Tõhus kasutamine päikeseenergia võib-olla sisse keerulised süsteemid mis sisaldab: laadimiskontrollerit päikesepaneelid, päikesepaneelid, akud (patareid) ja inverterid.
- PWM (PWM)
- MPPT
- Omatootmine
Mis on laadimiskontroller ja mis tüüpi see on?
Kõik ülaltoodud diagrammi elemendid mängivad oma rolli:
- Päikesemoodul tajub valguskiirgust ja muudab selle konstantseks elektrit. Moodul ise koosneb paljudest pooljuhtidest (fotoelementidest);
- Akut (akupakki) kasutatakse moodulitest tarnitava energia kogumiseks ja jaotamiseks;
- Inverterit kasutatakse teisendamiseks alalisvool vaheldumisi sageduse ja pinge väljundväärtuste muutumisega võrgus.
See võib tekkida loogiline küsimus: "Miks siis kontroller, sest saate otse ühendada päikesemooduli ja aku?" Kui seda ei tehta, siis voolab laadimisvool pidevalt aku klemmidele, mis omakorda põhjustab pinge tõusu. Varem või hiljem, sõltuvalt aku tüübist, pinge jõuab maksimaalne väärtus 14,4 V juures, misjärel algab aku laadimise ja selles elektrolüüdi ärakeetmise protsess. 
Ja see on otsene tee aku kasutusea lühendamiseks. Saate seda protsessi käsitsi jälgida lihtsa voltmeetri abil ja lülitada toide välja õige hetk. Kuid sel juhul on inimene pidevalt süsteemiga seotud ja seda ei saa enam autonoomseks nimetada.
Kontroller on just see lüli ahelas, mis peab jälgima aku laadimise ja energia jaotamise protsessi automaatrežiim. Lisaks täidab see mitmeid muid funktsioone, mille loend sõltub konkreetne mudel ja tüüp:
- Akude ja moodulite automaatne ühendamine laadimisahelaga;
- Optimaalsete laengu akumulatsioonirežiimide valik;
- Protsessi täielik kontroll ja vajadusel tarbijate lahti- või ühendamine;
- Toetage õiget polaarsust;
- Kaitse alates lühised, toiteallika katkestus (katkestus);
- Aku laetuse taseme arvestamine;
- Energiatarbimise kontroll jne.
Olemasolevate päikesesüsteemide jaoks peate need ise kokku panema või valima ühe kolmest olemasolevast tüübist:
- Sisse välja;
- PWM (PWM);
- MPPT.
See on kõige lihtsam olemasolevaid seadmeid, mis teatud pinge (14,4 V) saavutamisel lülitab laadimise välja. See hoiab ära seadme ülekuumenemise ja sellele järgneva ülelaadimise. Sel juhul on võimatu tagada aku täielikku laadimist, alates sellest, millal see jõuab maksimaalne vool toimub seiskamine, samal ajal kui protsessi on vaja jätkata veel mitu tundi. Selle tulemusena on laetuse tase pidevalt vahemikus 60-70%, mis mõjutab plaatide seisukorda ja vähendab aku tööiga.
Tegelikult võib selle mooduli kontrolleriks nimetamine olla vaid venitus - praktikas nimetatakse neid rohkem kaitselülititeks ja tänapäeval neid praktiliselt ei kasutata.
PWM (PWM)
Mittetäieliku laadimise probleemi saab lahendada uue põlvkonna juhtplokkide valimisega, mis kasutavad toitevoolu impulsi laiuse modulatsiooni (PWM) põhimõtet.
Selle tööpõhimõte põhineb laadimisvoolu nimiväärtuse vähendamisel tipppinge saavutamisel. See võimaldab teil saavutada 100% laadimistase, suurendades samal ajal üldist efektiivsust 20-30%. Mõned mudelid võimaldavad reguleerida sissetulevat voolu pinget sõltuvalt välistemperatuurist. Need hoiavad ära aku ülekuumenemise, suurendavad laadimisvõimet ja teostavad protsessi autonoomset reguleerimist.
PWM-i töö ligikaudne diagramm näeb välja selline:
Elektriarvete säästmiseks soovitavad meie lugejad Electricity Saving Boxi. Kuumaksed on 30-50% väiksemad kui enne säästu kasutamist. See eemaldab võrgust reaktiivse komponendi, mille tulemuseks on koormuse ja selle tagajärjel voolutarbimise vähenemine. Elektriseadmed tarbivad vähem elektrit ja kulud vähenevad.
MPPT
Tänapäeval turul saadaolev kõige arenenum päikesepatarei laetuse reguleerimisseade on MPPT. See võimaldab suurendada elektritootmise efektiivsust ja selle kogust samal seadmel päikesepaneelid. Iga mppt mooduli tööpõhimõte põhineb nn punkti jälgimisel maksimaalne võimsus».
Iga mppt regulaator jälgib pidevalt voolu ja pinge parameetreid, mille alusel mikroprotsessor analüütiline plokk arvutab neid kõige rohkem optimaalne suhe tootmiseks täisvõimsus. Protsessor võtab voolu- ja pingeväärtuste valimisel arvesse ka laadimisprotsessi etappi.
