Güneş paneli için akü şarj kontrolörü. Şema ve açıklama

Burada bulacaksın:

• Bir denetleyiciye ihtiyacınız olduğunda
• Güneş kontrol cihazı fonksiyonları
• Pil Şarj Kontrol Cihazı Nasıl Çalışır?
• Cihaz özellikleri
• Türler
• Seçim seçenekleri
• Denetleyicileri bağlamanın yolları
• Ev yapımı kontrolör: özellikler, aksesuarlar
• Bazı bileşenleri nasıl değiştirebilirim
• Çalışma prensibi

Güneş pili şarj kontrolörü, piller ve panellerin kendileri dışında, güneş panellerindeki güç sisteminin zorunlu bir unsurudur. O neden sorumludur ve bunu kendiniz nasıl yapacaksınız?

Bir denetleyiciye ihtiyacınız olduğunda

Güneş enerjisi, nispeten düşük güce sahip fotovoltaik panellerin oluşturulmasıyla (ev düzeyinde) sınırlıdır. Ancak güneş enerjisinden akıma fotoelektrik dönüştürücünün tasarımından bağımsız olarak, bu cihaz güneş pili şarj kontrolörü adı verilen bir modül ile donatılmıştır.

Aslında, güneş ışığı fotosentez kurulumu, güneş panelinden alınan enerjiyi depolayan yeniden şarj edilebilir bir pil içerir. Öncelikle kontrolör tarafından hizmet verilen bu ikincil enerji kaynağıdır.

Daha sonra, cihazı ve bu cihazın çalışma prensiplerini anlayacağız ve ayrıca nasıl bağlanacağından bahsedeceğiz.

Maksimum batarya şarjı ile, kontrol cihazı, akım beslemesini düzenleyerek, cihazın kendi kendine deşarjı için gerekli tazminat miktarına düşürür. Batarya tamamen boşalmışsa, kontrol cihazı cihaza gelen herhangi bir yükün bağlantısını kesecektir.

Bu cihaza duyulan ihtiyaç aşağıdaki noktalara indirgenebilir:

1. Çok aşamalı pil şarjı;
2. Cihazı şarj ederken / boşaltırken pili açma / kapama ayarı;
3. Maksimum şarjda pil bağlantısı;
4. Otomatik modda fotosellerden şarj bağlama.

Güneş enerjisi cihazları için pil şarj kontrolörü önemlidir, çünkü tüm işlevlerini iyi çalışır durumda gerçekleştirmek, yerleşik pilin ömrünü büyük ölçüde artırır.

Nereye kurulur

Kontrolör, pil ile güneş paneli arasına bağlanır. Bununla birlikte, bağlantı şemasına bir güneş invertörü dahil edilmelidir. Evirici, güneş panelinden gelen 12 V DC akımı, bataryadan sonra monte edilen evdeki herhangi bir prizden 220 V AC akıma dönüştürmek için kullanılır.

Çeşitli aşırı yüklere ve kısa devrelere karşı koruyucu bir işlev gören bir sigortaya sahip olmak da önemlidir. Bu nedenle, evinizi güvence altına almak için bir sigorta takmanız gerekir. Çok sayıda güneş paneli varlığında, devrenin her bir elemanı arasına sigortaların takılması arzu edilir.

Aşağıdaki resim, sürücünün nasıl göründüğünü göstermektedir (kara kutu):

Standart bağlantı şeması, aşağıdaki şekilde gösterilene benzer.

Şema, güneş panellerinin denetleyiciye bağlandığını, elektrik enerjisinin denetleyiciye beslendiğini ve ardından pilde depolandığını gösterir. Bataryadan kontrol cihazına geri döner ve ardından eviriciye gider. Ve eviriciden sonra tüketim için bir dağıtım var.

Güneş kontrol cihazı fonksiyonları

Güneş pili denetleyicisi olarak adlandırılan elektronik modül, güneş pilinin şarj / deşarj işlemi sırasında çeşitli izleme işlevlerini gerçekleştirmek üzere tasarlanmıştır.

Bu, güneş panelleri için mevcut birçok şarj kontrol cihazı modelinden birine benziyor. Bu modül, PWM tipinin geliştirilmesine aittir.

Örneğin bir evin çatısına monte edilen bir güneş panelinin yüzeyine güneş ışığı düştüğünde, cihazın fotoselleri bu ışığı elektrik akımına dönüştürür.

Ortaya çıkan enerji aslında doğrudan depolama bataryasına beslenebilir. Bununla birlikte, pili şarj etme / boşaltma işleminin kendi incelikleri vardır (belirli seviyelerde akım ve voltaj). Bu incelikleri ihmal edersek, pil kısa sürede arızalanır.

Bu kadar üzücü sonuçların olmaması için güneş pili için şarj kontrolörü adı verilen bir modül tasarlanmıştır.

Modül, pil şarj seviyesini izlemenin yanı sıra enerji tüketimini de izler. Deşarjın derecesine bağlı olarak, güneş pilinden gelen pil şarj kontrol devresi, ilk ve sonraki şarj için gereken akım seviyesini düzenler ve ayarlar.

Güneş pili şarj kontrol cihazının kapasitesine bağlı olarak, bu cihazların tasarımları çok farklı konfigürasyonlara sahip olabilir.

