Solární regulátor nabíjení: obvod, princip činnosti, způsoby připojení

Sluneční energie je doposud omezena (na úrovni domácnosti) na vytváření fotovoltaických panelů s relativně nízkou energií. Ale bez ohledu na konstrukci fotoelektrického převaděče slunečního světla na proud, je toto zařízení vybaveno modulem nazývaným regulátor sluneční energie.

Instalační schéma fotosyntézy solárních baterií skutečně zahrnuje akumulační baterii - paměťové zařízení pro energii získanou ze solárního panelu. Je to tento sekundární zdroj energie, který je obsluhován primárně regulátorem.

V článku, který představíme, budeme rozumět zařízení a principům fungování tohoto zařízení a také zvážit, jak jej připojit.

Solární regulátory

Elektronický modul, nazývaný ovladač solární baterie, je navržen tak, aby během procesu nabíjení / vybíjení vykonával řadu regulačních funkcí solární baterie.

Když sluneční světlo dopadne na povrch instalovaného solárního panelu, například na střechu domu, je toto světlo přeměněno na elektrický proud pomocí fotobuněk zařízení.

Přijatá energie může být ve skutečnosti dodávána přímo do akumulátorové baterie. Proces nabíjení / vybíjení baterie má však své vlastní jemnosti (určité úrovně proudů a napětí). Pokud tyto jemnosti zanedbáte, baterie na krátkou dobu jednoduše selže.

Aby nedošlo k takovým smutným důsledkům, je navržen modul nazývaný regulátor nabíjení solární baterie.

Kromě sledování stavu baterie modul monitoruje také spotřebu energie. V závislosti na stupni vybití reguluje obvod regulátoru nabíjení baterie ze solární baterie a nastavuje aktuální úroveň nezbytnou pro počáteční a následné nabíjení.

V závislosti na kapacitě regulátoru nabíjení baterie solární elektrárny mohou mít konstrukce těchto zařízení velmi odlišnou konfiguraci

Obecně řečeno, modul poskytuje bezstarostnou „životnost“ pro baterii, která se periodicky hromadí a dodává energii spotřebitelským zařízením.

Praktické typy

Na průmyslové úrovni byly spuštěny a vyráběny dva typy elektronických zařízení, jejichž provedení je vhodné pro instalaci do okruhu solární energie:

1. Zařízení řady PWM.
2. Zařízení řady MPPT.

První typ ovladače solární baterie lze nazvat „starcem“. Taková schémata byla vyvinuta a uvedena do provozu na úsvitu vzniku sluneční a větrné energie.

Princip činnosti řídicího obvodu PWM je založen na algoritmech modulace šířky pulsu. Funkčnost takových zařízení je poněkud horší než pokročilejší zařízení řady MPPT, ale obecně také fungují docela efektivně.

Jeden z nejpopulárnějších modelů v solárním nabíjecím systému pro regulátor nabíjení baterie solární stanice, a to i přesto, že obvody zařízení jsou vyráběny pomocí technologie PWM, která je považována za zastaralou

Návrhy využívající technologii sledování maximálního výkonu (sledování maximálního limitu výkonu) se vyznačují moderním přístupem k řešení obvodů a poskytují více funkcí.

Pokud však porovnáte oba typy ovladačů a navíc se zkreslením vůči domácí sféře, zařízení MPPT nevypadají v jasném světle, ve kterém jsou tradičně inzerovány.

Ovladač typu MPPT:

• má vyšší náklady;
• má sofistikovaný ladicí algoritmus;
• dává zisk energie pouze na panelech významné oblasti.

Tento typ zařízení je vhodnější pro globální solární energetické systémy.

Regulátor určený k provozu jako součást návrhu solární elektrárny. Je představitelem třídy zařízení MPPT - pokročilejší a efektivnější

Je výhodnější koupit a provozovat PWM regulátor (PWM) se stejným účinkem pro potřeby běžného uživatele z prostředí domácnosti, které obvykle má panely s malou plochou.

Blokové diagramy ovladačů

Schematická schémata regulátorů PWM a MPPT k posouzení jejich úzkoprsým vzhledem - to je na okamžik příliš komplikované, spojené s jemným porozuměním elektroniky. Je proto logické uvažovat pouze o strukturálních schématech. Tento přístup je pochopitelný pro širokou škálu jednotlivců.

