Solar battery charge controller: circuit, operating prinsipyo, mga paraan ng koneksyon

Ang enerhiya ng solar ay hanggang ngayon ay limitado (sa antas ng sambahayan) sa paglikha ng mga photovoltaic panel na medyo mababa ang kapangyarihan.Ngunit anuman ang disenyo ng photoelectric converter ng solar light sa kasalukuyang, ang device na ito ay nilagyan ng module na tinatawag na solar battery charge controller.

Sa katunayan, ang pag-install ng solar photosynthesis ay may kasamang rechargeable na baterya - isang storage device para sa enerhiya na natanggap mula sa solar panel. Ito ang pangalawang mapagkukunan ng enerhiya na pangunahing pinaglilingkuran ng controller.

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

Mga Solar Controller

Ang isang electronic module na tinatawag na solar controller ay idinisenyo upang magsagawa ng ilang mga function ng kontrol sa panahon ng proseso ng pag-charge/discharging baterya ng solar na baterya.

Kapag ang sikat ng araw ay bumagsak sa ibabaw ng isang solar panel na naka-install, halimbawa, sa bubong ng isang bahay, ang mga photocell ng device ay nagko-convert ng liwanag na ito sa electric current.

Ang nagreresultang enerhiya, sa katunayan, ay maaaring direktang maibigay sa storage battery. Gayunpaman, ang proseso ng pag-charge/pagdiskarga ng baterya ay may sariling mga subtleties (ilang mga antas ng mga alon at boltahe). Kung pababayaan mo ang mga subtleties na ito, mabibigo lang ang baterya sa maikling panahon ng operasyon.

Upang maiwasan ang mga malungkot na kahihinatnan, ang isang module na tinatawag na charge controller para sa isang solar na baterya ay idinisenyo.

Bilang karagdagan sa pagsubaybay sa antas ng singil ng baterya, sinusubaybayan din ng module ang pagkonsumo ng enerhiya.Depende sa antas ng paglabas, kinokontrol at itinatakda ng solar battery charge controller circuit ang kasalukuyang antas na kinakailangan para sa una at kasunod na pagsingil.

Depende sa kapangyarihan ng solar battery charge controller, ang mga disenyo ng mga device na ito ay maaaring magkaroon ng ibang mga configuration

Sa pangkalahatan, sa mga simpleng termino, ang module ay nagbibigay ng walang malasakit na "buhay" para sa baterya, na pana-panahong nag-iipon at naglalabas ng enerhiya sa mga consumer device.

Mga uri na ginagamit sa pagsasanay

Sa antas ng industriya, dalawang uri ng mga elektronikong aparato ang inilunsad at ginagawa, ang disenyo nito ay angkop para sa pag-install sa isang solar energy system:

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

Ang unang uri ng controller para sa isang solar na baterya ay maaaring tawaging "matandang lalaki". Ang ganitong mga scheme ay binuo at inilagay sa operasyon sa bukang-liwayway ng pagbuo ng solar at wind energy.

Ang operating prinsipyo ng PWM controller circuit ay batay sa pulse width modulation algorithm. Ang pag-andar ng naturang mga aparato ay medyo mas mababa sa mas advanced na mga aparato ng serye ng MPPT, ngunit sa pangkalahatan ay gumagana din sila nang epektibo.

Isa sa mga tanyag na modelo ng controller ng singil ng baterya ng solar station sa lipunan, sa kabila ng katotohanan na ang circuit ng aparato ay ginawa gamit ang teknolohiyang PWM, na itinuturing na hindi na napapanahon.

Ang mga disenyo na gumagamit ng Maximum Power Point Tracking technology (pagsubaybay sa maximum power limit) ay nakikilala sa pamamagitan ng modernong diskarte sa mga solusyon sa circuit at nagbibigay ng higit na functionality.

Ngunit kung ihahambing natin ang parehong uri ng controller at, lalo na, na may pagkiling sa domestic sphere, ang mga aparatong MPPT ay hindi tumitingin sa kulay-rosas na liwanag kung saan sila ay tradisyonal na ina-advertise.

MPPT type controller:

• may mas mataas na gastos;
• ay may isang kumplikadong algorithm ng pagsasaayos;
• nagbibigay ng pakinabang sa kapangyarihan lamang sa mga panel ng isang malaking lugar.

Ang ganitong uri ng kagamitan ay mas angkop para sa pandaigdigang solar energy system.

