Solladdningsregulator: krets, driftsprincip, anslutningsmetoder

Solenergi är hittills begränsad (på hushållsnivå) till skapandet av fotovoltaiska paneler med relativt låg effekt. Men oavsett utformningen av den fotoelektriska omvandlaren för solens ljus till ström, är denna enhet utrustad med en modul som kallas solladdningsregulatorn.

Faktum är att ett solcellbatteriets fotosyntesinstallationsschema innehåller ett lagringsbatteri - en lagringsenhet för energi som tas emot från en solpanel. Det är denna sekundära energikälla som huvudsakligen betjänas av styrenheten.

I artikeln som vi presenterar kommer vi att förstå enheten och principerna för drift av denna enhet, och även överväga hur du ansluter den.

Solenheter

Den elektroniska modulen, kallad regulatorn för solbatteriet, är utformad för att utföra ett antal styrfunktioner under laddnings- / urladdningsprocessen solbatteri.

När solljuset faller på ytan på en solpanel installerad, till exempel på ett hus, omvandlas detta ljus till elektrisk ström av enhetens fotoceller.

Den mottagna energin kan faktiskt levereras direkt till lagringsbatteriet. Emellertid har processen för laddning / urladdning av ett batteri sina egna finesser (vissa nivåer av strömmar och spänningar). Om du försummar dessa subtiliteter kommer batteriet under en kort tidsperiod helt enkelt att misslyckas.

För att inte få så tråkiga konsekvenser är en modul som kallas en laddningsregulator för solbatteriet utformad.

Förutom att övervaka batterinivån övervakar modulen också energiförbrukning. Beroende på urladdningsgraden reglerar kretsen för batteriladdningsregulatorn från solbatteriet och ställer in den aktuella nivån som krävs för den initiala och efterföljande laddningen.

Beroende på kapaciteten hos batteriets laddningskontroller i solkraftverket kan konstruktionerna av dessa enheter ha en mycket annan konfiguration

I allmänhet, i enkla termer, ger modulen ett sorglöst "liv" för batteriet, som periodvis ackumuleras och ger energi till konsumentenheter.

Praktiska typer

På industriell nivå har två typer av elektroniska enheter lanserats och tillverkas, vars utförande är lämplig för installation i kretsen för solenergisystem:

1. PWM-serienheter.
2. MPPT-serienheter.

Den första typen av styrenhet för ett solbatteri kan kallas en "gammal man." Sådana system utvecklades och tas i drift i början av bildandet av sol- och vindkraft.

Funktionsprincipen för PWM-styrkretsen är baserad på pulsbreddmoduleringsalgoritmer. Funktionerna hos sådana enheter är något sämre än de mer avancerade MPPT-serienheterna, men i allmänhet fungerar de också ganska effektivt.

En av de mest populära modellerna i solladdningssystemet för solstationens batteriladdningskontroll, trots att enhetskretsen är tillverkad med PWM-teknik, som anses vara föråldrad

Konstruktioner som använder Maximum Power Point Tracking-teknik (spårning av den maximala effektgränsen) kännetecknas av ett modernt tillvägagångssätt för kretslösningar och ger mer funktionalitet.

Men om du jämför båda typerna av styrenhet och, särskilt, med en förspänning mot den inhemska sfären, ser MPPT-enheter inte i det starka ljuset där de traditionellt annonseras.

MPPT-typstyrenhet:

• har en högre kostnad;
• har en sofistikerad avstämningsalgoritm;
• ger effektförstärkning endast på paneler i ett betydande område.

Denna typ av utrustning är mer lämpad för globala solenergisystem.

Styrenheten, konstruerad för drift som en del av konstruktionen av ett solkraftverk. Är en representant för MPPT-klassen av enheter - mer avancerad och effektiv

Det är mer lönsamt att köpa och använda PWM-styrenheten (PWM) med samma effekt för en vanlig användares behov från en inhemsk miljö, som vanligtvis har paneler med små områden.

