Controlere solare

Principiul funcționării controlerelor pentru încărcarea panourilor solare, un dispozitiv care ar trebui să fie luat în considerare atunci când alegeți

În centralele solare moderne, diferite scheme de conectare a surselor curente sunt utilizate pentru a transfera energia electrică generată de baterii funcționale. Nu folosesc aceiași algoritmi, se bazează pe tehnologii de microprocesor, numite controlere.

Cum funcționează regulatoarele de încărcare solară

Energia electrică generată de bateria solară poate fi transmisă bateriilor de stocare:

1. direct, fără utilizarea dispozitivelor de comutare și a dispozitivelor de control,

2. prin controler.

În prima metodă, curentul electric de la sursă va merge la baterii și va crește tensiunea la bornele lor. Inițial, va atinge o anumită valoare limită, în funcție de designul (tipul) bateriei și de temperatura ambientală. Apoi va depăși nivelul recomandat.

În faza inițială a încărcării, circuitul funcționează bine. Și aici încep procese extrem de nedorite: furnizarea continuă a curentului de încărcare determină o creștere a tensiunii în exces de valorile admise (de ordinul de 14 V), reîncărcarea are loc cu o creștere accentuată a temperaturii electrolitului, ceea ce duce la fierberea acestuia cu o descărcare intensă de vapori de apă distilată din elemente. Uneori până când recipientele se usucă complet. Desigur, durata bateriei este redusă brusc.

Prin urmare, sarcina de a limita curentul de încărcare este rezolvată de controlere sau manual. Ultima modalitate: monitorizați în mod constant valoarea tensiunii prin dispozitive și comutați întrerupătoarele cu mâinile dvs. atât de nerecunoscătoare încât nu există decât în ​​teorie.

Vezi și: Energie solară pentru casă

Schema de conexiuni tip controler

Algoritmi pentru regulatoare de încărcare solară

Prin complexitatea metodei de limitare a tensiunii maxime, dispozitivele sunt fabricate după principiile:

1. Oprit / Pornit (sau On / Off), atunci când circuitul comută pur și simplu bateriile către încărcător în funcție de tensiunea de pe terminale,

2. transformarea lățimii pulsului (PWM),

3. Puterea maximă a punctului de scanare.

Principiul nr. 1: Circuitul Off / On

Aceasta este cea mai simplă, dar cea mai nesigură metodă. Dezavantajul său principal este că, odată cu creșterea tensiunii la bornele bateriei, până la valoarea limită a încărcării complete a capacității nu se produce. În acest caz, atinge aproximativ 90% din valoarea nominală.

Bateriile au constant o lipsă regulată de energie, ceea ce le reduce semnificativ viața utilă.

Principiul 2: Circuitul controlerului PWM

Desemnarea prescurtată a acestor dispozitive în limba engleză este: PWM. Sunt disponibile pe baza de modele de cipuri. Sarcina lor este de a controla unitatea de alimentare pentru a regla tensiunea la intrarea sa într-un interval dat, folosind semnale de feedback.

Controlerele PWM pot suplimentar:

• luați în considerare temperatura electrolitului cu un senzor integrat sau la distanță (ultima metodă este mai precisă),

• creează compensări de temperatură pentru tensiunile de încărcare,

• acordați un anumit tip de baterie (GEL, AGM, acid lichid) cu grafice de tensiune diferite în aceleași puncte.

Creșterea funcțiilor controlerelor PWM crește costul și fiabilitatea acestora.

Program solar

Principiul 3: Scanarea punctului de putere maximă

Aceste dispozitive sunt desemnate în limba engleză de către MPPT. De asemenea, funcționează prin metoda convertoarelor de lățime a impulsului, dar sunt extrem de exacte, deoarece țin cont de cea mai mare cantitate de energie pe care panourile solare o pot oferi.Această valoare este întotdeauna determinată cu exactitate și introdusă în documentație.

De exemplu, pentru celulele solare de 12 V, punctul maxim de returnare a puterii este de aproximativ 17,5 V. Un controler PWM obișnuit va opri încărcarea bateriei atunci când tensiunea atinge 14 - 14,5 V, iar lucrul la tehnologia MPPT va permite utilizarea suplimentară a bateriei solare până la 17,5. V.

Odată cu creșterea adâncimii de descărcare a bateriilor, pierderile de energie din sursă cresc. Controloarele RMN le reduc.

Natura urmăririi tensiunii, corespunzătoare puterii maxime a bateriei solare de 80 de wați, este demonstrată printr-un grafic mediu.