Genel olarak, basit terimlerle, modül, periyodik olarak enerji biriktiren ve tüketici cihazlarına bırakan pil için sorunsuz bir "ömür" sağlar.

Kurulum yapmazsan ne olur

Güneş panelleri için MPPT veya PWM denetleyicileri kurmazsanız, pillerdeki voltaj seviyesini bağımsız olarak izlemeniz gerekecektir. Bu, aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi bir voltmetre kullanılarak yapılabilir.

Bununla birlikte, böyle bir bağlantıyla, pil şarj seviyesi sabitlenmeyecektir, bunun sonucunda yanabilir ve arızalanabilir. Bu bağlantı yöntemi, küçük güneş panellerini 0,1 kW'tan fazla olmayan güç cihazlarına bağlarken mümkündür. Tüm evi çalıştıracak paneller için, ekipman çok daha erken arızalanacağı için kontrolör olmadan kurulum önerilmez. Ayrıca, pilin aşırı şarj olması nedeniyle arızalanabilirler: invertör, böyle bir voltajla baş edemeyeceği için kabloları bundan yakabilir ve böyle devam eder. Bu nedenle doğru kurulum yapılmalı, tüm faktörler dikkate alınmalıdır.

Pil Şarj Kontrol Cihazı Nasıl Çalışır?

Yapının fotosellerinde güneş ışığı olmaması durumunda uyku modundadır. Işınlar elemanlarda göründükten sonra, kontrol cihazı hala uyku modundadır. Sadece güneşten depolanan enerji elektrik eşdeğerinde 10 volta ulaştığında açılır.

Voltaj bu göstergeye ulaşır ulaşmaz, cihaz açılacak ve Schottky diyot aracılığıyla aküye akım sağlamaya başlayacaktır. Bu moddaki pil şarj işlemi, kontrolör tarafından alınan voltaj 14 V'a ulaşana kadar devam edecektir. Bu olursa, 35 watt'lık bir güneş pili veya başka herhangi bir şey için kontrolör devresinde bazı değişiklikler meydana gelecektir. Amplifikatör, MOSFET'e erişimi açacak ve diğer ikisi, daha zayıf olanları kapatılacaktır.

Bu, pili şarj etmeyi durduracaktır. Voltaj düşer düşmez devre orijinal konumuna dönecek ve şarj işlemi devam edecektir. Bu işlem için denetleyiciye ayrılan süre yaklaşık 3 saniyedir.

DIY şarj kontrolörü

Elektrikli ekipmanla çalışma deneyiminiz varsa, bir güneş pilini kendiniz şarj etmek için bir kontrolör oluşturabilirsiniz. Aşağıdaki resim, böyle bir cihazın en basit diyagramını göstermektedir.

Böyle bir planın çalışma prensibini düşünelim. Bir LDR fotosel veya fotorezistör, ışık çarptığında direncini değiştiren, yani bir güneş paneli olan bir cihazdır. Transistörler tarafından kontrol edilir. Güneşe maruz kalma sırasında transistörler kapanır. Akım, panelden aküye diyot D2 üzerinden iletilir, burada akımın diğer yönde akmaması için buna ihtiyaç vardır.Tamamen şarj olduğunda, ZD regülatörü kırmızı yanan LED kırmızı lambaya bir sinyal gönderir ve şarj durur. Bataryadaki voltaj düştüğünde, dengeleyici kapanır ve şarj gerçekleşir. Dirençler, amperajı düşürmek için elemanların arızalanmaması için gereklidir. Şema ayrıca, şarjın da meydana gelebileceği bir transformatörü gösterir, ilke aynıdır. Geceleri veya bulutlu havalarda bu dal boyunca bir akıntı akmaya başlar.

Cihaz özellikleri

Boştayken düşük güç tüketimi. Devre, küçük ve orta ölçekli kurşun asit aküler için tasarlanmıştır ve boştayken düşük akım (5mA) çeker. Bu pil ömrünü uzatır.

Hazır bulunan bileşenler. Cihaz, mağazalarda kolayca bulunabilen geleneksel bileşenler (SMD değil) kullanır. Hiçbir şeyin yanıp sönmesi gerekmez, ihtiyacınız olan tek şey bir voltmetre ve devreyi ayarlamak için ayarlanabilir bir güç kaynağıdır.

Cihazın en son sürümü. Bu, cihazın üçüncü sürümüdür, bu nedenle şarj cihazının önceki sürümlerinde bulunan hata ve eksikliklerin çoğu düzeltilmiştir.

Voltaj regülasyonu. Cihaz, paralel bir voltaj regülatörü kullanır, böylece akü voltajı normu, genellikle 13,8 Volt'u aşmaz.