Blockscheman över styrenheter

Schematiska diagram över PWM- och MPPT-styrenheterna med hänsyn till deras trånga intryck - detta är ett för komplicerat ögonblick, i kombination med en subtil förståelse för elektronik. Därför är det logiskt att bara ta hänsyn till strukturella scheman. Detta tillvägagångssätt är förståeligt för ett brett spektrum av individer.

Alternativ 1 - PWM-enheter

Spänningen från solpanelen genom två ledare (plus och minus) kommer till det stabiliserande elementet och den delande resistiva kedjan. På grund av denna kretsdel erhålls potentialutjämning av ingångsspänningen och till viss del organiserar de skyddet för regulatorns ingång från att överskrida ingångsspänningsgränsen.

Det bör betonas här: varje enskild modell av enheten har en specifik gräns för ingångsspänningen (anges i dokumentationen).

Så här ser strukturdiagrammet för enheter baserade på PWM-teknik ut. För drift som en del av små inhemska stationer ger en sådan kretsmetod god effektivitet

Vidare är spänningen och strömmen begränsade till det erforderliga värdet av krafttransistorer. Dessa kretskomponenter styrs i sin tur av kontrollchipet genom drivrutinet. Som ett resultat ställer utgångsspänningen för paret av krafttransistorer det normala värdet på spänning och ström för batteriet.

I kretsen finns också en temperatursensor och en drivare som styr krafttransistorn, som reglerar lastkraften (skydd mot djup urladdning av batteriet). Temperaturgivaren övervakar värmestatusen för viktiga element i PWM-regulatorn.

Vanligtvis temperaturnivån inuti höljet eller på radiatorer för krafttransistorer. Om temperaturen går över gränserna som ställts in i inställningarna kopplar enheten bort alla aktiva kraftledningar.

Alternativ # 2 - MPPT-instrument

Komplexiteten hos schemat i detta fall beror på dess tillägg till ett antal element som bygger den nödvändiga kontrollalgoritmen mer noggrant, baserat på arbetsförhållanden.

Spännings- och strömnivåer övervakas och jämförs med komparatorkretsar, och den maximala uteffekten bestäms utifrån jämförelsens resultat.

Strukturella kretsschema för laddningsstyrenheter baserade på MPPT-teknik. En mer sofistikerad algoritm för styrning och styrning av kringutrustning har redan noterats här.

Den största skillnaden mellan denna typ av styrenheter och PWM-enheter är att de kan justera solenergimodulen till maximal effekt oavsett väderförhållanden.

Kretsen för sådana anordningar implementerar flera styrmetoder:

• störningar och observationer;
• öka konduktiviteten;
• nuvarande svep;
• konstant spänning.

Och i det slutliga segmentet av den allmänna handlingen används också en algoritm för att jämföra alla dessa metoder.

Sätt att ansluta styrenheter

Med tanke på anslutnings ämnet bör det omedelbart noteras: att installera varje enskild enhet, en karakteristisk funktion är arbetet med en specifik serie solpaneler.

Så, till exempel, om en styrenhet används som är konstruerad för en maximal ingångsspänning på 100 volt, bör en serie solpaneler inte mata ut mer än detta värde vid utgången.

Varje solkraftverk fungerar i enlighet med regeln om balans mellan utgångs- och ingångsspänningarna i det första steget. Den övre gränsen för regulatorns spänning måste motsvara den övre gränsen för panelens spänning

Innan du ansluter enheten är det nödvändigt att bestämma platsen för den fysiska installationen. Enligt reglerna bör torra, väl ventilerade rum väljas som installationsplats. Närvaron av brandfarliga material nära enheten är utesluten.

Förekomsten av vibrationer, värme och fuktighet i enhetens omedelbara närhet är oacceptabelt. Installationsplatsen måste skyddas mot nederbörd och direkt solljus.

PWM-modellanslutningsteknik

Nästan alla tillverkare av PWM-regulatorer måste följa den exakta sekvensen av anslutningsanordningar.

