบบสุริยะด้วยมือของคุณเองคุณต้องเริ่มสร้างตัวควบคุมประจุ คุณไม่สามารถทำได้หากไม่มีแผงโซลาร์เซลล์และกังหันลม

ตัวเลือกการเลือก

มีเพียงสองเกณฑ์การคัดเลือก:

1. จุดแรกและสำคัญมากคือแรงดันไฟฟ้าขาเข้า ค่าสูงสุดของตัวบ่งชี้นี้ควรสูงขึ้นประมาณ 20% ของแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดของแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์
2. เกณฑ์ที่สองคือกระแสไฟฟ้าที่ได้รับการจัดอันดับ หากเลือกประเภท PWN กระแสไฟฟ้าที่กำหนดจะต้องสูงกว่ากระแสไฟฟ้าลัดวงจรของแบตเตอรี่ประมาณ 10% หากเลือก MPPT คุณสมบัติหลักคือกำลัง พารามิเตอร์นี้ต้องมากกว่าแรงดันไฟฟ้าของระบบทั้งหมดคูณด้วยกระแสไฟฟ้าที่กำหนดของระบบ สำหรับการคำนวณแรงดันไฟฟ้าจะถูกนำมาใช้กับแบตเตอรี่ที่ปล่อยออกมา

วิธีเชื่อมต่อคอนโทรลเลอร์

เมื่อพิจารณาถึงหัวข้อของการเชื่อมต่อควรสังเกตทันที: สำหรับการติดตั้งอุปกรณ์แต่ละชิ้นคุณลักษณะเฉพาะคือการทำงานร่วมกับชุดแผงโซลาร์เซลล์เฉพาะ

ตัวอย่างเช่นหากใช้คอนโทรลเลอร์ที่ออกแบบมาสำหรับแรงดันไฟฟ้าอินพุตสูงสุด 100 โวลต์แผงโซลาร์เซลล์ชุดหนึ่งควรส่งแรงดันไฟฟ้าไม่เกินค่านี้

โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ใด ๆ ทำงานตามกฎของความสมดุลระหว่างแรงดันไฟฟ้าขาออกและอินพุตของขั้นตอนแรก ขีด จำกัด แรงดันไฟฟ้าบนของคอนโทรลเลอร์ต้องตรงกับขีด จำกัด แรงดันไฟฟ้าบนของแผง

ก่อนเชื่อมต่ออุปกรณ์จำเป็นต้องกำหนดตำแหน่งของการติดตั้งทางกายภาพ ตามกฎแล้วควรเลือกสถานที่ติดตั้งในบริเวณที่แห้งและมีอากาศถ่ายเทสะดวก ไม่รวมวัสดุไวไฟใกล้อุปกรณ์

ไม่สามารถยอมรับแหล่งที่มาของการสั่นสะเทือนความร้อนและความชื้นในบริเวณใกล้เคียงของอุปกรณ์ได้ สถานที่ติดตั้งต้องได้รับการปกป้องจากการตกตะกอนในชั้นบรรยากาศและแสงแดดโดยตรง

เทคนิคการเชื่อมต่อโมเดล PWM

ผู้ผลิตคอนโทรลเลอร์ PWM เกือบทั้งหมดต้องการลำดับของอุปกรณ์เชื่อมต่อที่แน่นอน

เทคนิคการเชื่อมต่อคอนโทรลเลอร์ PWM กับอุปกรณ์ต่อพ่วงไม่ใช่เรื่องยากโดยเฉพาะ บอร์ดแต่ละตัวมีขั้วต่อที่มีป้ายกำกับ ที่นี่คุณต้องทำตามลำดับของการกระทำ

ต้องเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่อพ่วงอย่างครบถ้วนตามการกำหนดของขั้วสัมผัส:

