Ang solar charge controller: circuit, prinsipyo ng operasyon, mga pamamaraan ng koneksyon

Ang enerhiya ng solar ay labis na limitado (sa antas ng sambahayan) sa paglikha ng mga panel ng photovoltaic na medyo mababa ang lakas. Ngunit anuman ang disenyo ng photoelectric converter ng ilaw ng araw hanggang sa kasalukuyan, ang aparato na ito ay nilagyan ng isang module na tinatawag na solar charge controller.

Sa katunayan, isang scheme ng pag-install ng photosyntes ng baterya ay may kasamang isang baterya ng imbakan - isang aparato ng imbakan para sa enerhiya na natanggap mula sa isang solar panel. Ito ang pangalawang mapagkukunan ng pangalawang enerhiya na hinahain ng magsusupil.

Sa artikulong ipinakita namin, mauunawaan namin ang aparato at mga prinsipyo ng pagpapatakbo ng aparatong ito, at isaalang-alang din kung paano ikonekta ito.

Mga kontrol ng solar

Ang electronic module, na tinatawag na magsusupil para sa solar na baterya, ay idinisenyo upang maisagawa ang isang bilang ng mga pag-andar ng kontrol sa panahon ng proseso ng pagsingil / paglabas solar baterya.

Kapag bumagsak ang sikat ng araw sa ibabaw ng isang solar panel na naka-install, halimbawa, sa bubong ng isang bahay, ang ilaw na ito ay na-convert sa electric current ng mga photocells ng aparato.

Ang enerhiya na natanggap, sa katunayan, maaaring maibigay nang direkta sa baterya ng imbakan. Gayunpaman, ang proseso ng pag-singilin / pagpapalabas ng baterya ay may sariling mga subtleties (ilang mga antas ng mga alon at boltahe). Kung pinapabayaan mo ang mga subtleties na ito, ang baterya para sa isang maikling panahon ng operasyon ay mabibigo lamang.

Upang hindi magkaroon ng ganitong malungkot na mga kahihinatnan, ang isang module na tinatawag na isang singaw ng singil para sa solar na baterya ay dinisenyo.

Bilang karagdagan sa pagsubaybay sa antas ng baterya, sinusubaybayan din ng module ang pagkonsumo ng enerhiya. Depende sa antas ng paglabas, ang circuit ng magsusupil ng singil ng baterya mula sa solar baterya ay kumokontrol at nagtatakda ng kasalukuyang antas na kinakailangan para sa paunang at kasunod na singil.

Depende sa kapasidad ng baterya ng magsusupil ng baterya ng planta ng solar power, ang mga disenyo ng mga aparatong ito ay maaaring magkaroon ng ibang magkakaibang pagsasaayos

Sa pangkalahatan, sa simpleng mga termino, ang module ay nagbibigay ng isang walang malasakit na "buhay" para sa baterya, na pana-panahong naiipon at nagbibigay enerhiya sa mga aparato ng consumer.

Mga Uri ng Praktikal

Sa antas ng pang-industriya, dalawang uri ng mga elektronikong aparato ang inilunsad at ginagawa, ang pagpapatupad na kung saan ay angkop para sa pag-install sa circuit system ng enerhiya ng solar:

1. Mga aparato ng serye ng PWM.
2. Mga aparato ng serye ng MPPT.

Ang unang uri ng magsusupil para sa isang solar baterya ay maaaring tawaging isang "matandang lalaki." Ang nasabing mga scheme ay binuo at inilagay sa madaling araw ng pagbuo ng solar at enerhiya ng hangin.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng circuit circuit ng PWM ay batay sa mga algorithm ng algorithm ng modyul na lapad. Ang pag-andar ng mga naturang aparato ay medyo mas mababa sa mas advanced na mga aparato ng serye ng MPPT, ngunit sa pangkalahatan, gumagana din sila nang lubos.

Isa sa mga pinakatanyag na modelo sa solar charge system para sa tagapamahala ng baterya ng solar station, kahit na ang circuitry ng aparato ay ginawa gamit ang teknolohiya ng PWM, na itinuturing na hindi na ginagamit.

Ang mga disenyo gamit ang teknolohiya ng Maximum na Power Point Pagsubaybay (pagsubaybay sa maximum na limitasyon ng kuryente) ay nakikilala sa pamamagitan ng isang modernong diskarte sa mga solusyon sa circuitry at nagbibigay ng higit na pag-andar.

