Güneş pili şarj kontrolörü MRPT veya PWM - hangisi daha iyi?

Burada bulacaksın:

• Bir denetleyiciye ihtiyacınız olduğunda
• Güneş kontrol cihazı fonksiyonları
• Pil Şarj Kontrol Cihazı Nasıl Çalışır?
• Cihaz özellikleri
• Türler
• Seçim seçenekleri
• Denetleyicileri bağlamanın yolları
• Ev yapımı kontrolör: özellikler, aksesuarlar
• Bazı bileşenleri nasıl değiştirebilirim
• Çalışma prensibi

Güneş pili şarj kontrolörü, piller ve panellerin kendileri dışında, güneş panelleri üzerindeki güç sisteminin zorunlu bir unsurudur. O neden sorumludur ve bunu kendiniz nasıl yapacaksınız?

Bir denetleyiciye ihtiyacınız olduğunda

Güneş enerjisi, nispeten düşük güce sahip fotovoltaik panellerin oluşturulmasıyla (ev düzeyinde) sınırlıdır. Ancak güneş enerjisinden akıma fotoelektrik dönüştürücünün tasarımından bağımsız olarak, bu cihaz güneş pili şarj kontrolörü adı verilen bir modülle donatılmıştır.

Aslında, güneş ışığı fotosentez kurulumu, güneş panelinden alınan enerjiyi depolayan yeniden şarj edilebilir bir pil içerir. Öncelikle kontrolör tarafından hizmet verilen bu ikincil enerji kaynağıdır.

Daha sonra, cihazı ve bu cihazın çalışma prensiplerini anlayacağız ve ayrıca nasıl bağlanacağından bahsedeceğiz.

Batarya maksimum şarjdayken, kontrol cihazı, akım beslemesini düzenleyerek, cihazın kendi kendine deşarjı için gerekli tazminat miktarına düşürür. Batarya tamamen boşalmışsa, kontrol cihazı cihaza gelen herhangi bir yükü kesecektir.

Bu cihaza duyulan ihtiyaç aşağıdaki noktalara indirgenebilir:

1. Çok aşamalı pil şarjı;
2. Cihazı şarj ederken / boşaltırken pili açma / kapama ayarı;
3. Maksimum şarjda pil bağlantısı;
4. Otomatik modda fotosellerden şarj bağlama.

Güneş enerjisi cihazları için pil şarj kontrolörü önemlidir, çünkü tüm işlevlerini iyi çalışır durumda gerçekleştirmek, yerleşik pilin ömrünü büyük ölçüde artırır.

Pil şarj denetleyicileri ne içindir?

Pil doğrudan güneş panellerinin terminallerine bağlanırsa, sürekli olarak şarj olacaktır. Sonuçta, tam olarak şarj edilmiş bir pil akım almaya devam edecek ve voltajın birkaç volt artmasına neden olacaktır. Sonuç olarak, akü yeniden şarj edilir, elektrolitin sıcaklığı yükselir ve bu sıcaklık, elektrolitin kaynadığı değerlere ulaşır, akü kutularından keskin bir buhar çıkışı olur. Sonuç olarak, elektrolit tamamen buharlaşabilir ve kutular kuruyabilir. Doğal olarak bu, pile "sağlık" katmaz ve performansının kaynağını önemli ölçüde azaltır.

Güneş pili şarj sistemindeki kontrolör

Burada, bu tür olayları önlemek için, şarj / deşarj süreçlerini optimize etmek için kontrolörlere ihtiyaç vardır.

Güneş kontrol cihazı fonksiyonları

Güneş pili denetleyicisi olarak adlandırılan elektronik modül, güneş pilinin şarj / deşarj işlemi sırasında çeşitli izleme işlevlerini gerçekleştirmek üzere tasarlanmıştır.

Bu, güneş panelleri için mevcut birçok şarj kontrol cihazı modelinden birine benziyor. Bu modül, PWM tipinin geliştirilmesine aittir.

Örneğin bir evin çatısına monte edilen bir güneş panelinin yüzeyine güneş ışığı düştüğünde, cihazın fotoselleri bu ışığı elektrik akımına dönüştürür.

Ortaya çıkan enerji aslında doğrudan depolama bataryasına beslenebilir.Bununla birlikte, pili şarj etme / boşaltma işleminin kendi incelikleri vardır (belirli seviyelerde akım ve voltaj). Bu incelikleri ihmal ederseniz, pil kısa bir süre içinde arızalanacaktır.

Bu kadar üzücü sonuçların olmaması için güneş pili için şarj kontrolörü adı verilen bir modül tasarlandı.

Modül, pil şarj seviyesini izlemenin yanı sıra enerji tüketimini de izler. Deşarjın derecesine bağlı olarak, güneş pilinden gelen pil şarj kontrol devresi, ilk ve sonraki şarj için gereken akım seviyesini düzenler ve ayarlar.

Güneş pili şarj kontrol cihazının kapasitesine bağlı olarak, bu cihazların tasarımları çok farklı konfigürasyonlara sahip olabilir.

Genel olarak, basit terimlerle, modül, periyodik olarak enerji biriktiren ve tüketici cihazlarına bırakan pil için sorunsuz bir "ömür" sağlar.

Neden şarj kontrolü ve bir solar şarj kontrolörü nasıl çalışır?

