Saulės įkrovos valdiklis: grandinė, veikimo principas, prijungimo būdai

Saulės energija iki šiol yra ribojama (buitiniu lygmeniu) sukuriant palyginti mažos galios fotoelektrinius skydus. Bet nepaisant saulės šviesos į srovę fotoelektrinio keitiklio projekto, šiame įrenginyje yra modulis, vadinamas saulės krūvio valdikliu.

Iš tikrųjų saulės baterijų fotosintezės įrengimo schema apima akumuliatorių - energijos kaupiklį, gaunamą iš saulės kolektoriaus. Būtent šį antrinį energijos šaltinį pirmiausia aptarnauja valdiklis.

Pateiktame straipsnyje mes suprasime įrenginį ir šio įrenginio veikimo principus, taip pat apsvarstysime, kaip jį prijungti.

Saulės valdikliai

Elektroninis modulis, vadinamas saulės baterijos valdikliu, yra skirtas atlikti keletą valdymo funkcijų įkrovimo / iškrovimo proceso metu saulės baterija.

Kai saulės šviesa patenka ant saulės kolektorių plokštės, sumontuotos, pavyzdžiui, ant namo stogo, paviršiaus, prietaiso fotoelementai šią šviesą paverčia elektros srove.

Gautą energiją iš tikrųjų buvo galima tiekti tiesiai į akumuliatorių. Tačiau akumuliatoriaus įkrovimo / iškrovimo procesas turi savo subtilybes (tam tikrus srovių ir įtampų lygius). Jei nepaisysite šių subtilybių, baterija trumpam veikimo laikui paprasčiausiai suges.

Kad nebūtų tokių liūdnų pasekmių, yra suprojektuotas modulis, vadinamas saulės baterijos įkrovimo valdikliu.

Be akumuliatoriaus lygio stebėjimo, modulis taip pat stebi energijos sąnaudas. Atsižvelgiant į iškrovos laipsnį, akumuliatoriaus įkrovimo valdiklio grandinė iš saulės baterijos reguliuoja ir nustato pradiniam ir vėlesniam įkrovimui būtiną srovės lygį.

Priklausomai nuo saulės elektrinės akumuliatoriaus įkrovimo valdiklio talpos, šių prietaisų konstrukcijos gali turėti labai skirtingą konfigūraciją

Apskritai, paprastai tariant, modulis suteikia nerūpestingą akumuliatoriaus „gyvenimą“, kuris periodiškai kaupiasi ir suteikia energijos vartotojams skirtiems prietaisams.

Praktiniai tipai

Pramoniniu lygmeniu buvo pradėti gaminti ir gaminami dviejų tipų elektroniniai įtaisai, kurių vykdymą galima montuoti saulės energijos sistemos grandinėje:

1. PWM serijos prietaisai.
2. MPPT serijos prietaisai.

Pirmojo tipo saulės baterijos valdiklį galima pavadinti „senu žmogumi“. Tokios schemos buvo parengtos ir pradėtos naudoti auštant saulės ir vėjo energijai.

PWM valdiklio grandinės veikimo principas grindžiamas impulsų pločio moduliavimo algoritmais. Tokių prietaisų funkcionalumas yra šiek tiek prastesnis nei tobulesnių MPPT serijos prietaisų, tačiau apskritai jie taip pat veikia gana efektyviai.

Nepaisant to, kad įrenginio grandinė sudaryta naudojant PWM technologiją, kuri laikoma pasenusia, vienas iš populiariausių saulės baterijų akumuliatoriaus įkroviklio valdiklio saulės baterijose sistemos modelių.

Dizainai, kuriuose naudojama „Maximum Power Point Tracking“ technologija (stebimi maksimalios galios ribos) išsiskiria moderniu požiūriu į grandinių sprendimus ir suteikia daugiau funkcionalumo.

Bet jei palyginsite abiejų tipų valdiklius ir ypač su šališkumu buities srityje, MPPT įrenginiai neatrodo ryškioje šviesoje, kurioje jie tradiciškai reklamuojami.

MPPT tipo valdiklis:

• turi didesnę kainą;
• turi sudėtingą derinimo algoritmą;
• suteikia galios padidėjimą tik reikšmingo ploto plokštėse.

Šio tipo įranga yra tinkamesnė pasaulinėms saulės energijos sistemoms.

Valdiklis, skirtas naudoti kaip saulės elektrinės projekto dalis. Yra MPPT prietaisų klasės atstovas - pažangesnis ir efektyvesnis

Pelningiau pirkti ir valdyti „PWM“ valdiklį (PWM), turintį tokį patį efektą, paprasto vartotojo poreikiams iš buitinės aplinkos, kurioje paprastai yra nedidelio ploto skydai.

Kontrolierių blokų schemos

PWM ir MPPT valdiklių scheminės diagramos, atsižvelgiant į jų siaurą požiūrį - tai yra per daug sudėtinga akimirka kartu su subtiliu elektronikos supratimu. Todėl logiška atsižvelgti tik į struktūrines schemas. Šis požiūris suprantamas daugeliui asmenų.