Düşük gerilim koruması. Çoğu güneş enerjisi şarj cihazı, güneş paneline pil sızıntısına karşı koruma sağlamak için bir Schottky diyot kullanır. Akü tamamen şarj olduğunda şönt voltaj regülatörü kullanılır. Bu yaklaşımla ilgili sorunlardan biri diyot kayıpları ve bunun sonucunda ısınmasıdır. Örneğin, 100 watt'lık, 12V'luk bir güneş paneli bataryaya 8A sağlar, Schottky diyot boyunca voltaj düşüşü 0,4V olacaktır, yani. güç kaybı yaklaşık 3,2 watt'tır. Bu, ilk olarak kayıplardır ve ikincisi, diyotun ısıyı gidermek için bir radyatöre ihtiyacı olacaktır. Sorun, voltaj düşüşünü azaltmak için çalışmaması, paralel bağlanan birkaç diyotun akımı azaltması, ancak voltaj düşüşünün aynı kalmasıdır. Aşağıdaki şemada geleneksel diyotlar yerine mosfetler kullanılmıştır, bu nedenle güç yalnızca aktif direnç için kaybedilir (direnç kayıpları).

Karşılaştırma için, IRFZ48 (KP741A) mosfetleri kullanırken 100 W'lık bir panelde, güç kaybı yalnızca 0,5 W'tır (Q2'de). Bu, piller için daha az ısı ve daha fazla enerji anlamına gelir. Bir diğer önemli nokta ise, mosfetlerin pozitif bir sıcaklık katsayısına sahip olmaları ve direnci azaltmak için paralel bağlanabilmeleridir.

Yukarıdaki diyagramda birkaç standart dışı çözüm kullanılmaktadır.

Doluyor. Güneş paneli ile yük arasında hiçbir diyot kullanılmaz, bunun yerine bir Q2 mosfet vardır. Mosfet'teki bir diyot, akımın panelden yüke akmasına izin verir. Q2'de önemli bir voltaj belirirse, o zaman transistör Q3 açılır, C4 kondansatörü şarj edilir ve bu da op-amp U2c ve U3b'yi Q2'nin mosfetini açmaya zorlar. Şimdi, voltaj düşüşü Ohm yasasına göre hesaplanır, yani. I * R ve orada bir diyot olmasından çok daha az. Kondansatör C4 periyodik olarak direnç R7 aracılığıyla boşaltılır ve Q2 kapanır. Panelden bir akım akarsa, L1 indüktörünün kendi kendine endüksiyon EMF'si Q3'ü hemen açmaya zorlar. Bu çok sık olur (saniyede birçok kez). Akımın güneş paneline gitmesi durumunda, Q2 kapanır, ancak Q3 açılmaz çünkü diyot D2, L1 bobininin kendi kendine endüksiyon EMF'sini sınırlar. Diyot D2, 1A akım için derecelendirilebilir, ancak test sırasında böyle bir akımın nadiren meydana geldiği ortaya çıktı.

VR1 düzeltici maksimum voltajı ayarlar. Voltaj 13.8V'u aştığında, işlemsel yükseltici U2d Q1'in mosfetini açar ve panelden gelen çıkış toprağa "kısa devre yapar".Ek olarak, U3b opamp Q2'yi kapatır ve bu şekilde devam eder. panel yükten ayrılmıştır. Bu gereklidir çünkü Q1, güneş paneline ek olarak, yük ve bataryayı "kısa devre yapar".

N-kanallı mosfetlerin yönetimi. Mosfetler Q2 ve Q4, devrede kullanılanlardan daha fazla voltaj gerektirir. Bunu yapmak için, bir diyot ve kondansatör çemberine sahip op-amp U2, artan bir voltaj VH oluşturur. Bu gerilim, çıkışı aşırı gerilim olacak olan U3'e güç sağlamak için kullanılır. Bir grup U2b ve D10, çıkış voltajının 24 voltta kararlılığını sağlar. Bu voltajla, transistörün geçit kaynağı boyunca en az 10V'luk bir voltaj olacaktır, bu nedenle ısı üretimi küçük olacaktır. Genellikle, N-kanallı mosfetler, P-kanallı olanlardan çok daha düşük empedansa sahiptir, bu yüzden bu devrede kullanılmışlardır.

Düşük gerilim koruması. Direnç ve kondansatörlerin harici kayışına sahip Mosfet Q4, U3a opamp, düşük gerilim koruması için tasarlanmıştır. Burada Q4 standart dışı olarak kullanılmaktadır. Mosfet diyotu, aküye sabit bir akım akışı sağlar. Voltaj belirtilen minimumun üzerinde olduğunda, mosfet açıktır ve pili şarj ederken küçük bir voltaj düşüşüne izin verir, ancak daha da önemlisi, güneş pili yeterli çıkış gücü sağlayamazsa, aküden gelen akımın yüke akmasına izin verir. Bir sigorta, yük tarafında kısa devrelere karşı koruma sağlar.

Aşağıda, elemanların ve baskılı devre kartlarının düzeninin resimleri bulunmaktadır.

Cihazı kurma. Cihazın normal kullanımı sırasında, J1 atlama teli takılmamalıdır! D11 LED'i ayarlama için kullanılır. Cihazı yapılandırmak için, "yük" terminallerine ayarlanabilir bir güç kaynağı bağlayın.

Düşük gerilim korumasının ayarlanması J1 atlama telini takın. Güç kaynağında çıkış voltajını 10,5V olarak ayarlayın. Düzeltici VR2'yi LED D11 yanana kadar saat yönünün tersine çevirin. LED kapanana kadar VR2'yi hafifçe saat yönünde çevirin. J1 atlama telini çıkarın.