Ana sebepler:

1. Pilin daha uzun süre çalışmasına izin verecektir! Aşırı şarj, bir patlamayı tetikleyebilir.
2. Her pil belirli bir voltajda çalışır. Kontrolör, istenen U'yu seçmenize izin verir.

Ayrıca, şarj kontrol cihazı, çok düşükse bataryayı tüketim cihazlarından ayırır. Ek olarak, tamamen şarj edildiğinde bataryayı güneş hücresinden ayırır.

Böylece sigorta gerçekleşir ve sistemin işleyişi daha güvenli hale gelir.

Çalışma prensibi son derece basittir. Cihaz dengenin korunmasına yardımcı olur ve voltajın çok fazla düşmesine veya yükselmesine izin vermez.

Güneş pili şarjı için kontrolör türleri

1. Ev yapımı.
2. MRRT.
3. Açık / Kapalı.
4. Melezler.
5. PWM türleri.

Aşağıda lityum cihazlar ve diğer piller için bu seçenekleri kısaca açıklıyoruz

DIY kontrolörleri

Elektronik konusunda deneyim ve beceriye sahip olduğunuzda, bu cihaz bağımsız olarak yapılabilir. Ancak böyle bir cihazın yüksek verimliliğe sahip olması pek olası değildir. İstasyonunuzun gücü düşükse, ev yapımı bir cihaz büyük olasılıkla uygundur.

Bu şarj cihazını inşa etmek için devresini bulmanız gerekecek. Ancak hata payının 0,1 olması gerektiğini unutmayın.

İşte basit bir şema.

MRRT

En yüksek şarj gücü sınırını takip edebilme. Yazılımın içinde voltaj ve akım seviyelerini izlemenizi sağlayan bir algoritma vardır. Tüm tesisatın maksimum verimlilikte çalışacağı belirli bir denge bulur.

MPPT cihazı bugün en iyi ve en gelişmiş cihazlardan biri olarak kabul edilir. PMW'nin aksine, sistem verimliliğini% 35 artırır. Böyle bir cihaz, çok sayıda güneş paneliniz olduğunda uygundur.

Cihaz tipi AÇIK / KAPALI

Satıştaki en basit olanıdır. Diğerleri kadar çok özelliğe sahip değil. Cihaz, voltaj maksimuma çıktığında pili yeniden şarj etmeyi kapatır.

Ne yazık ki, bu tip solar şarj kontrol cihazı% 100'e kadar şarj edemiyor. Akım maksimuma sıçradığında, bir kapanma meydana gelir. Sonuç olarak, eksik bir şarj, kullanım ömrünü kısaltır.

Melezler

Veriler, güneş ve rüzgar gibi iki tür güç kaynağı olduğunda cihaza uygulanır. Tasarımları PWM ve MPRT'ye dayanmaktadır. Benzer cihazlardan temel farkı, akım ve voltajın özellikleridir.

Amacı: aküye giden yükü eşitlemek. Bu, jeneratörlerin rüzgarından gelen düzensiz akım akışından kaynaklanmaktadır. Bu nedenle, enerji depolamanın ömrü önemli ölçüde azaltılabilir.

PWM veya PWM

Çalışma akımın darbe genişliği modülasyonuna dayanmaktadır. Eksik şarj sorununu çözer. Akımı düşürür ve böylece şarjı% 100'e kadar getirir.

Pwm işleminin bir sonucu olarak, pilin aşırı ısınması söz konusu değildir.Sonuç olarak, bu güneş kontrol ünitesinin çok verimli olduğu düşünülmektedir.

Pil Şarj Kontrol Cihazı Nasıl Çalışır?

Yapının fotosellerinde güneş ışığı olmaması durumunda uyku modundadır. Işınlar elemanlarda göründükten sonra, kontrol cihazı hala uyku modundadır. Sadece güneşten depolanan enerji elektrik eşdeğerinde 10 volta ulaştığında açılır.

Voltaj bu rakama ulaşır ulaşmaz cihaz açılır ve Schottky diyot aracılığıyla aküye akım sağlamaya başlar. Bu moddaki batarya şarj işlemi, kontrolör tarafından alınan voltaj 14 V'a ulaşana kadar devam edecektir. Bu meydana gelirse, 35 watt'lık bir güneş bataryası için kontrolör devresinde bazı değişiklikler meydana gelecektir. Amplifikatör, MOSFET'e erişimi açacak ve diğer ikisi, daha zayıf olanları kapatılacaktır.

Bu, pili şarj etmeyi durduracaktır. Voltaj düşer düşmez devre eski konumuna dönecek ve şarj işlemi devam edecektir. Bu işlem için denetleyiciye ayrılan süre yaklaşık 3 saniyedir.

Solar şarj kontrol cihazlarının bazı özellikleri

Sonuç olarak, şarj kontrol cihazlarının birkaç özelliğinden bahsetmem gerekiyor. Modern sistemlerde, operasyonel güvenilirliği artırmak için bir dizi korumaya sahiptirler. Bu tür cihazlarda aşağıdaki koruma türleri uygulanabilir:

• Yanlış polarite bağlantısına karşı;
• Yükteki ve girişteki kısa devrelerden;
• Yıldırımdan;
• Aşırı ısınma;
• Giriş aşırı gerilimlerinden;
• Geceleri pilin boşalmasından.