1 variantas - PWM įrenginiai

Įtampa iš saulės kolektoriaus per du laidus (pliusą ir minusą) patenka į stabilizuojantį elementą ir dalijamąją varžinę grandinę. Dėl šios grandinės detalės gaunamas įvesties įtampos potencialo išlyginimas ir tam tikru mastu jos sukuria valdiklio įėjimo apsaugą nuo įėjimo įtampos ribos peržengimo.

Čia reikėtų pabrėžti: kiekvienas atskiras prietaiso modelis turi specialią įvesties įtampos ribą (nurodyta dokumentuose).

Štai kaip atrodo PWM technologijomis paremtų įrenginių struktūrinė schema. Toks grandinės metodas, kurį galima naudoti kaip mažų buitinių stočių dalį, suteikia didelį efektyvumą

Be to, įtampą ir srovę galios tranzistoriai riboja iki reikalingos vertės. Šiuos grandinės komponentus savo ruožtu kontroliuoja valdiklio lustas per vairuotojo lustą. Dėl to galios tranzistorių poros išėjimo įtampa nustato normalią akumuliatoriaus įtampos ir srovės vertę.

Taip pat grandinėje yra temperatūros jutiklis ir vairuotojas, kontroliuojantis galios tranzistorių, kuris reguliuoja apkrovos galią (apsauga nuo gilaus akumuliatoriaus išsikrovimo). Temperatūros jutiklis stebi svarbių PWM valdiklio elementų kaitinimo būseną.

Paprastai temperatūros lygis korpuso viduje arba ant galios tranzistorių radiatorių. Jei temperatūra peržengia nustatymuose nustatytas ribas, prietaisas atjungia visas aktyvias elektros linijas.

2 variantas - MPPT instrumentai

Schemos sudėtingumas šiuo atveju yra dėl to, kad prie jos pridedami keli elementai, kurie, atsižvelgiant į darbo sąlygas, atidžiau sukuria reikiamą valdymo algoritmą.

Įtampos ir srovės lygius kontroliuoja ir lygina palyginamosios grandinės, o maksimali išėjimo galia nustatoma pagal palyginimo rezultatus.

Įkrovos valdiklių struktūrinė schema, pagrįsta MPPT technologijomis. Čia jau pažymėtas sudėtingesnis periferinių įrenginių valdymo ir valdymo algoritmas.

Pagrindinis skirtumas tarp šio tipo valdiklių ir PWM prietaisų yra tas, kad jie sugeba sureguliuoti saulės energijos modulį iki maksimalios galios, nepriklausomai nuo oro sąlygų.

Tokių prietaisų grandinėje įgyvendinami keli valdymo būdai:

• sutrikimai ir stebėjimai;
• didėja laidumas;
• dabartinis valymas;
• pastovi įtampa.

Galutiniame bendro veiksmo segmente taip pat naudojamas algoritmas visų šių metodų palyginimui.

Valdiklių prijungimo būdai

Nagrinėjant jungčių temą, reikia nedelsiant atkreipti dėmesį: norint įdiegti kiekvieną atskirą prietaisą, būdingas bruožas yra darbas su konkrečia saulės baterijų serija.

Taigi, pavyzdžiui, jei naudojamas valdiklis, kurio maksimali įėjimo įtampa yra 100 voltų, iš saulės kolektorių serijos išėjimo turėtų būti ne daugiau kaip ši vertė.

Bet kuri saulės elektrinė veikia pagal pirmojo etapo išėjimo ir įėjimo įtampų pusiausvyros taisyklę. Viršutinė valdiklio įtampos riba turi atitikti plokštės viršutinę įtampos ribą

Prieš prijungdami įrenginį, būtina nustatyti jo fizinio įdiegimo vietą. Pagal taisykles, montavimo vieta turėtų būti parenkamos sausos, gerai vėdinamos patalpos. Neįmanoma, kad šalia prietaiso yra degios medžiagos.

Nepriimtina, kad netoliese prietaiso būtų vibracijos, šilumos ir drėgmės šaltiniai. Montavimo vieta turi būti apsaugota nuo kritulių ir tiesioginių saulės spindulių.

PWM modelio prijungimo technika

Beveik visi PWM valdiklių gamintojai reikalauja laikytis tikslios jungiamųjų įtaisų sekos.

PWM valdiklių prijungimo prie periferinių įrenginių technika nėra ypač sudėtinga. Kiekvienoje plokštėje yra paženklinti gnybtai. Jums tiesiog reikia sekti seka

Periferiniai įtaisai turi būti visiškai prijungti pagal kontaktinių gnybtų pavadinimus:

1. Prijunkite akumuliatoriaus laidus prie akumuliatoriaus įtaiso gnybtų pagal nurodytą poliškumą.
2. Prie teigiamo laido kontaktinio taško įjunkite apsauginį saugiklį.
3. Ant saulės skydelio skirtų valdiklio kontaktų pritvirtinkite laidus, einančius iš saulės kolektorių plokščių. Stebėkite poliškumą.
4. Prijunkite atitinkamos įtampos (paprastai 12/24 V) bandymo lemputę prie prietaiso apkrovos gnybtų.