Isang controller na idinisenyo para sa operasyon bilang bahagi ng pag-install ng solar power. Ito ay isang kinatawan ng klase ng mga aparatong MPPT - mas advanced at mahusay

Para sa mga pangangailangan ng isang ordinaryong gumagamit mula sa isang domestic na kapaligiran, na, bilang panuntunan, ay may mga panel ng maliit na lugar, mas kumikitang bumili at magpatakbo ng isang PWM controller (PWM) na may parehong epekto.

Block diagram ng mga controllers

Ang mga schematic diagram ng PWM at MPPT controllers upang isaalang-alang ang mga ito sa mata ng isang karaniwang tao ay masyadong kumplikado isang punto na nauugnay sa isang banayad na pag-unawa sa electronics. Samakatuwid, makatuwirang isaalang-alang lamang ang mga structural diagram. Ang pamamaraang ito ay naiintindihan ng isang malawak na hanay ng mga tao.

Opsyon #1 - Mga PWM device

Ang boltahe mula sa solar panel ay naglalakbay sa dalawang konduktor (positibo at negatibo) patungo sa elementong nagpapatatag at ang naghihiwalay na resistive circuit. Dahil sa piraso ng circuit na ito, ang potensyal na pagkakapantay-pantay ng input boltahe ay nakuha at, sa ilang mga lawak, inayos nila ang proteksyon ng input ng controller mula sa paglampas sa limitasyon ng boltahe ng input.

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

Ito ay tinatayang kung ano ang hitsura ng block diagram ng mga device na ginawa batay sa mga teknolohiya ng PWM.Para sa operasyon bilang bahagi ng maliliit na istasyon ng sambahayan, ang circuit approach na ito ay nagbibigay ng sapat na kahusayan

Susunod, ang boltahe at kasalukuyang ay limitado sa kinakailangang halaga ng power transistors. Ang mga circuit component na ito ay kinokontrol naman ng controller chip sa pamamagitan ng driver chip. Bilang resulta, ang output ng isang pares ng power transistors ay nagtatakda ng normal na halaga ng boltahe at kasalukuyang para sa baterya.

Naglalaman din ang circuit ng temperature sensor at driver na kumokontrol sa power transistor, na kumokontrol sa load power (proteksyon laban sa malalim na paglabas ng baterya). Sinusubaybayan ng sensor ng temperatura ang katayuan ng pag-init ng mahahalagang elemento ng PWM controller.

Karaniwan ang antas ng temperatura sa loob ng kaso o sa mga heatsink ng mga transistor ng kapangyarihan. Kung lumampas ang temperatura sa mga limitasyong itinakda sa mga setting, i-o-off ng device ang lahat ng aktibong linya ng kuryente.

Opsyon #2 - Mga MPPT na device

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

Ang mga antas ng boltahe at kasalukuyang ay sinusubaybayan at inihambing ng mga circuit ng comparator, at batay sa mga resulta ng paghahambing, tinutukoy ang pinakamataas na kapangyarihan ng output.

Ang disenyo ng circuit sa structural form para sa mga charge controller batay sa mga teknolohiya ng MPPT. Ang isang mas kumplikadong algorithm para sa pagsubaybay at pagkontrol sa mga peripheral na aparato ay nabanggit na dito.

Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng ganitong uri ng controller at PWM device ay nagagawa nilang ayusin ang solar energy module sa pinakamataas na kapangyarihan, anuman ang kondisyon ng panahon.

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

• mga kaguluhan at obserbasyon;
• pagtaas ng kondaktibiti;
• kasalukuyang walisin;
• pare-pareho ang boltahe.

At sa huling bahagi ng pangkalahatang aksyon, ginagamit din ang isang algorithm para sa paghahambing ng lahat ng mga pamamaraang ito.

Mga paraan ng koneksyon ng controller

Isinasaalang-alang ang paksa ng mga koneksyon, dapat itong agad na tandaan: para sa pag-install ng bawat indibidwal na aparato, isang tampok na katangian ang gumagana sa isang tiyak na serye ng mga solar panel.

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

Ang anumang pag-install ng solar power ay gumagana ayon sa panuntunan ng pagbabalanse ng output at input voltages ng 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, kailangan mong magpasya sa lokasyon ng pisikal na pag-install nito. Ayon sa mga patakaran, ang lokasyon ng pag-install ay dapat piliin sa tuyo, mahusay na maaliwalas na mga lugar. Iwasan ang pagkakaroon ng mga nasusunog na materyales malapit sa device.