Ayrıca bunlara her türlü elektronik sigorta takılmıştır. Güneş enerjisi sistemlerinin çalışmasını kolaylaştırmak için, şarj kontrolörleri bilgi ekranlarına sahiptir. Pilin durumu ve bir bütün olarak sistem hakkındaki bilgileri görüntülerler. Aşağıdaki gibi veriler olabilir:

• Şarj durumu, akü voltajı;
• Fotoseller tarafından verilen akım;
• Akü şarjı ve yük akımı;
• Depolanan ve bağışlanan amper-saatler.

Ekranda ayrıca düşük şarjla ilgili bir mesaj, yükteki elektrik kesintisi hakkında bir uyarı da gösterilebilir.

Bazı güneş kontrolör modellerinde gece modunu etkinleştirmek için zamanlayıcılar bulunur. İki bağımsız pilin çalışmasını kontrol eden karmaşık cihazlar vardır. Adlarında genellikle Duo ön eki bulunur. Ayrıca, fazla enerjiyi ısıtma elemanlarına boşaltabilen modellere de dikkat etmek önemlidir.

Bir bilgisayara bağlanmak için bir arayüze sahip modeller ilginçtir. Bu şekilde, güneş sistemini izleme ve kontrol etme işlevselliğini önemli ölçüde genişletmek mümkündür. Makalenin sizin için yararlı olduğu ortaya çıktıysa, bağlantıyı sosyal ağlara yayın. Bunu yaparak sitenin gelişmesine yardımcı olacaksınız. Aşağıdaki ankette oy verin ve malzemeyi değerlendirin! Yorumlarda makaleye düzeltme ve eklemeler bırakın.

Cihaz özellikleri

Boştayken düşük güç tüketimi. Devre, küçük ve orta ölçekli kurşun asit aküler için tasarlanmıştır ve boştayken düşük akım (5mA) çeker. Bu pil ömrünü uzatır.

Hazır bulunan bileşenler. Cihaz, mağazalarda kolayca bulunabilen geleneksel bileşenler (SMD değil) kullanır. Hiçbir şeyin yanıp sönmesi gerekmez, ihtiyacınız olan tek şey bir voltmetre ve devreyi ayarlamak için ayarlanabilir bir güç kaynağıdır.

Cihazın en son sürümü. Bu, cihazın üçüncü sürümüdür, bu nedenle şarj cihazının önceki sürümlerinde bulunan hata ve eksikliklerin çoğu düzeltilmiştir.

Voltaj regülasyonu. Cihaz, paralel bir voltaj regülatörü kullanır, böylece akü voltajı normu, genellikle 13,8 Volt'u aşmaz.

Düşük gerilim koruması. Çoğu güneş enerjisi şarj cihazı, güneş paneline pil sızıntısına karşı koruma sağlamak için bir Schottky diyot kullanır.Akü tamamen şarj olduğunda şönt voltaj regülatörü kullanılır. Bu yaklaşımla ilgili sorunlardan biri diyot kayıpları ve bunun sonucunda ısınmasıdır. Örneğin, 100 watt'lık, 12V'luk bir güneş paneli bataryaya 8A sağlar, Schottky diyot boyunca voltaj düşüşü 0,4V olacaktır, yani. güç kaybı yaklaşık 3,2 watt'tır. Bu, ilk olarak kayıplardır ve ikincisi, diyotun ısıyı gidermek için bir radyatöre ihtiyacı olacaktır. Sorun, voltaj düşüşünü azaltmak için çalışmaması, paralel bağlanan birkaç diyotun akımı azaltması, ancak voltaj düşüşünün bu şekilde kalmasıdır. Aşağıdaki şemada geleneksel diyotlar yerine mosfetler kullanılmıştır, bu nedenle güç yalnızca aktif direnç için kaybedilir (direnç kayıpları).

Karşılaştırma için, IRFZ48 (KP741A) mosfetleri kullanırken 100 W'lık bir panelde, güç kaybı yalnızca 0,5 W'tır (Q2'de). Bu, piller için daha az ısı ve daha fazla enerji anlamına gelir. Bir diğer önemli nokta ise, mosfetlerin pozitif bir sıcaklık katsayısına sahip olmaları ve direnci azaltmak için paralel bağlanabilmeleridir.

Yukarıdaki diyagramda birkaç standart dışı çözüm kullanılmaktadır.

Doluyor. Güneş paneli ile yük arasında hiçbir diyot kullanılmaz, bunun yerine bir Q2 mosfet vardır. Mosfet'teki bir diyot, akımın panelden yüke akmasına izin verir. Q2'de önemli bir voltaj belirirse, o zaman transistör Q3 açılır, C4 kondansatörü şarj edilir ve bu da op-amp U2c ve U3b'yi Q2'nin mosfetini açmaya zorlar. Şimdi, voltaj düşüşü Ohm yasasına göre hesaplanır, yani. I * R ve orada bir diyot olmasından çok daha az. Kondansatör C4 periyodik olarak direnç R7 aracılığıyla boşaltılır ve Q2 kapanır. Panelden bir akım akarsa, L1 indüktörünün kendi kendine endüksiyon EMF'si Q3'ü hemen açmaya zorlar. Bu çok sık olur (saniyede birçok kez). Akımın güneş paneline gitmesi durumunda, Q2 kapanır, ancak Q3 açılmaz çünkü diyot D2, L1 bobininin kendi kendine endüksiyon EMF'sini sınırlar. Diyot D2, 1A akım için derecelendirilebilir, ancak test sırasında böyle bir akımın nadiren meydana geldiği ortaya çıktı.