Maksimum voltajın ayarlanması Güç kaynağında çıkış voltajını 13,8V olarak ayarlayın. Düzeltici VR1'i LED D9 kapanana kadar saat yönünde çevirin. LED D9 yanana kadar VR1'i yavaşça saat yönünün tersine çevirin.

Denetleyici yapılandırılmıştır. J1 jumper'ını çıkarmayı unutmayın!

Tüm sistemin kapasitesi küçükse, mosfetler daha ucuz IRFZ34 ile değiştirilebilir. Sistem daha güçlü ise, mosfetler daha güçlü IRFZ48 ile değiştirilebilir.

Solar şarj kontrolörü

Bu cihaz, tüm sistemdeki ana cihazdır - tüm bileşenlerin - güneş paneli, yük ve batarya - etkileşimini sağlayan kontrolördür (sadece bataryada enerji depolamak istiyorsak, eğer tedarik edersek gereklidir. enerjiyi doğrudan elektrik şebekesine bağlarsanız, başka bir tür şebeke bağlantı denetleyicisine ihtiyaç vardır).
Piyasada düşük akımlar (10-20A) için epeyce denetleyici var, ancak bizim durumumuzda, kurşun yerine bir lityum pil kullanılır, o zaman ayarlanabilir (ayarlanabilir) parametrelere sahip bir kontrolör seçmeniz gerekir. Fotoğrafta olduğu gibi, yerel satıcıların açgözlülüğüne bağlı olarak, sorunun fiyatı eBay'de 13 dolardan 20-30 dolara kadar bir denetleyici satın alındı. Kontrolör, gururla "Akıllı PWM Güneş Paneli Şarj Kontrol Cihazı" olarak adlandırılır, ancak aslında tüm "zekası" şarj ve deşarj eşiklerini ayarlama yeteneğinden oluşur ve yapısal olarak geleneksel bir DC-DC dönüştürücüsünden çok farklı değildir.

Denetleyiciyi bağlamak oldukça basittir, sırasıyla güneş paneli, yük ve pil için sadece 3 konektöre sahiptir. Benim durumumda, yük olarak 12V LED şerit bağlandı, pil hala Hobbyking ile aynı test pilidir. Ayrıca denetleyicide, çeşitli cihazları şarj edebileceğiniz 2 USB konektörü vardır.

Hep birlikte şuna benziyordu:

Denetleyiciyi kullanmadan önce yapılandırmanız gerekir. Bu modelin denetleyicileri, farklı pil türleri için farklı modifikasyonlarda satılır, farklılıklar büyük olasılıkla yalnızca önceden ayarlanmış parametrelerde bulunur. Üç hücreli lityum pilim (3S1P) için aşağıdaki değerleri ayarladım:

Gördüğünüz gibi, şarj kesme voltajı (PV OFF) 12,5V olarak ayarlanmıştır (4.2V'a göre hücre başına 12.6 konulabilir, ancak hafif bir yetersiz şarj pil döngülerinin sayısı üzerinde olumlu bir etkiye sahiptir). Sonraki 2 parametre yükün bağlantısını kesiyor, benim durumumda 10V'a ayarlı ve 10.5V'de şarjı yeniden etkinleştiriyor. Minimum değer, 9,6V'a kadar daha da düşük bir değere ayarlanabilir, aynı pille çalışan kontrol cihazının çalışması için küçük bir marj kaldı.

Türler

Açık kapalı

Bu tür bir cihaz en basit ve en ucuz olarak kabul edilir. Tek ve ana görevi, aşırı ısınmayı önlemek için maksimum voltaja ulaşıldığında akünün şarj beslemesini kapatmaktır.

Bununla birlikte, bu türün belirli bir dezavantajı vardır, bu da çok erken kapanmadır. Maksimum akıma ulaştıktan sonra, şarj işlemini birkaç saat sürdürmek gerekir ve bu kontrol cihazı hemen kapatacaktır.

Sonuç olarak, pil şarjı maksimumun% 70'i civarında olacaktır. Bu, bataryayı olumsuz etkiler.

PWM

Bu tür, gelişmiş bir Açık / Kapalı'dır. Yükseltme, yerleşik bir darbe genişlik modülasyonu (PWM) sistemine sahip olmasıdır. Bu işlev, kontrolörün maksimum gerilime ulaştıktan sonra mevcut beslemeyi kapatmasına değil, gücünü azaltmasına izin verdi.

Bu nedenle, cihazı neredeyse tamamen şarj etmek mümkün hale geldi.

MRRT

Bu tür şu anda en gelişmiş olarak kabul edilmektedir. Çalışmasının özü, belirli bir pil için maksimum voltajın tam değerini belirleyebildiği gerçeğine dayanmaktadır. Sistemdeki akım ve gerilimi sürekli olarak izler. Bu parametrelerin sürekli alınması nedeniyle, işlemci en uygun akım ve voltaj değerlerini koruyabilir ve bu da maksimum güç oluşturmanıza olanak tanır.

Kontrolör MPPT ve PWN'yi karşılaştırırsak, birincisinin verimliliği yaklaşık% 20-35 daha yüksektir.

