Solar şarj kontrolörü: devre, çalışma prensibi, bağlantı yöntemleri

Güneş enerjisi şimdiye kadar (ev seviyesinde) nispeten düşük güce sahip fotovoltaik panellerin oluşturulmasıyla sınırlıdır. Ancak, güneş ışığının fotoelektrik dönüştürücüsünün tasarımına bakılmaksızın, bu cihaz solar şarj kontrolörü adı verilen bir modülle donatılmıştır.

Aslında, bir güneş pili fotosentezi kurulum şeması bir depolama pili - bir güneş panelinden alınan enerji için bir depolama cihazı içerir. Öncelikle kontrolör tarafından sunulan bu ikincil enerji kaynağıdır.

Sunduğumuz makalede, cihazı ve bu cihazın çalışma prensiplerini anlayacağız ve nasıl bağlanacağını da ele alacağız.

Güneş kontrolörleri

Güneş pili için kontrolör olarak adlandırılan elektronik modül, şarj / deşarj işlemi sırasında bir dizi kontrol işlevini yerine getirmek için tasarlanmıştır güneş pili.

Güneş ışığı, örneğin bir evin çatısına monte edilmiş bir güneş panelinin yüzeyine düştüğünde, bu ışık cihazın fotoselleri tarafından elektrik akımına dönüştürülür.

Aslında alınan enerji doğrudan aküye verilebilir. Bununla birlikte, bir pili şarj etme / boşaltma işleminin kendi incelikleri vardır (belirli akım ve voltaj seviyeleri). Bu incelikleri ihmal ederseniz, kısa bir süre için pil basitçe arızalanır.

Bu kadar üzücü sonuçlara yol açmamak için, güneş pili için şarj kontrolörü denilen bir modül tasarlanmıştır.

Pil seviyesini izlemeye ek olarak, modül enerji tüketimini de izler. Boşalma derecesine bağlı olarak, güneş pilinden gelen pil şarj kontrolörünün devresi, ilk ve sonraki şarj için gerekli akım seviyesini düzenler ve ayarlar.

Güneş enerjisi santralinin akü şarj kontrol cihazının kapasitesine bağlı olarak, bu cihazların tasarımları çok farklı bir konfigürasyona sahip olabilir

Genel olarak, basit bir şekilde, modül, pil için kaygısız bir "ömür" sağlar, bu da periyodik olarak birikir ve tüketici cihazlarına enerji verir.

Pratik Türler

Endüstriyel düzeyde, uygulaması güneş enerjisi sistemi devresine kurulum için uygun olan iki tür elektronik cihaz piyasaya sürüldü ve üretiliyor:

1. PWM serisi cihazlar.
2. MPPT serisi cihazlar.

Güneş pili için ilk kontrolör tipi "yaşlı adam" olarak adlandırılabilir. Bu tür planlar, güneş ve rüzgar enerjisinin oluşumunun başlangıcında geliştirildi ve faaliyete geçirildi.

PWM denetleyici devresinin çalışma prensibi darbe genişliği modülasyon algoritmalarına dayanır. Bu tür cihazların işlevselliği, daha gelişmiş MPPT serisi cihazlardan biraz daha düşüktür, ancak genel olarak oldukça verimli çalışırlar.

Cihazın devresinin eski olduğu düşünülen PWM teknolojisi kullanılarak yapılmasına rağmen, güneş istasyonunun pil şarj kontrolörü için solar şarj sistemindeki en popüler modellerden biri

Maksimum Güç Noktası İzleme teknolojisini (maksimum güç sınırını izleme) kullanan tasarımlar, devre çözümlerine modern bir yaklaşımla ayırt edilir ve daha fazla işlevsellik sağlar.

Ancak, her iki denetleyici türünü ve özellikle de yerel alana yönelik bir önyargı ile karşılaştırırsanız, MPPT cihazları geleneksel olarak reklam verildikleri parlak ışığa bakmaz.

MPPT tipi kontrolör:

• daha yüksek bir maliyeti vardır;
• sofistike bir ayarlama algoritmasına sahiptir;
• yalnızca önemli bir alandaki panellerde güç kazancı sağlar.

Bu tür ekipmanlar küresel güneş enerjisi sistemleri için daha uygundur.

Bir güneş enerjisi santrali tasarımının bir parçası olarak çalışmak üzere tasarlanmış kontrolör. MPPT cihaz sınıfının bir temsilcisidir - daha gelişmiş ve verimli

PWM kontrolörünü (PWM), genellikle küçük alan panelleri olan ev ortamından sıradan bir kullanıcının ihtiyaçları için aynı etkiyle satın almak ve çalıştırmak daha karlıdır.

Kontrolörlerin blok diyagramları

PWM ve MPPT denetleyicilerinin dar görüşlü görünümleriyle dikkate alınması için şematik diyagramlar - bu, elektroniklerin ince bir anlayışıyla birleştiğinde çok karmaşık bir andır. Bu nedenle, sadece yapısal şemaları dikkate almak mantıklıdır. Bu yaklaşım çok çeşitli bireyler için anlaşılabilir.