Mppt kontrollerite kasutamisel on võimalik päikesepaneelidelt rohkem pinget eemaldada, mis seejärel muundatakse aku laadimiseks optimaalseks pingeks (see erineb reeglina andmesildil olevast toitepingest). Päikesesüsteemi üldine efektiivsus võrreldes PWM-kontrolleritega tõuseb 15-35%. Samas võimaldab MPRT tehnoloogia töötada ka siis, kui paneeli valgustust vähendatakse 40%.
MPPT moodulite eeliseid saab näidata järgmisel diagrammil:
Võimalus tekitada mppt kontrolleri väljundis kõrget pinget võimaldab kasutada väiksema ristlõikega juhtmeid ning suurendada seadme enda ja päikesepaneelide vahelist kaugust.
Hübriidtüübid tuuleparkidele
Skandinaavias, Saksamaal, Hispaanias ja USA-s katavad tuulegeneraatorid korraliku osa osariigi kogu elektrivajadusest. Need sisaldavad ruumi ka seadme jaoks, näiteks laadimiskontrolleri jaoks.
Ja kui ES on kombineeritud (päikesepaneelid ja tuuleturbiinid), kasutatakse nn hübriidmoodulit.
See võib töötada ka PWM või MPPT põhimõttel. Peamine erinevus hübriidkontrolleri vahel on veidi erinevate voolu-pinge karakteristikute kasutamine. See juhtub seetõttu, et tuulegeneraatoritel on suured energiatootmise ja -tarbimise hüpped ning akud omakorda on oluliselt ülekoormatud. Kontroller suunab liigse energia küljele (näiteks kütteelementide blokeerimiseks).
Omatootmine
Kui inimesel on elektroonika ja elektrotehnika valdkonnas teadmised, võite proovida oma kätega päikesepaneelide ja tuulegeneraatori kontrolleri ahelat kokku panna. Selline seade jääb funktsionaalsuse ja tõhususe poolest tööstuslikele jadamudelitele palju alla, kuid väikese võimsusega võrkudes võib sellest täiesti piisata.
Omatehtud juhtmoodul peab vastama põhitingimustele:
- 1,2P ≤ I × U. Selles võrrandis kasutatakse kõigi allikate koguvõimsuse (P), kontrolleri väljundvoolu (I) tähistusi, täielikult tühjenenud akuga süsteemi pinget (U);
- Kontrolleri maksimaalne sisendpinge peab vastama akude kogupingele ilma koormuseta.
Enamik lihtne vooluring sellisel moodulil on järgmine vaade:
Ise kokku pandud seade töötab järgmiste omadustega:
- Laadimispinge – 13,8 V (võib varieeruda sõltuvalt nimivoolust);
- Väljalülituspinge – 11 V (konfigureeritav);
- Sisselülituspinge – 12,5 V;
- Pingelang klahvide vahel on 20 mV voolu väärtusel 0,5A.
PWM või MPPT tüüpi laadimiskontrollerid on iga päikesesüsteemi lahutamatu osa või hübriidsüsteem päikese- ja tuulegeneraatoritel. Need tagavad aku normaalse laadimise, suurendavad efektiivsust ja hoiavad ära enneaegse kulumise ning on kokkupandavad ka oma kätega.
Tere. Täna proovin teile rääkida üsna väikese võimsusega (10A laadimis- ja tühjendusvool) laadimiskontrollerist aku päikesepaneelidest.
Ülevaatamisel üksikasjalikud fotod kontroller seest ja väljast, samuti testimine...
Seega teavad kõik, et päikesepaneelid muudavad valguskiirguse elektrivooluks, nii et päevasel ajal saate Päikeselt elektrienergiat vastu võtta. Selle energia säästmiseks pimedal ajal kasutamiseks peab päikeseelektrijaam olema varustatud akuga, mis laetakse valgel ajal ja annab energiat tarbijatele pimedal ajal.
Aga milleks on laadimiskontroller? Tõepoolest, piisab lihtsalt päikesepatarei ühendamisest akuga ja kui seal on vähemalt valgust või veelgi parem - päikest, voolab laadimisvool päikesepatareilt akusse ilma kontrollerit kasutamata. Igal akul on aga pingepiirang, mille ületamine viib ülelaadimiseni, elektrolüüdi keemiseni ja lõpuks aku rikkeni. Sama võib öelda tühjendustsükli kohta. Samuti ei tohiks te akusid tühjendada alla iga akutüübi jaoks ette nähtud pinge. Nendel eesmärkidel töötab laadimiskontroller, mis jälgib aku õiget laadimist ja tühjenemist ning millel on ka lisafunktsioone. On relee-tüüpi kontrollereid, mis maksimaalse pinge saavutamisel päikesepaneeli lihtsalt aku küljest ühendavad ja lahti ühendavad, samuti on olemas PWM-modulatsiooniga kontrollereid, millega saab reguleerida akule antavat pinget. Viimased on eelistatavamad, kuna nad laadivad akut täis.