Nurodyta seka neturi būti pažeista. Pvz., Griežtai draudžiama saulės baterijas pirmiausia prijungti prie neprijungto akumuliatoriaus. Atlikdamas tokius veiksmus vartotojas rizikuoja „sudeginti“ įrenginį. Į tai daiktai saulės baterijų su akumuliatoriumi surinkimo schema aprašyta išsamiau.

Taip pat PWM serijos valdikliams neleidžiama prijungti įtampos keitiklio prie valdiklio apkrovos gnybtų. Keitiklį reikia prijungti tiesiai prie akumuliatoriaus gnybtų.

MPPT įrenginių prijungimo procedūra

Bendrieji šio tipo aparatų fizinio įrengimo reikalavimai nesiskiria nuo ankstesnių sistemų. Tačiau technologinis įrengimas dažnai būna šiek tiek kitoks, nes MPPT valdikliai dažnai laikomi galingesniais įrenginiais.

Valdikliams, skirtiems didelės galios lygiams, maitinimo grandinės jungtyse rekomenduojama naudoti didelius skerspjūvio kabelius, turinčius metalinius galus

Pvz., Galingoms sistemoms šie reikalavimai papildomi tuo, kad gamintojai rekomenduoja paimti maitinimo jungčių kabelį, kurio srovės tankis yra ne mažesnis kaip 4 A / mm.². Tai yra, pavyzdžiui, jei valdiklis yra 60 A srovės, jums reikia laido, kad prisijungtumėte prie akumuliatoriaus, kurio skerspjūvis ne mažesnis kaip 20 mm.².

Jungiamieji laidai turi būti su variniais antgaliais, sandariai suspaustais specialiu įrankiu. Neigiami saulės kolektorių ir akumuliatoriaus gnybtai turi būti su adapteriais su saugikliais ir jungikliais.

Šis metodas pašalina energijos nuostolius ir užtikrina saugų įrenginio veikimą.

Galingo MPPT valdiklio prijungimo blokinė schema: 1 - saulės skydelis; 2 - MPPT valdiklis; 3 - gnybtų blokas; 4,5 - saugikliai; 6 - valdiklio maitinimo jungiklis; 7.8 - žemės padangos

Prieš jungdamiesi saulės baterijos prie prietaiso įsitikinkite, kad gnybtų įtampa sutampa arba yra mažesnė už įtampą, kurią leistina naudoti valdiklio įėjimui.

Periferinių įrenginių prijungimas prie MTTP įrenginio:

1. Perjunkite skydelį ir akumuliatorių jungiklius į „išjungimo“ padėtį.
2. Nuimkite skydo ir akumuliatoriaus apsauginius saugiklius.
3. Prijunkite akumuliatoriaus gnybtus prie akumuliatoriaus laido valdiklio gnybtų.
4. Prijunkite laidą prie saulės kolektoriaus gnybtų su valdiklio gnybtais, pažymėtais atitinkamu ženklu.
5. Prijunkite antžeminį gnybtą kabeliu prie įžeminimo magistralės.
6. Įdiekite temperatūros jutiklį ant valdiklio pagal instrukcijas.

Atlikus šiuos veiksmus, būtina pakeisti anksčiau išimtą akumuliatoriaus saugiklį ir perjungti jungiklį į „įjungta“ padėtį. Valdiklio ekrane pasirodys akumuliatoriaus aptikimo signalas.

Tada, po trumpos pertraukėlės (1–2 minutės), įdėkite į vietą anksčiau nuimtą saulės kolektoriaus saugiklį ir padėkite skydelio jungiklį į „įjungta“ padėtį.

Prietaiso ekrane bus rodoma saulės kolektoriaus įtampos vertė. Šis momentas rodo sėkmingai veikiančią saulės elektrinę.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Pramonė gamina daugialypius įrenginius, susijusius su grandinės sprendimais. Todėl neįmanoma pateikti vienareikšmių rekomendacijų dėl visų įrenginių prijungimo be išimties.

Tačiau pagrindinis visų tipų prietaisų principas išlieka tas pats: neprijungus akumuliatoriaus prie valdiklio magistralių, ryšys su fotoelektrinėmis plokštėmis yra nepriimtinas. Panašūs reikalavimai taikomi ir įtraukimui į sistemą. įtampos keitiklis. Tai turėtų būti laikoma atskiru moduliu, prijungtu prie akumuliatoriaus tiesioginiu kontaktu.

Jei turite reikiamos patirties ar žinių, prašome pasidalinti ja su mūsų skaitytojais. Palikite komentarus žemiau esančiame laukelyje. Čia galite užduoti klausimą straipsnio tema.