Možnost č. 1 - Zařízení PWM

Napětí ze solárního panelu přes dva vodiče (plus a mínus) přichází do stabilizačního prvku a dělicího odporového řetězce. Díky této části obvodu je dosaženo potenciálního vyrovnání vstupního napětí a do jisté míry organizují ochranu vstupu regulátoru před překročením hranice vstupního napětí.

Zde by mělo být zdůrazněno: každý jednotlivý model zařízení má specifickou hranici pro vstupní napětí (uvedeno v dokumentaci).

Takto vypadá strukturální schéma zařízení založených na PWM technologiích. Pro provoz v rámci malých domácích stanic poskytuje takový obvodový přístup dostatečnou účinnost

Napětí a proud jsou dále omezeny na požadovanou hodnotu výkonovými tranzistory. Tyto součásti obvodu jsou zase řízeny čipem ovladače prostřednictvím čipu ovladače. Výsledkem je, že výstupní napětí páru výkonových tranzistorů nastavuje normální hodnotu napětí a proudu pro baterii.

V obvodu je také teplotní senzor a ovladač, který řídí výkonový tranzistor, který reguluje výkon zátěže (ochrana proti hlubokému vybití baterie). Čidlo teploty monitoruje stav topení důležitých prvků regulátoru PWM.

Obvykle je teplota uvnitř skříně nebo na radiátorech výkonových tranzistorů. Pokud teplota přesáhne limity nastavené v nastavení, zařízení odpojí všechna aktivní vedení.

Možnost č. 2 - MPPT Instruments

Složitost systému je v tomto případě způsobena jeho přidáním k řadě prvků, které budují potřebný řídicí algoritmus pečlivě na základě pracovních podmínek.

Úrovně napětí a proudu jsou monitorovány a porovnávány komparátorovými obvody a maximální výstupní výkon je určen z výsledků porovnání.

Schéma strukturálních obvodů pro regulátory náboje založené na technologiích MPPT. Zde je již uveden sofistikovanější algoritmus pro řízení a ovládání periferních zařízení.

Hlavní rozdíl mezi tímto typem ovladačů a PWM zařízení je v tom, že jsou schopni přizpůsobit energetický solární modul na maximální výkon, bez ohledu na povětrnostní podmínky.

Obvod takových zařízení implementuje několik metod řízení:

• poruchy a pozorování;
• zvýšení vodivosti;
• aktuální rozmítání;
• konstantní napětí.

A v posledním segmentu obecné akce se také používá algoritmus pro porovnání všech těchto metod.

Způsoby připojení řadičů

Pokud jde o téma připojení, je třeba okamžitě poznamenat: pro instalaci každého jednotlivého zařízení je charakteristickou vlastností práce se specifickou řadou solárních panelů.

Například, pokud se používá regulátor, který je navržen pro maximální vstupní napětí 100 voltů, neměla by řada solárních panelů na výstupu vydávat více než tato hodnota.

Každá solární elektrárna pracuje podle pravidla rovnováhy mezi výstupním a vstupním napětím první fáze. Horní mez napětí regulátoru musí odpovídat horní meze napětí panelu

Před připojením zařízení je nutné určit místo jeho fyzické instalace. Jako místo instalace by měla být podle pravidel vybrána suchá, dobře větraná místnost. Přítomnost hořlavých materiálů v blízkosti zařízení je vyloučena.

Přítomnost zdrojů vibrací, tepla a vlhkosti v bezprostřední blízkosti zařízení je nepřijatelná. Místo instalace musí být chráněno před srážkami a přímým slunečním zářením.

Technika připojení modelu PWM

Téměř všichni výrobci PWM-kontrolérů vyžadují dodržení přesného pořadí připojovacích zařízení.