IN sel juhul Ma räägin teile sellisest PWM-iga kontrollerist. Väikese võimsuse tõttu on selle peamine eesmärk juhtimine autonoomne valgustus. Aga kõigepealt asjad kõigepealt.
Komplekt koosneb kontrollerist endast ja juhistest inglise keel:
Võin öelda, et loen selliseid juhiseid harva, kuid uurisin seda.
Üldine välimus ja mõõtmed: 
Mõõdud dubleerin numbritega: 14x9x3 cm (umbes);
Korpus on valmistatud plastikust, 4 "kõrvaga" paigaldamiseks, esipaneelil on:
1. 3 LED-i rühm (üleval vasakul). Vasak roheline näitab päikesepaneeli voolu olemasolu, keskmine 2-värviline näitab aku laetuse olekut (punane - aku on tühi, roheline - aku on laetud) ja parem kollane - koormuse aktiveerimine;
2. 7 segmendi punase punkti indikaator, mis näitab valitud töörežiimi;
3. Valiku tegemiseks nupp 7 segmendi indikaatori all soovitud režiim töö;
4. Kruviklemmliistud päikesepaneeli, aku, koormuse ühendamiseks.
Peal tagakülg Korpus sisaldab 4 isekeermestava kruviga korpuse külge kinnitatud metallplaati, mis toimib jõutransistoride radiaatorina.
Heidame pilgu sisse: 
Skeemidisaini seisukohalt ei ütle ma midagi, huvilistele on mikroskeemide nimed fotodel näha. Märgin ära vaid üsna korraliku paigalduse ja võimaluse seadme võimsust suurendada, lisades puuduvatele kohtadele toitetransistorid, seda tuleb muidugi teha targalt.
Liigume edasi testimise juurde, selleks vajame lisaks vaatlusalusele kontrollerile päikesepaneeli elemente (nendest räägin mõni teine kord), laminaaditükki nende elementide kinnitamiseks, 12 volti pliiaku, juhtmed, kuumliim, joodis, räbusti, multimeeter, reguleeritud alalisvoolu toide, 12 volti LED ribavalgusti mängib koormuse rolli: 
Iga testimiseks kasutatava päikesepatarei väljundpinge on tootja tehniliste näitajate järgi otsustades umbes 6 volti, seega peame 3 sellist elementi järjestikku ühendama ja need elemendid ja juhtmed kuuma liimiga laminaaditükile kinnitama.
Kontrollime, mis juhtus: 
Pinge on 17 volti, lühisvool ainult 7 mA, pingega on kõik korras, kuid vool pole väga suur, kuigi märgin, et elemendid on varjus. Teeme kardinad lahti: 
Pinge on 20 volti, lühisvool on umbes 40 mA, see on midagi.
Koostame testi paigutuse: 
LED-riba ei sütti, mis vastab valitud režiimile 17 (vt juhiseid), kus koormus lülitatakse sisse ainult siis, kui päikesepaneelilt voolu ei tule, mis vastab pimedale kellaajale. Multimeeter näitab 27 mA laadimisvool.
Järgmine video näitab, kuidas see töötab automaatne valgustus kui päev ja öö muutuvad (nii seda kui ka järgmist videot on kõige parem vaadata täisekraanil, et näpunäiteid kuvatakse õigesti):
Edasisteks katseteks ühendame aku asemel reguleeritud alalisvooluallika ja esimese katsena mõõdetakse seadme puhkevoolu. Need. millist voolu tarbib laadimiskontroller ilma päikesepaneeli ja koormuseta:
Selgus, et see on vaid 5 mA, mis on võrreldav aku isetühjenemisvooluga.
Järgmises videos proovisin demonstreerida, kuidas laadimiskontroller käitub, kui aku pinge muutub varjutatud päikesepatareidega:
Paar sõna töörežiimide kohta:
0 - koormus on pidevalt sees (seda režiimi saab kasutada üldiseks kasutamiseks);
16 - koormuse sisse/välja lülitamine toimub juhtnupu abil;
17 - koormus lülitatakse öösel sisse;
01...15 - lülitage koormus pärast päikeseloojangut sisse nii mitmeks tunniks, kui režiim on valitud (1...15)
Mida saab veel öelda? Kontroller on oma kasutusvaldkonnas üsna funktsionaalne. Üks kett päikesepatareid ilmselgelt ei piisa, peate paralleelselt lisama veel mõned, kuid oluline on mitte unustada neid dioodidega lahti siduda; parem on kasutada Schottky dioode (pärispinge langus on väiksem).
See näib olevat kõik, kui teil on küsimusi, küsige kommentaarides, proovin vastata.
P.S. Jah, ma oleks peaaegu unustanud, toode antakse testimiseks tasuta.
