Solar laadregelaar: circuit, werkingsprincipe, aansluitmethoden

Zonne-energie is tot dusver (op huishoudelijk niveau) beperkt tot het maken van fotovoltaïsche panelen met een relatief laag vermogen. Maar ongeacht het ontwerp van de foto-elektrische omzetter van het licht van de zon in stroom, is dit apparaat uitgerust met een module die de zonnelaadregelaar wordt genoemd.

Inderdaad, een fotosynthese-installatieschema voor zonnebatterijen omvat een opslagbatterij - een opslagapparaat voor energie ontvangen van een zonnepaneel. Het is deze secundaire energiebron die voornamelijk wordt bediend door de controller.

In het artikel dat we presenteren, zullen we het apparaat en de werkingsprincipes van dit apparaat begrijpen en ook overwegen hoe het moet worden aangesloten.

Zonnecontrollers

De elektronische module, de controller voor de zonnebatterij genoemd, is ontworpen om tijdens het laad- / ontlaadproces een aantal controlefuncties uit te voeren zonne-batterij.

Wanneer zonlicht op het oppervlak van een zonnepaneel valt, bijvoorbeeld op het dak van een huis, wordt dit licht door de fotocellen van het apparaat omgezet in elektrische stroom.

De ontvangen energie kon namelijk rechtstreeks aan de accu worden geleverd. Het opladen / ontladen van een batterij heeft echter zijn eigen subtiliteiten (bepaalde niveaus van stromen en spanningen). Als u deze subtiliteiten negeert, zal de batterij voor een korte gebruiksperiode gewoon falen.

Om zulke trieste gevolgen niet te hebben, is een module ontworpen die een laadregelaar voor de zonnebatterij wordt genoemd.

Naast het bewaken van het batterijniveau, bewaakt de module ook het energieverbruik. Afhankelijk van de mate van ontlading regelt en stelt het circuit van de acculaadregelaar van de zonnebatterij het stroomniveau in dat nodig is voor de eerste en volgende lading.

Afhankelijk van de capaciteit van de acculaadregelaar van de zonne-energiecentrale, kunnen de ontwerpen van deze apparaten een heel andere configuratie hebben

Over het algemeen biedt de module in eenvoudige bewoordingen een zorgeloze "levensduur" van de batterij, die zich periodiek ophoopt en energie geeft aan consumentenapparaten.

Praktische typen

Op industrieel niveau zijn twee soorten elektronische apparaten gelanceerd en worden deze vervaardigd, waarvan de uitvoering geschikt is voor installatie in het circuit van het zonne-energiesysteem:

1. PWM-serie apparaten.
2. MPPT-serie apparaten.

Het eerste type controller voor de zonnebatterij kan "oude man" worden genoemd. Dergelijke schema's werden ontwikkeld en in werking gesteld aan het begin van de vorming van zonne- en windenergie.

Het werkingsprincipe van het PWM-regelcircuit is gebaseerd op algoritmen voor pulsbreedtemodulatie. De functionaliteit van dergelijke apparaten is iets minder dan die van de meer geavanceerde apparaten uit de MPPT-serie, maar over het algemeen werken ze ook behoorlijk efficiënt.

Een van de meest populaire modellen in het zonnelaadsysteem voor de batterijlaadregelaar van het zonnestation, ondanks het feit dat het circuit van het apparaat is gemaakt met PWM-technologie, die als verouderd wordt beschouwd

Ontwerpen die gebruikmaken van de Maximum Power Point Tracking-technologie (het volgen van de maximale vermogenslimiet) onderscheiden zich door een moderne benadering van schakeloplossingen en bieden meer functionaliteit.

Maar als je beide soorten regelaars vergelijkt en, vooral, met een voorkeur voor de huiselijke sfeer, kijken MPPT-apparaten niet in het felle licht waarin ze traditioneel worden geadverteerd.

MPPT-type controller:

• heeft hogere kosten;
• heeft een geavanceerd afstemmingsalgoritme;
• geeft alleen vermogenswinst op panelen van een aanzienlijk gebied.

Dit type apparatuur is meer geschikt voor wereldwijde zonne-energiesystemen.

De controller, ontworpen voor gebruik als onderdeel van het ontwerp van een zonne-energiecentrale. Is een vertegenwoordiger van de MPPT-klasse van apparaten - geavanceerder en efficiënter

Het is voordeliger om de PWM-controller (PWM) te kopen en te bedienen met hetzelfde effect voor de behoeften van een gewone gebruiker uit een huishoudelijke omgeving, die meestal panelen met een klein oppervlak heeft.