Technika připojení regulátorů PWM k periferním zařízením není příliš složitá. Každá deska je vybavena označenými terminály. Jednoduše vyžaduje, abyste sledovali sled

Periferní zařízení musí být připojena v plném souladu s označeními kontaktních svorek:

1. Připojte vodiče baterie ke svorkám zařízení baterií v souladu s vyznačenou polaritou.
2. V místě kontaktu kladného vodiče zapněte ochrannou pojistku.
3. Na kontakty řídicí jednotky určené pro solární panel upevněte vodiče vycházející z panelů solárního panelu. Dodržujte polaritu.
4. Připojte zkušební svítilnu odpovídajícího napětí (obvykle 12/24 V) ke svorkám zátěže zařízení.

Zadaná sekvence nesmí být porušena. Například je přísně zakázáno propojovat solární panely nejprve s nepřipojenou baterií. V důsledku těchto akcí uživatel riskuje „vypálení“ zařízení. V tyto věci podrobněji je popsáno schéma montáže solárních panelů s baterií.

Také u regulátorů řady PWM není přípustné připojovat napěťový střídač k zatěžovacím svorkám regulátoru. Střídač by měl být připojen přímo na svorky baterie.

Postup připojení zařízení MPPT

Obecné požadavky na fyzickou instalaci tohoto typu přístroje se neliší od předchozích systémů. Technologická instalace se však často poněkud liší, protože řadiče MPPT jsou často považovány za výkonnější zařízení.

U regulátorů navržených pro vysoké úrovně výkonu se doporučuje použít velké průřezové kabely vybavené kovovými zakončeními pro připojení silových obvodů

Například u výkonných systémů jsou tyto požadavky doplněny skutečností, že výrobci doporučují použít kabel pro vedení elektrického napájení, navržený pro proudovou hustotu nejméně 4 A / mm.². To je například pro regulátor pro proud 60 A, potřebujete kabel pro připojení k baterii s průřezem nejméně 20 mm².

Připojovací kabely musí být vybaveny měděnými oky, pevně zvlněnými speciálními nástroji. Záporné svorky solárního panelu a baterie musí být vybaveny adaptéry s pojistkami a spínači.

Tento přístup eliminuje energetické ztráty a zajišťuje bezpečný provoz zařízení.

Blokové schéma zapojení výkonného ovladače MPPT: 1 - solární panel; 2 - MPPT ovladač; 3 - svorkovnice; 4,5 - pojistky; 6 - spínač napájení ovladače; 7.8 - broušená pneumatika

Před připojením solární panely na zařízení, ujistěte se, že napětí na svorkách odpovídá nebo je menší než napětí, které je přípustné pro vstup na řídicí jednotku.

Připojení periferií k zařízení MTTP:

1. Spínač panelu a baterie se přepne do polohy „vypnuto“.
2. Odstraňte ochranné pojistky na panelu a baterii.
3. Připojte svorky baterie ke svorkám kontroléru pro kabel baterie.
4. Připojte kabel ke svorkám solárního panelu se svorkami ovladače označenými odpovídající značkou.
5. Připojte zemnicí terminál k zemní sběrnici kabelem.
6. Namontujte čidlo teploty na ovladač podle pokynů.

Po těchto krocích je nutné vyměnit dříve vyjmutou pojistku baterie a přepnout přepínač do polohy „zapnuto“. Na obrazovce ovladače se objeví signál detekce baterie.

Poté, po krátké pauze (1-2 minuty), vložte dříve odstraněnou pojistku solárního panelu na místo a přepněte panel do polohy „zapnuto“.

Na přístrojové obrazovce se zobrazí hodnota napětí solárního panelu. Tento okamžik naznačuje úspěšné uvedení solární elektrárny do provozu.

Závěry a užitečné video na toto téma

Průmysl vyrábí multifunkční zařízení z hlediska obvodových řešení. Proto není možné jednoznačně vydat doporučení týkající se připojení všech instalací bez výjimky.

Hlavní princip pro všechny typy zařízení však zůstává stejný: bez připojení baterie k řídicím sběrnicím je připojení k fotovoltaickým panelům nepřijatelné. Podobné požadavky platí pro zařazení do systému. měnič napětí. Měl by být považován za samostatný modul připojený k baterii přímým kontaktem.

Pokud máte potřebné zkušenosti nebo znalosti, sdělte to prosím našim čtenářům. Nechte své komentáře v poli níže. Zde si můžete položit otázku k tématu článku.