Până acum, energia solară este limitată (la nivelul gospodăriei) la crearea de panouri fotovoltaice cu putere relativ mică. Dar indiferent de designul convertorului fotovoltaic al luminii soarelui în curent, acest dispozitiv este echipat cu un modul numit controler de încărcare solar.
Într-adevăr, o schemă de instalare a fotosintezei bateriei solare include o baterie de stocare - un dispozitiv de stocare pentru energia primită de la un panou solar. Această sursă secundară de energie este furnizată în principal de controler.
În articolul pe care îl prezentăm, vom înțelege dispozitivul și principiile de funcționare ale acestui dispozitiv și, de asemenea, vom lua în considerare modul de conectare a acestuia.
Controlere solare
Modulul electronic, numit controler pentru bateria solară, este proiectat pentru a îndeplini o serie de funcții de control în procesul de încărcare / descărcare a bateriei solare.
Când lumina soarelui cade pe suprafața unui panou solar instalat, de exemplu, pe acoperișul unei case, această lumină este transformată în curent electric de fotocelele dispozitivului.
Galerie de imagini
Fotografie din
Regulatorul este o componentă obligatorie a unei stații solare care generează un curent electric din energia luminii solare
Proprietarii de mini centrale electrice private și cei care doresc să achiziționeze o instalație de energie solară li se prezintă acum două tipuri de controlere: PWM (sau PWM) și MPPT
Controlerele PWM asigură încărcarea bateriei în mai multe etape. Cu ajutorul lor, se efectuează umplerea, alinierea, absorbția și susținerea taxei.
Modelele necostisitoare de controlere pentru instalații solare interne sunt echipate cu indicatoare LED care vă permit să monitorizați performanța și starea tehnică a bateriei
MPPT (maxim power point tracking) - controlere la un nivel și preț mai ridicat. Acestea asigură urmărirea punctului maxim de putere
Pentru centralele solare mici, care includ unul sau două panouri, capacitățile controlerelor PWM (PWM) sunt suficiente
Ambele tipuri de controlere, precum și bateriile conectate la circuit, trebuie să fie instalate în interior, deoarece designul lor are senzori sensibili la temperatură
Nu este necesar să cumpărați un controler dacă achiziționați o stație solară integrată. Carcasa izolată are întreaga gamă de dispozitive necesare procesării și stocării energiei electrice.
Controlere pentru panouri solare
Regulator de modulare a impulsului larg
Încărcător de baterii pe mai multe niveluri
Model de buget cu indicatoare LED
Controler pentru stația solară MRPT
Mică heliostare pentru a da
Conectarea panourilor solare la echipamente
Un complex de panouri solare și echipamente
De fapt, energia primită ar putea fi furnizată direct bateriei de stocare. Totuși, procesul de încărcare / descărcare a unei baterii are propriile subtilități (anumite niveluri de curenți și tensiuni). Dacă neglijați aceste subtilități, bateria pentru o perioadă scurtă de funcționare va defecta pur și simplu.
Pentru a nu avea consecințe atât de triste, un modul este numit controler de încărcare pentru bateria solară.
Pe lângă monitorizarea nivelului bateriei, modulul monitorizează și consumul de energie. În funcție de gradul de descărcare, circuitul regulatorului de încărcare a bateriei de la bateria solară reglează și stabilește nivelul necesar pentru încărcarea inițială și ulterioară.
În funcție de capacitatea controlerului de încărcare a bateriei din centrala solară, proiectările acestor dispozitive pot avea o configurație foarte diferită
În general, în termeni simpli, modulul asigură o „viață” fără griji pentru baterie, care se acumulează periodic și oferă energie dispozitivelor de consum.
Tipuri practice
La nivel industrial, au fost lansate și fabricate două tipuri de dispozitive electronice, a căror execuție este potrivită pentru instalarea în circuitul sistemului de energie solară:
- Dispozitive din seria PWM.
- Dispozitive din seria MPPT.
Primul tip de controler pentru o baterie solară poate fi numit „om bătrân”. Astfel de scheme au fost dezvoltate și puse în funcțiune în zorii dezvoltării energiei solare și eoliene.
Principiul de funcționare a circuitului controlerului PWM se bazează pe algoritmi de modulare a lățimii pulsului. Funcționalitatea unor astfel de dispozitive este oarecum inferioară dispozitivelor din seria MPPT mai avansate, dar, în general, funcționează destul de eficient.
Unul dintre cele mai populare modele în sistemul de încărcare solar pentru controlerul de încărcare a bateriei stației solare, în ciuda faptului că circuitul dispozitivului este realizat folosind tehnologia PWM, care este considerată învechită
Modelele care folosesc tehnologia de maximă urmărire a punctelor de putere (urmărirea limitei maxime de putere) se disting printr-o abordare modernă a soluțiilor de circuit și oferă mai multă funcționalitate.