Seçenek # 1 - PWM cihazları

Güneş panelinden iki iletken (artı ve eksi) arasındaki voltaj, dengeleyici elemana ve bölen direnç zincirine gelir. Devrenin bu parçası nedeniyle, giriş voltajının potansiyel dengelemesi elde edilir ve bir dereceye kadar, denetleyici girişinin giriş voltaj sınırını aşmaya karşı korumasını düzenlerler.

Burada vurgulanmalıdır: cihazın her bir modelinin giriş voltajı için belirli bir sınırı vardır (belgelerde belirtilmiştir).

PWM teknolojilerine dayanan cihazların yapısal şeması böyle görünüyor. Küçük evsel istasyonların bir parçası olarak çalışmak için, böyle bir devre yaklaşımı bol verimlilik sağlar

Ayrıca, voltaj ve akım, güç transistörleri tarafından gereken değerle sınırlıdır. Bu devre bileşenleri, sırayla, sürücü yongası vasıtasıyla kontrolör yongası tarafından kontrol edilir. Sonuç olarak, güç transistör çiftinin çıkış voltajı, akü için normal voltaj ve akım değerini ayarlar.

Ayrıca devrede bir sıcaklık sensörü ve güç transistörünü kontrol eden, yük gücünü düzenleyen bir sürücü vardır (akünün derin deşarjına karşı koruma). Sıcaklık sensörü, PWM kontrol cihazının önemli elemanlarının ısıtma durumunu izler.

Genellikle kasanın içindeki veya güç transistörlerinin radyatörlerindeki sıcaklık seviyesi. Sıcaklık ayarlarda belirlenen sınırların üzerine çıkarsa, cihaz tüm etkin güç hatlarının bağlantısını keser.

Seçenek # 2 - MPPT Enstrümanları

Bu durumda şemanın karmaşıklığı, çalışma koşullarına bağlı olarak gerekli kontrol algoritmasını daha dikkatli bir şekilde oluşturan bir dizi öğeye eklenmesinden kaynaklanmaktadır.

Gerilim ve akım seviyeleri karşılaştırıcı devreleri tarafından izlenir ve karşılaştırılır ve maksimum çıkış gücü karşılaştırma sonuçlarından belirlenir.

MPPT teknolojilerine dayalı şarj kontrolörleri için yapısal devre şeması. Çevresel aygıtları kontrol etmek ve kontrol etmek için daha karmaşık bir algoritma burada zaten belirtilmiştir.

Bu tip kontrolörler ve PWM cihazları arasındaki temel fark, hava güneş ışığından bağımsız olarak enerji güneş modülünü maksimum güce ayarlayabilmeleridir.

Bu tür cihazların devresi birkaç kontrol yöntemi uygular:

• rahatsızlıklar ve gözlemler;
• iletkenliği arttırmak;
• mevcut tarama;
• sabit voltaj.

Ve genel eylemin son bölümünde, tüm bu yöntemleri karşılaştırmak için bir algoritma da kullanılır.

Denetleyicileri bağlama yolları

Bağlantılar konusu göz önüne alındığında, hemen not edilmelidir: her bir cihazı kurmak için karakteristik bir özellik, belirli bir güneş paneli serisiyle çalışmaktır.

Dolayısıyla, örneğin, maksimum 100 volt giriş voltajı için tasarlanmış bir kontrolör kullanılırsa, bir dizi güneş paneli çıkışta bu değerden daha fazla çıkış yapmamalıdır.

Herhangi bir güneş enerjisi santrali, ilk aşamanın çıkış ve giriş voltajlarının denge kuralına göre çalışır. Kontrolörün voltajının üst sınırı, panel voltajının üst sınırına karşılık gelmelidir

Cihazı bağlamadan önce, fiziksel kurulumunun yerini belirlemek gerekir. Kurallara göre, kurulum yeri olarak kuru, iyi havalandırılmış odalar seçilmelidir. Cihazın yakınında yanıcı maddelerin varlığı hariçtir.

Cihazın hemen yakınında titreşim, ısı ve nem kaynaklarının varlığı kabul edilemez. Kurulum sahası yağıştan ve doğrudan güneş ışığından korunmalıdır.

PWM Model Bağlantı Tekniği

Hemen hemen tüm PWM kontrol cihazı üreticilerinin bağlantı cihazlarının tam sırasını takip etmeleri gerekir.