Plaanin osta +51 Lisa lemmikutesse Mulle meeldis arvustus +26 +59Päikesepaneelidest toidetavates elektrijaamasüsteemides kasutatakse vastuvõetava energia varustamiseks erinevaid ühendusskeeme, mis tehakse erinevate mikroprotsessorelektroonika tehnoloogial põhinevate algoritmide abil. Selliste vooluahelate põhjal on loodud seadmed, mida nimetatakse päikesepaneelide kontrolleriteks.
Tööpõhimõte
Elektrienergia ülekandmiseks päikesepatareidelt akusse on mitu meetodit:
- Ilma lülitus- ja reguleerimisseadmeid kasutamata, otse.
- Kontrollerite kaudu
Esimene meetod põhjustab elektrivoolu läbipääsu allikast akudesse, et tõsta nende pinget. Esiteks tõuseb pinge teatud piirväärtuseni, mis sõltub aku tüübist ja konstruktsioonist ning ümbritsevast temperatuurist. Ületab seda taset veelgi.
Esialgsel perioodil laevad akud normaalselt. Järgmisena algavad protsessid, mida iseloomustavad negatiivsed punktid: laadimisvool jätkab voolamist, mille tulemusel pinge tõuseb üle lubatud väärtuse, tekib ülelaadimine ja selle tulemusena tõuseb elektrolüüdi temperatuur. See paneb selle keema ja eraldab veeauru märkimisväärse intensiivsusega üksikud elemendid patareid. Seda protsessi saab jätkata, kuni purgid kuivavad. On selge, et akude eluiga selle nähtuse tõttu ei suurene.
Laadimisvoolu piiramiseks kasutage spetsiaalsed seadmed– laadimiskontrollerid või tehke seda käsitsi. Peaaegu keegi ei kasuta viimast meetodit, kuna seadmete pingetaset on ebamugav jälgida, lüliteid käsitsi teha ja selleks on vaja määrata spetsiaalne töötaja, kes teenindab päikesepaneelide kontrollereid.
Kontrolleri töö laadimise ajal
Päikesepaneelide kontrollereid valmistatakse mitmesuguste modifikatsioonidena, mis põhinevad pinge piiramise meetodi põhimõtetel ja keerukusel:
- Lihtne välja ja sisse lülitada. Kontroller lülitab laadija akule sõltuvalt klemmide pinge väärtusest.
- Transformatsioonid.
- Maksimaalse võimsuse juhtimine.
Esimene lihtsa ümberlülitamise põhimõte
See on kõige lihtsam töö, kuid see on vähem usaldusväärne. Meetodi peamiseks puuduseks on see, et kui pinge aku klemmidel tõuseb maksimaalse väärtuseni, siis lõplikku laadimist ei toimu. Laeng ulatub 90% nimiväärtusest. Akud on pidevalt alalaetud. See mõjutab kahjulikult nende kasutusiga.
Impulsi laiuse põhimõte
Selliseid seadmeid toodetakse mikroskeemide baasil. Nad juhivad toiteplokki, et säilitada sisendpinge teatud intervalli jooksul tagasisidesignaalide abil.
Impulsi laiuse reguleerimisega kontrolleritel on järgmised võimalused:
- Mõõtke kaugjuhtimispuldi või sisseehitatud aku elektrolüüdi temperatuuri.
- Kompenseerige temperatuur laadimispingega.
- Kohandage omadustega konkreetne tüüp patareid koos erinevaid tähendusi pingegraafiku järgi.
Kuidas rohkem funktsioone päikesepaneelide kontrolleritesse sisseehitatud, seda suurem on nende töökindlus ja maksumus.
Päikesepatareide töögraafik
Pinge piiramine tippvõimsuse punkti alusel
Need seadmed võivad töötada ka impulsi laiuse meetodil. Nende täpsus on kõrge, kuna arvesse võetakse päikesepatarei poolt antava võimsuse maksimaalset väärtust. Võimsuse väärtus arvutatakse ja salvestatakse.
Päikesepatareide puhul, mille pinge on 12 volti, on maksimaalne võimsus 17,5 volti. Lihtne kontroller lülitab aku laadimise välja juba 14 V juures ja kontroller koos spetsiaalne tehnoloogia võimaldab kasutada kuni 17,5 volti päikesepatarei reservi.
Mida rohkem aku tühjeneb, seda suurem on päikesepatareide energiakadu; päikesepaneelide kontrollerid vähendavad neid kadusid. Selle tulemusena suurendavad kontrollerid, kasutades impulsi laiuse teisendusi, päikesepatarei energiatoodangut kõigi laadimistsüklite ajal. Säästuprotsent võib ulatuda kuni 30%-ni, olenevalt erinevatest teguritest. Aku väljundvool on suurem kui sisendvool.
Omadused
Kontrolleri tüübi valimisel peate pöörama tähelepanu mitte ainult tööpõhimõtetele, vaid ka selle töötingimustele. Need seadme indikaatorid on järgmised:
- Sisendpinge väärtus.
- Päikesepatareide koguvõimsuse väärtus.
- Koorma tüüp.