Ngunit kung ihahambing mo ang parehong uri ng magsusupil at, lalo na, na may isang bias patungo sa domestic sphere, ang mga aparato ng MPPT ay hindi tumingin sa maliwanag na ilaw kung saan ayon sa kaugalian na nai-anunsyo.

Controller ng uri ng MPPT:

• ay may mas mataas na gastos;
• ay may sopistikadong algorithm sa pag-tune;
• nagbibigay lamang ng kuryente sa mga panel ng isang makabuluhang lugar.

Ang ganitong uri ng kagamitan ay mas angkop para sa mga pandaigdigang sistema ng enerhiya ng solar.

Ang magsusupil, na idinisenyo para sa operasyon bilang bahagi ng disenyo ng isang solar power plant. Ay isang kinatawan ng klase ng mga aparato ng MPPT - mas advanced at mahusay

Mas kapaki-pakinabang na bilhin at patakbuhin ang PWM controller (PWM) na may parehong epekto para sa mga pangangailangan ng isang ordinaryong gumagamit mula sa isang kapaligiran sa sambahayan, na karaniwang may mga maliit na lugar na panel.

I-block ang mga diagram ng mga controller

Mga diagram ng eskematiko ng mga PWM at mga MPPT na magsusupil para sa pagsasaalang-alang sa pamamagitan ng kanilang makitid na pag-iisip na hitsura - ito ay masyadong kumplikado ng ilang sandali, kaisa sa isang banayad na pag-unawa sa mga electronics. Samakatuwid, makatuwirang isaalang-alang lamang ang mga istruktura sa istruktura. Ang pamamaraang ito ay maliwanag sa isang malawak na hanay ng mga indibidwal.

Pagpipilian # 1 - PWM aparato

Ang boltahe mula sa solar panel sa pamamagitan ng dalawang conductor (kasama at minus) ay dumating sa nagpapatatag na elemento at ang paghati sa resistive chain. Dahil sa piraso ng circuit na ito, ang potensyal na pagkakapareho ng boltahe ng input ay nakuha at, sa ilang sukat, inayos nila ang proteksyon ng input ng controller mula sa paglampas sa hangganan ng input ng boltahe.

Dapat itong bigyang-diin dito: ang bawat indibidwal na modelo ng aparato ay may isang tiyak na hangganan para sa boltahe ng input (ipinahiwatig sa dokumentasyon).

Ito ang hitsura ng diagram ng istruktura ng mga aparato batay sa mga teknolohiya ng PWM. Para sa operasyon bilang bahagi ng mga maliliit na istasyon ng domestic, ang naturang diskarte sa circuit ay nagbibigay ng maraming kahusayan

Karagdagan, ang boltahe at kasalukuyang ay limitado sa kinakailangang halaga ng mga transistor ng kuryente. Ang mga bahagi ng circuit na ito, ay kinokontrol ng control chip sa pamamagitan ng driver ng chip. Bilang isang resulta, ang output boltahe ng pares ng mga power transistors ay nagtatakda ng normal na halaga ng boltahe at kasalukuyang para sa baterya.

Gayundin sa circuit mayroong isang temperatura sensor at isang driver na kumokontrol sa power transistor, na kinokontrol ang lakas ng pag-load (proteksyon laban sa malalim na paglabas ng baterya). Sinusubaybayan ng sensor ng temperatura ang katayuan ng pag-init ng mga mahahalagang elemento ng PWM controller.

Karaniwan ang antas ng temperatura sa loob ng kaso o sa mga radiator ng mga power transistors. Kung ang temperatura ay lampas sa mga limitasyon na itinakda sa mga setting, tinatanggal ng aparato ang lahat ng mga aktibong linya ng kuryente.

Pagpipilian # 2 - Mga instrumento ng MPPT

Ang pagiging kumplikado ng scheme sa kasong ito ay dahil sa pagdaragdag nito sa isang bilang ng mga elemento na nagtatayo ng kinakailangang control algorithm nang mas maingat, batay sa mga kondisyon ng pagtatrabaho.

Ang boltahe at kasalukuyang mga antas ay sinusubaybayan at inihambing sa pamamagitan ng mga circuit ng paghahambing, at ang maximum na lakas ng output ay tinutukoy mula sa mga resulta ng paghahambing.

Ang diagram ng istruktura ng circuit para sa mga magsusupil ng singil batay sa mga teknolohiya ng MPPT. Ang isang mas sopistikadong algorithm para sa pagkontrol at pagkontrol ng mga aparato ng peripheral ay napansin na dito.

Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng ganitong uri ng mga Controllers at PWM na aparato ay nagagawa nilang ayusin ang enerhiya solar module sa maximum na kapangyarihan, anuman ang mga kondisyon ng panahon.

Ang circuit ng naturang mga aparato ay nagpapatupad ng ilang mga pamamaraan ng kontrol:

• mga kaguluhan at obserbasyon;
• pagtaas ng kondaktibo;
• kasalukuyang walisin;
• palaging boltahe

At sa pangwakas na segment ng pangkalahatang pagkilos, ginagamit din ang isang algorithm para sa paghahambing ng lahat ng mga pamamaraan na ito.

Mga paraan upang ikonekta ang mga controller

Isinasaalang-alang ang paksa ng mga koneksyon, dapat itong agad na mapansin: upang mai-install ang bawat indibidwal na aparato, isang katangian na katangian ay ang gawain na may isang tiyak na serye ng mga solar panel.

Kaya, halimbawa, kung ang isang controller ay ginagamit na idinisenyo para sa isang maximum na boltahe ng input ng 100 volts, ang isang serye ng mga solar panel ay dapat na output nang higit pa sa halagang ito sa output.

Ang anumang solar power plant ay nagpapatakbo alinsunod sa patakaran ng balanse ng output at mga boltahe ng input sa unang yugto. Ang itaas na limitasyon ng boltahe ng controller ay dapat tumutugma sa itaas na limitasyon ng boltahe ng panel

Bago ikonekta ang aparato, kinakailangan upang matukoy ang lugar ng pisikal na pag-install nito. Ayon sa mga patakaran, ang mga tuyo, maayos na maaliwalas na silid ay dapat mapili bilang site ng pag-install. Ang pagkakaroon ng mga nasusunog na materyales malapit sa aparato ay hindi kasama.

Ang pagkakaroon ng mga mapagkukunan ng panginginig ng boses, init at kahalumigmigan sa kagyat na paligid ng aparato ay hindi katanggap-tanggap. Ang site ng pag-install ay dapat protektado mula sa pag-ulan at direktang sikat ng araw.

PWM Model Connection Technique

Halos lahat ng mga tagagawa ng PWM-Controllers ay nangangailangan na sundin ang eksaktong pagkakasunud-sunod ng pagkonekta ng mga aparato.

Ang pamamaraan ng pagkonekta ng mga PWM Controller sa peripheral na aparato ay hindi partikular na kumplikado. Ang bawat board ay nilagyan ng mga may label na mga terminal. Kinakailangan lamang nitong sundin ang pagkakasunud-sunod ng mga aksyon

Ang mga aparato ng peripheral ay dapat na konektado nang buo alinsunod sa mga pagtatalaga ng mga contact terminal:

1. Ikonekta ang mga wire ng baterya sa mga terminal ng aparato ng baterya alinsunod sa ipinahiwatig na polar.
2. Sa contact point ng positibong kawad, lumipat sa proteksiyon na piyus.
3. Sa mga contact ng controller na inilaan para sa solar panel, ayusin ang mga conductor na nagmula sa mga panel ng solar panel. Sundin ang polaridad.
4. Ikonekta ang isang lampara sa pagsubok ng kaukulang boltahe (karaniwang 12 / 24V) sa mga terminal ng pagkarga ng aparato.

Ang tinukoy na pagkakasunud-sunod ay hindi dapat lumabag. Halimbawa, mahigpit na ipinagbabawal na ikonekta ang mga solar panel sa unang lugar na may isang hindi nakakonektang baterya. Sa pamamagitan ng mga naturang aksyon, ang panganib ng gumagamit ay "nasusunog" ng aparato. Sa bagay na ito ang diagram ng pagpupulong ng mga solar panel na may baterya ay inilarawan nang mas detalyado.

Gayundin para sa mga kontrol ng serye ng PWM, hindi pinapayagan na kumonekta ng isang boltahe na inverter sa mga terminal ng pag-load ng controller. Ang inverter ay dapat na konektado nang direkta sa mga terminal ng baterya.

Pamamaraan para sa pagkonekta ng mga aparato ng MPPT

Pangkalahatang mga kinakailangan para sa pisikal na pag-install para sa ganitong uri ng patakaran ng pamahalaan ay hindi naiiba sa mga nakaraang sistema. Ngunit ang pag-install ng teknolohikal ay madalas na medyo naiiba, dahil ang mga Controller ng MPPT ay madalas na itinuturing na mas malakas na mga aparato.