VR1 düzeltici maksimum voltajı ayarlar. Voltaj 13.8V'u aştığında, işlemsel yükseltici U2d Q1'in mosfetini açar ve panelden gelen çıkış toprağa "kısa devre yapar". Ek olarak, U3b opamp Q2'yi kapatır vb. panel yükten ayrılmıştır. Bu gereklidir çünkü Q1, güneş paneline ek olarak, yük ve bataryayı "kısa devre yapar".

N-kanallı mosfetlerin yönetimi. Mosfetleri Q2 ve Q4'ü sürmek için devrede kullanılandan daha fazla voltaj gereklidir. Bunu yapmak için, bir diyot ve kapasitör çemberine sahip op-amp U2, artan bir voltaj VH oluşturur. Bu gerilim, çıkışı aşırı gerilim olacak olan U3'e güç sağlamak için kullanılır. Bir grup U2b ve D10, çıkış voltajının 24 voltta kararlılığını sağlar. Bu voltajla, transistörün geçit kaynağı boyunca en az 10V'luk bir voltaj olacaktır, bu nedenle ısı üretimi küçük olacaktır. Genellikle, N-kanallı mosfetler, P-kanallı olanlardan çok daha düşük empedansa sahiptir, bu yüzden bu devrede kullanılmışlardır.

Düşük gerilim koruması. Harici direnç ve kondansatör kayışına sahip opamp U3a olan Mosfet Q4, düşük gerilim koruması için tasarlanmıştır. Burada Q4 standart dışı olarak kullanılmaktadır. Mosfet diyotu, aküye sabit bir akım akışı sağlar. Voltaj belirtilen minimumun üzerinde olduğunda, mosfet açıktır ve pili şarj ederken küçük bir voltaj düşüşüne izin verir, ancak daha da önemlisi, güneş pili yeterli çıkış gücü sağlayamazsa, aküden gelen akımın yüke akmasına izin verir. Bir sigorta, yük tarafında kısa devrelere karşı koruma sağlar.

Aşağıda, elemanların ve baskılı devre kartlarının düzeninin resimleri bulunmaktadır.

Cihazı kurma. Cihazın normal kullanımı sırasında, J1 atlama teli takılmamalıdır! D11 LED'i ayarlama için kullanılır. Cihazı yapılandırmak için, "yük" terminallerine ayarlanabilir bir güç kaynağı bağlayın.

Düşük gerilim korumasının ayarlanması J1 atlama telini takın. Güç kaynağında çıkış voltajını 10,5V olarak ayarlayın. Düzeltici VR2'yi LED D11 yanana kadar saat yönünün tersine çevirin. LED kapanana kadar VR2'yi hafifçe saat yönünde çevirin. J1 atlama telini çıkarın.

Maksimum voltajın ayarlanması Güç kaynağında çıkış voltajını 13,8V olarak ayarlayın. Düzeltici VR1'i LED D9 kapanana kadar saat yönünde çevirin. LED D9 yanana kadar VR1'i yavaşça saat yönünün tersine çevirin.

Denetleyici yapılandırılmıştır. J1 jumper'ını çıkarmayı unutmayın!

Tüm sistemin kapasitesi küçükse, mosfetler daha ucuz IRFZ34 ile değiştirilebilir. Sistem daha güçlü ise, mosfetler daha güçlü IRFZ48 ile değiştirilebilir.

Ev yapımı güneş paneli denetleyicisi

• ev
• > Benim küçük deneyimim

Kontrolör çok basittir ve sadece dört parçadan oluşur.

Bu güçlü bir transistördür (49Amps'ye kadar işleyebilen bir IRFZ44N kullanıyorum).

Artı kontrollü otomotiv röle regülatörü (VAZ "klasik").

Direnç 120kOhm.

Diyot, güneş paneli tarafından verilen akımı tutmak için daha güçlüdür (örneğin, bir araba diyot köprüsünden).

Çalışma prensibi de çok basittir. Elektronik hakkında hiç bir şey anlamadığım için yazıyorum.

Röle regülatörü bataryaya, eksi alüminyum tabana (31k), artı (15k) 'ye bağlanır, kontaktan (68k) tel, bir direnç yoluyla transistörün kapısına bağlanır. Transistörün üç ayağı vardır, birincisi kapı, ikincisi drenaj, üçüncüsü kaynaktır. Güneş panelinin eksi kaynağa ve artı aküye, transistörün drenajından eksi güneş paneli aküye gider.

Röle regülatörü bağlandığında ve çalışırken, (68k) 'den gelen pozitif sinyal kapının kilidini açar ve güneş panelinden gelen akım kaynak tahliyesinden bataryaya akar ve bataryadaki voltaj 14 volt'u aştığında röle -düzenleyici artıyı kapatır ve transistörün kapısı eksi kapattığı dirençten boşaltılır, böylece güneş panelinin eksi teması kesilerek kapanır. Ve voltaj biraz düştüğünde, röle regülatörü yine geçide bir artı verecek, transistör açılacak ve yine panelden gelen akım aküye akacaktır. SB'nin pozitif telindeki diyot, pilin gece boşalmaması için gereklidir, çünkü ışık olmadan güneş panelinin kendisi elektrik tüketir.

Aşağıda, denetleyici elemanlarının bağlantısının görsel bir açıklaması bulunmaktadır.

