Kontroler punjenja baterije za solarni panel. Shema i opis

Ovdje ćete saznati:

• Kad vam treba kontroler
• Funkcije solarnog regulatora
• Kako djeluje kontroler punjenja baterije
• Karakteristike uređaja
• Vrste
• Opcije odabira
• Načini povezivanja kontrolera
• Domaći kontroler: značajke, dodaci
• Kako mogu zamijeniti neke komponente
• Načelo rada

Regulator punjenja solarne baterije obvezni je element elektroenergetskog sustava na solarnim pločama, osim za baterije i same panele. Za što je odgovoran i kako to sam napraviti?

Kad vam treba kontroler

Solarna energija i dalje je ograničena (na razini kućanstva) na stvaranje fotonaponskih panela relativno male snage. No, bez obzira na dizajn fotoelektričnog pretvarača u solarnu struju, ovaj je uređaj opremljen modulom koji se naziva kontroler punjenja solarne baterije.

Zapravo, postavka fotosinteze solarne svjetlosti uključuje punjivu bateriju koja pohranjuje energiju primljenu od solarne ploče. Ovaj sekundarni izvor energije primarno servisira regulator.

Dalje ćemo razumjeti uređaj i principe rada ovog uređaja, a također ćemo razgovarati o tome kako ga povezati.

S maksimalnim punjenjem baterije, regulator će regulirati trenutni dovod do njega, smanjujući ga na potrebnu količinu kompenzacije za samopražnjenje uređaja. Ako se baterija potpuno isprazni, kontroler će odvojiti sve dolazne opterećenja na uređaju.

Potreba za ovim uređajem može se svesti na sljedeće točke:

1. Višestepeno punjenje baterije;
2. Podešavanje uključivanja / isključivanja baterije prilikom punjenja / pražnjenja uređaja;
3. Priključak baterije uz maksimalno punjenje;
4. Povezivanje punjenja iz fotoćelija u automatskom načinu rada.

Kontroler napunjenosti baterije za solarne uređaje važan je jer izvršavanje svih njegovih funkcija u ispravnom stanju uvelike povećava vijek trajanja ugrađene baterije.

Gdje je instaliran

Kontroler je povezan između baterije i solarne ploče. Međutim, solarni pretvarač mora biti uključen u shemu ožičenja. Pretvarač se koristi za pretvaranje 12 V istosmjerne struje iz solarne ploče u 220 V izmjeničnu struju iz bilo koje utičnice u kući, postavljene nakon baterije.

Također je važno imati osigurač koji vrši zaštitnu funkciju od raznih preopterećenja i kratkih spojeva. Stoga, da biste osigurali svoj dom, morate instalirati osigurač. U prisutnosti velikog broja solarnih panela, poželjno je ugraditi osigurače između svakog elementa kruga.

Slika ispod prikazuje kako pretvarač izgleda (crni okvir):

Standardni dijagram povezivanja izgleda nekako poput onoga prikazanog na donjoj slici.

Dijagram pokazuje da su solarni paneli povezani s regulatorom, električna energija se napaja u regulator i zatim pohranjuje u bateriju. Iz baterije se vraća na kontroler, a zatim na pretvarač. A nakon pretvarača postoji distribucija za potrošnju.

Funkcije solarnog regulatora

Elektronički modul, nazvan kontroler solarne baterije, dizajniran je za obavljanje različitih nadzornih funkcija tijekom postupka punjenja / pražnjenja solarne baterije.

Ovo izgleda kao jedan od mnogih postojećih modela regulatora punjenja za solarne panele. Ovaj modul pripada razvoju tipa PWM

Kad sunčeva svjetlost padne na površinu solarne ploče instalirane, na primjer, na krovu kuće, fotoćelije uređaja pretvaraju ovu svjetlost u električnu struju.

Dobivena energija, zapravo, mogla bi se napajati izravno u akumulator. Međutim, postupak punjenja / pražnjenja baterije ima svoje suptilnosti (određene razine struja i napona). Ako zanemarimo ove suptilnosti, baterija će jednostavno propasti u kratkom vremenskom razdoblju.

Kako ne bi imali tako tužne posljedice, dizajniran je modul koji se naziva regulator punjenja za solarnu bateriju.

Osim praćenja razine napunjenosti baterije, modul također nadzire potrošnju energije. Ovisno o stupnju pražnjenja, krug regulatora napunjenosti baterije iz solarne baterije regulira i postavlja razinu struje potrebne za početno i naknadno punjenje.

Ovisno o kapacitetu kontrolera punjenja solarne baterije, dizajni ovih uređaja mogu imati vrlo različite konfiguracije.

