Aurinkovarauksen ohjain: piiri, toimintaperiaate, kytkentätavat

Aurinkoenergia on toistaiseksi rajoitettu (kotitalouden tasolla) suhteellisen pienitehoisten aurinkosähköpaneelien luomiseen. Mutta riippumatta auringonvalon virroittimen fotoelektrisen muuntimen suunnittelusta, tämä laite on varustettu moduulilla, jota kutsutaan aurinkovarauksen ohjaimeksi.

Itse asiassa aurinkoakkujen fotosynteesin asennusohjelma sisältää akun - aurinkopaneelista vastaanotetun energian varastointilaitteen. Juuri tämä sekundaarinen energialähde palvelee ensisijaisesti ohjainta.

Esitetyssä artikkelissa ymmärrämme laitteen ja laitteen toimintaperiaatteet ja pohdimme myös sitä, kuinka se voidaan kytkeä.

Aurinkosäätimet

Elektroninen moduuli, jota kutsutaan aurinkoakun ohjaimeksi, on suunniteltu suorittamaan useita ohjaustoimintoja lataus- / purkausprosessin aikana aurinkoakku.

Kun auringonvalo putoaa esimerkiksi talon katolle asennetun aurinkopaneelin pintaan, laitteen valokennot muuttavat tämän valon sähkövirraksi.

Vastaanotettu energia itse asiassa voitiin syöttää suoraan akulle. Akun lataamisella / purkamisella on kuitenkin omat hienouksensa (tietyt virta- ja jännitetasot). Jos laiminlyöd nämä hienoukset, akku lyhyen toiminnan ajan yksinkertaisesti vioittuu.

Jotta ei olisi niin surullisia seurauksia, on suunniteltu aurinkoakun latausohjaimeksi kutsuttu moduuli.

Akun varauksen valvonnan lisäksi moduuli tarkkailee myös energiankulutusta. Latausasteesta riippuen, aurinkoakun akun varausohjaimen piiri säätelee ja asettaa alkuperäiselle ja seuraavalle lataukselle tarvittavan virran tason.

Näiden laitteiden malleilla voi olla hyvin erilainen kokoonpano riippuen aurinkovoimalan akun varausohjaimen kapasiteetista

Yleensä yksinkertaisesti sanottuna moduuli tarjoaa huoleton "elämän" akulle, joka kerää jaksottain ja antaa energiaa kuluttajalaitteille.

Käytännön tyypit

Teollisuustasolla on lanseerattu ja valmistetaan kahden tyyppisiä elektronisia laitteita, joiden toteutus soveltuu asennettavaksi aurinkoenergiajärjestelmän piiriin:

1. PWM-sarjan laitteet.
2. MPPT-sarjan laitteet.

Ensimmäistä aurinkoakun ohjainta voidaan kutsua "vanhaksi mieheksi". Tällaiset järjestelmät kehitettiin ja otettiin käyttöön aurinko- ja tuulienergian muodostumisen alkaessa.

PWM-ohjainpiirin toimintaperiaate perustuu pulssileveysmodulaatioalgoritmeihin. Tällaisten laitteiden toiminnallisuus on jonkin verran huonompi kuin edistyneemmillä MPPT-sarjan laitteilla, mutta yleensä ne toimivat myös melko tehokkaasti.

Yksi suosituimmista malleista aurinkoenergian latausjärjestelmässä aurinkoaseman akun latausohjaimelle, huolimatta siitä, että laitteen piirit on valmistettu PWM-tekniikalla, jota pidetään vanhentuneena

Maximum Power Point Tracking -tekniikkaa käyttävät mallit (maksimitehorajan seuranta) erottuvat nykyaikaisella lähestymistavalla piirijärjestelmiin ja tarjoavat enemmän toimintoja.

Mutta jos verrataan molempia säätintyyppejä ja etenkin puolueellisuuteen suhteessa kotitalouteen, MPPT-laitteet eivät näytä kirkkaassa valossa, jossa niitä perinteisesti mainostetaan.

MPPT-tyyppinen ohjain:

• on korkeammat kustannukset;
• siinä on hienostunut viritysalgoritmi;
• antaa tehovoittoa vain merkittävän alueen paneeleissa.

Tämäntyyppiset laitteet soveltuvat paremmin maailmanlaajuisiin aurinkoenergiajärjestelmiin.

Säädin, joka on suunniteltu toimimaan osana aurinkovoimalaitoksen suunnittelua. Edustaa MPPT-laiteluokkaa - edistyneempiä ja tehokkaampia

PWM-ohjaimen (PWM) ostaminen ja käyttö on kannattavampaa tavallisen käyttäjän tarpeisiin kotitalousympäristöstä, jolla on yleensä pienen alueen paneelit.