Elektronikte iyi değilim ve belki devremde bazı kusurlar var, ancak herhangi bir ayar olmadan çalışıyor ve hemen çalışıyor ve güneş panelleri için fabrika kontrolörlerinin yaptığı şeyi yapıyor ve maliyet fiyatı sadece yaklaşık 200 ruble ve bir saat. işin.

Aşağıda bu denetleyicinin anlaşılmaz bir fotoğrafı var, tıpkı bunun gibi, denetleyicinin tüm detayları kutunun kasasına sabitlenmiştir. Transistör biraz ısınır ve onu küçük bir fana sabitledim. Dirençle paralel olarak, kontrolörün çalışmasını gösteren küçük bir LED koydum. SB açık olduğunda, açık olmadığında, pilin şarj edildiği anlamına gelir ve pil hızlı bir şekilde yanıp söndüğünde, pil neredeyse doludur ve yeniden şarj olur.

Bu kontrolör altı aydan fazla bir süredir çalışıyor ve bu süre zarfında herhangi bir sorun yok, her şeyi bağladım, şimdi pili takip etmiyorum, her şey kendi kendine çalışıyor. Bu benim ikinci kontrolörüm, rüzgar jeneratörleri için balast regülatörü olarak monte ettiğim ilk, ev yapımı ürünlerim bölümündeki önceki makalelerde bununla ilgili bakın.

Dikkat - denetleyici tam olarak çalışmıyor. Bir süre çalıştıktan sonra, bu devredeki transistörün tamamen kapanmadığı ve 14 volt aşıldığında bile akımın yine de aküye akmaya devam ettiği anlaşıldı.

Çalışmayan devre için özür dilerim, kendimi uzun süre kullandım ve her şeyin işe yaradığını düşündüm, ancak ortaya çıktı ve tam bir şarjdan sonra bile akım hala aküye akıyor. Transistör, 14 volta ulaştığında yalnızca yarıya kadar kapanır. Devreyi henüz kaldırmayacağım, zaman ve arzu ortaya çıktıkça, bu kontrolörü bitirip çalışma devresini düzenleyeceğim.
Ve şimdi bir kontrolör olarak uzun süredir mükemmel çalışan bir balast regülatörüm var. Voltaj 14 voltu aşar aşmaz, transistör tüm fazla enerjiyi yakan ampulü açar ve açar. Aynı zamanda, bu balastta artık iki güneş paneli ve bir rüzgar türbini var.

Türler

Açık kapalı

Bu tür bir cihaz en basit ve en ucuz olarak kabul edilir. Tek ve ana görevi, aşırı ısınmayı önlemek için maksimum voltaja ulaşıldığında akünün şarj beslemesini kapatmaktır.

Bununla birlikte, bu türün belirli bir dezavantajı vardır, bu da çok erken kapanmadır. Maksimum akıma ulaştıktan sonra, şarj işlemini birkaç saat sürdürmek gerekir ve bu kontrol cihazı hemen kapatacaktır.

Sonuç olarak, pil şarjı maksimumun% 70'i civarında olacaktır. Bu, bataryayı olumsuz etkiler.

PWM

Bu tür, gelişmiş bir Açık / Kapalı'dır. Yükseltme, yerleşik bir darbe genişlik modülasyonu (PWM) sistemine sahip olmasıdır. Bu işlev, kontrolörün maksimum gerilime ulaştıktan sonra mevcut beslemeyi kapatmasına değil, gücünü azaltmasına izin verdi.

Bu nedenle, cihazı neredeyse tamamen şarj etmek mümkün hale geldi.

MRRT

Bu tür şu anda en gelişmiş olarak kabul edilmektedir. Çalışmasının özü, belirli bir pil için maksimum voltajın tam değerini belirleyebildiği gerçeğine dayanmaktadır. Sistemdeki akım ve gerilimi sürekli olarak izler. Bu parametrelerin sürekli alınması nedeniyle, işlemci en uygun akım ve voltaj değerlerini koruyabilir ve bu da maksimum güç oluşturmanıza olanak tanır.

Kontrolör MPPT ve PWN'yi karşılaştırırsak, birincisinin verimliliği yaklaşık% 20-35 daha yüksektir.

Denetleyici türleri

Açma / Kapama Kontrolörleri

Bu modeller, tüm güneş şarj kontrolörleri sınıfının en basitidir.

Güneş enerjisi sistemleri için açma / kapama şarj kontrolörü

Açık / Kapalı modeller, üst voltaj sınırına ulaşıldığında akü şarjını kapatmak için tasarlanmıştır. Bu genellikle 14,4 volttur. Sonuç olarak, aşırı ısınma ve aşırı şarj önlenir.

Açma / Kapama denetleyicileri pili tam olarak şarj edemez. Sonuçta, burada kapanma, maksimum akıma ulaşıldığı anda gerçekleşir. Ve tam kapasiteye kadar şarj işleminin hala birkaç saat sürdürülmesi gerekiyor. Kapanma sırasındaki şarj seviyesi, nominal kapasitenin yaklaşık yüzde 70'idir. Doğal olarak bu, pilin durumunu olumsuz etkiler ve hizmet ömrünü kısaltır.

PWM kontrolörleri

Açma / Kapama cihazları olan bir sistemde eksik pil şarjına bir çözüm arayışında, şarj akımının darbe genişlik modülasyonu (kısaca PWM) prensibine dayalı kontrol üniteleri geliştirilmiştir. Böyle bir denetleyicinin çalışma noktası, voltaj sınırına ulaşıldığında şarj akımını azaltmasıdır. Bu yaklaşımla pil şarjı neredeyse yüzde 100'e ulaşıyor. İşlemin verimliliği yüzde 30'a varan oranda artırıldı.