Općenito govoreći, jednostavnim riječima, modul pruža bezbrižan „život“ bateriji koja se povremeno akumulira i oslobađa energiju potrošačkih uređaja.

Što se događa ako ne instalirate

Ako ne instalirate MPPT ili PWM kontrolere za solarne panele, morat ćete samostalno nadzirati razinu napona na baterijama. To se može učiniti pomoću voltmetra, kao što je prikazano na donjoj slici.

Međutim, s takvom vezom razina napunjenosti baterije neće biti fiksna, uslijed čega može pregorjeti i propasti. Ova metoda povezivanja moguća je kada se male solarne ploče spajaju na uređaje snage snage najviše 0,1 kW. Za panele koji će napajati cijelu kuću, ne preporučuje se ugradnja bez regulatora, jer oprema neće uspjeti mnogo ranije. Također, zbog prekomjernog punjenja akumulatora, oni mogu propasti: pretvarač, budući da se neće nositi s takvim naponom, može izgorjeti ožičenje iz toga, i tako dalje. Stoga treba provesti ispravnu ugradnju, uzeti u obzir sve čimbenike.

Kako djeluje kontroler punjenja baterije

U nedostatku sunčeve svjetlosti na fotoćelijama strukture, ona je u stanju mirovanja. Nakon što se zrake pojave na elementima, kontroler je i dalje u stanju mirovanja. Uključuje se samo ako pohranjena sunčeva energija dosegne 10 volti u električnom ekvivalentu.

Čim napon dosegne ovaj indikator, uređaj će se uključiti i kroz Schottky diodu počet će dovoditi struju u bateriju. Postupak punjenja akumulatora u ovom načinu rada nastavit će se dok napon primljen od regulatora ne dosegne 14 V. Ako se to dogodi, tada će se dogoditi neke promjene u krugu regulatora za solarnu bateriju od 35 vata ili bilo koju drugu. Pojačalo će otvoriti pristup MOSFET-u, a druga dva, ona slabija, biti će zatvorena.

Ovo će zaustaviti punjenje baterije. Čim napon padne, krug će se vratiti u prvobitni položaj i punjenje će se nastaviti. Vrijeme dodijeljeno upravljaču za ovu operaciju je oko 3 sekunde.

Uradi sam kontroler punjenja

Ako imate iskustva u radu s električnom opremom, sami možete stvoriti regulator za punjenje solarne baterije. Slika ispod prikazuje najjednostavniji dijagram takvog uređaja.

Razmotrimo načelo djelovanja takve sheme. LDR fotoćelija ili fotootpornik je uređaj koji mijenja svoj otpor kad je svjetlost pogodi, odnosno to je solarna ploča. Upravljani tranzistorima. Tijekom izlaganja suncu, tranzistori su zatvoreni. Struja se prenosi s ploče na bateriju kroz diodu D2, ovdje je potrebna kako struja ne bi tekla u drugom smjeru.Kad se potpuno napuni, ZD regulator šalje signal crvenoj LED lampici koja svijetli crveno i punjenje prestaje. Kad se napon na bateriji smanji, stabilizator se isključi i odvija se punjenje. Otpornici su potrebni kako bi se smanjila amperaža kako elementi ne bi otkazali. Dijagram također označava transformator iz kojeg se također može dogoditi punjenje, princip je isti. Struja počinje teći duž ove grane noću ili za oblačnog vremena.

Karakteristike uređaja

Niska potrošnja energije u praznom hodu. Krug je dizajniran za male do srednje olovne baterije i u praznom hodu crpi slabu struju (5mA). To produžava vijek trajanja baterije.

Lako dostupne komponente. Uređaj koristi konvencionalne komponente (ne SMD) koje je lako pronaći u trgovinama. Ništa ne treba bljesnuti, jedino što trebate je voltmetar i prilagodljivo napajanje za podešavanje kruga.

Najnovija verzija uređaja. Ovo je treća verzija uređaja, pa je ispravljena većina pogrešaka i nedostataka prisutnih u prethodnim verzijama punjača.

Regulacija napona. Uređaj koristi paralelni regulator napona tako da napon akumulatora ne prelazi normu, obično 13,8 V.

Zaštita od podnapona. Većina solarnih punjača koristi Schottky diodu za zaštitu od curenja baterija na solarnu ploču. Regulator napona napona koristi se kad je baterija potpuno napunjena. Jedan od problema s ovim pristupom su gubici dioda i, kao posljedica toga, njihovo zagrijavanje. Na primjer, solarna ploča od 100 vata, 12V, napaja bateriju 8A, pad napona na Schottky diodi bit će 0,4V, tj. rasipanje snage je oko 3,2 vata. To su, prvo, gubici, a drugo, diodi će trebati radijator za uklanjanje topline. Problem je što neće uspjeti smanjiti pad napona, nekoliko paralelno spojenih dioda smanjit će struju, ali pad napona će ostati isti. U donjem dijagramu, umjesto uobičajenih dioda, koriste se mosfet-ovi, pa se snaga gubi samo zbog aktivnog otpora (otporni gubici).