Para sa mga Controller na idinisenyo para sa mataas na antas ng kapangyarihan, inirerekumenda na gumamit ng mga malalaking cross-section na cable na nilagyan ng mga pagtatapos ng metal sa mga koneksyon sa circuit circuit

Halimbawa, para sa mga makapangyarihang mga system, ang mga kinakailangang ito ay pupunan ng katotohanan na inirerekomenda ng mga tagagawa na kumuha ng isang cable para sa mga linya ng koneksyon ng kuryente, na idinisenyo para sa isang kasalukuyang density ng hindi bababa sa 4 A / mm². Iyon ay, halimbawa, para sa isang controller para sa isang kasalukuyang 60 A, kailangan mo ng isang cable upang kumonekta sa baterya na may isang seksyon ng cross ng hindi bababa sa 20 mm².

Ang pagkonekta ng mga cable ay dapat na nilagyan ng mga lugs ng tanso, mahigpit na crimped sa isang espesyal na tool. Ang negatibong mga terminal ng solar panel at baterya ay dapat na nilagyan ng mga adaptor na may mga piyus at switch.

Ang pamamaraang ito ay nag-aalis ng mga pagkawala ng enerhiya at tinitiyak ang ligtas na operasyon ng pag-install.

I-block ang diagram ng koneksyon ng isang malakas na Controller ng MPPT: 1 - solar panel; 2 - Controller ng MPPT; 3 - block block; 4,5 - piyus; 6 - switch ng kapangyarihan switcher; 7.8 - gulong sa lupa

Bago kumonekta solar panel sa aparato, siguraduhin na ang boltahe sa mga terminal ay tumutugma o mas mababa sa boltahe na pinapayagan na mag-aplay sa input ng magsusupil.

Pagkonekta ng mga peripheral sa aparato ng MTTP:

1. Lumipat ang panel at switch ng baterya sa posisyon na "off".
2. Alisin ang mga proteksiyon na piyus sa panel at baterya.
3. Ikonekta ang mga terminal ng baterya sa mga terminal ng controller para sa baterya ng baterya.
4. Ikonekta ang cable sa mga terminal ng solar panel sa mga terminal ng controller na minarkahan ng kaukulang pag-sign.
5. Ikonekta ang ground terminal sa ground bus gamit ang isang cable.
6. I-install ang sensor ng temperatura sa controller ayon sa mga tagubilin.

Matapos ang mga hakbang na ito, kinakailangan upang palitan ang dating tinanggal na fuse ng baterya at ilagay ang switch sa posisyon na "on". Ang isang signal ng pagtuklas ng baterya ay lilitaw sa screen ng controller.

Pagkatapos, pagkatapos ng isang maikling pag-pause (1-2 minuto), ilagay ang dating tinanggal na piyus ng solar panel at ilagay ang switch sa panel sa posisyon na "on".

Ang screen ng instrumento ay magpapakita ng halaga ng boltahe ng solar panel. Ang sandaling ito ay nagpapahiwatig ng matagumpay na paglulunsad ng isang solar power plant sa pagpapatakbo.

Mga konklusyon at kapaki-pakinabang na video sa paksa

Ang industriya ay gumagawa ng mga multifaceted na aparato sa mga tuntunin ng mga solusyon sa circuit. Samakatuwid, imposibleng magbigay ng hindi magkatulad na mga rekomendasyon tungkol sa koneksyon ng lahat ng mga pag-install nang walang pagbubukod.

Gayunpaman, ang pangunahing prinsipyo para sa lahat ng mga uri ng mga aparato ay nananatiling pareho: nang walang pagkonekta sa baterya sa mga bus na pangontrol, ang koneksyon sa mga panel ng photovoltaic ay hindi katanggap-tanggap. Ang magkatulad na mga kinakailangan ay nalalapat para sa pagsasama sa scheme. boltahe na inverter. Dapat itong isaalang-alang bilang isang hiwalay na module na konektado sa baterya sa pamamagitan ng direktang pakikipag-ugnay.

Kung mayroon kang kinakailangang karanasan o kaalaman, mangyaring ibahagi ito sa aming mga mambabasa. Iwanan ang iyong mga komento sa kahon sa ibaba. Dito maaari kang magtanong tungkol sa paksa ng artikulo.