1. เชื่อมต่อสายแบตเตอรี่เข้ากับขั้วแบตเตอรี่ของอุปกรณ์ตามขั้วที่ระบุ
2. เปิดฟิวส์ป้องกันโดยตรงที่จุดสัมผัสของสายไฟบวก
3. บนหน้าสัมผัสของคอนโทรลเลอร์ที่มีไว้สำหรับแผงโซลาร์เซลล์ให้ยึดตัวนำที่ออกมาจากแผงโซลาร์เซลล์ของแผง สังเกตขั้ว.
4. เชื่อมต่อหลอดทดสอบของแรงดันไฟฟ้าที่เหมาะสม (โดยปกติคือ 12 / 24V) เข้ากับขั้วโหลดของอุปกรณ์

ลำดับที่ระบุจะต้องไม่ถูกละเมิด ตัวอย่างเช่นห้ามไม่ให้เชื่อมต่อแผงโซลาร์เซลล์ตั้งแต่แรกโดยเด็ดขาดเมื่อไม่ได้เชื่อมต่อแบตเตอรี่ จากการกระทำดังกล่าวผู้ใช้จะเสี่ยงต่อการ "ไหม้" อุปกรณ์ เนื้อหานี้จะอธิบายรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับแผนผังการประกอบเซลล์แสงอาทิตย์ด้วยแบตเตอรี่

นอกจากนี้สำหรับคอนโทรลเลอร์ PWM ซีรีส์เป็นที่ยอมรับไม่ได้ที่จะเชื่อมต่ออินเวอร์เตอร์แรงดันไฟฟ้าเข้ากับขั้วโหลดของคอนโทรลเลอร์ ควรเชื่อมต่ออินเวอร์เตอร์เข้ากับขั้วแบตเตอรี่โดยตรง

ขั้นตอนการเชื่อมต่ออุปกรณ์ MPPT

ข้อกำหนดทั่วไปสำหรับการติดตั้งทางกายภาพสำหรับอุปกรณ์ประเภทนี้ไม่แตกต่างจากระบบก่อนหน้านี้ แต่การตั้งค่าทางเทคโนโลยีมักจะแตกต่างกันบ้างเนื่องจากตัวควบคุม MPPT มักถูกมองว่าเป็นอุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพมากกว่า

สำหรับคอนโทรลเลอร์ที่ออกแบบมาสำหรับระดับพลังงานสูงขอแนะนำให้ใช้สายเคเบิลที่มีหน้าตัดขนาดใหญ่พร้อมกับเทอร์มิเนเตอร์โลหะที่จุดเชื่อมต่อวงจรไฟฟ้า

ตัวอย่างเช่นสำหรับระบบพลังงานสูงข้อกำหนดเหล่านี้เสริมด้วยข้อเท็จจริงที่ว่าผู้ผลิตแนะนำให้ใช้สายเคเบิลสำหรับสายเชื่อมต่อสายไฟที่ออกแบบมาสำหรับความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าอย่างน้อย 4 A / mm2 ตัวอย่างเช่นสำหรับคอนโทรลเลอร์ที่มีกระแสไฟฟ้า 60 A จำเป็นต้องใช้สายเคเบิลเพื่อเชื่อมต่อกับแบตเตอรี่ที่มีหน้าตัดอย่างน้อย 20 มม. 2

การเชื่อมต่อสายเคเบิลต้องติดตั้งตัวเชื่อมทองแดงโดยใช้เครื่องมือพิเศษรัดให้แน่น ขั้วลบของแผงโซลาร์เซลล์และแบตเตอรี่ต้องติดตั้งฟิวส์และอะแดปเตอร์สวิตช์

วิธีนี้ช่วยลดการสูญเสียพลังงานและรับประกันการทำงานที่ปลอดภัยของการติดตั้ง

แผนภาพบล็อกสำหรับเชื่อมต่อตัวควบคุม MPPT ที่มีประสิทธิภาพ: 1 - แผงโซลาร์เซลล์; 2 - ตัวควบคุม MPPT; 3 - แผงขั้วต่อ; 4.5 - ฟิวส์ที่หลอมได้ 6 - สวิตช์ไฟของตัวควบคุม; 7.8 - รถบัสภาคพื้นดิน

ก่อนเชื่อมต่อแผงโซลาร์เซลล์กับอุปกรณ์ตรวจสอบให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วตรงหรือน้อยกว่าแรงดันไฟฟ้าที่อนุญาตให้ใช้กับอินพุตคอนโทรลเลอร์

การเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่อพ่วงกับอุปกรณ์ MTTP:

1. วางแผงและสวิตช์แบตเตอรี่ไว้ในตำแหน่งปิด
2. ถอดแผงและฟิวส์ป้องกันแบตเตอรี่
3. เชื่อมต่อสายเคเบิลจากขั้วแบตเตอรี่เข้ากับขั้วคอนโทรลเลอร์สำหรับแบตเตอรี่
4. เชื่อมต่อแผงเซลล์แสงอาทิตย์กับขั้วควบคุมที่มีเครื่องหมายที่เหมาะสม
5. เชื่อมต่อสายเคเบิลระหว่างเทอร์มินัลภาคพื้นดินและบัสกราวด์
6. ติดตั้งเซ็นเซอร์อุณหภูมิบนคอนโทรลเลอร์ตามคำแนะนำ

หลังจากขั้นตอนเหล่านี้คุณต้องใส่ฟิวส์แบตเตอรี่ที่ถอดออกก่อนหน้านี้เข้าที่และหมุนสวิตช์ไปที่ตำแหน่ง "เปิด" สัญญาณตรวจจับแบตเตอรี่จะปรากฏบนหน้าจอคอนโทรลเลอร์

จากนั้นหลังจากหยุดชั่วขณะ (1-2 นาที) ให้เปลี่ยนฟิวส์แผงโซลาร์เซลล์ที่ถอดออกก่อนหน้านี้แล้วหมุนสวิตช์แผงไปที่ตำแหน่ง "เปิด"

หน้าจอเครื่องมือจะแสดงค่าแรงดันไฟฟ้าของแผงโซลาร์เซลล์ ช่วงเวลานี้เป็นเครื่องยืนยันถึงการเปิดตัวโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ที่ประสบความสำเร็จในการดำเนินงาน

ตัวควบคุมแบบโฮมเมด: คุณสมบัติอุปกรณ์เสริม

อุปกรณ์นี้ได้รับการออกแบบให้ทำงานกับแผงโซลาร์เซลล์เพียงแผงเดียวซึ่งสร้างกระแสไฟฟ้าที่มีความแรงไม่เกิน 4 A ความจุของแบตเตอรี่ซึ่งชาร์จโดยคอนโทรลเลอร์คือ 3,000 A * h

ในการผลิตคอนโทรลเลอร์คุณต้องเตรียมองค์ประกอบต่อไปนี้:

• 2 ไมโครวงจร: LM385-2.5 และ TLC271 (เป็นเครื่องขยายเสียงที่ใช้งานได้);
• ตัวเก็บประจุ 3 ตัว: C1 และ C2 เป็นพลังงานต่ำมี 100n; C3 มีความจุ 1,000u จัดอันดับสำหรับ 16 V;
• 1 ตัวบ่งชี้ LED (D1);
• 1 Schottky ไดโอด;
• 1 ไดโอด SB540 คุณสามารถใช้ไดโอดใด ๆ แทนได้สิ่งสำคัญคือสามารถทนต่อกระแสไฟฟ้าสูงสุดของแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ได้
• 3 ทรานซิสเตอร์: BUZ11 (Q1), BC548 (Q2), BC556 (Q3);
• ตัวต้านทาน 10 ตัว (R1 - 1k5, R2 - 100, R3 - 68k, R4 และ R5 - 10k, R6 - 220k, R7 - 100k, R8 - 92k, R9 - 10k, R10 - 92k) พวกเขาทั้งหมดสามารถเป็น 5% หากคุณต้องการความแม่นยำมากขึ้นคุณสามารถใช้ตัวต้านทาน 1%

ฉันจะเปลี่ยนส่วนประกอบบางอย่างได้อย่างไร

องค์ประกอบเหล่านี้สามารถแทนที่ได้ เมื่อติดตั้งวงจรอื่นคุณต้องคิดถึงการเปลี่ยนความจุของตัวเก็บประจุ C2 และเลือกอคติของทรานซิสเตอร์ Q3