Za usporedbu, na panelu od 100 W pri korištenju IRFZ48 (KP741A) mosfetova, gubitak snage je samo 0,5 W (u Q2). To znači manje topline i više energije za baterije. Druga važna stvar je da mosfetovi imaju pozitivan temperaturni koeficijent i mogu se paralelno povezati kako bi se smanjio otpor.

Gornji dijagram koristi nekoliko nestandardnih rješenja.

Punjenje. Između solarne ploče i tereta ne koristi se dioda, umjesto toga postoji Q2 MOSFET. Dioda u MOSFET-u omogućuje protok struje od ploče do tereta. Ako se na Q2 pojavi značajan napon, tada se otvori tranzistor Q3, napuni se kondenzator C4, što prisiljava op-pojačalo U2c i U3b da otvore mosfet Q2. Sada se pad napona izračunava prema Ohmovu zakonu, tj. I * R, i to je puno manje nego da je tamo bila dioda. Kondenzator C4 se povremeno prazni kroz otpornik R7 i Q2 se zatvara. Ako iz ploče teče struja, tada samoindukcijski EMF induktora L1 odmah prisiljava Q3 da se otvori. To se događa vrlo često (mnogo puta u sekundi). U slučaju kada struja ide na solarnu ploču, Q2 se zatvara, ali Q3 se ne otvara, jer dioda D2 ograničava samoindukcijski EMF prigušnice L1. Dioda D2 može se ocijeniti strujom od 1A, ali tijekom ispitivanja pokazalo se da se takva struja rijetko javlja.

Trimer VR1 postavlja maksimalni napon. Kad napon premaši 13,8 V, operativno pojačalo U2d otvara MOS-ov Q1 i izlaz s ploče je "kratko spojen" na masu.Uz to, U3b opamp isključuje Q2 i tako dalje. ploča je odvojena od tereta. To je neophodno jer Q1, pored solarne ploče, "kratko spoji" opterećenje i bateriju.

Upravljanje N-kanalnim MOSFET-ovima. MOSFET-ovi Q2 i Q4 zahtijevaju više napona za pogon od onih koji se koriste u krugu. Da bi to učinio, opcijsko pojačalo U2 s vezanjem dioda i kondenzatora stvara povećani napon VH. Ovaj napon koristi se za napajanje U3, čiji će izlaz biti prenaponski. Skup U2b i D10 osigurava stabilnost izlaznog napona na 24 volta. S tim naponom, kroz ulazni izvor tranzistora bit će napon od najmanje 10 V, tako da će proizvodnja topline biti mala. Obično N-kanalni mosfetovi imaju puno nižu impedansu od P-kanalnih, zbog čega su korišteni u ovom krugu.

Zaštita od podnapona. Mosfet Q4, U3a opamp s vanjskim vezanjem otpornika i kondenzatora, dizajnirani su za zaštitu od podnapona. Ovdje se Q4 koristi nestandardno. Mosfet dioda osigurava stalni protok struje u bateriju. Kada je napon iznad navedenog minimuma, mosfet je otvoren, dopuštajući mali pad napona prilikom punjenja baterije, ali što je još važnije, omogućuje struju iz baterije da teče do tereta ako solarna ćelija ne može pružiti dovoljnu izlaznu snagu. Osigurač štiti od kratkih spojeva na strani tereta.

Ispod su slike rasporeda elemenata i tiskanih pločica.

Postavljanje uređaja. Tijekom normalne uporabe uređaja ne smije se postavljati kratkospojnik J1! D11 LED koristi se za podešavanje. Da biste konfigurirali uređaj, spojite prilagodljivo napajanje na terminale "opterećenja".

Postavljanje zaštite od podnapona Umetnite kratkospojnik J1. U napajanju postavite izlazni napon na 10,5V. Okrećite trimer VR2 u smjeru suprotnom od kazaljke na satu dok LED D11 ne zasvijetli. Okrenite VR2 malo u smjeru kazaljke na satu dok se LED lampica ne isključi. Uklonite kratkospojnik J1.

Postavljanje maksimalnog napona U napajanju postavite izlazni napon na 13,8V. Okrenite trimer VR1 u smjeru kazaljke na satu dok se LED D9 ne ugasi. Okrenite VR1 polako u smjeru suprotnom od kazaljke na satu dok LED D9 ne zasvijetli.