MRRT cihazları

En verimli ve kararlı denetleyiciler, MPRT modifikasyonunun - Maksimum Güç Noktası İzleme'nin güneş pili denetleyicileri olarak kabul edilir. Bu cihazlar, maksimum sınıra ulaşıldığında şarj gücünü izler. Bu işlem, voltaj ve akım okumalarını kontrol etmek için sofistike algoritmalar kullanır ve güneş sisteminin maksimum verimini sağlayan en uygun özellik oranını oluşturur.

Çalışma sürecinde, mppt güneş kontrol cihazının daha gelişmiş olduğu ve diğer modellerden önemli ölçüde farklı olduğu pratik olarak tespit edilmiştir. PWM cihazlarına kıyasla, sırasıyla yaklaşık% 35 daha verimli, sistemin kendisi aynı çıkıyor.

Bu tür cihazların daha yüksek kalitesi ve güvenilirliği, çalışma koşullarına uygun olarak yakın kontrol sağlayan bileşenlerle desteklenen karmaşık bir devre ile elde edilir. Özel devreler, akım ve gerilim seviyelerini izler ve karşılaştırır ve ardından maksimum çıkış gücünü belirler.

MPRT kontrol cihazlarının ana özelliği, o anki hava durumuna bakılmaksızın güneş panelini maksimum güce ayarlayabilme yeteneğidir. Böylelikle batarya daha verimli çalışır ve gerekli batarya şarjını sağlar.

Seçim seçenekleri

Yalnızca iki seçim kriteri vardır:

1. İlk ve çok önemli nokta gelen voltajdır. Bu göstergenin maksimumu, güneş pilinin açık devre voltajının yaklaşık% 20'si kadar yüksek olmalıdır.
2. İkinci kriter anma akımıdır.PWN tipi seçilirse, anma akımı, pilin kısa devre akımından yaklaşık% 10 daha yüksek olmalıdır. MPPT seçilirse, ana özelliği güçtür. Bu parametre, tüm sistemin voltajının sistemin nominal akımı ile çarpılmasından daha büyük olmalıdır. Hesaplamalar için, boşalan pillerle gerilim alınır.

Güneş paneli dizisinin gücüne göre seçim

Solar şarj kontrol cihazının ana parametresi, çalışma voltajı ve şarj kontrol cihazının çalışabileceği maksimum amperajdır. Güneş panellerinin bu tür parametrelerini bilmek çok önemlidir:

• Nominal voltaj, güneş pili devresinin yüke kapalı çalışma voltajıdır, yani. denetleyici başına;
• Açık döngü voltajı, yüke bağlı olmayan güneş devresinin maksimum elde edilebilir voltajıdır. Bu voltaj aynı zamanda açık devre voltajı olarak da adlandırılır. Bir güneş kontrol cihazına bağlandığında, kontrolör bu gerilime dayanabilmelidir.
• Maksimum güneş enerjisi giriş akımı, güneş devresi kısa devre akımı. Bu parametre, denetleyicinin özelliklerinde nadiren belirtilir. Bunu yapmak için, kontrolördeki sigorta derecesini bulmanız ve devredeki güneş modüllerinin kısa devre akımının büyüklüğünü hesaplamanız gerekir. Güneş panelleri için, kısa devre akımı genellikle her zaman gösterilir. Kısa devre akımı her zaman maksimum çalışma akımından yüksektir.
• Anma çalışma akımı. Normal çalışma koşullarında güneş panelleri tarafından üretilen bağlı güneş enerjisi devresinin akımı. Üreticiler her zaman olduğu gibi kontrolörün maksimum amperajını gösterdiğinden, bu akım genellikle kontrolör özelliklerinde belirtilen akımdan daha düşüktür.
• Bağlı güneş panellerinin anma gücü. Bu güç, güneş panellerinin çalışma voltajı ve çalışma akımının ürününü temsil eder. Kontrolöre bağlı güneş panellerinin gücü, belirtilene eşit veya daha az olmalı, ancak daha fazla olmamalıdır. Güç aşılırsa, sigorta olmadığında kontrolör yanabilir. Her ne kadar çoğu kontrolör doğal olarak 5-10 dakika boyunca% 10-20 aşırı yük için derecelendirilmiş sigortalara sahiptir.

Denetleyicileri bağlamanın yolları

Bağlantı konusu göz önüne alındığında, hemen not edilmelidir: her bir cihazın montajı için, karakteristik bir özellik, belirli bir dizi güneş paneli ile yapılan çalışmadır.

Bu nedenle, örneğin, maksimum 100 volt giriş voltajı için tasarlanmış bir kontrolör kullanılırsa, bir dizi güneş paneli bu değerden fazla olmayan bir voltaj vermelidir.

Herhangi bir güneş enerjisi santrali, ilk aşamanın çıkış ve giriş voltajları arasındaki denge kuralına göre çalışır. Kontrolörün üst voltaj limiti, panelin üst voltaj limitiyle eşleşmelidir.

Cihazı bağlamadan önce, fiziksel kurulumunun yerini belirlemek gerekir. Kurallara göre, kurulum yeri kuru, iyi havalandırılan yerlerde seçilmelidir. Cihazın yakınında yanıcı malzemelerin varlığı hariçtir.

Cihazın yakın çevresinde titreşim, ısı ve nem kaynaklarının varlığı kabul edilemez. Kurulum sahası atmosferik yağıştan ve doğrudan güneş ışığından korunmalıdır.