แทนที่จะใช้ทรานซิสเตอร์ MOSFET คุณสามารถติดตั้งอื่น ๆ ได้ องค์ประกอบต้องมีความต้านทานช่องเปิดต่ำ จะเป็นการดีกว่าที่จะไม่เปลี่ยนไดโอด Schottky คุณสามารถติดตั้งไดโอดธรรมดาได้ แต่ต้องวางให้ถูกต้อง

ตัวต้านทาน R8, R10 คือ 92 kOhm ค่านี้ไม่ได้มาตรฐาน ด้วยเหตุนี้ตัวต้านทานดังกล่าวจึงหาได้ยาก การทดแทนแบบเต็มรูปแบบของพวกเขาสามารถเป็นตัวต้านทานสองตัวที่มี 82 และ 10 kOhm ต้องรวมตามลำดับ

หากไม่ได้ใช้คอนโทรลเลอร์ในสภาพแวดล้อมที่ไม่เป็นมิตรคุณสามารถติดตั้งตัวต้านทานแบบทริมเมอร์ได้ ทำให้สามารถควบคุมแรงดันไฟฟ้าได้ มันจะไม่ทำงานเป็นเวลานานในสภาพแวดล้อมที่ก้าวร้าว

หากจำเป็นต้องใช้ตัวควบคุมสำหรับแผงที่แข็งแกร่งขึ้นจำเป็นต้องเปลี่ยนทรานซิสเตอร์และไดโอด MOSFET ด้วยอะนาล็อกที่ทรงพลังกว่า ส่วนประกอบอื่น ๆ ทั้งหมดไม่จำเป็นต้องเปลี่ยน ไม่มีเหตุผลที่จะติดตั้งฮีทซิงค์เพื่อควบคุม 4 A. การติดตั้ง MOSFET บนฮีทซิงค์ที่เหมาะสมอุปกรณ์จะสามารถทำงานกับแผงควบคุมที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น

หลักการทำงาน

ในกรณีที่ไม่มีกระแสไฟฟ้าจากแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ตัวควบคุมจะอยู่ในโหมดสลีป ไม่ใช้ขนแบตเตอรี่ใด ๆ หลังจากที่แสงอาทิตย์ตกกระทบแผงแล้วกระแสไฟฟ้าจะเริ่มไหลไปยังตัวควบคุม ควรเปิด อย่างไรก็ตามไฟ LED แสดงสถานะพร้อมกับทรานซิสเตอร์ที่อ่อนแอ 2 ตัวจะเปิดเมื่อแรงดันไฟฟ้าถึง 10 V เท่านั้น

หลังจากถึงแรงดันไฟฟ้านี้กระแสจะไหลผ่าน Schottky diode ไปยังแบตเตอรี่ หากแรงดันไฟฟ้าสูงขึ้นถึง 14 V แอมพลิฟายเออร์ U1 จะเริ่มทำงานซึ่งจะเปิด MOSFET เป็นผลให้ไฟ LED ดับและทรานซิสเตอร์กำลังต่ำสองตัวจะปิด แบตเตอรี่จะไม่ชาร์จ ในเวลานี้ C2 จะถูกปลดประจำการ โดยเฉลี่ยจะใช้เวลา 3 วินาที หลังจากการปลดปล่อยตัวเก็บประจุ C2 hysteresis ของ U1 จะถูกเอาชนะ MOSFET จะปิดแบตเตอรี่จะเริ่มชาร์จ การชาร์จจะดำเนินต่อไปจนกว่าแรงดันไฟฟ้าจะสูงขึ้นถึงระดับสวิตชิ่ง

การชาร์จเกิดขึ้นเป็นระยะ ยิ่งไปกว่านั้นระยะเวลาขึ้นอยู่กับกระแสชาร์จของแบตเตอรี่และอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อมีประสิทธิภาพเพียงใด การชาร์จจะดำเนินต่อไปจนกว่าแรงดันไฟฟ้าจะถึง 14 V.

วงจรจะเปิดขึ้นในเวลาอันสั้น การรวมจะได้รับผลกระทบจากเวลาในการชาร์จ C2 ด้วยกระแสที่ จำกัด ทรานซิสเตอร์ Q3 กระแสต้องไม่เกิน 40 mA