Kontroler je konfiguriran. Ne zaboravite ukloniti kratkospojnik J1!

Ako je kapacitet cijelog sustava mali, tada se MOSFET-ovi mogu zamijeniti jeftinijim IRFZ34. A ako je sustav moćniji, tada se MOSFET-ovi mogu zamijeniti snažnijim IRFZ48.

Solarni regulator punjenja

Ovaj je uređaj glavni u cijelom sustavu - upravljač je koji osigurava interakciju svih komponenata - solarne ploče, tereta i baterije (potreban je samo ako energiju želimo pohraniti u bateriju, ako isporučujemo energije izravno u električnu mrežu, potreban je drugi tip mrežnog regulatora).
Na tržištu postoji prilično malo regulatora za slabu struju (10-20A), ali od tada u našem se slučaju umjesto olovne koristi litijeva baterija, tada trebate odabrati kontroler s podesivim (podesivim) parametrima. Kupljen je kontroler, kao na fotografiji, cijena izdanja od 13 USD na eBayu do 20-30 USD, ovisno o pohlepi lokalnih prodavača. Upravljač se s ponosom naziva "Inteligentni PWM kontroler punjenja solarne ploče", iako se zapravo sva njegova "inteligencija" sastoji u mogućnosti postavljanja pragova punjenja i pražnjenja, a strukturno se ne razlikuje puno od konvencionalnog DC-DC pretvarača.

Povezivanje kontrolera prilično je jednostavno, ima samo 3 priključka - za solarnu ploču, odnosno za opterećenje i bateriju. U mom slučaju, 12V LED traka bila je spojena kao opterećenje, baterija je i dalje ista testna baterija s Hobbykingom. Također na kontroleru se nalaze 2 USB konektora, od kojih možete puniti razne uređaje.

Sve skupa izgledalo je ovako:

Prije upotrebe upravljača, trebate ga konfigurirati. Upravljači ovog modela prodaju se u različitim modifikacijama za različite vrste baterija, a razlike su najvjerojatnije samo u unaprijed postavljenim parametrima. Za svoju troćelijsku litijsku bateriju (3S1P) postavio sam sljedeće vrijednosti:

Kao što vidite, napon za isključivanje punjenja (PV OFF) postavljen je na 12,5 V (na temelju 4,2 V može se staviti 12,6 po ćeliji, ali blago podnapunjenje pozitivno utječe na broj ciklusa baterija). Sljedeća 2 parametra prekidaju opterećenje, u mom slučaju je postavljeno na 10V i ponovno omogućuje punjenje na 10,5V. Minimalna vrijednost mogla bi se postaviti još manje, do 9,6 V, ostavljena je mala marža za rad samog kontrolera koji se napaja istom baterijom.

Vrste

Uključeno, Isključeno

Ova vrsta uređaja smatra se najjednostavnijom i najjeftinijom. Njegova je jedina i glavna zadaća isključiti dovod napunjenosti akumulatora kad se dostigne maksimalni napon kako bi se spriječilo pregrijavanje.

Međutim, ovaj tip ima određeni nedostatak, a to je prerano isključivanje. Nakon postizanja maksimalne struje potrebno je održavati postupak punjenja nekoliko sati i ovaj će ga regulator odmah isključiti.

Kao rezultat, punjenje baterije bit će u području od 70% od maksimuma. To negativno utječe na bateriju.

PWM

Ova vrsta je napredni On / Off. Nadogradnja je što ima ugrađeni sustav modulacije širine impulsa (PWM). Ova je funkcija omogućila regulatoru, nakon postizanja maksimalnog napona, da ne isključi strujno napajanje, već da smanji njegovu snagu.

Zbog toga je postalo moguće gotovo potpuno napuniti uređaj.

MRRT

Ova se vrsta u današnje vrijeme smatra najnaprednijom. Suština njegovog rada temelji se na činjenici da je u stanju odrediti točnu vrijednost maksimalnog napona za datu bateriju. Kontinuirano prati struju i napon u sustavu. Zbog stalnog primanja ovih parametara, procesor je u stanju održavati najoptimalnije vrijednosti struje i napona, što vam omogućuje stvaranje maksimalne snage.

Ako usporedimo regulator MPPT i PWN, tada je učinkovitost prvog veća za oko 20-35%.

MRRT uređaji

Najučinkovitijim i najstabilnijim kontrolerima smatraju se kontrolori solarnih baterija modifikacije MPRT - Maximum Power Point Tracking. Ovi uređaji nadgledaju snagu punjenja kada se dosegne maksimalno ograničenje. Ovaj postupak koristi sofisticirane algoritme za kontrolu očitanja napona i struje, uspostavljajući najoptimalniji omjer karakteristika koji osiguravaju maksimalnu učinkovitost sunčevog sustava.