Tekniken att ansluta PWM-styrenheter till kringutrustning är inte särskilt komplicerad. Varje kort är utrustad med märkta terminaler. Det kräver bara att du följer handlingen

Kringutrustning måste anslutas i full överensstämmelse med beteckningarna på kontaktterminalerna:

1. Anslut batterikablarna på batteriets anslutningar i enlighet med den angivna polariteten.
2. Vid kontaktpunkten för den positiva tråden, slå på skyddssäkring.
3. Fixera ledarna från solpanelens paneler på styrenhetens kontakter avsedda för solpanelen. Observera polaritet.
4. Anslut en testlampa med motsvarande spänning (vanligtvis 12 / 24V) till anslutningarna på enhetens last.

Den angivna sekvensen får inte brytas. Till exempel är det strängt förbjudet att ansluta solpaneler till en början med ett okopplat batteri. Genom sådana åtgärder riskerar användaren att "bränna" enheten. den det här monteringsschemat för solpaneler med ett batteri beskrivs mer detaljerat.

Även för PWM-seriekontroller är det inte tillåtet att ansluta en spänningsomvandlare till regulatorns lastterminaler. Omformaren ska anslutas direkt till batteriterminalerna.

Förfarande för anslutning av MPPT-enheter

Allmänna krav för fysisk installation för denna typ av apparater skiljer sig inte från tidigare system. Men den tekniska installationen är ofta något annorlunda, eftersom MPPT-kontroller ofta betraktas som kraftfullare enheter.

För styrenheter som är konstruerade för höga effektnivåer rekommenderas att använda stora tvärsnittskablar utrustade med metallavslutningar på strömkretsanslutningar

Till exempel för kraftfulla system kompletteras dessa krav av det faktum att tillverkare rekommenderar att ta en kabel för kraftanslutningsledningar, konstruerade för en strömtäthet på minst 4 A / mm². Det är till exempel för en styrenhet för en ström på 60 A, du behöver en kabel för att ansluta till batteriet med ett tvärsnitt på minst 20 mm².

Anslutande kablar måste vara utrustade med kopparflikar, tätt pressade med ett specialverktyg. De negativa terminalerna på solpanelen och batteriet måste vara utrustade med adaptrar med säkringar och omkopplare.

Denna metod eliminerar energiförluster och säkerställer säker drift av installationen.

Blockschema över anslutning av en kraftfull MPPT-styrenhet: 1 - solpanel; 2 - MPPT-styrenhet; 3 - terminalblock; 4,5 - säkringar; 6 - regulatorns strömbrytare; 7,8 - markdäck

Innan du ansluter solpaneler till enheten, se till att spänningen i terminalerna matchar eller är mindre än den spänning som är tillåtet att applicera på ingången till regulatorn.

Ansluta kringutrustning till MTTP-enheten:

1. Växla panel och batteri växlar till “av” -läge.
2. Ta bort skyddssäkringarna på panelen och batteriet.
3. Anslut batteriterminalerna till styrenhetens terminaler för batterikabeln.
4. Anslut kabeln till solpanelens terminaler med styrenhetens terminaler markerade med motsvarande skylt.
5. Anslut jordterminalen till jordbussen med en kabel.
6. Installera temperatursensorn på regulatorn enligt anvisningarna.

Efter dessa steg är det nödvändigt att byta ut den tidigare borttagna batterisäkringen och sätta omkopplaren i läget “på”. En batteridetekteringssignal visas på kontrollskärmen.

Sedan, efter en kort paus (1-2 minuter), sätta den tidigare avlägsnade säkringen på solpanelen på plats och sätt panelpanelen i läget “på”.

Instrumentskärmen visar solpanelens spänningsvärde. Detta ögonblick indikerar den framgångsrika lanseringen av ett solkraftverk i drift.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Branschen producerar mångfacetterade enheter när det gäller kretslösningar. Därför är det omöjligt att ge entydiga rekommendationer om anslutning av alla installationer utan undantag.

Huvudprincipen för alla typer av enheter förblir dock densamma: utan att ansluta batteriet till regulatorbussarna är anslutning till solcellspaneler oacceptabel. Liknande krav gäller för införande i systemet. spänningsomvandlare. Det bör betraktas som en separat modul ansluten till batteriet genom direktkontakt.

Om du har nödvändig erfarenhet eller kunskap, dela den med våra läsare. Lämna dina kommentarer i rutan nedan. Här kan du ställa en fråga om ämnet för artikeln.