Pinge
Kontrolleri ahel võib saada pinget mitmelt erinevalt ühendatud akult. Seadme nõuetekohaseks tööks on vajalik, et pinge koguväärtus, sealhulgas tühivoolupinge, ei ületaks juhendis tootja poolt määratud piiri.
Nimetagem mõned tegurid, mille tõttu on vaja teha 20% pingereservi:
- Arvesse tuleb võtta vastutava töötleja andmete reklaami ülehindamise tegurit.
- Fotoelementides toimuvad protsessid on ebastabiilsed, liigsete päikesekiirte korral võib aku tühivoolupinget tekitav energia ületada.
Päikeseenergia
See väärtus on kontrolleri töös oluline, kuna seadmel peab selle akudele ülekandmiseks olema piisavalt võimsust, kui võimsust pole piisavalt, siis seadme vooluring katkeb.
Võimsuse arvutamiseks korrutatakse kontrolleri väljundvoolu väärtus genereeritava pingega, unustamata 20% reservi.
Koorma tüüp
Kontrollerit tuleb kasutada ettenähtud otstarbel. Pole vaja seda nagu rakendada tavaline allikas pinge, ühendage sellega erinevaid seadmeid majapidamises kasutamiseks. Võib-olla mõni neist töötab normaalselt ja ei kahjusta kontrollerit.
Teine küsimus on, kui kaua see kestab. Seade töötab impulsi laiuse tüüpi teisenduste põhimõttel ja kasutab mikroprotsessorite tootmistehnoloogiaid. Need tehnoloogiad võtavad arvesse aku omadustele omast koormust, mitte erinevat tüüpi tarbijaid, millel on koormuse muutumisel omapärased käitumisomadused.
Kuidas oma kätega kontrollerit teha
Sellise seadme valmistamiseks piisab teatud teadmistest elektrotehnika ja elektroonika vallas. Kodune seade jääb funktsionaalsuse ja tõhususe poolest tööstusdisainile alla, kuid lihtsad võrgud väikese võimsusega, selline omatehtud kontroller saab hästi hakkama.
Omatehtud kontrolleril peavad olema järgmised parameetrid:
- 1,2 P ≤ I × U. V see väljend tähiseid kasutatakse allikate koguvõimsuse (P), kontrolleri väljundvoolu (I) ja pinge kohta aku tühjenemisel (U).
- Kontrolleri kõrgeim sisendpinge peaks vastama akude kogupingele tühikäigul ilma koormuseta.
Lihtne omatehtud kontrolleri mooduli skeem:
Isemonteeritavatel päikesepaneelide kontrolleritel on järgmised omadused:
- Laadimispinge on 13,8 volti, varieerub sõltuvalt nimivoolust.
- Lülituspinge on 11 volti, reguleeritav.
- Lülituspinge on 12,5 volti.
- Klahvide pingelang on 20 millivolti voolutugevusel 0,5 A.
Päikesepaneelide kontrollerid on kõigis päikesesüsteemides, samuti päikesepatareidel ja tuulegeneraatorid. Need võimaldavad luua tavaline mood akusid laadides, suurendades tõhusust ja vähendades kulumist, saab ise kokku panna.
Hübriidvõimsuse kontrolleri ahela analüüs
Näiteks kaalume avariivalgustuse allikat või signalisatsioon, töötab ööpäevaringselt.
Päikesepatarei energia kasutamine vähendab tarbimist elektrienergia pakkumisest keskvõrk, samuti kaitsta elektriseadmeid veerevate elektrikatkestuste eest.
Pimedas, kui päikesevalgust pole, lülitub süsteem sisse võrgutoide 220 volti. Varuallikaks oli 12-voldine aku. See süsteem töötab iga ilmaga.
Lihtsaima kontrolleri vooluahel
Fototakisti juhib transistore T1 ja T2.
Päeval, kui on päikesevalgus, transistorid lülituvad välja. Akule antakse paneelilt dioodi D2 kaudu pinge 12 volti. See takistab aku tühjenemist läbi paneeli. Kui valgustus on piisav, toodab paneel voolu 15 vatti, 1 amper.
Kui akud on täis laetud 11,6 voltini, avaneb zeneri diood ja punane LED lülitub sisse. Kui pinge aku kontaktidel langeb 11 voltini, kustub punane LED. See näitab, et aku vajab laadimist. Takistid R1 ja R3 piiravad LED-i ja Zeneri dioodi voolu.
Öösel või pimedal ajal, kui päikesevalgust pole, väheneb fotoelemendi takistus, ühendatakse transistorid T1 ja T2. Aku saab laengu toiteallikast. 220-voldise toiteliini laadimisvool antakse akule trafo, alaldi, takisti ja transistoride kaudu. Mahtuvus C2 tasandab võrgu pinge pulsatsiooni.
Piirang valgusvoog, mille juures fotosensor sisse lülitub, reguleeritakse muutuva takistiga.