Blokschema's van controllers

Schematische diagrammen van de PWM- en MPPT-controllers ter overweging door hun bekrompen uiterlijk - dit is een te ingewikkeld moment, in combinatie met een subtiel begrip van elektronica. Daarom is het logisch om alleen structurele schema's te overwegen. Deze aanpak is begrijpelijk voor een breed scala aan individuen.

Optie # 1 - PWM-apparaten

De spanning van het zonnepaneel via twee geleiders (plus en min) komt naar het stabiliserende element en de deelweerstandsketting. Dankzij dit deel van het circuit wordt een potentiaalvereffening van de ingangsspanning verkregen en tot op zekere hoogte organiseren ze de bescherming van de ingang van de controller tegen het overschrijden van de ingangsspanningsgrens.

Het moet hier worden benadrukt: elk afzonderlijk model van het apparaat heeft een specifieke grens voor de ingangsspanning (aangegeven in de documentatie).

Zo ziet het structurele diagram van apparaten op basis van PWM-technologieën eruit. Voor gebruik als onderdeel van kleine huisstations biedt een dergelijke circuitbenadering voldoende efficiëntie

Verder zijn de spanning en stroom beperkt tot de vereiste waarde door vermogenstransistors. Deze circuitcomponenten worden op hun beurt bestuurd door de controllerchip via de driverchip. Als resultaat stelt de uitgangsspanning van het paar vermogenstransistors de normale waarde van spanning en stroom voor de batterij in.

Ook in het circuit is er een temperatuursensor en een driver die de vermogenstransistor regelt, die het belastingsvermogen regelt (bescherming tegen diepe ontlading van de batterij). De temperatuursensor bewaakt de verwarmingsstatus van belangrijke elementen van de PWM-controller.

Meestal is het temperatuurniveau in de behuizing of op de radiatoren van vermogenstransistors. Als de temperatuur de limieten overschrijdt die in de instellingen zijn ingesteld, verbreekt het apparaat alle actieve voedingslijnen.

Optie # 2 - MPPT-instrumenten

De complexiteit van het schema is in dit geval te danken aan de toevoeging aan een aantal elementen die het noodzakelijke besturingsalgoritme zorgvuldiger bouwen, gebaseerd op arbeidsomstandigheden.

Spannings- en stroomniveaus worden bewaakt en vergeleken door vergelijkingscircuits en het maximale uitgangsvermogen wordt bepaald op basis van de resultaten van de vergelijking.

Structureel schakelschema voor laadcontrollers op basis van MPPT-technologieën. Een geavanceerder algoritme voor het besturen en besturen van randapparatuur wordt hier al opgemerkt.

Het belangrijkste verschil tussen dit type controllers en PWM-apparaten is dat ze de energiezonnepanelen kunnen aanpassen aan maximaal vermogen, ongeacht de weersomstandigheden.

Het circuit van dergelijke apparaten implementeert verschillende besturingsmethoden:

• storingen en observaties;
• geleidbaarheid verhogen;
• huidige sweep;
• constante spanning.

En in het laatste segment van de algemene actie wordt ook een algoritme gebruikt om al deze methoden te vergelijken.

Manieren om controllers aan te sluiten

Gezien het onderwerp verbindingen, moet onmiddellijk worden opgemerkt: om elk afzonderlijk apparaat te installeren, is een kenmerkend kenmerk het werk met een specifieke reeks zonnepanelen.

Dus als er bijvoorbeeld een controller wordt gebruikt die is ontworpen voor een maximale ingangsspanning van 100 volt, mag een serie zonnepanelen niet meer dan deze waarde aan de uitgang leveren.

Elke zonne-energiecentrale werkt volgens de evenwichtsregel van de uitgangs- en ingangsspanningen van de eerste trap. De bovengrens van de spanning van de controller moet overeenkomen met de bovengrens van de spanning van het paneel

Voordat u het apparaat aansluit, moet u de plaats van de fysieke installatie bepalen. Als installatielocatie dient volgens de regels gekozen te worden voor droge, goed geventileerde ruimtes. De aanwezigheid van brandbare materialen in de buurt van het apparaat is uitgesloten.

De aanwezigheid van trillingen, hitte en vochtigheid in de directe omgeving van het apparaat is onaanvaardbaar. De installatieplaats moet worden beschermd tegen neerslag en direct zonlicht.

PWM Model Connection Technique

Bijna alle fabrikanten van PWM-controllers moeten de exacte volgorde van de aangesloten apparaten volgen.

De techniek om PWM-controllers aan te sluiten op randapparatuur is niet bijzonder complex. Elk bord is uitgerust met gelabelde terminals. Het vereist alleen dat je de volgorde van acties volgt

Randapparatuur moet volledig worden aangesloten volgens de aanduidingen van de contactklemmen:

1. Sluit de batterijdraden aan op de terminals van het batterij-apparaat in overeenstemming met de aangegeven polariteit.
2. Schakel op het contactpunt van de positieve draad de veiligheidszekering in.
3. Bevestig de geleiders die afkomstig zijn van de zonnepaneelpanelen op de contacten van de controller die bedoeld zijn voor het zonnepaneel. Let op de polariteit.
4. Sluit een testlamp met de overeenkomstige spanning (meestal 12 / 24V) aan op de klemmen van de belasting van het apparaat.