Dar dacă compari ambele tipuri de controler și, în plus, cu o tendință spre sfera internă, dispozitivele MPPT nu privesc lumina strălucitoare în care sunt publicitate în mod tradițional.
Controler tip MPPT:
- are un cost mai mare;
- are un algoritm sofisticat de reglare;
- oferă câștig de putere numai pe panourile unei zone mari.
Acest tip de echipament este mai potrivit pentru sistemele globale de energie solară.
Controler proiectat pentru funcționare ca parte a construcției unei centrale solare. Este un reprezentant al clasei de dispozitive MPPT - mai avansat și mai eficient
Este mai rentabil să cumpărați și să folosiți controlerul PWM (PWM) cu același efect pentru nevoile unui utilizator obișnuit dintr-un mediu casnic, care de obicei are panouri cu suprafețe mici.
Diagrame bloc ale controlerelor
Diagrame schematice ale controlerelor PWM și MPPT pentru a fi luate în considerare prin aspectul lor cu gânduri înguste - acest moment este prea complicat, însoțit de o înțelegere subtilă a electronicii. Prin urmare, este logic să luăm în considerare doar scheme structurale. Această abordare este de înțeles pentru o gamă largă de indivizi.
Opțiunea nr. 1 - dispozitive PWM
Tensiunea de la panoul solar prin doi conductori (plus și minus) ajunge la elementul de stabilizare și la lanțul rezistiv de divizare. Datorită acestei bucăți a circuitului, se obține o egalizare potențială a tensiunii de intrare și, într-o oarecare măsură, organizează protecția intrării controlerului de depășirea limitei tensiunii de intrare.
Trebuie subliniat aici: fiecare model individual al dispozitivului are o limită specifică pentru tensiunea de intrare (indicată în documentație).
Așa arată diagrama structurală a dispozitivelor bazate pe tehnologiile PWM. Pentru o funcționare ca parte a stațiilor interne mici, o astfel de abordare de circuit oferă o eficiență sporită
Mai mult, tensiunea și curentul sunt limitate la valoarea cerută de tranzistoarele de putere. Aceste componente ale circuitului, la rândul lor, sunt controlate de cipul controlerului prin cipul șoferului. Ca urmare, tensiunea de ieșire a perechii de tranzistoare de putere stabilește valoarea normală a tensiunii și a curentului pentru baterie.
De asemenea, în circuit există un senzor de temperatură și un driver care controlează tranzistorul de putere, care controlează puterea de încărcare (protecție împotriva descărcării profunde a bateriei). Senzorul de temperatură monitorizează starea de încălzire a elementelor importante ale controlerului PWM.
De obicei, nivelul de temperatură în interiorul carcasei sau pe caloriferele tranzistoarelor de putere. Dacă temperatura depășește limitele setate în setări, dispozitivul deconectează toate liniile de alimentare active.
Opțiunea nr. 2 - Instrumente MPPT
Complexitatea schemei în acest caz se datorează adăugării sale la o serie de elemente care construiesc mai atent algoritmul de control necesar, bazat pe condițiile de muncă.
Nivelurile de tensiune și curent sunt monitorizate și comparate de circuitele comparatoare, iar puterea maximă de ieșire este determinată din rezultatele comparației.
Schema circuitului structural pentru controlerele de sarcină bazate pe tehnologii MPPT. Un algoritm mai sofisticat pentru monitorizarea și controlul dispozitivelor periferice este deja observat aici.
Principala diferență între acest tip de controler și dispozitive PWM este că sunt capabili să regleze modulul solar de energie la puterea maximă, indiferent de condițiile meteorologice.
Circuitul acestor dispozitive implementează mai multe metode de control:
- tulburări și observații;
- creșterea conductivității;
- mătura curentă;
- tensiune constantă.
Și în segmentul final al acțiunii generale, este de asemenea utilizat un algoritm pentru compararea tuturor acestor metode.
Moduri de conectare a controlerelor
Având în vedere tema conexiunilor, trebuie remarcat imediat: pentru instalarea fiecărui dispozitiv individual, o caracteristică caracteristică este lucrarea cu o serie specifică de panouri solare.
Deci, de exemplu, dacă se utilizează un controler care este proiectat pentru o tensiune de intrare maximă de 100 de volți, o serie de panouri solare nu ar trebui să emită mai mult decât această valoare la ieșire.
Orice centrală solară funcționează conform regulii de echilibru a tensiunilor de ieșire și de intrare din prima etapă. Limita superioară a tensiunii controlerului trebuie să corespundă limitei superioare a tensiunii panoului
Înainte de conectarea dispozitivului, este necesar să se determine locul instalării sale fizice. Conform regulilor, camerele uscate, bine ventilate, trebuie alese ca loc de instalare. Prezența materialelor inflamabile în apropierea dispozitivului este exclusă.
Prezența surselor de vibrație, căldură și umiditate în imediata apropiere a dispozitivului este inacceptabilă. Locul de instalare trebuie să fie protejat de precipitații și de lumina directă a soarelui.