Alternatiivenergia levib iga aastaga üha enam. Sellest tulenevalt kasvab nõudlus päikesepaneelide ja akude laadimiskontrollerite järele. Ja see pole üllatav, sest üks tasuta energia klassikalisi näiteid on päikeseenergia. Seda kasutatakse kolmel peamisel viisil:
- Päikesekollektor.
- Päikesekontsentraator.
- Päikesepatarei.
Kui kaks esimest meetodit hõlmavad soojuse kontsentreerimist ja ülekandmist, siis kolmas võimaldab muuta päikesevalguse elektrienergiaks. Alternatiivenergias on aga üks märkimisväärne probleem, selle mõistmiseks tuleb teha analoogia klassikaliste elektrienergia “väljavõtete” meetoditega.
Fakt on see, et tavalistes soojuselektrijaamades ja tuumaelektrijaamades käitab generaatorit auruturbiin, hüdroelektrijaamades veevooluga. See on pidev protsess. Alternatiivse energia puhul on kõik veidi teisiti. Kogu aeg ei paista ei tuul ega päike. Võib ju olla rahulik, pilvine, öö. Ja elektrit on suuremal määral vaja just öösel. Kuidas olla? Peate seda akudes hoidma.
Miks on päikesepatarei jaoks laadimiskontrolleri vaja?
Päikesekontroller
Akud leiutati energia salvestamiseks. Seetõttu on nad leidnud laialdast rakendust alternatiivenergias, väikestes ja suuremahulistes käitistes. Kuid on mitmeid probleeme:
- Päikesevalgus on päevavalgustundidel erineva intensiivsusega.
- Sõltuvalt teie päikeseelektrijaama ühendusskeemist võivad paneelide väljundklemmid olla erineva pinge väärtusega.
Päikesepatarei laadimiskontroller on just see, mida on vaja selleks, et seadmete pakutav energia aku jaoks õigesse “vormi” teisendada. Selle abil jaotatakse energiavood nii, et oleks tagatud seadmete õiges režiimis laadimine.
Seade ei aita mitte ainult akut laadida, vaid ka tänu sellele, et see protsess muutub üsna optimeerituks, pikeneb selle eluiga oluliselt.
Päikesepatareide kontrollerite tüübid
Päikesepatareide laadimise kontrollerite tüübid IN kaasaegne maailm Kontrollereid on kolme tüüpi:
— MPPT kontroller;
On-Off on lihtsaim laadimislahendus, selline kontroller ühendab päikesepaneelid otse akuga, kui selle pinge jõuab 14,5 volti. Kuid see pinge ei näita, et aku on täielikult laetud. Selleks peate mõnda aega voolu hoidma, et aku saaks täislaadimiseks vajaliku energia. Selle tulemusena tekib akude krooniline alalaadimine ja nende kasutusiga lüheneb.
PWM-kontrollerid hoiavad aku laadimiseks vajalikku pinget lihtsalt üleliigse "ära lõigates". Seega laetakse seadet sõltumata päikesepatarei pakutavast pingest. Peamine tingimus on, et see oleks kõrgem kui laadimiseks vajalik. 12 V akude puhul on pinge täislaetud olekus 14,5 V ja tühjendatud olekus umbes 11. Seda tüüpi kontroller on lihtsam kui MPPT, kuid selle efektiivsus on madalam. Need võimaldavad teil täita aku 100% mahust, mis annab olulise eelise "On-Off" süsteemide ees.
MPPT-kontroller - sellel on keerulisem seade, mis on võimeline režiimi analüüsima. Selle täisnimi kõlab nagu "Maksimaalne toitepunkt jälgimine", mis vene keeles tähendab "Maksimaalse võimsuse punkti jälgimist". Paneeli toodetav võimsus sõltub suuresti sellele langeva valguse hulgast.
Fakt on see, et PWM-kontroller ei analüüsi mitte mingil moel paneelide olekut, vaid genereerib ainult aku laadimiseks vajalikke pingeid. MPPT jälgib seda ja ka päikesepaneeli poolt edastatavaid voolusid ning genereerib väljundparameetrid, mis on optimaalsed akupatareide laadimiseks. Seega väheneb vool sisendahelas: päikesepaneelilt kontrollerile ja energiat kasutatakse tõhusamalt.
Päikesepaneelide kontrollerite tüübid Mis on maksimaalne võimsuspunkt?
Päikesepaneeli elementide voolu-pinge karakteristik ei ole lineaarne. See on võimeline andma nimivoolu kuni teatud väljundpingeni. Jõudes nõutavad parameetrid aku poolt antav vool väheneb. Maksimaalne võimsuspunkt nimetatakse olekuks, mil paneel toodab maksimaalset pinget ja voolu, pärast seda punkti väljundpinge kasvades ka vool langeb. MPPT kontroller püüab kasutada täpselt seda päikesepatarei režiimi, milles luuakse tingimused TMM-i saavutamiseks. Selle põhjal järeldub, et selliste seadmete tarnitav võimsus on suurem.