U procesu rada praktički je utvrđeno da je mppt solarni regulator napredniji i značajno se razlikuje od ostalih modela. U usporedbi s PWM uređajima, to je oko 35% učinkovitije, odnosno ispada da je sam sustav isti.

Viša kvaliteta i pouzdanost takvih uređaja postiže se složenim krugom, nadopunjenim komponentama koje pružaju blisku kontrolu u skladu s radnim uvjetima. Posebni krugovi nadgledaju i uspoređuju razinu struje i napona, a zatim određuju maksimalnu izlaznu snagu.

Glavna značajka MPRT kontrolera je mogućnost podešavanja solarne ploče na maksimalnu snagu, bez obzira na trenutno vrijeme. Dakle, baterija djeluje učinkovitije i osigurava potrebno punjenje baterije.

Opcije odabira

Postoje samo dva kriterija odabira:

1. Prva i vrlo važna točka je dolazni napon. Maksimum ovog indikatora trebao bi biti veći za oko 20% napona otvorenog kruga solarne baterije.
2. Drugi kriterij je nazivna struja.Ako je odabran tip PWN, njegova nazivna struja mora biti veća od struje kratkog spoja baterije za oko 10%. Ako se odabere MPPT, tada je njegova glavna karakteristika snaga. Ovaj parametar mora biti veći od napona cijelog sustava pomnoženog s nazivnom strujom sustava. Za izračun se uzima napon ispražnjenih baterija.

Odabir prema snazi ​​niza solarnih panela

Glavni parametar solarnog regulatora punjenja je radni napon i maksimalna jačina struje s kojom regulator punjenja može raditi. Vrlo je važno znati takve parametre solarnih panela kao što su:

• Nominalni napon je radni napon kruga solarne baterije, zatvoren za opterećenje, tj. po kontroloru;
• Napon otvorene petlje je maksimalno dostižni napon solarnog kruga, koji nije povezan s opterećenjem. Taj se napon naziva i napon otvorenog kruga. Kad je spojen na solarni regulator, regulator mora biti u stanju izdržati ovaj napon.
• Maksimalna ulazna solarna struja, struja kratkog spoja solarnog kruga. Ovaj se parametar rijetko navodi u karakteristikama regulatora. Da biste to učinili, morate saznati naziv osigurača u regulatoru i izračunati veličinu struje kratkog spoja solarnih modula u krugu. Za solarne panele obično je uvijek naznačena struja kratkog spoja. Struja kratkog spoja uvijek je veća od maksimalne radne struje.
• Nazivna pogonska struja. Struja povezanog solarnog kruga koju generiraju solarni paneli u normalnim radnim uvjetima. Ova je struja obično niža od specificirane u karakteristikama regulatora, budući da proizvođači, kao i uvijek, naznačuju maksimalnu jačinu struje regulatora.
• Nazivna snaga povezanih solarnih panela. Ova snaga predstavlja umnožak radnog napona i radne struje solarnih panela. Snaga solarnih panela spojenih na regulator mora biti jednaka ili manja od naznačene, ali ne veća. Ako je snaga prekoračena, regulator može izgorjeti u nedostatku osigurača. Iako većina kontrolera prirodno ima osigurače predviđene za 10-20% preopterećenja tijekom 5-10 minuta.

Načini povezivanja kontrolera

Uzimajući u obzir temu povezivanja, odmah treba napomenuti: za ugradnju svakog pojedinog uređaja karakteristična je značajka rad s određenom serijom solarnih panela.

Tako se, na primjer, ako se koristi regulator koji je dizajniran za maksimalni ulazni napon od 100 volti, niz solarnih ploča treba izlaziti na napon ne veći od ove vrijednosti.

Bilo koja solarna elektrana radi prema pravilu ravnoteže između izlaznog i ulaznog napona prvog stupnja. Gornja granica napona regulatora mora odgovarati gornjoj granici napona ploče

Prije spajanja uređaja potrebno je odrediti mjesto njegove fizičke instalacije. Prema pravilima, mjesto ugradnje treba odabrati na suhim, dobro prozračenim mjestima. Prisutnost zapaljivih materijala u blizini uređaja je isključena.

Prisutnost izvora vibracija, topline i vlage u neposrednoj blizini uređaja je neprihvatljiva. Mjesto ugradnje mora biti zaštićeno od atmosferskih oborina i izravne sunčeve svjetlosti.

Tehnika povezivanja PWM modela

Gotovo svi proizvođači PWM kontrolera zahtijevaju točan redoslijed povezivanja uređaja.