Estä ohjainten kaaviot

PWM- ja MPPT-ohjaimien kaaviot niiden kapea-alaisen näkökulman huomioon ottamiseksi - tämä on liian monimutkainen hetki yhdistettynä hienovaraiseen elektroniikan ymmärtämiseen. Siksi on loogista harkita vain rakenteellisia suunnitelmia. Tämä lähestymistapa on ymmärrettävissä monille ihmisille.

Vaihtoehto 1 - PWM-laitteet

Aurinkopaneelin jännite kahden johtimen (plus ja miinus) kautta tulee vakauttavaan elementtiin ja jakavaan resistiiviseen ketjuun. Tämän piirin osan takia saavutetaan tulojännitteen potentiaalitasapaino ja ne järjestävät jossain määrin ohjaimen tulon suojauksen tulojännitteen rajan ylittämiseltä.

Tätä on korostettava: jokaisella laitteen yksilöllisellä mallilla on erityinen raja tulojännitteelle (merkitty ohjeissa).

Tätä PWM-tekniikoihin perustuvien laitteiden rakennekaavio näyttää. Tällainen piirien lähestymistapa tarjoaa runsaasti hyötysuhdetta käytettäväksi osana pieniä kotitalouksia

Lisäksi jännite ja virta rajoitetaan tehotransistorien vaadittuun arvoon. Näitä piirikomponentteja puolestaan ​​ohjaa ohjainpiiri ohjainpiirin kautta. Seurauksena tehotransistoriparin lähtöjännite asettaa akun jännitteen ja virran normaaliarvon.

Piirissä on myös lämpötila-anturi ja ohjain, joka ohjaa tehotransistoria, joka säätelee kuormitustehoa (suojaa akun syvältä purkautumiselta). Lämpötila-anturi seuraa PWM-säätimen tärkeiden elementtien lämmitystilaa.

Yleensä lämpötila kotelon sisällä tai virtatransistorien säteilijöissä. Jos lämpötila ylittää asetuksissa asetetut rajat, laite katkaisee kaikki aktiiviset virtajohdot.

Vaihtoehto 2 - MPPT-instrumentit

Järjestelmän monimutkaisuus johtuu tässä tapauksessa siitä, että se on lisätty joukkoon elementtejä, jotka rakentavat tarvittavan ohjausalgoritmin huolellisemmin työolojen perusteella.

Jännite- ja virtatasoja tarkkaillaan ja verrataan vertailupiireillä, ja suurin lähtöteho määritetään vertailun tuloksista.

MPPT-tekniikoihin perustuva varausohjainten rakennekaavio. Kehittyneempi algoritmi oheislaitteiden ohjaamiseksi ja ohjaamiseksi on jo mainittu tässä.

Suurin ero tämän tyyppisten ohjaimien ja PWM-laitteiden välillä on, että ne kykenevät säätämään aurinkoenergiamoduulin maksimitehoon sääolosuhteista riippumatta.

Tällaisten laitteiden piiri toteuttaa useita ohjausmenetelmiä:

• häiriöt ja havainnot;
• lisääntyvä johtavuus;
• nykyinen lakaisu;
• vakiojännite.

Ja yleisen toiminnan viimeisessä segmentissä käytetään myös algoritmia kaikkien näiden menetelmien vertaamiseksi.

Tavat yhdistää ohjaimet

Liitäntöjen aiheeseen liittyen on heti huomattava: jokaisen yksittäisen laitteen asentamiseen on ominaista erityinen aurinkopaneelien sarja.

Joten esimerkiksi jos käytetään ohjainta, joka on suunniteltu enimmillään 100 voltin syöttöjännitteelle, aurinkopaneelien sarjan ei pitäisi antaa enempää kuin tämä arvo lähtössä.

Mikä tahansa aurinkovoimalaitos toimii ensimmäisen vaiheen lähtö- ja tulojännitteiden tasapainosäännön mukaisesti. Säätimen jännitteen ylärajan on vastattava paneelin jännitteen ylärajaa

Ennen laitteen kytkemistä on määritettävä laitteen fyysisen asennuksen paikka. Säännösten mukaan asennuspaikaksi tulisi valita kuiva, hyvin ilmastoitu huone. Palavien materiaalien läsnäolo laitteen lähellä on poissuljettu.

Tärinä-, lämpö- ja kosteuslähteiden esiintymistä laitteen välittömässä läheisyydessä ei voida hyväksyä. Asennuspaikka on suojattava sateilta ja suoralta auringonvalolta.

PWM-mallin kytkentätekniikka

Lähes kaikkien PWM-säätimien valmistajien on noudatettava tarkkaa kytkentälaitteiden järjestystä.

Tekniikka PWM-ohjaimien kytkemiseksi oheislaitteisiin ei ole erityisen monimutkainen. Jokainen levy on varustettu merkittyillä liittimillä. Se vaatii vain toimintajakson noudattamisen

Oheislaitteet on kytkettävä kokonaan kosketinliittimien merkintöjen mukaisesti:

1. Kytke akkujohdot akkulaitteen napoihin osoitetun napaisuuden mukaisesti.
2. Kytke suojavaroke päälle positiivisen johtimen kosketuspisteessä.
3. Kiinnitä aurinkopaneelille tarkoitettuihin säätimen koskettimiin aurinkopaneelien tulevat johtimet. Tarkkaile napaisuutta.
4. Kytke vastaavan jännitteen (yleensä 12/24 V) testilamppu laitteen kuorman napoihin.