PWM şarj kontrolörü
Çalışma sıcaklığına bağlı olarak akımı düzenleyebilen PWM modelleri vardır. Bu, pilin durumu üzerinde iyi bir etkiye sahiptir, ısınma azalır, şarj daha iyi kabul edilir. Süreç otomatik olarak düzenlenir.
Uzmanlar, güneş ışığının yüksek aktivitesinin olduğu bölgelerde güneş panelleri için PWM şarj kontrol cihazlarının kullanılmasını tavsiye ediyor.Genellikle düşük güçlü (iki kilovattan az) güneş sistemlerinde bulunabilirler. Kural olarak, küçük kapasiteli şarj edilebilir piller içlerinde çalışır.

Regülatörler tipi MPPT

Günümüzde MPPT şarj kontrolörleri, güneş enerjisi sistemlerinde bir akümülatör şarj etme sürecini düzenlemek için en gelişmiş cihazlardır. Bu modeller, aynı güneş panellerinden elektrik üretme verimliliğini artırır. MPPT cihazlarının çalışma prensibi, maksimum güç değeri noktasının belirlenmesine dayanır.

MPPT şarj kontrolörü

MPPT, sistemdeki akımı ve gerilimi sürekli olarak izler. Bu verilere dayanarak, mikroişlemci, maksimum güç üretimini elde etmek için optimum parametre oranını hesaplar. Voltajı ayarlarken, şarj işleminin aşaması bile dikkate alınır. MPPT güneş kontrolörleri, modüllerden çok fazla voltaj almanıza ve ardından onu en uygun voltaja dönüştürmenize bile izin verir. Optimal, pili tamamen şarj eden anlamına gelir.

MPPT'nin çalışmasını PWM ile karşılaştırarak değerlendirirsek, güneş sisteminin verimliliği yüzde 20'den yüzde 35'e çıkacaktır. Artılar ayrıca güneş panelinin gölgelendirilmesiyle yüzde 40'a kadar çalışma kabiliyetini de içeriyor. Kontrolör çıkışında yüksek bir voltaj değerini muhafaza etme yeteneği nedeniyle, küçük kablolama kullanılabilir. Güneş panellerini ve üniteyi PWM'ye göre daha büyük bir mesafeye yerleştirmek de mümkündür.

Hibrit şarj kontrolörleri

ABD, Almanya, İsveç, Danimarka gibi bazı ülkelerde elektriğin önemli bir kısmı rüzgar türbinleri tarafından üretiliyor. Bazı küçük ülkelerde, alternatif enerji bu eyaletlerin enerji ağlarında büyük bir paya sahiptir. Rüzgar sistemlerinin bir parçası olarak, şarj sürecini kontrol etmek için cihazlar da vardır. Santral bir rüzgar jeneratörü ve güneş panellerinin birleşik bir versiyonuysa, hibrit kontrolörler kullanılır.

Hibrit kontrolör
Bu cihazlar bir MPPT veya PWM devresi ile oluşturulabilir. Temel fark, farklı volt-amper özellikleri kullanmalarıdır. Rüzgar jeneratörleri çalışma sırasında çok dengesiz elektrik üretimi üretir. Sonuç, piller üzerinde dengesiz bir yük ve stresli çalışmadır. Hibrit kontrolörün görevi fazla enerjiyi boşaltmaktır. Bunun için kural olarak özel ısıtma elemanları kullanılır.

Ev yapımı kontrolörler

Elektrik mühendisliğini anlayan kişiler genellikle rüzgar türbinleri ve güneş panelleri için şarj kontrolörleri inşa ederler. Bu tür modellerin işlevselliği, verimlilik açısından genellikle yetersizdir ve fabrika cihazlarına ayarlanan özelliktir. Bununla birlikte, küçük kurulumlarda, ev yapımı bir kontrolörün gücü oldukça yeterlidir.

Ev yapımı güneş şarj regülatörü

Kendi ellerinizle bir şarj kontrol cihazı oluştururken, toplam gücün aşağıdaki koşulu karşılaması gerektiğini unutmamalısınız: 1.2P ≤ I * U. I, denetleyicinin çıkış akımı, U, pil boşaldığındaki voltajdır.

Oldukça az sayıda ev yapımı kontrolör devresi var. Bunları internetteki uygun forumlarda arayabilirsiniz. Burada sadece böyle bir cihaz için bazı genel gereksinimler hakkında söylenmelidir:

• Şarj voltajı 13,8 volt olmalıdır ve anma akımına bağlı olarak değişir;
• Şarjın kapatıldığı voltaj (11 volt). Bu değer yapılandırılabilir olmalıdır;
• Şarjın açıldığı voltaj 12,5 volttur.

Yani, kendi ellerinizle bir güneş sistemi kurmaya karar verirseniz, bir şarj kontrolörü yapmaya başlamanız gerekecek. Güneş panelleri ve rüzgar türbinlerini çalıştırırken onsuz yapamazsınız.

