Solopladningskontrol: kredsløb, driftsprincip, tilslutningsmetoder

Solenergi er hidtil begrænset (på husholdningsniveau) til oprettelse af fotovoltaiske paneler med relativt lav effekt. Men uanset designet af den fotoelektriske konverter til solens lys til strøm, er denne enhed udstyret med et modul kaldet solopladningskontrolleren.

Faktisk inkluderer et solcellebatteri fotosynteseanlæg et opbevaringsbatteri - en lagerenhed til energi modtaget fra et solcellepanel. Det er denne sekundære energikilde, der primært betjenes af controlleren.

I den artikel, vi præsenterer, vil vi forstå enheden og principperne for betjening af denne enhed og også overveje, hvordan man tilslutter den.

Solcontrollere

Det elektroniske modul, kaldet regulatoren til solbatteriet, er designet til at udføre et antal kontrolfunktioner under opladnings- / afladningsprocessen solbatteri.

Når sollys falder på overfladen af ​​et solcellepanel installeret, for eksempel på tagets hus, omdannes dette lys til elektrisk strøm ved hjælp af enhedens fotoceller.

Den modtagne energi kunne faktisk leveres direkte til lagerbatteriet. Processen med at oplade / aflade et batteri har imidlertid sine egne subtiliteter (visse niveauer af strømme og spændinger). Hvis du forsømmer disse subtiliteter, vil batteriet i en kort periode simpelthen mislykkes.

For ikke at have så triste konsekvenser er et modul kaldet en ladningskontrol for solbatteriet designet.

Ud over at overvåge batteriniveauet overvåger modulet også energiforbruget. Afhængigt af udladningsgraden regulerer kredsløbet til batteriopladningskontrolleren fra solbatteriet og indstiller det aktuelle niveau for den indledende og efterfølgende opladning.

Afhængigt af kapaciteten på batteriopladningskontrolleren i solenergianlægget, kan designerne af disse enheder have en meget anden konfiguration

Generelt, i enkle vendinger, giver modulet en ubekymret "levetid" for batteriet, som periodisk ophobes og giver energi til forbrugerenheder.

Praktiske typer

På industrielt niveau er to typer elektroniske enheder blevet lanceret og fremstilles, hvis udførelse er velegnet til installation i solenergisystemets kredsløb:

1. PWM-serienheder.
2. MPPT-serienheder.

Den første type controller til et solbatteri kan kaldes en "gammel mand." Sådanne ordninger blev udviklet og taget i brug ved daggry af dannelsen af ​​sol- og vindenergi.

Funktionsprincippet for PWM-styrekredsløbet er baseret på pulsbredde-moduleringsalgoritmer. Funktionerne i sådanne enheder er noget ringere end de mere avancerede MPPT-serienheder, men generelt fungerer de også ganske effektivt.

En af de mest populære modeller i solafladningssystemet til solstationens batteriopladningskontrol, til trods for at enhedens kredsløb er lavet ved hjælp af PWM-teknologi, der betragtes som forældet

Design ved hjælp af Maximum Power Point Tracking-teknologi (sporing af den maksimale effektgrænse) er kendetegnet ved en moderne tilgang til kredsløbsløsninger og giver mere funktionalitet.

Men hvis du sammenligner begge typer controllere og især med en bias mod den indenlandske sfære, ser MPPT-enheder ikke i det skarpe lys, hvor de traditionelt annonceres.

MPPT-type controller:

• har en højere pris
• har en sofistikeret indstillingsalgoritme;
• giver kun effektforstærkning på paneler i et betydeligt område.

Denne type udstyr er mere velegnet til globale solenergisystemer.

Controlleren, der er designet til drift som en del af designet til et solkraftværk. Er repræsentant for MPPT-klassen af ​​enheder - mere avanceret og effektiv

Det er mere rentabelt at købe og betjene PWM-controller (PWM) med den samme effekt for en almindelig brugers behov fra et husholdningsmiljø, der normalt har paneler med mindre arealer.

Blokdiagrammer over controllere

Skematiske diagrammer over PWM- og MPPT-controllere til overvejelse ved deres snæversynede look - dette er et for kompliceret øjeblik kombineret med en subtil forståelse af elektronik. Derfor er det logisk at kun overveje strukturelle ordninger. Denne tilgang er forståelig for en lang række individer.

