Вибір контролера заряду для сонячних батарей

1. Елементи ланцюга геліосистеми і їх функція
2. Роль контролера в схемі системи
3. види:
4. On / Off
5. ШІМ (PWM)
6. MPPT
7. характеристики вибору
8. Як зробити своїми руками
9. узагальнення функцій

Геліосистеми на сонячних батареях - альтернативні джерела енергії, які набувають все більшої популярності. Це екологічна чистота, практичність і економія фінансів. Монтаж пристрою перетворення світла в струм не так вже простий. Сонячна батарея функціонує в системі, що складається з панелей, акумуляторів, інверторів, проводів і контролера заряду. Завдяки цьому комплексу енергія сонця використовується більш ефективно. Найбільш популярні системи працюють автономно. Це можливо тому, що ключовим елементом є регулятор або контролер заряду сонячних батарей.

Елементи ланцюга геліосистеми і їх функція

Кожен елемент у схемі сонячної батареї відповідає за виконання певної функції.

Сонячна панель, що складається з фотоелементів, перетворює енергію випромінювання сонця в струм.
Акумулятор накопичує енергію і видає її при споживанні.
Інвертор створює змінний струм з постійного, а також змінює вихідну частоту, напругу.

Роль контролера в схемі системи

Чи можливо поєднати сонячну панель з блоком акумуляторів (АКБ) безпосередньо, не використовуючи контролер заряду? При такій схемі на батарею акумуляторів зарядний струм надходить постійно, що призводить до зростання напруги. При максимальному значенні 14, 4 В електроліт почне в ній википати, що скоротить термін служби. Коли саме подібний процес, властивий акумуляторів, почнеться, залежить від типу АКБ. Контролер сонячних батарей стежить за значенням напруги, хоча теж не дуже сприятливий для довговічності зарядного пристрою. Але він робить систему автономної, звільняючи людини від ручного контролю. Однак, можна було б застосувати вольтметр для контрольних вимірів. А в критичний момент відключати харчування вручну.

Отже, контролер стежить в автоматичному режимі за процесами отримання акумулятором енергії і видачі її на споживають пристрої - навантаження. Це не єдина його функція. Також різні типи можуть виконувати такі важливі ролі в ланцюзі сонячних батарей.

• Автоматично з'єднує акумулятор з сонячними модулями для зарядки.
• Вибирає оптимальний режим для накопичення заряду.
• Повний контроль за процесом, а також включення і відключення споживають пристроїв.
• Підтримує потрібну полярність.
• Охороняє від короткого замикання або перебою в подачі енергії.
• Враховує рівень потужності.
• Контролює витрату енергії.

види:

Для конкретної системи сонячних панелей підійде один з трьох типів контролерів, які є у продажу. Хоча їх так само можливо виготовити своїми руками. Як можна вибрати контролер заряду для сонячної батареї, підкаже наступний опис кожного виду.

On / Off

On / Off - найпростіший контролер, що відключає подачу напруги при максимумі 14,4 В. Акумулятор захищається від перегріву і перезарядки. Але повний заряд АКБ при цьому не забезпечується. Адже коли максимальне значення напруги досягається, процес повинен триває ще деякий час, але він виробляє відключення. Тому рівень заряду буває не більше 70%. Це зменшує термін служби акумуляторів, погіршує стан його пластин.

Такі пристрої зараз майже не використовуються. Та й контролерами їх не завжди називають. Найчастіше це автомат відключення.

ШІМ (PWM)

ШІМ (PWM) - контролер, що вирішує проблему неповного заряду. Це пристрій, що управляє нового покоління з широтно-імпульсною модуляцією (ШІМ) надходить струму. Коли напруга спадає до максимуму, номінал заряджає струму зменшується. Рівень заряду в такому процесі досягає 100%, а ефективність роботи системи підвищується до 30%. Окремі моделі ШІМ регуляторів коректно змінюють напругу вхідного струму по відношенню до температури навколишнього середовища. Батарея при цьому захищена від перегріву, а здатність приймати напруга збільшується при автономно регулює процес.

MPPT

MPPT контролер - найдосконаліше пристрій, що застосовується для регуляції заряду від сонячної батареї. З його застосуванням підвищується ефективність формування електроенергії, а також її кількість. Пристрій відстежує точку максимальної потужності, так як безперервно контролює параметри. Аналітичний блок на процесорі розраховує співвідношення струму і напруги, оптимальне для отримання повної потужності. При цьому враховується стадія зарядки.

Пристрій MPPT знімає велику напругу з панелей, що перетворюється в оптимальне для заряду акумулятора. Воно не збігається з напругою живлення, зазначеним у паспорті АКБ. Ефективність роботи системи може збільшитися на 35% в порівнянні зі схемою на інших типах контролерів. Регулятори MPPT змушують працювати систему при зниженій на 40% освітленості. На виході теж створюється значне напруження. Перетин проводів при цьому можна застосувати менше, а відстань від акумуляторів до модуля збільшити.

характеристики вибору

Вибираючи контролер для сонячних батарей, рекомендується звертати увагу на наступні параметри.

Напруга при вході, вказане в тех. паспорті пристрою. Максимальне значення має бути на 20% більше напруги «холостого ходу» сонячної батареї.
Контролери заряду PWM повинні мати номінальний струм на 10% вищий за значенням, ніж такий же параметр при короткому замиканні батареї.
Контролер заряду сонячної батареї типу MPPT потрібно вибирати по потужності. Вона повинна бути не менше величини напруги сонячної батареї (для виряджених акумуляторів), помноженої на вихідний струм. Для інтенсивного сонця до значення додають 20% запасу.

Як зробити своїми руками

Контролери для сонячних панелей можна зробити своїми руками. Особливо це доречно при самостійній збірці конструкції геліосистеми. Звичайно, подібні пристрої поступаються за можливостями і характеристиками заводським моделям, що не виключає достатності для невеликої установки, наприклад, з єдиною сонячної панелі. В наш час розроблено безліч схем. Щоб зробити саморобний контролер - регулятор заряду для сонячних батарей, можна скористатися даною схемою:

Також можете переглянути відео:

Головне слід дотримуватися наступних параметрів:

Напруга зарядки - 13,8 В;
Відключення проводиться при 8 В;
Включення заряду при 12,5 В.

узагальнення функцій

Застосування контролерів заряду не обмежується тим, що вони укомплектовують конструкцію сонячних батарей. У США і деяких країнах Європи поширеним джерелом електроенергії є вітрогенератори. В їх схеми теж входять контролери заряду. Якщо вітряної генератор суміщений з модулями сонячної батареї, контролер застосовується гібридного типу. Його конструкція грунтується на МРРТ або PWM регуляторах, але з іншими характеристиками по струму і напрузі.

Дане електронний пристрій запобігає повну розрядку акумулятора або його надмірний заряд. Можна перерахувати наступні узагальнені функції.

Заряджає акумулятор за стадіями.
При максимальному заряді або розряді відключає надходження струму або споживають електрику прилади.
Знову включають навантаження при відновленні заряду.
Автоматично включає зарядку акумулятора.
На закінчення можна сказати: регулятор заряду - це важливий вузол геліосистеми. Завдяки тому, що зарядка і розрядка акумуляторів керована, останні не піддадуться такому режиму, внаслідок якого неможливо буде відновити їх функцію.