Seçim seçenekleri

Yalnızca iki seçim kriteri vardır:

1. İlk ve çok önemli nokta gelen voltajdır. Bu göstergenin maksimumu, güneş pilinin açık devre voltajının yaklaşık% 20'si kadar yüksek olmalıdır.
2. İkinci kriter anma akımıdır. PWN tipi seçilirse, anma akımı, pilin kısa devre akımından yaklaşık% 10 daha yüksek olmalıdır. MPPT seçilirse, ana özelliği güçtür. Bu parametre, tüm sistemin voltajının sistemin nominal akımı ile çarpılmasından daha büyük olmalıdır. Hesaplamalar için, boşalan pillerle gerilim alınır.

Denetleyicileri bağlamanın yolları

Bağlantı konusu göz önüne alındığında, hemen not edilmelidir: her bir cihazın montajı için, karakteristik bir özellik, belirli bir dizi güneş paneli ile yapılan çalışmadır.

Bu nedenle, örneğin, maksimum 100 volt giriş voltajı için tasarlanmış bir kontrolör kullanılıyorsa, bir dizi güneş paneli bu değerden daha fazla olmayan bir voltaj vermelidir.

Herhangi bir güneş enerjisi santrali, ilk aşamanın çıkış ve giriş voltajları arasındaki denge kuralına göre çalışır. Kontrolörün üst voltaj limiti, panelin üst voltaj limitiyle eşleşmelidir.

Cihazı bağlamadan önce, fiziksel kurulumunun yerini belirlemek gerekir. Kurallara göre kurulum yeri kuru, iyi havalandırılmış alanlarda seçilmelidir. Cihazın yakınında yanıcı malzemelerin varlığı hariçtir.

Cihazın yakın çevresinde titreşim, ısı ve nem kaynaklarının varlığı kabul edilemez. Kurulum sahası atmosferik yağıştan ve doğrudan güneş ışığından korunmalıdır.

PWM modellerini bağlama tekniği

Neredeyse tüm PWM kontrolör üreticileri, kesin bir bağlantı cihazları dizisi gerektirir.

PWM kontrol cihazlarını çevresel cihazlara bağlama tekniği özellikle zor değildir. Her kart, etiketli terminallerle donatılmıştır. Burada işlem sırasını izlemeniz yeterlidir.

Çevresel cihazlar, kontak terminallerinin tanımlarına tam olarak bağlanmalıdır:

1. Akü kablolarını belirtilen polariteye göre cihazın akü terminallerine bağlayın.
2. Koruyucu sigortayı doğrudan pozitif telin temas noktasında açın.
3. Güneş paneli için tasarlanan kontrolör kontaklarına, panellerin güneş panellerinden çıkan iletkenleri sabitleyiniz. Polariteye dikkat edin.
4. Cihazın yük terminallerine uygun voltajda (genellikle 12 / 24V) bir test lambası bağlayın.

Belirtilen sıra ihlal edilmemelidir. Örneğin, batarya bağlı değilken ilk etapta güneş panellerinin bağlanması kesinlikle yasaktır. Bu tür eylemlerle, kullanıcı cihazı "yakma" riskini taşır. Bu materyal, bir bataryalı güneş pillerinin montaj şemasını daha ayrıntılı olarak açıklamaktadır.

Ayrıca, PWM serisi kontrolörler için, kontrol cihazının yük terminallerine bir voltaj invertörü bağlamak kabul edilemez. İnverter doğrudan akü terminallerine bağlanmalıdır.

MPPT cihazlarını bağlama prosedürü

Bu tip aparat için fiziksel kurulum için genel gereksinimler önceki sistemlerden farklı değildir. Ancak, MPPT denetleyicileri genellikle daha güçlü cihazlar olarak kabul edildiğinden, teknolojik kurulum genellikle biraz farklıdır.

Yüksek güç seviyeleri için tasarlanmış kontrolörler için, güç devresi bağlantılarında metal sonlandırıcılarla donatılmış büyük kesitli kabloların kullanılması önerilir.

Örneğin, yüksek güçlü sistemler için, bu gereksinimler, üreticilerin en az 4 A / mm2 akım yoğunluğu için tasarlanmış güç bağlantı hatları için bir kablo almayı önermesiyle tamamlanmaktadır. Yani, örneğin, 60 A'lık bir akıma sahip bir kontrolör için, en az 20 mm2 kesitli bir bataryaya bağlanmak için bir kabloya ihtiyaç vardır.

Bağlantı kabloları, özel bir aletle sıkıca kıvrılmış bakır pabuçlarla donatılmalıdır. Güneş paneli ve bataryanın negatif terminalleri sigorta ve anahtar adaptörleri ile donatılmalıdır.

Bu yaklaşım enerji kayıplarını ortadan kaldırır ve tesisatın güvenli çalışmasını sağlar.

Güçlü bir MPPT denetleyicisini bağlamak için blok şeması: 1 - güneş paneli; 2 - MPPT denetleyicisi; 3 - terminal bloğu; 4.5 - sigortalar; 6 - denetleyici güç anahtarı; 7.8 - yer otobüsü

Güneş panellerini cihaza bağlamadan önce, terminallerdeki voltajın kontrolör girişine uygulanmasına izin verilen voltajla eşleştiğinden veya daha düşük olduğundan emin olun.

Çevre birimlerini MTTP cihazına bağlama:

1. Paneli ve pil anahtarlarını kapalı konuma getirin.
2. Paneli ve akü koruma sigortalarını çıkarın.
3. Batarya terminallerinden gelen kabloyu batarya için kontrol cihazı terminallerine bağlayın.
4. Güneş paneli uçlarını uygun işaret ile işaretlenmiş kontrolör terminallerine bağlayın.
5. Toprak terminali ile topraklama barası arasına bir kablo bağlayın.
6. Sıcaklık sensörünü talimatlara göre kontrolöre takın.