În acest fel, controlerele RMN, care utilizează conversia lățimii pulsului în toate ciclurile de încărcare a bateriei, cresc eficiența bateriei solare. În funcție de diverși factori, economiile se pot ridica la 10-30%. În acest caz, curentul de ieșire din baterie va depăși curentul de intrare din bateria solară.

Principalii parametri ai regulatoarelor de încărcare solară

Atunci când alegeți un controler pentru o baterie solară, pe lângă cunoașterea principiilor funcționării sale, trebuie acordată atenție condițiilor pentru care este proiectat.

Principalii indicatori ai dispozitivelor sunt:

• valoarea tensiunii de intrare

• valoarea puterii totale a energiei solare,

• natura încărcăturii conectate.

Tensiunea solară

Controlerul poate fi alimentat cu tensiune de la unul sau mai multe panouri solare conectate în moduri diferite. Pentru funcționarea corectă a dispozitivului, este important ca valoarea totală a tensiunii furnizate, luând în considerare viteza de ralanti a sursei, să nu depășească valoarea limită specificată de producător în documentația tehnică.

În acest caz, o marjă (rezervă) ≥ 20% ar trebui să fie făcută din cauza mai multor factori:

• nu este un secret că anumiți parametri ai bateriei solare pot fi uneori supraestimați în scopuri publicitare,

• procesele care au loc pe Soare nu sunt de natură stabilă și cu explozii anormale de activitate, transferul de energie este posibil, ceea ce creează o tensiune de circuit deschis a bateriei solare peste limita calculată.

Energie solară

Este important să alegeți un controler, deoarece dispozitivul trebuie să fie capabil să-l transfere în mod fiabil bateriilor funcționale. Altfel, pur și simplu va arde.

Pentru a determina puterea (în wați), mărimea ieșirii curente din regulator (în amperi) se înmulțește cu tensiunea (în volți) generată de bateria solară, ținând cont de marja de 20% creată pentru aceasta.

Natura încărcăturii conectate

Trebuie să înțelegeți scopul controlerului. Nu ar trebui să-l utilizați ca sursă de alimentare universală, conectând diverse dispozitive de uz casnic la acesta. Desigur, unii dintre ei vor putea funcționa normal, fără a crea condiții anormale.

Dar ... cât va mai dura asta? Dispozitivul funcționează pe baza transformărilor lățimii pulsului, folosește tehnologii cu microprocesor și tranzistor, care iau în considerare numai încărcarea caracteristicile baterieimai degrabă decât consumatorii la întâmplare cu tranzitorii complexe în timpul comutării și natura în schimbare a consumului de energie.

Producători dintr-o privire

Producția de controlere pentru centrale solare implicate în multe țări. Produsele companiilor sunt populare pe piața rusă:

• Morningstar Corporation (principalul producător american),

• Tehnologia epsolară din Beijing (funcționează din 1990 la Beijing),

• AnHui SunShine New Energy Co (China),

• Phocos (Germania),

• Steca (Germania),

• Xantrex (Canada).

Printre ele, puteți alege întotdeauna un model de control de încredere, care este cel mai potrivit pentru condițiile specifice de funcționare a centralelor solare cu anumite caracteristici tehnice. Pentru a face acest lucru, utilizați pur și simplu recomandările acestui articol.

Citiți și pe acest subiect: Inverter pentru centrala solara de acasa

Comments

[#1 Michael]

Există, de asemenea, controlere hibride. Un controler hibrid este un dispozitiv conceput pentru a încărca o baterie în timp ce utilizează mai multe surse de energie, cum ar fi o turbină eoliană și panouri solare. Controlerul încarcă complet bateria cu întreaga putere generată de turbina eoliană și panourile solare dacă curentul total de încărcare a turbinei eoliene și a panourilor solare este sub o valoare de prag. Încarcă bateria cu curentul maxim admis, iar puterea în exces este resetată de controlul PWM dacă curentul total de încărcare de la turbina eoliană și panourile solare depășește valoarea maximă admisă. Când se încarcă cu o limită de tensiune, regulatorul încarcă bateria cu o limită de tensiune atunci când este mare. Controlerul încarcă complet bateria la puterea maximă generată de turbina eoliană și panourile solare dacă încărcarea bateriei este sub punctul de tensiune. Controlerul încarcă bateria cu o tensiune de prag, iar excesul de putere este resetat cu ajutorul controlului PWM dacă încărcarea bateriei depășește valoarea pragului.