Valgmulighed nr. 1 - PWM-enheder

Spændingen fra solcellepanelet gennem to ledere (plus og minus) kommer til stabiliseringselementet og den delende resistive kæde. På grund af dette stykke af kredsløbet opnås potentiel udligning af indgangsspændingen, og til en vis grad organiserer de beskyttelsen af ​​regulatorindgangen mod at overskride indgangsspændingsgrænsen.

Det skal understreges her: hver enkelt model af enheden har en specifik grænse for indgangsspændingen (angivet i dokumentationen).

Sådan ser strukturdiagrammet over enheder baseret på PWM-teknologier ud. Til drift som en del af små indenlandske stationer giver en sådan kredsløbstilgang rigelig effektivitet

Endvidere er spændingen og strømmen begrænset til den krævede værdi af effekttransistorer. Disse kredsløbskomponenter styres på sin side af controllerchippen gennem driverchippen. Som et resultat indstiller udgangsspændingen fra paret af krafttransistorer den normale værdi af spænding og strøm for batteriet.

Også i kredsløbet er der en temperatursensor og en driver, der styrer effekttransistoren, der regulerer belastningen (beskyttelse mod dyb afladning af batteriet). Temperatursensoren overvåger opvarmningsstatus for vigtige elementer i PWM-regulatoren.

Normalt er temperaturniveauet inde i kabinettet eller på radiatorerne i krafttransistorer. Hvis temperaturen overskrider de grænser, der er angivet i indstillingerne, kobler enheden fra alle aktive strømledninger.

Mulighed nr. 2 - MPPT-instrumenter

Kompleksiteten af ​​ordningen i dette tilfælde skyldes dens tilføjelse til et antal elementer, der bygger den nødvendige kontrolalgoritme mere omhyggeligt, baseret på arbejdsforhold.

Spænding og strømniveau overvåges og sammenlignes af komparator kredsløb, og den maksimale udgangseffekt bestemmes ud fra sammenligningens resultater.

Strukturelt kredsløbsdiagram for ladestyringer baseret på MPPT-teknologier. En mere sofistikeret algoritme til styring og kontrol af perifere enheder er allerede bemærket her.

Den største forskel mellem denne type controllere og PWM-enheder er, at de er i stand til at justere solenergimodulet til maksimal effekt, uanset vejrforhold.

Kredsløbet for sådanne enheder implementerer adskillige kontrolmetoder:

• forstyrrelser og observationer;
• øget ledningsevne;
• nuværende feje;
• konstant spænding.

Og i det sidste segment af den generelle handling bruges også en algoritme til sammenligning af alle disse metoder.

Måder at forbinde controllere

I betragtning af forbindelsens emne skal det straks bemærkes: at installere hver enkelt enhed, en karakteristisk funktion er arbejdet med en bestemt række solpaneler.

Så hvis man f.eks. Bruger en controller, der er designet til en maksimal indgangsspænding på 100 volt, skal en række solcellepaneler ikke udsende mere end denne værdi ved udgangen.

Ethvert solenergianlæg fungerer i henhold til reglen om balance i udgangs- og indgangsspændingen i det første trin. Den øverste grænse for spændingen på regulatoren skal svare til den øverste grænse for panelets spænding

Før der tilsluttes enheden, er det nødvendigt at bestemme stedet for dens fysiske installation. I henhold til reglerne skal tørre, godt ventilerede rum vælges som installationssted. Tilstedeværelsen af ​​brandfarlige materialer nær enheden er udelukket.

Tilstedeværelsen af ​​kilder til vibrationer, varme og fugtighed i enhedens umiddelbare nærhed er uacceptabelt. Installationsstedet skal være beskyttet mod nedbør og direkte sollys.

PWM-modelforbindelsesteknik

Næsten alle producenter af PWM-controllere skal følge den nøjagtige række af forbindelsesenheder.