Määritettyä järjestystä ei saa rikkoa. Esimerkiksi on ehdottomasti kielletty kytkeä aurinkopaneeleja ensin kytkemättä olevaan akkuun. Tällaisilla toimilla käyttäjä vaarassa “polttaa” laitteen. tämä juttu paristoilla varustettujen aurinkopaneelien kokoonpanokaavio kuvataan yksityiskohtaisemmin.

Myös PWM-sarjan ohjaimissa ei ole sallittua kytkeä jännitemuuttajaa säätimen kuoruliittimiin. Taajuusmuuttaja tulee kytkeä suoraan akun napoihin.

Menettely MPPT-laitteiden kytkemiseksi

Tämän tyyppisten laitteiden fyysistä asennusta koskevat yleiset vaatimukset eivät eroa aikaisemmista järjestelmistä. Mutta teknologinen asennus on usein jonkin verran erilainen, koska MPPT-ohjaimia pidetään usein tehokkaampina laitteina.

Suurille tehotasoille suunniteltuihin säätimiin on suositeltavaa käyttää suuria poikkileikkauskaapeleita, joissa on metalliset päätteet virtapiiriyhteydessä

Esimerkiksi voimakkaiden järjestelmien osalta näitä vaatimuksia täydennetään sillä, että valmistajat suosittelevat kaapelin käyttämistä sähköliitäntäjohtoihin, joiden virrantiheys on vähintään 4 A / mm². Toisin sanoen 60 A: n virralle tarkoitetulle säätimelle tarvitaan kaapeli kytkeäksesi akkuun vähintään 20 mm poikkileikkauksen².

Liitäntäkaapelit on varustettava kuparikieleillä, jotka on tiivistetty erityisen työkalun avulla. Aurinkopaneelin ja akun negatiiviset navat on varustettava adapterilla sulakkeilla ja kytkimillä.

Tämä lähestymistapa eliminoi energiahäviöt ja varmistaa asennuksen turvallisen toiminnan.

Lohkokaavio tehokkaan MPPT-ohjaimen kytkemisestä: 1 - aurinkopaneeli; 2 - MPPT-ohjain; 3 - riviliitin; 4,5 - sulakkeet; 6 - ohjaimen virtakytkin; 7.8 - maarengas

Ennen yhteyden muodostamista aurinkopaneelit Laitteeseen, varmista, että liittimien jännite vastaa tai on pienempi kuin jännite, jota sallitaan ohjaimen tuloon.

Oheislaitteiden kytkeminen MTTP-laitteeseen:

1. Kytke paneeli ja akku kytkimet “pois” -asentoon.
2. Poista paneelin ja akun suojavarokkeet.
3. Kytke akun navat akkukaapelin ohjaimen napoihin.
4. Kytke kaapeli aurinkopaneelin liittimiin vastaavalla merkillä merkityillä säätimen liittimillä.
5. Kytke maadoitusliitin maadoitusväylään kaapelilla.
6. Asenna lämpötila-anturi säätimeen ohjeiden mukaan.

Näiden vaiheiden jälkeen on tarpeen vaihtaa aiemmin poistettu akkuvaroke ja asettaa kytkin “päälle” -asentoon. Pariston tunnistussignaali ilmestyy ohjaimen näytölle.

Aseta sitten lyhyen tauon jälkeen (1–2 minuuttia) aurinkopaneelin aiemmin poistettu sulake paikoilleen ja aseta paneelin kytkin “päälle” -asentoon.

Mittarinäyttö näyttää aurinkopaneelin jännitearvon. Tämä hetki osoittaa aurinkovoimalan onnistuneen käynnistyksen toiminnassa.

Päätelmät ja hyödyllinen video aiheesta

Teollisuus tuottaa monipuolisia laitteita piirijärjestelmien suhteen. Siksi on mahdotonta antaa yksiselitteisiä suosituksia kaikkien asennusten liittämisestä poikkeuksetta.

Kaikentyyppisten laitteiden pääperiaate on kuitenkin sama: ilman akun kytkemistä säätimen väylään, liitäntää aurinkosähköpaneeleihin ei voida hyväksyä. Samanlaisia ​​vaatimuksia sovelletaan järjestelmään sisällyttämiseen. jännite-invertteri. Sitä tulisi pitää erillisenä moduulina, joka on kytketty akkuun suoran kosketuksen avulla.

Jos sinulla on tarvittava kokemus tai tieto, kerro siitä lukijoillemme. Jätä kommenttisi alla olevaan ruutuun. Täällä voit kysyä artikkelin aiheesta.