Tehnika povezivanja PWM regulatora s perifernim uređajima nije osobito teška. Svaka ploča opremljena je označenim terminalima. Ovdje jednostavno trebate slijediti slijed radnji.

Periferni uređaji moraju biti povezani u potpunosti u skladu s oznakama kontaktnih stezaljki:

1. Spojite žice baterije na priključke baterije uređaja u skladu s naznačenim polaritetom.
2. Uključite zaštitnu osigurač izravno na mjestu kontakta pozitivne žice.
3. Na kontaktima regulatora namijenjenog solarnoj ploči učvrstite vodiče koji izlaze iz solarnih ploča panela. Promatrajte polaritet.
4. Spojite ispitnu žarulju odgovarajućeg napona (obično 12 / 24V) na stezaljke opterećenja uređaja.

Navedeni redoslijed ne smije se kršiti. Primjerice, strogo je zabranjeno uopće povezivati ​​solarne panele kad baterija nije spojena. Takvim radnjama korisnik riskira da "sprži" uređaj. Ovaj materijal detaljnije opisuje dijagram montaže solarnih ćelija s baterijom.

Također, za kontrolere serije PWM neprihvatljivo je priključiti pretvarač napona na stezaljke opterećenja regulatora. Pretvarač treba spojiti izravno na stezaljke akumulatora.

Postupak spajanja MPPT uređaja

Opći zahtjevi za fizičku instalaciju za ovu vrstu uređaja ne razlikuju se od prethodnih sustava. No, tehnološka postavka često je nešto drugačija, budući da se MPPT kontroleri često smatraju moćnijim uređajima.

Za kontrolere dizajnirane za velike razine snage, preporuča se uporaba kabela velikih presjeka, opremljenih metalnim završecima, na priključcima strujnog kruga.

Na primjer, za sustave velike snage, ti se zahtjevi dopunjuju činjenicom da proizvođači preporučuju uzimanje kabela za vodove za napajanje dizajniran za gustoću struje od najmanje 4 A / mm2. To je, na primjer, za regulator s strujom od 60 A potreban je kabel za spajanje na bateriju presjeka najmanje 20 mm2.

Spojni kablovi moraju biti opremljeni bakrenim ušicama, čvrsto stisnutim posebnim alatom. Negativne stezaljke solarne ploče i baterije moraju biti opremljene adapterima osigurača i prekidača.

Ovaj pristup uklanja gubitke energije i osigurava siguran rad instalacije.

Blok shema za povezivanje moćnog MPPT regulatora: 1 - solarna ploča; 2 - MPPT kontroler; 3 - terminalni blok; 4,5 - osigurači; 6 - prekidač za napajanje regulatora; 7.8 - prizemni autobus

Prije spajanja solarnih panela na uređaj, pobrinite se da se napon na stezaljkama podudara ili je manji od napona dopuštenog za primjenu na ulaz regulatora.

Spajanje perifernih uređaja na MTTP uređaj:

1. Postavite ploču i prekidače baterije u položaj isključeno.
2. Uklonite ploču i osigurače za zaštitu baterije.
3. Spojite kabel s terminala baterije na terminale kontrolera za bateriju.
4. Spojite vodove solarne ploče s priključcima regulatora označenim odgovarajućim znakom.
5. Spojite kabel između stezaljke uzemljenja i sabirnice uzemljenja.
6. Ugradite osjetnik temperature na regulator u skladu s uputama.

Nakon ovih koraka morate umetnuti prethodno uklonjeni osigurač baterije na mjesto i okrenuti prekidač u položaj "uključeno". Signal za otkrivanje baterije pojavit će se na zaslonu kontrolera.

Zatim, nakon kratke stanke (1-2 minute), zamijenite prethodno uklonjeni osigurač solarne ploče i okrenite prekidač ploče u položaj "uključeno".

Na zaslonu instrumenta prikazat će se vrijednost napona solarne ploče. Ovaj trenutak svjedoči o uspješnom puštanju u pogon solarne elektrane.

Izbor regulatora za napon i struju solarnih panela i baterije

Većina proizvedenih solarnih panela ima nominalni napon od 12 ili 24 volta. To je učinjeno kako bi se baterije mogle puniti bez dodatne pretvorbe napona. Punjive baterije pojavile su se mnogo ranije od solarnih panela i imaju zajednički nominalni napon od 12 ili 24 volta. U skladu s tim, većina solarnih regulatora dostupna je s nominalnim radnim naponom od 12 ili 24 volta, kao i dvostrukog raspona od 12 i 24 volta s automatskim osjetnikom i prebacivanjem napona.