Siiski on üks nüanss, mida tähelepanelikud lugejad võisid juba aimata. Kui PWM-kontroller toodab oma volte ja ampreid millestki sõltumata, laetakse akusid isegi minimaalse paneeli valgustusega, kui selle väljundparameetrid on väikesed. MTTP-kontroller ei pruugi sellele lihtsalt reageerida. Samuti on olemas eraldi mudelid, mida saab kohandada ja kohandada erinevad tingimused keskkond.
Tähelepanu! Seda tüüpi kontrollerite kasutamine võib suurendada paigalduse efektiivsust (efektiivsust) kuni 30%.
Kas ilma kontrollerita saab hakkama?
Õigesti valitud kontroller vähendab täiendavaid investeeringuid teie alternatiivse toitesüsteemi hooldusesse. Valed aku laadimisprotsessid põhjustavad selle ressursi vähenemist. Mis juhtub, kui te kontrollereid üldse ei kasuta? Kui päikesepatarei on otse akuga ühendatud, siis laadimisvoolu ei kontrollita. Fakt on see, et 12-voldiste päikesepaneelide mudelite maksimaalse võimsuspunkti pinge ulatub üle 15,5 volti. Suur voolülelaadimine paneb akude elemendid keema, mis tekitab kuumust ja kahjustab akude terviklikkust.
Õige laadimisrežiim säilitab seadme eluea ja te ei pea plaanivälist väljavahetamist läbi viima.
Mida otsida valides?
Laadimiskontrolleri ostmisel peate arvestama:
- Paigaldusvõimsus.
- Patareide arv.
- Süsteemi pinge (12, 24 volti või muud, olenevalt paneelide konstruktsioonist ja ühendusest).
- Laadimisvool.
Mõnda akut müüakse kasutamiseks 12- ja 24-voldises vooluringides, näiteks BlueSolar MPPT.
Laadimisvool – iseloomustab teie akude laadimiskiirust. Tavaliselt valitakse see valemi “Maht/10” järgi, s.o. 50 A/h võimsusega aku puhul piisab voolutugevusest 5 A. Kui aga teil on terve aku akud koguvõimsusega 200 A/h, siis on vaja kontrollerit, mis suudab anda kuni 20 A voolu, see on miinimum.
Päikesepaneelide laadimise kontrollerite tööpõhimõte, seade, mida valikul arvestada
Kaasaegsetes päikeseelektrijaamades kasutatakse erinevaid vooluallikate ühendamise ahelaid toodetud elektri ülekandmiseks töötavatele akudele. Need ei kasuta samu algoritme, on loodud mikroprotsessortehnoloogiate baasil ja neid nimetatakse kontrolleriteks.
Kuidas päikeseenergia laengu kontrollerid töötavad
Päikesepatarei poolt toodetud elektrienergiat saab üle kanda akudele:
2. kontrolleri kaudu.
Esimese meetodi korral läheb allikast tulev elektrivool akudesse ja hakkab nende klemmides pinget suurendama. Esialgu jõuab see teatud piirväärtuseni, olenevalt aku konstruktsioonist (tüübist) ja ümbritsevast temperatuurist. Siis ületab see soovitatud taseme.
Peal esialgne etapp Laadimisahel töötab hästi. Kuid siis algavad äärmiselt ebasoovitavad protsessid: laadimisvoolu jätkuv vool põhjustab pinge tõusu vastuvõetavad väärtused(umbes 14 V) tekib elektrolüüdi temperatuuri järsu tõusuga ülelaadimine, mis viib selle keemiseni koos destilleeritud veeauru intensiivse vabanemisega elementidest. Mõnikord kuni konteinerid täielikult kuivavad. Loomulikult väheneb aku tööiga järsult.
Seetõttu lahendatakse laadimisvoolu piiramise probleem kontrollerite abil või käsitsi. Viimane meetod: pingetaseme pidev jälgimine instrumentide ja käsitsi lülitite abil on nii tänamatu, et eksisteerib vaid teoreetiliselt.
Algoritmid päikesepatareide laadimise kontrollerite tööks
Sõltuvalt maksimaalse pinge piiramise meetodi keerukusest valmistatakse seadmeid järgmiste põhimõtete kohaselt:
1. Väljas/Sees (või On/Off), kui vooluahel lihtsalt ühendab akud laadija klemmide pinge järgi,
2. impulsi laiuse (PWM) teisendused,
3. maksimaalse võimsuspunkti skaneerimine.
Põhimõte nr 1: välja-/sisselülitusahel
See on kõige lihtsam, kuid ebausaldusväärsem meetod. Selle peamine puudus on see, et kui aku klemmide pinge tõuseb piirväärtuseni, ei lae võimsus täielikult. Sel juhul jõuab see ligikaudu 90%-ni nimiväärtusest.
Akud kogevad pidevalt regulaarset energiapuudust, mis vähendab oluliselt nende kasutusiga.
Põhimõte nr 2: PWM-kontrolleri ahel
Nende seadmete ingliskeelne lühend on PWM. Neid toodetakse mikroskeemide konstruktsioonide alusel. Nende ülesanne on juhtida toiteplokki, et reguleerida pinget selle sisendis antud vahemikus, kasutades tagasisidesignaale.