PWM modellerini bağlama tekniği

Neredeyse tüm PWM kontrolör üreticileri, kesin bir bağlantı cihazları dizisi gerektirir.

PWM kontrol cihazlarını çevresel cihazlara bağlama tekniği özellikle zor değildir. Her kart, etiketli terminallerle donatılmıştır. Burada işlem sırasını izlemeniz yeterlidir.

Çevresel cihazlar, kontak terminallerinin tanımlarına tam olarak bağlanmalıdır:

1. Akü kablolarını belirtilen polariteye göre cihazın akü terminallerine bağlayın.
2. Koruyucu sigortayı doğrudan pozitif telin temas noktasında açın.
3. Güneş paneli için tasarlanan kontrolör kontaklarına, panellerin güneş panellerinden çıkan iletkenleri sabitleyiniz. Polariteye dikkat edin.
4. Cihazın yük terminallerine uygun voltajda (genellikle 12 / 24V) bir test lambası bağlayın.

Belirtilen sıra ihlal edilmemelidir. Örneğin, batarya bağlı değilken ilk etapta güneş panellerinin bağlanması kesinlikle yasaktır. Bu tür eylemlerle, kullanıcı cihazı "yakma" riskini taşır. Bu materyal, bir bataryalı güneş pillerinin montaj şemasını daha ayrıntılı olarak açıklamaktadır.

Ayrıca, PWM serisi kontrolörler için, kontrol cihazının yük terminallerine bir voltaj invertörünün bağlanması kabul edilemez. İnverter doğrudan akü terminallerine bağlanmalıdır.

MPPT cihazlarını bağlama prosedürü

Bu tip 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 sonlandırıcılarla donatılmış büyük kesitli kabloların kullanılması önerilir.

Örneğin, yüksek güçlü sistemler için, bu gereksinimler, üreticilerin en az 4 A / mm2 akım yoğunluğu için tasarlanmış güç bağlantı hatları için bir kablo almayı önermesiyle tamamlanmaktadır. Yani, örneğin, 60 A'lık bir akıma sahip bir kontrolör için, en az 20 mm2 kesitli bir bataryaya bağlanmak için bir kabloya ihtiyaç vardır.

Bağlantı kabloları, özel bir aletle sıkıca kıvrılmış bakır pabuçlarla donatılmalıdır. Güneş paneli ve bataryanın negatif terminalleri sigorta ve anahtar adaptörleri ile donatılmalıdır.

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

Güçlü bir MPPT denetleyicisini bağlamak için blok şeması: 1 - güneş paneli; 2 - MPPT denetleyicisi; 3 - terminal bloğu; 4.5 - sigortalar; 6 - denetleyici güç anahtarı; 7.8 - yer otobüsü

Güneş panellerini cihaza bağlamadan önce, terminallerdeki voltajın kontrolör 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. Paneli ve akü koruma sigortalarını çıkarın.
3. Kabloyu pil terminallerinden pil için denetleyici terminallerine bağlayın.
4. Güneş paneli uçlarını uygun işaret ile işaretlenmiş kontrolör terminallerine bağlayın.
5. Toprak terminali ile topraklama barası arasına bir kablo bağlayın.
6. Sıcaklık sensörünü talimatlara göre kontrolöre takın.

Bu adımlardan sonra, önceden çıkarılan pil sigortasını yerine takmalı ve anahtarı "açık" konuma getirmelisiniz. Pil algılama sinyali kontrolör ekranında görünecektir.

Daha sonra, kısa bir aradan sonra (1-2 dakika), önceden çıkarılan güneş paneli sigortasını değiştirin ve panel anahtarını "açık" konuma getirin.

Gösterge ekranı, güneş panelinin voltaj değerini gösterecektir. Bu an, güneş enerjisi santralinin başarılı bir şekilde faaliyete geçtiğini gösteriyor.

Güneş panelleri ve pilin voltajı ve akımı için bir kontrolör seçimi

Üretilen güneş panellerinin çoğu 12 veya 24 volt nominal gerilime sahiptir. Bu, pillerin ek voltaj dönüşümü olmadan şarj edilebilmesi için yapılır. Şarj edilebilir piller, güneş panellerinden çok daha erken ortaya çıktı ve ortak bir nominal voltaj standardı 12 veya 24 volttur. Buna göre, çoğu güneş kontrol cihazı, 12 veya 24 volt nominal çalışma voltajının yanı sıra otomatik voltaj algılama ve anahtarlama ile 12 ve 24 volt çift aralıklı olarak mevcuttur.

12 ve 24 volttaki nominal gerilimler, yüksek güçlü sistemler için yeterince düşüktür. Gerekli gücü elde etmek için, güneş paneli ve akümülatör sayısını artırmak, bunları paralel devrelere bağlamak ve akım gücünü önemli ölçüde artırmak gerekir. Amperajın arttırılması, kablonun ısınmasına ve elektriksel kayıplara neden olur. Kablonun kalınlığını artırmak gerekir, metal sarfiyatı artar. Güçlü yüksek akım denetleyicilerine de ihtiyaç vardır ve bu tür denetleyiciler çok pahalıdır.