Nominalni naponi od 12 i 24 volti su dovoljno niski za sustave velike snage. Da bi se dobila potrebna snaga, potrebno je povećati broj solarnih panela i akumulatora, povezujući ih u paralelne krugove i značajno povećavajući trenutnu snagu. Povećanje amperaže dovodi do zagrijavanja kabela i električnih gubitaka. Potrebno je povećati debljinu kabela, povećava se potrošnja metala. Također su potrebni snažni visokostrujni kontroleri, a takvi su vrlo skupi.

Da bi se eliminirao porast struje, izrađuju se kontroleri za sustave velike snage za nazivne radne napone od 36, 48 i 60 volti. Vrijedno je napomenuti da je napon regulatora višestruki od napona od 12 volti, kako bi se solarne ploče i baterija mogli spojiti na serijske sklopove. Višenamjenski kontroleri dostupni su samo za tehnologiju PWM punjenja.

Kao što vidite, PWM kontroleri odabiru se s naponom višestrukim od 12 volti i u njima nazivni ulazni napon solarnih panela i nominalni napon kruga spojenih baterija moraju biti jednaki, t.j. 12V od SB - 12V do baterije, 24V na 24, 48V na 48V.

Za MPPT kontrolere, ulazni napon može biti jednak ili proizvoljno veći nekoliko puta bez višekratnika od 12 V. Tipično MPPT kontroleri imaju ulazne napone sunca u rasponu od 50 volti za jednostavne modele i do 250 volti za kontrolere velike snage. Ali treba imati na umu da, opet, proizvođači navode maksimalni ulazni napon, a prilikom serijskog spajanja solarnih ploča treba dodati njihov maksimalni napon ili napon otvorenog kruga. Jednostavno rečeno: ulazni maksimalni napon je od 50 do 250 V, ovisno o modelu, nominalni ili minimalni ulaz bit će 12, 24, 36 ili 48 V. Istodobno, izlazni napon za punjenje baterije za MPPT kontrolere je standardni, često s automatskim otkrivanjem i podrškom napona na 12, 24, 36 i 48 V, ponekad 60 ili 96 V.

Postoje serijski industrijski vrlo moćni MPPT kontroleri s ulaznim naponom od solarnih panela na 600V, 800V, pa čak i 2000V. Te se kontrolere također može slobodno kupiti od ruskih dobavljača opreme.

Osim odabira regulatora radnim naponom, kontroleri bi se trebali odabrati prema maksimalnoj ulaznoj struji solarnih panela i maksimalnoj struji punjenja baterije.

Za PWM regulator, maksimalna ulazna struja solarnih panela ići će u struju punjenja akumulatora, tj. kontroler se neće puniti s više struje nego što je odaju solarni paneli povezani s njim.

U MPPT regulatoru sve je drugačije, ulazna struja od solarnih panela i izlazna struja za punjenje baterije su različiti parametri. Te struje mogu biti jednake ako je nominalni napon povezanih solarnih ploča jednak nominalnom naponu priključene baterije, ali tada se gubi bit MPPT pretvorbe, a učinkovitost regulatora smanjuje. U MPPT kontrolerima, nazivni ulazni napon solarnih panela trebao bi biti 2-3 puta veći od nazivnog napona priključenih baterija. Ako je ulazni napon niži od 2 puta veći, na primjer 1,5 puta, tada će biti manja učinkovitost i više od 3 puta veća, tada će doći do velikih gubitaka zbog razlike u pretvorbi napona.

Sukladno tome, ulazna struja uvijek će biti jednaka ili niža od maksimalne izlazne struje napunjenosti baterije. Stoga proizlazi da MPPT kontroleri moraju biti odabrani prema maksimalnoj struji punjenja baterije. No, kako ne bi premašili ovu struju, naznačena je maksimalna snaga povezanih solarnih ploča, pri nominalnom naponu kruga spojenih baterija. Primjer za MPPT regulator punjenja od 60 A:

• 800 W kod napona akumulatora elektrane 12V;
• 1600W pri naponu akumulatora elektrane od 24V;
• 2400W pri naponu akumulatora elektrane 36V;
• 3200W pri naponu akumulatora elektrane od 48V.

Treba napomenuti da je ova snaga od 12 volti naznačena za napon punjenja od solarnih panela od 13 - 14 volti, a višestruka je za ostale sustave s naponima od 24, 36 i 48 volti.

Domaći kontroler: značajke, dodaci

Uređaj je dizajniran za rad sa samo jednom solarnom pločom koja generira struju jačine koja ne prelazi 4 A. Kapacitet baterije koju puni regulator je 3.000 A * h.