PWM-kontrollerid saavad lisaks:
arvestage elektrolüüdi temperatuuriga sisseehitatud või kaugjuhtimisandur (viimane meetod täpsemalt),
luua laadimispinge temperatuurikompensatsioon,
häälestama teatud tüüpi akud (GEL, AGM, vedelhape), millel on samades punktides erinevad pingegraafikud.
PWM-kontrollerite funktsioonide suurendamine suurendab nende maksumust ja töökindlust.
Põhimõte nr 3: maksimaalse võimsuspunkti skaneerimine
Sellised seadmed näitavad inglise tähtedega MPPT. Need töötavad ka impulsi laiusmuundurite meetodil, kuid on ülitäpsed, kuna võtavad arvesse suurimat võimsust, mida päikesepaneelid suudavad pakkuda. See väärtus on alati täpselt määratletud ja dokumentatsiooni sisestatud.
Näiteks 12 V päikesepatareide puhul on maksimaalne väljundvõimsus umbes 17,5 V. Tavaline PWM-kontroller lõpetab aku laadimise, kui pinge jõuab 14–14,5 V, ja MPPT-tehnoloogial töötav kontroller võimaldab päikesepatarei täiendavat kasutamist. eluiga kuni 17,5 IN.
Kui aku tühjenemise sügavus suureneb, suurenevad allika energiakaod. MPPT-kontrollerid vähendavad neid.
80-vatise päikesepatarei maksimaalse võimsuse väljundile vastava pinge jälgimise olemust näitab keskmine graafik.
Sel viisil suurendavad MPPT-kontrollerid, kasutades impulsi laiuse teisendusi kõigis akude laadimistsüklites, päikesepatarei võimsust. Olenevalt erinevatest teguritest võib sääst olla 10-30%. Sel juhul ületab aku väljundvool päikesepatarei sisendvoolu.
Päikese laengu kontrollerite põhiparameetrid
Päikesepatarei kontrollerit valides tuleks lisaks selle tööpõhimõtete tundmisele pöörata tähelepanu ka tingimustele, milleks see on loodud.
Seadmete peamised näitajad on järgmised:
sisendpinge väärtus,
päikeseenergia koguvõimsuse väärtus,
ühendatud koormuse olemus.
Päikesepatarei pinge
Kontrollerit saab varustada pingega ühest või mitmest läbi ühendatud päikesepaneelist erinevad skeemid. Sest korralik toimimine seade, on oluline, et sellele tarnitava pinge koguväärtus, võttes arvesse tühikäik allikas ei ületanud tehnilises dokumentatsioonis tootja poolt määratud piirväärtust.
Sel juhul peaksite tegema reservi (reservi) ≥ 20% mitmete tegurite tõttu:
Pole saladus, et päikesepatarei üksikuid parameetreid võib mõnikord reklaami eesmärgil pisut üle hinnata,
Päikesel toimuvad protsessid ei ole stabiilsed ja ebanormaalselt suurenenud aktiivsuspuhangute ajal on võimalik energia ülekandmine, tekitades päikesepatarei avatud ahela pinge üle projekteerimispiiri.
Päikeseenergia
Kontrolleri valikul on see oluline, sest seade peab suutma selle töötavatele akudele töökindlalt üle kanda. Vastasel juhul põleb see lihtsalt läbi.
Võimsuse määramiseks (vattides) korrutage kontrolleri väljundvool (amprites) päikesepatarei genereeritud pingega (voltides), võttes arvesse selle jaoks loodud 20% reservi.
Ühendatud koormuse olemus
Peate hästi aru saama kontrolleri eesmärgist. Te ei tohiks seda kasutada universaalse toiteallikana, ühendades sellega erinevaid majapidamisseadmeid. Muidugi saavad mõned neist normaalselt töötada ilma anomaalseid tingimusi loomata.
Aga... kaua see kestab? Seade töötab impulsi laiuse teisenduste alusel, kasutab mikroprotsessori- ja transistortehnoloogiaid, mis arvestavad ainult koormusena, mitte juhuslikke tarbijaid, kellel on keerulisi siirdeprotsesse ümberlülitumisel ja energiatarbimise muutumisel.
Lühiülevaade tootjatest
Kontrollerite vabastamine jaoks päikeseelektrijaamad Paljud riigid teevad seda. Peal Venemaa turg ettevõtete populaarsed tooted:
Morningstar Corporation (USA juhtiv tootja),
Beijing Epsolar Technology (töötab Pekingis alates 1990. aastast),
AnHui SunShine New Energy Co (PRC),
Phocos (Saksamaa),
Steca (Saksamaa),
Xantrex (Kanada).
Nende hulgast saate alati valida usaldusväärne mudel kontroller, mis on kindlate päikeseelektrijaamade konkreetsete töötingimuste jaoks sobivaim tehnilised omadused. Selleks kasutage lihtsalt selle artikli soovitusi.