Akımdaki artışı ortadan kaldırmak için, yüksek güçlü sistemler için kontrolörler 36, 48 ve 60 volt nominal çalışma voltajları için yapılır. Güneş panellerini ve pili seri montajlara bağlayabilmek için kontrolörlerin voltajının 12 voltluk voltajın bir katı olduğuna dikkat etmek önemlidir. Yalnızca PWM şarj teknolojisi için birden fazla voltaj denetleyicisi mevcuttur.

Gördüğünüz gibi, PWM kontrolörleri 12 voltluk bir voltaj katıyla seçilmiştir ve içlerinde güneş panellerinden gelen nominal giriş voltajı ve bağlı pillerin nominal devre voltajı aynı olmalıdır, yani. SB'den 12V - 12V aküye, 24V'de 24V, 48V'de 48V.

MPPT denetleyicileri için giriş voltajı, 12 Volt'un katları olmadan birkaç kez eşit veya isteğe bağlı olarak daha yüksek olabilir. Tipik olarak MPPT denetleyicileri, basit modeller için 50 volt ve yüksek güçlü denetleyiciler için 250 volt arasında değişen güneş enerjisi giriş voltajlarına sahiptir. Ancak, yine üreticilerin maksimum giriş voltajını belirttikleri ve güneş panellerini seri olarak bağlarken maksimum voltajlarının veya açık devre voltajlarının eklenmesi gerektiği unutulmamalıdır. Basitçe söylemek gerekirse: giriş maksimum voltajı, modele bağlı olarak 50 ila 250V arasındadır, nominal veya minimum giriş 12, 24, 36 veya 48V olacaktır. Aynı zamanda, MPPT denetleyicileri için pili şarj etmek için çıkış voltajı standarttır ve genellikle 12, 24, 36 ve 48 Volt, bazen 60 veya 96 voltluk voltajların otomatik olarak algılanması ve desteğiyle sağlanır.

Güneş panellerinden 600V, 800V ve hatta 2000V giriş voltajına sahip seri endüstriyel çok güçlü MPPT kontrolörleri vardır. Bu kontrolörler ayrıca Rus ekipman tedarikçilerinden ücretsiz olarak satın alınabilir.

Çalışma voltajına göre bir kontrolör seçmenin yanı sıra, kontrolörler güneş panellerinden gelen maksimum giriş akımına ve akünün maksimum şarj akımına göre seçilmelidir.

Bir PWM denetleyicisi için, güneş panellerinden gelen maksimum giriş akımı, pil şarj akımına gidecektir, yani. kontrolör, kendisine bağlı olan güneş panellerinin verdiğinden daha fazla akımla şarj olmayacaktır.

MPPT kontrol cihazında her şey farklıdır, güneş panellerinden gelen giriş akımı ve pili şarj etmek için çıkış akımı farklı parametrelerdir. Bağlı olan güneş panellerinin nominal voltajı, bağlı pilin nominal voltajına eşitse bu akımlar eşit olabilir, ancak bu durumda MPPT dönüşümünün özü kaybolur ve denetleyicinin verimliliği düşer. MPPT kontrol cihazlarında, güneş panellerinden gelen nominal giriş voltajı, bağlı pillerin nominal voltajından 2-3 kat daha yüksek olmalıdır. Giriş voltajı 2 kat daha yüksek, örneğin 1,5 kat daha düşükse, o zaman daha az verimlilik olacak ve 3 kattan fazla daha yüksek, o zaman voltaj dönüşümündeki fark için büyük kayıplar olacaktır.

Buna göre, giriş akımı her zaman akü şarjının maksimum çıkış akımına eşit veya bundan düşük olacaktır. Bu nedenle, MPPT kontrol cihazlarının maksimum akü şarj akımına göre seçilmesi gerektiği anlaşılmaktadır. Ancak bu akımı aşmamak için, bağlı olan akülerin devresinin nominal geriliminde bağlı olan güneş panellerinin maksimum gücü gösterilir. 60 Amp MPPT şarj kontrol cihazı örneği:

• Santral akü voltajında ​​12V 800W;
• 24V'luk bir enerji santrali akü voltajında ​​1600W;
• 36V enerji santrali akü voltajında ​​2400W;
• 48V'luk bir enerji santrali akü voltajında ​​3200W.

12 voltluk bu gücün, 13 - 14 voltluk güneş panellerinden gelen şarj voltajı için belirtildiğine ve 24, 36 ve 48 volt voltajlara sahip diğer sistemler için bir kat olduğuna dikkat edilmelidir.

Ev yapımı kontrolör: özellikler, aksesuarlar

Cihaz, gücü 4 A'yı geçmeyen bir akım üreten tek bir güneş paneli ile çalışmak üzere tasarlanmıştır. Kontrolör tarafından şarj edilen batarya kapasitesi 3.000 A * h'dir.