PWM kontrol cihazlarını çevresel cihazlara bağlama tekniği özellikle karmaşık değildir. Her kart etiketli terminallerle donatılmıştır. Sadece eylem sırasını takip etmenizi gerektirir

Çevresel cihazlar, kontak terminallerinin tanımlarına uygun olarak bağlanmalıdır:

1. Akü kablolarını akü cihazının terminallerine belirtilen kutuplara göre bağlayın.
2. Pozitif kablonun temas noktasında koruyucu sigortayı açın.
3. Güneş paneli için tasarlanan kontrolör kontaklarında, güneş paneli panellerinden gelen iletkenleri sabitleyin. Kutuplara dikkat edin.
4. Cihazın yükünün terminallerine karşılık gelen voltajın (genellikle 12 / 24V) bir test lambasını bağlayın.

Belirtilen sıra ihlal edilmemelidir. Örneğin, güneş panellerini ilk etapta bağlı olmayan bir batarya ile bağlamak kesinlikle yasaktır. Bu tür eylemlerle kullanıcı cihazı “yakma” riski taşır. bu şeyler güneş panellerinin bir batarya ile montaj şeması daha ayrıntılı olarak açıklanmaktadır.

Ayrıca PWM serisi kontrolörler için kontrolörün yük terminallerine bir voltaj invertörü bağlanması yasaktır. İnverter doğrudan akü terminallerine bağlanmalıdır.

MPPT cihazlarını bağlama prosedürü

Bu tip bir aparat için fiziksel kurulum için genel gereksinimler, önceki sistemlerden farklı değildir. Ancak MPPT denetleyicileri genellikle daha güçlü cihazlar olarak kabul edildiğinden, teknolojik kurulum genellikle biraz farklıdır.

Yüksek güç seviyeleri için tasarlanmış kontrolörler için, güç devresi bağlantılarında metal sonlandırmalı büyük kesitli kabloların kullanılması önerilir

Örneğin, güçlü sistemler için bu gereksinimler, üreticilerin güç bağlantı hatları için en az 4 A / mm akım yoğunluğu için tasarlanmış bir kablo almayı önermeleriyle desteklenir.². Yani, 60 A akım için bir kontrolör için, aküye en az 20 mm kesitli bir kabloya ihtiyacınız vardır.².

Bağlantı kabloları, özel bir aletle sıkıca kıvrılmış bakır pabuçlarla donatılmalıdır. Güneş paneli ve akünün negatif terminalleri sigortalı ve anahtarlı adaptörlerle donatılmalıdır.

Bu yaklaşım enerji kayıplarını ortadan kaldırır ve tesisatın güvenli bir şekilde çalışmasını sağlar.

Güçlü bir MPPT kontrolörünün bağlantı şeması: 1 - güneş paneli; 2 - MPPT denetleyicisi; 3 - terminal bloğu; 4,5 - sigortalar; 6 - denetleyici güç anahtarı; 7.8 - taşlanmış lastik

Bağlamadan önce güneş panelleri cihaza terminallerdeki voltajın kontrolörün girişine uygulanmasına izin verilen voltajla eşleştiğinden veya daha düşük olduğundan emin olun.

Çevre birimlerini MTTP cihazına bağlama:

1. Paneli ve pil anahtarlarını “kapalı” konuma getirin.
2. Paneldeki ve aküdeki koruyucu sigortaları çıkarın.
3. Akü terminallerini akü kablosu için kontrolör terminallerine bağlayın.
4. Kabloyu, ilgili işaretle işaretlenmiş denetleyici terminalleri ile güneş panelinin terminallerine bağlayın.
5. Toprak terminalini bir kablo ile toprak yoluna bağlayın.
6. Sıcaklık sensörünü talimatlara göre kontrolöre takın.

Bu adımlardan sonra, daha önce çıkarılmış akü sigortasını değiştirmek ve anahtarı “açık” konuma getirmek gerekir. Denetleyici ekranında bir pil algılama sinyali görünecektir.

Ardından, kısa bir aradan sonra (1-2 dakika), güneş panelinin önceden çıkarılmış sigortasını yerine yerleştirin ve panel anahtarını “açık” konuma getirin.

Gösterge ekranı güneş panelinin voltaj değerini gösterecektir. Bu an çalışan bir güneş enerjisi santralinin başarılı bir şekilde piyasaya sürüldüğünü gösterir.

Konu hakkında sonuçlar ve faydalı video

Endüstri, devre çözümleri açısından çok yönlü cihazlar üretmektedir. Bu nedenle, istisnasız tüm kurulumların bağlantısı ile ilgili kesin öneriler vermek imkansızdır.

Bununla birlikte, tüm cihaz tipleri için ana prensip aynı kalır: aküyü kontrolör otobüslerine bağlamadan, fotovoltaik panellere bağlantı kabul edilemez. Şemaya dahil edilmek için benzer şartlar geçerlidir. gerilim invertörü. Doğrudan temasla aküye bağlı ayrı bir modül olarak düşünülmelidir.

Gerekli deneyim veya bilgiye sahipseniz, lütfen bunu okuyucularımızla paylaşın. Yorumlarınızı aşağıdaki kutuya bırakın. Burada makalenin konusu hakkında bir soru sorabilirsiniz.