Za proizvodnju kontrolera morate pripremiti sljedeće elemente:

• 2 mikrovezja: LM385-2,5 i TLC271 (operativno je pojačalo);
• 3 kondenzatora: C1 i C2 su male snage, imaju 100n; C3 ima kapacitet od 1000u, predviđen za 16 V;
• 1 LED indikator (D1);
• 1 Schottky dioda;
• 1 dioda SB540. Umjesto toga možete koristiti bilo koju diodu, glavna stvar je da može izdržati maksimalnu struju solarne baterije;
• 3 tranzistora: BUZ11 (Q1), BC548 (Q2), BC556 (Q3);
• 10 otpornika (R1 - 1k5, R2 - 100, R3 - 68k, R4 i R5 - 10k, R6 - 220k, R7 - 100k, R8 - 92k, R9 - 10k, R10 - 92k). Svi oni mogu biti 5%. Ako želite veću preciznost, tada možete uzeti 1% otpornika.

Kako mogu zamijeniti neke komponente

Bilo koji od ovih elemenata može se zamijeniti. Kada instalirate druge sklopove, trebate razmišljati o promjeni kapacitivnosti kondenzatora C2 i odabiru pristranosti tranzistora Q3.

Umjesto MOSFET tranzistora, možete instalirati bilo koji drugi. Element mora imati mali otpor otvorenog kanala. Bolje je ne zamjenjivati ​​Schottky-jevu diodu. Možete instalirati uobičajenu diodu, ali mora biti pravilno postavljena.

Otpornici R8, R10 su 92 kOhm. Ova vrijednost je nestandardna. Zbog toga je takve otpore teško pronaći. Njihova potpuna zamjena mogu biti dva otpora s 82 i 10 kOhm. Treba ih uključiti sekvencijalno.

Ako se kontroler neće koristiti u agresivnom okruženju, možete instalirati trimer. Omogućuje kontrolu napona. Neće dugo raditi u agresivnom okruženju.

Ako je potrebno koristiti kontroler za jače panele, potrebno je zamijeniti MOSFET tranzistor i diodu snažnijim analogima. Sve ostale komponente nije potrebno mijenjati. Nema smisla instalirati hladnjak za regulaciju 4 A. Ugradnjom MOSFET-a na prikladan hladnjak, uređaj će moći raditi s učinkovitijom pločom.

Glavne vrste

1. PWM (PWM) kontroleri punjenja... Omogućuje vam 100% punjenje baterije. No zbog nedostatka mehanizma za pretvaranje viška napona u amperažu i tehnologije za praćenje maksimalne točke, ova vrsta regulatora nije u stanju istisnuti iz solarnih panela sve što su sposobni. Uređaji ove vrste obično se koriste u malim sustavima do 2 kW.
2. MRPT kontroleri punjenja... Najnapredniji i najteži do danas. Oni su učinkoviti i pouzdani u radu, imaju širok raspon postavki i razne sigurnosne elemente. Upotreba regulatora ove vrste omogućuje vam ubrzanje povrata solarnih elektrana. Zbog mehanizma za pretvaranje napona u struju i inteligentnog sustava praćenja za maksimalnu točku, njihova je učinkovitost 20-30% veća u odnosu na prethodne modele. Ova vrsta uređaja koristi se i u malim i u velikim (industrijskim) objektima. A također i na mjestima s ograničenom površinom za postavljanje solarnih panela u situaciji u kojoj morate izvući maksimum iz njih (na primjer, na automobilima, brodovima ili jahtama)

Načelo rada

U nedostatku struje iz solarne baterije, regulator je u stanju mirovanja. Ne koristi ništa od vune baterije. Nakon što sunčeve zrake udare u ploču, električna struja počinje teći do regulatora. Trebalo bi se uključiti. Međutim, LED indikator, zajedno s 2 slaba tranzistora, uključuje se tek kad napon dosegne 10 V.

Nakon postizanja ovog napona, struja će teći kroz Schottky diodu do baterije.Ako napon poraste na 14 V, počet će raditi pojačalo U1, koje će uključiti MOSFET. Kao rezultat, LED će se ugasiti, a dva tranzistora male snage će biti zatvorena. Baterija se neće napuniti. Trenutno će se C2 isprazniti. U prosjeku to traje 3 sekunde. Nakon pražnjenja kondenzatora C2, histereza U1 će biti prevladana, MOSFET će se zatvoriti, baterija će se početi puniti. Punjenje će se nastaviti sve dok napon ne poraste do razine uključivanja.

Punjenje se događa povremeno. Štoviše, njegovo trajanje ovisi o tome koja je struja punjenja baterije i koliko su moćni uređaji povezani s njom. Punjenje se nastavlja sve dok napon ne dosegne 14 V.

Krug se uključuje u vrlo kratkom vremenu. Na njegovo uključivanje utječe vrijeme punjenja C2 strujom koja ograničava tranzistor Q3. Struja ne može biti veća od 40 mA.