Teknikken til at forbinde PWM-controllere til perifere enheder er ikke særlig kompleks. Hvert kort er udstyret med mærkede terminaler. Det kræver blot, at du følger sekvensen

Perifere enheder skal tilsluttes i fuld overensstemmelse med betegnelserne på kontaktterminalerne:

1. Tilslut batterikablerne ved terminalerne på batterienheden i overensstemmelse med den angivne polaritet.
2. Tænd for beskyttelsessikringen ved kontaktpunktet på den positive ledning.
3. På controllerkontakterne beregnet til solpanelet skal du fastlægge lederne fra solcellepanelpanelerne. Overhold polaritet.
4. Tilslut en testlampe med den tilsvarende spænding (normalt 12 / 24V) til klemmerne på enhedens belastning.

Den angivne sekvens må ikke krænkes. For eksempel er det strengt forbudt at tilslutte solcellepaneler i første omgang med et ikke-tilsluttet batteri. Ved sådanne handlinger risikerer brugeren at "brænde" enheden. den det her monteringsdiagrammet for solpaneler med et batteri er beskrevet mere detaljeret.

Også for PWM-seriekontrollere er det ikke tilladt at tilslutte en spændingsomformer til regulatorens belastningsterminaler. Omformeren skal tilsluttes direkte til batteripolerne.

Procedure til tilslutning af MPPT-enheder

Generelle krav til fysisk installation for denne type apparater adskiller sig ikke fra tidligere systemer. Men den teknologiske installation er ofte noget anderledes, da MPPT-controllere ofte betragtes som mere kraftfulde enheder.

For controllere designet til høje effektniveauer anbefales det at bruge store tværsnitsskabler udstyret med metalafslutninger på strømkredsløb

For kraftige systemer er disse krav f.eks. Suppleret med det faktum, at fabrikanter anbefaler at tage et kabel til strømforbindelsesledninger, designet til en strømtæthed på mindst 4 A / mm². Det er f.eks. For en controller til en strøm på 60 A, du har brug for et kabel til at forbinde til batteriet med et tværsnit på mindst 20 mm².

Tilslutningskabler skal være udstyret med kobberrør, tæt sammenklæbet med et specialværktøj. Solpanelets og batteriets negative klemmer skal være udstyret med adaptere med sikringer og afbrydere.

Denne tilgang eliminerer energitab og sikrer en sikker drift af installationen.

Blokdiagram over forbindelsen til en kraftfuld MPPT-controller: 1 - solcellepanel; 2 - MPPT-controller; 3 - terminalblok; 4,5 - sikringer; 6 - regulatorens strømafbryder; 7,8 - jorddæk

Før tilslutning solpaneler til enheden, skal du sikre dig, at spændingen ved klemmerne matcher eller er mindre end den spænding, der er tilladt at anvende på indgangen til regulatoren.

Tilslutning af perifere enheder til MTTP-enheden:

1. Skift panel og batteri skifter til “slukket” position.
2. Fjern beskyttelsessikringerne på panelet og batteriet.
3. Tilslut batteripolerne til styreklemmerne til batterikablet.
4. Tilslut kablet til terminalerne på solcellepanelet med styreklemmerne markeret med det tilhørende skilt.
5. Tilslut jordterminalen til jordbussen med et kabel.
6. Installer temperatursensoren på regulatoren i henhold til instruktionerne.

Efter disse trin er det nødvendigt at udskifte den tidligere fjernede batterisikring og sætte kontakten i “on” -position. Et batteridetekteringssignal vises på kontrolskærmen.

Derefter, efter en kort pause (1-2 minutter), skal du sætte den tidligere fjernede sikring af solcellepanelet på plads og sæt panelafbryderen i “on” -position.

Instrumentskærmen viser solcellepanelets spændingsværdi. Dette øjeblik indikerer den vellykkede lancering af et solenergianlæg i drift.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Branchen producerer multifacetterede enheder med hensyn til kredsløbsløsninger. Derfor er det umuligt at give entydige anbefalinger om tilslutningen af ​​alle installationer uden undtagelse.

Hovedprincippet for alle typer enheder forbliver imidlertid det samme: uden tilslutning af batteriet til controllerbusserne er forbindelse til fotovoltaiske paneler uacceptabel. Tilsvarende krav gælder for optagelse i ordningen. spændingsomformer. Det skal betragtes som et separat modul, der er tilsluttet batteriet ved direkte kontakt.

Hvis du har den nødvendige erfaring eller viden, skal du dele den med vores læsere. Efterlad dine kommentarer i boksen nedenfor. Her kan du stille et spørgsmål om emnet for artiklen.