Bu adımlardan sonra, önceden çıkarılan pil sigortasını yerine takmak ve anahtarı "açık" konuma getirmek gerekir. Pil algılama sinyali kontrolör ekranında görünecektir.

Daha sonra, kısa bir aradan sonra (1-2 dakika), önceden çıkarılan güneş paneli sigortasını değiştirin ve panel anahtarını "açık" konuma getirin.

Gösterge ekranı, güneş panelinin voltaj değerini gösterecektir. Bu an, güneş enerjisi santralinin başarılı bir şekilde faaliyete geçmesine tanıklık ediyor.

Ev yapımı kontrolör: özellikler, aksesuarlar

Cihaz, gücü 4 A'yı geçmeyen bir akım üreten tek bir güneş paneli ile çalışmak üzere tasarlanmıştır. Kontrolör tarafından şarj edilen batarya kapasitesi 3.000 A * h'dir.

Denetleyiciyi üretmek için aşağıdaki öğeleri hazırlamanız gerekir:

• 2 mikro devre: LM385-2.5 ve TLC271 (işlemsel bir yükselticidir);
• 3 kapasitör: C1 ve C2 düşük güçlüdür, 100n'ye sahiptir; C3, 16 V olarak derecelendirilmiş 1000u kapasiteye sahiptir;
• 1 gösterge LED'i (D1);
• 1 Schottky diyot;
• 1 diyot SB540. Bunun yerine, herhangi bir diyot kullanabilirsiniz, asıl mesele, güneş pilinin maksimum akımına dayanabilmesidir;
• 3 transistör: BUZ11 (Q1), BC548 (Q2), BC556 (Q3);
• 10 direnç (R1 - 1k5, R2 - 100, R3 - 68k, R4 ve R5 - 10k, R6 - 220k, R7 - 100k, R8 - 92k, R9 - 10k, R10 - 92k). Hepsi% 5 olabilir. Daha fazla doğruluk istiyorsanız,% 1 direnç alabilirsiniz.

Bazı bileşenleri nasıl değiştirebilirim

Bu öğelerden herhangi biri değiştirilebilir. Diğer devreleri kurarken, C2 kapasitörünün kapasitansını değiştirmeyi ve Q3 transistörünün önyargısını seçmeyi düşünmeniz gerekir.

Bir MOSFET transistörü yerine başka herhangi birini kurabilirsiniz. Eleman, düşük bir açık kanal direncine sahip olmalıdır. Schottky diyotunu değiştirmemek daha iyidir. Normal bir diyot takabilirsiniz, ancak doğru şekilde yerleştirilmesi gerekir.

Dirençler R8, R10 92 kOhm'dur. Bu değer standart değildir. Bu nedenle, bu tür dirençleri bulmak zordur. Tam teşekküllü yedekleri, 82 ve 10 kOhm'luk iki direnç olabilir. Sırayla dahil edilmeleri gerekir.

Denetleyici düşmanca bir ortamda kullanılmayacaksa, bir düzeltici direnci takabilirsiniz. Voltajı kontrol etmeyi mümkün kılar. Agresif bir ortamda uzun süre çalışmayacaktır.

Daha güçlü paneller için bir denetleyici kullanmak gerekirse, MOSFET transistör ve diyotu daha güçlü analoglarla değiştirmek gerekir. Diğer tüm bileşenlerin değiştirilmesine gerek yoktur. 4 A'yı düzenlemek için bir soğutma bloğu takmanın bir anlamı yoktur. MOSFET'i uygun bir soğutucu üzerine kurarak, cihaz daha verimli bir panel ile çalışabilecektir.

Çalışma prensibi

Güneş pilinden akım gelmediğinde, kontrolör uyku modundadır. Herhangi bir pil yünü kullanmaz. Güneş ışınları panele çarptıktan sonra, kontrol cihazına elektrik akımı geçmeye başlar. Açılmalı. Bununla birlikte, gösterge LED'i 2 zayıf transistörle birlikte yalnızca voltaj 10 V'a ulaştığında yanar.

Bu voltaja ulaştıktan sonra akım Schottky diyotundan aküye geçecektir. Voltaj 14 V'a yükselirse, yükseltici U1 çalışmaya başlayacak ve MOSFET'i açacaktır. Sonuç olarak, LED sönecek ve iki düşük güçlü transistör kapanacaktır. Pil şarj olmuyor. Bu sırada C2 taburcu edilecek. Ortalama olarak bu 3 saniye sürer. C2 kapasitörünün deşarjından sonra, U1'in histerezisi aşılacak, MOSFET kapanacak, pil şarj olmaya başlayacaktır. Şarj, voltaj anahtarlama seviyesine yükselene kadar devam edecektir.

Şarj işlemi periyodik olarak gerçekleşir. Dahası, süresi pilin şarj akımının ne olduğuna ve ona bağlı cihazların ne kadar güçlü olduğuna bağlıdır. Şarj, voltaj 14 V'a ulaşana kadar devam eder.

Devre çok kısa sürede açılır. Dahil edilmesi, C2'nin Q3 transistörünü sınırlayan bir akımla şarj etme süresinden etkilenir. Akım 40 mA'dan fazla olamaz.