De opgegeven volgorde mag niet worden geschonden. Zo is het bijvoorbeeld ten strengste verboden om zonnepanelen in de eerste plaats aan te sluiten op een niet aangesloten accu. Door dergelijke acties loopt de gebruiker het risico het apparaat te "verbranden". In dit spul het montageschema van zonnepanelen met een batterij wordt in meer detail beschreven.

Ook voor controllers uit de PWM-serie is het niet toegestaan ​​om een ​​spanningsomvormer aan te sluiten op de belastingsklemmen van de controller. De omvormer moet rechtstreeks op de accupolen worden aangesloten.

Procedure voor het aansluiten van MPPT-apparaten

Algemene vereisten voor fysieke installatie voor dit type apparaat verschillen niet van eerdere systemen. Maar de technologische installatie is vaak enigszins anders, omdat MPPT-controllers vaak worden beschouwd als krachtigere apparaten.

Voor controllers die zijn ontworpen voor hoge vermogensniveaus, wordt aanbevolen om kabels met grote doorsnede te gebruiken die zijn uitgerust met metalen aansluitingen op stroomkringaansluitingen

Voor krachtige systemen worden deze vereisten bijvoorbeeld aangevuld door het feit dat fabrikanten aanbevelen om een ​​kabel te nemen voor stroomaansluitlijnen, ontworpen voor een stroomdichtheid van minimaal 4 A / mm². Dat wil zeggen voor bijvoorbeeld een controller voor een stroom van 60 A heeft u een kabel nodig om op de accu aan te sluiten met een doorsnede van minimaal 20 mm².

Verbindingskabels moeten zijn uitgerust met koperen kabelschoenen, stevig gekrompen met speciaal gereedschap. De minpool van het zonnepaneel en de accu moeten voorzien zijn van adapters met zekeringen en schakelaars.

Deze aanpak elimineert energieverliezen en zorgt voor een veilige werking van de installatie.

Blokschema van de aansluiting van een krachtige MPPT-controller: 1 - zonnepaneel; 2 - MPPT-controller; 3 - aansluitblok; 4,5 - zekeringen; 6 - aan / uit-schakelaar van de controller; 7.8 - grondband

Voordat u verbinding maakt zonnepanelen Zorg ervoor dat de spanning op de klemmen overeenkomt met of lager is dan de spanning die op de ingang van de controller mag worden toegepast.

Randapparatuur aansluiten op het MTTP-apparaat:

1. Schakelpaneel en batterijschakelaars in de "uit" -stand.
2. Verwijder de beschermende zekeringen op het paneel en de batterij.
3. Sluit de accupolen aan op de controllerklemmen voor de accukabel.
4. Sluit de kabel aan op de klemmen van het zonnepaneel met de controllerklemmen gemarkeerd met het overeenkomstige teken.
5. Verbind de aardingsklem met de aardingsbus met een kabel.
6. Installeer de temperatuursensor op de controller volgens de instructies.

Na deze stappen is het nodig om de eerder verwijderde batterijzekering te vervangen en de schakelaar in de “aan” -stand te zetten. Er verschijnt een batterijdetectiesignaal op het scherm van de controller.

Plaats vervolgens, na een korte pauze (1-2 minuten), de eerder verwijderde zekering van het zonnepaneel op zijn plaats en zet de paneelschakelaar in de “aan” -stand.

Het instrumentenscherm toont de spanningswaarde van het zonnepaneel. Dit moment duidt op de succesvolle lancering van een in bedrijf zijnde zonne-energiecentrale.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

De industrie produceert veelzijdige apparaten in termen van circuitoplossingen. Het is daarom onmogelijk om zonder uitzondering eenduidige aanbevelingen te doen over de aansluiting van alle installaties.

Het belangrijkste principe voor alle soorten apparaten blijft echter hetzelfde: zonder de batterij op de controllerbussen aan te sluiten, is aansluiting op fotovoltaïsche panelen onaanvaardbaar. Voor opname in de regeling gelden vergelijkbare eisen. spanningsomvormer. Het moet worden beschouwd als een afzonderlijke module die door direct contact op de batterij is aangesloten.

Als je de nodige ervaring of kennis hebt, deel deze dan met onze lezers. Laat uw opmerkingen achter in het onderstaande vak. Hier kunt u een vraag stellen over het onderwerp van het artikel.