Ang pagkakaroon ng mga pinagmumulan ng vibration, init at halumigmig sa agarang paligid ng device ay hindi katanggap-tanggap. Ang lugar ng pag-install ay dapat na protektado mula sa pag-ulan at direktang sikat ng araw.

Teknolohiya ng koneksyon para sa mga modelo ng PWM

Halos lahat ng mga tagagawa ng mga PWM controller ay nangangailangan na ang mga aparato ay konektado sa eksaktong pagkakasunud-sunod.

Ang pamamaraan ng pagkonekta ng mga PWM controllers sa mga peripheral na aparato ay hindi partikular na mahirap. Ang bawat board ay nilagyan ng may label na mga terminal. Dito kailangan mo lang sundin ang pagkakasunud-sunod ng mga aksyon

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

1. Ikonekta ang mga wire ng baterya sa mga terminal ng baterya ng device alinsunod sa ipinahiwatig na polarity.
2. I-on ang protective fuse nang direkta sa punto ng contact ng positive wire.
3. Ikabit ang mga konduktor na nagmumula sa baterya ng solar panel sa mga contact ng controller na inilaan para sa solar panel. Obserbahan ang polarity.
4. Ikonekta ang isang test lamp ng naaangkop na boltahe (karaniwang 12/24V) sa mga terminal ng pagkarga ng device.

Ang tinukoy na pagkakasunud-sunod ay hindi dapat labagin. Halimbawa, ang pagkonekta muna ng mga solar panel kapag hindi nakakonekta ang baterya ay mahigpit na ipinagbabawal. Sa paggawa nito, ang user ay may panganib na "masunog" ang device. SA materyal na ito Ang diagram para sa pag-assemble ng mga solar panel na may baterya ay inilarawan nang mas detalyado.

Gayundin, para sa mga controllers ng serye ng PWM, hindi pinahihintulutang ikonekta ang isang boltahe na inverter sa mga terminal ng pag-load ng controller. Ang inverter ay dapat na direktang konektado sa mga terminal ng baterya.

Pamamaraan para sa pagkonekta ng mga aparatong MPPT

Ang pangkalahatang mga kinakailangan sa pisikal na pag-install para sa ganitong uri ng device ay hindi naiiba sa mga nakaraang system. Ngunit ang teknolohikal na setup ay madalas na medyo naiiba, dahil ang mga MPPT controller ay madalas na itinuturing na mas makapangyarihang mga aparato.

Para sa mga controller na idinisenyo para sa mataas na antas ng kapangyarihan, inirerekumenda na gumamit ng malalaking cross-section na mga cable na nilagyan ng metal end caps para sa mga koneksyon ng power circuit.

Halimbawa, para sa mga makapangyarihang sistema, ang mga kinakailangang ito ay dinagdagan ng katotohanan na inirerekomenda ng mga tagagawa ang paggamit ng isang cable para sa mga linya ng koneksyon ng kuryente na idinisenyo para sa kasalukuyang density na hindi bababa sa 4 A/mm². Iyon ay, halimbawa, para sa isang controller na may kasalukuyang 60 A, kailangan mo ng cable upang kumonekta sa baterya na may cross-section na hindi bababa sa 20 mm.².

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

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

Block diagram ng pagkonekta ng isang malakas na MPPT controller: 1 – solar panel; 2 – MPPT controller; 3 - terminal block; 4.5 - mga piyus; 6 - switch ng kapangyarihan ng controller; 7.8 – earth bus

Bago kumonekta solar panel Kapag kumokonekta sa device, siguraduhin na ang boltahe sa mga terminal ay tumutugma o mas mababa sa boltahe na maaaring ibigay sa input ng controller.

Pagkonekta ng mga peripheral sa MTTP device:

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

Pagkatapos ng mga hakbang na ito, kailangan mong ipasok muli ang naunang tinanggal na fuse ng baterya at i-on ang switch sa posisyong "on". May lalabas na signal ng pag-detect ng baterya sa screen ng controller.

Susunod, pagkatapos ng maikling pag-pause (1-2 minuto), palitan ang dating tinanggal na solar panel fuse at i-on ang switch ng panel sa posisyong “on”.

Ipapakita ng screen ng device ang halaga ng boltahe ng solar panel. Ang sandaling ito ay nagpapahiwatig ng matagumpay na paglulunsad ng pag-install ng solar energy.

Mga konklusyon at kapaki-pakinabang na video sa paksa

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

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

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