Denetleyiciyi üretmek için aşağıdaki öğeleri hazırlamanız gerekir:

• 2 mikro devre: LM385-2.5 ve TLC271 (işlemsel bir yükselticidir);
• 3 kapasitör: C1 ve C2 düşük güçlüdür, 100n'ye sahiptir; C3, 16 V olarak derecelendirilmiş 1000u kapasiteye sahiptir;
• 1 gösterge LED'i (D1);
• 1 Schottky diyot;
• 1 diyot SB540. Bunun yerine, herhangi bir diyot kullanabilirsiniz, asıl mesele, güneş pilinin maksimum akımına dayanabilmesidir;
• 3 transistör: BUZ11 (Q1), BC548 (Q2), BC556 (Q3);
• 10 direnç (R1 - 1k5, R2 - 100, R3 - 68k, R4 ve R5 - 10k, R6 - 220k, R7 - 100k, R8 - 92k, R9 - 10k, R10 - 92k). Hepsi% 5 olabilir. Daha fazla doğruluk istiyorsanız,% 1 direnç alabilirsiniz.

Bazı bileşenleri nasıl değiştirebilirim

Bu öğelerden herhangi biri değiştirilebilir. Diğer devreleri kurarken, C2 kapasitörünün kapasitansını değiştirmeyi ve Q3 transistörünün önyargısını seçmeyi düşünmeniz gerekir.

Bir MOSFET transistörü yerine başka herhangi birini kurabilirsiniz. Eleman, düşük bir açık kanal direncine sahip olmalıdır. Schottky diyotunu değiştirmemek daha iyidir. Normal bir diyot takabilirsiniz, ancak doğru şekilde yerleştirilmesi gerekir.

Dirençler R8, R10 92 kOhm'dur. Bu değer standart değildir. Bu nedenle, bu tür dirençleri bulmak zordur. Tam yedekleri, 82 ve 10 kOhm'luk iki direnç olabilir. Sırayla dahil edilmeleri gerekir.

Kontrol cihazı agresif bir ortamda kullanılmayacaksa, bir düzeltici takabilirsiniz. Voltajı kontrol etmeyi mümkün kılar. Agresif bir ortamda uzun süre çalışmayacaktır.

Daha güçlü paneller için bir denetleyici kullanmak gerekirse, MOSFET transistör ve diyotu daha güçlü analoglarla değiştirmek gerekir. Diğer tüm bileşenlerin değiştirilmesine gerek yoktur. 4 A'yı düzenlemek için bir soğutma bloğu takmanın bir anlamı yoktur. MOSFET'i uygun bir soğutucu üzerine kurarak, cihaz daha verimli bir panel ile çalışabilecektir.

Ana türler

1. PWM (PWM) şarj kontrolörleri... % 100 pil şarjı elde etmenizi sağlar. Ancak, fazla gerilimi amperaja dönüştürmek için bir mekanizma ve maksimum noktayı izlemek için bir teknoloji olmaması nedeniyle, bu tür bir kontrolör, güneş panellerinden yapabildikleri her şeyi çıkaramaz. Bu tip cihazlar genellikle 2 kW'a kadar olan küçük sistemlerde kullanılır.
2. MRPT şarj kontrolörleri... Bugüne kadarki en gelişmiş ve en zor olanı. Operasyonda verimli ve güvenilirdirler, çok çeşitli ayarlara ve çeşitli güvenlik unsurlarına sahiptirler. Bu tip kontrolörlerin kullanılması, güneş enerjisi santrallerinin geri ödeme süresini hızlandırmanıza olanak tanır. Gerilimi akıma dönüştürme mekanizması ve maksimum nokta için akıllı bir izleme sistemi sayesinde, verimlilikleri önceki modellere göre% 20-30 daha yüksektir. Bu tür cihazlar hem küçük hem de büyük (endüstriyel) tesislerde kullanılmaktadır. Ayrıca, güneş panellerini en iyi şekilde yararlanmanız gereken bir durumda yerleştirmek için sınırlı bir alana sahip yerlerde (örneğin, arabalarda, teknelerde veya yatlarda)

Çalışma prensibi

Güneş pilinden akım gelmediğinde, kontrolör uyku modundadır. Herhangi bir pil yünü kullanmaz. Güneş ışınları panele çarptıktan sonra, kontrol cihazına elektrik akımı geçmeye başlar. Açılmalı. Bununla birlikte, gösterge LED'i 2 zayıf transistörle birlikte yalnızca voltaj 10 V'a ulaştığında yanar.

Bu voltaja ulaştıktan sonra, akım Schottky diyotundan aküye akacaktır.Voltaj 14 V'a yükselirse, yükseltici U1 çalışmaya başlayacak ve MOSFET'i açacaktır. Sonuç olarak, LED sönecek ve iki düşük güçlü transistör kapanacaktır. Pil şarj olmuyor. Bu sırada C2 taburcu edilecek. Ortalama olarak bu 3 saniye sürer. C2 kapasitörünün deşarjından sonra, U1'in histerezisi aşılacak, MOSFET kapanacak, pil şarj olmaya başlayacaktır. Şarj, voltaj anahtarlama seviyesine yükselene kadar devam edecektir.

Şarj işlemi periyodik olarak gerçekleşir. Dahası, süresi pilin şarj akımının ne olduğuna ve ona bağlı cihazların ne kadar güçlü olduğuna bağlıdır. Şarj, voltaj 14 V'a ulaşana kadar devam eder.

Devre çok kısa sürede açılır. Dahil edilmesi, C2'nin Q3 transistörünü sınırlayan bir akımla şarj etme süresinden etkilenir. Akım 40 mA'dan fazla olamaz.