Tehnica de conectare a modelului PWM
Aproape toți producătorii de controlere PWM trebuie să respecte secvența exactă a dispozitivelor de conectare.
Tehnica de conectare a controlerelor PWM la dispozitivele periferice nu este deosebit de complexă. Fiecare placă este echipată cu terminale etichetate. Trebuie doar să urmați succesiunea acțiunilor
Dispozitivele periferice trebuie conectate complet în conformitate cu denumirile terminalelor de contact:
- Conectați firele bateriei la bornele dispozitivului bateriei în conformitate cu polaritatea indicată.
- Porniți siguranța de protecție direct la punctul de contact al firului pozitiv.
- Pe contactele controlerului destinate panoului solar, fixați conductoarele care provin de la panourile solare. Respectați polaritatea.
- Conectați o lampă de testare a tensiunii corespunzătoare (de obicei 12 / 24V) la bornele încărcării dispozitivului.
Secvența specificată nu trebuie încălcată. De exemplu, este strict interzis să conectați panouri solare în primul rând cu o baterie neconectată. Prin astfel de acțiuni, utilizatorul riscă să „arde” dispozitivul. Acest material descrie mai detaliat diagrama de asamblare a panourilor solare cu o baterie.
De asemenea, pentru controlerele din seria PWM, nu este permisă conectarea unui convertor de tensiune la bornele de încărcare ale regulatorului. Convertorul trebuie conectat direct la bornele bateriei.
Procedura de conectare la instrument MPPT
Cerințele generale pentru instalarea fizică pentru acest tip de aparat nu diferă de sistemele anterioare. Dar instalația tehnologică este adesea oarecum diferită, deoarece controlerele MPPT sunt adesea considerate dispozitive mai puternice.
Pentru controlerele proiectate pentru niveluri ridicate de putere, se recomandă utilizarea cablurilor mari în secțiune echipate cu terminații metalice pe conexiunile circuitului de alimentare
De exemplu, pentru sisteme puternice, aceste cerințe sunt completate de faptul că producătorii recomandă luarea unui cablu pentru liniile de conectare la energie, proiectate pentru o densitate de curent de cel puțin 4 A / mm2. Adică, de exemplu, pentru un controler pentru un curent de 60 A, aveți nevoie de un cablu pentru a vă conecta la baterie cu o secțiune transversală de cel puțin 20 mm2.
Cablurile de conectare trebuie să fie echipate cu baghete de cupru, bine strânse cu o unealtă specială. Bornele negative ale panoului solar și ale bateriei trebuie să fie echipate cu adaptoare cu siguranțe și întrerupătoare.
Această abordare elimină pierderile de energie și asigură funcționarea în siguranță a instalației.
Diagrama bloc a conexiunii unui controlor MPPT puternic: 1 - panou solar; 2 - controler MPPT; 3 - bloc terminal; 4,5 - siguranțe; 6 - comutator de alimentare al controlerului; 7.8 - anvelopă la sol
Înainte de a conecta panourile solare la dispozitiv, asigurați-vă că tensiunea de la bornele corespunde sau mai mică decât tensiunea admisă pentru aplicarea controlerului.
Conectarea periferice la dispozitivul MTTP:
- Comutarea panoului și a bateriei trece în poziția „oprit”.
- Scoateți siguranțele de protecție de pe panou și baterie.
- Conectați cablul la bornele bateriei cu bornele controlerului pentru baterie.
- Conectați cablul la bornele panoului solar cu bornele controlerului marcate cu semnul corespunzător.
- Conectați borna la sol cu autobuzul la sol cu un cablu.
- Instalați senzorul de temperatură pe regulator conform instrucțiunilor.
După acești pași, este necesar să înlocuiți siguranța bateriei scoasă anterior și să puneți comutatorul în poziția „pornit”. Pe ecranul controlerului va apărea un semnal de detectare a bateriei.
Apoi, după o scurtă pauză (1-2 min), puneți siguranța îndepărtată anterior a panoului solar și puneți întrerupătorul panoului în poziția „pornit”.
Ecranul instrumentului va arăta tensiunea panoului solar. Acest moment indică lansarea cu succes a unei centrale solare în funcțiune.
Industria produce dispozitive cu mai multe fațete în ceea ce privește soluțiile de circuit. Prin urmare, este imposibil să dați recomandări fără ambiguitate cu privire la conectarea tuturor instalațiilor, fără excepție.
Cu toate acestea, principiul principal pentru toate tipurile de dispozitive rămâne același: fără a conecta bateria la autobuzele controlerului, conexiunea cu panouri fotovoltaice este inacceptabilă. Cerințe similare sunt prezentate pentru includerea în circuitul invertorului de tensiune. Trebuie considerat un modul separat conectat la baterie prin contact direct.
Dacă aveți experiența sau cunoștințele necesare, vă rugăm să o împărtășiți cititorilor noștri. Lasă comentariile în caseta de mai jos. Aici puteți pune o întrebare despre subiectul articolului.