Batteriladekontroll for solcellepanel. Skjema og beskrivelse

Her vil du finne ut:

• Når du trenger en kontroller
• Solar controller funksjoner
• Hvordan batteriladekontrolleren fungerer
• Enhetens egenskaper
• Typer
• Valgmuligheter
• Måter å koble til kontrollere
• Hjemmelaget kontroller: funksjoner, tilbehør
• Hva kan erstatte noen komponenter
• Prinsipp for drift

Solcellebatteriets ladekontroller er et obligatorisk element i kraftsystemet på solcellepaneler, bortsett fra batteriene og selve panelene. Hva er han ansvarlig for og hvordan lager du det selv?

Når du trenger en kontroller

Solenergi er fortsatt begrenset (på husholdningsnivå) til å lage solcelleanlegg med relativt lav effekt. Men uavhengig av utformingen av den sol-til-nåværende fotoelektrisk omformeren, er denne enheten utstyrt med en modul som kalles en solcelleladekontroller.

Faktisk inkluderer sollysfotosynteseoppsettet et oppladbart batteri som lagrer energien som mottas fra solcellepanelet. Det er denne sekundære energikilden som primært betjenes av kontrolleren.

Deretter vil vi forstå enheten og prinsippene for bruk av denne enheten, og også snakke om hvordan du kobler den til.

Med maksimal batterilading vil kontrolleren regulere strømtilførselen til den, og redusere den til den nødvendige kompensasjonen for selvutlading av enheten. Hvis batteriet er fullstendig utladet, kobler kontrolleren all innkommende belastning til enheten.

Behovet for denne enheten kan kokes ned til følgende punkter:

1. Flerstegs batterilading;
2. Justering av å slå på / av batteriet når du lader / tømmer enheten;
3. Batteritilkobling ved maksimal ladning;
4. Koble til lading fra fotoceller i automatisk modus.

Batteriladekontrolleren for solenergiapparater er viktig ved at det å utføre alle funksjonene i god stand i stor grad øker levetiden til det innebygde batteriet.

Hvor er installert

Kontrolleren er koblet mellom batteriet og solcellepanelet. Imidlertid må en solinverter være inkludert i koblingsskjemaet. Inverteren brukes til å konvertere 12 V DC strøm fra solcellepanelet til 220 V AC strøm fra et hvilket som helst uttak i huset, montert etter batteriet.

Det er også viktig å ha en sikring som utfører en beskyttende funksjon mot forskjellige overbelastninger og kortslutninger. Derfor, for å sikre hjemmet ditt, må du installere en sikring. I nærvær av et stort antall solcellepaneler er det ønskelig å installere sikringer mellom hvert element i kretsen.

Bildet nedenfor viser hvordan omformeren ser ut (svart boks):

Standard tilkoblingsskjema ser ut som det som er vist i figuren nedenfor.

Diagrammet viser at solcellepanelene er koblet til kontrolleren, elektrisk energi blir matet til kontrolleren og deretter lagret i batteriet. Fra batteriet går det tilbake til kontrolleren, og går deretter til omformeren. Og etter omformeren er det en fordeling for forbruk.

Solar controller funksjoner

Den elektroniske modulen, kalt solbatterikontrolleren, er designet for å utføre en rekke overvåkingsfunksjoner under lading / utlading av solbatteriet.

Dette ser ut som en av de mange eksisterende modellene av ladekontrollere for solcellepaneler. Denne modulen tilhører utviklingen av PWM-typen

Når sollys faller på overflaten av et solcellepanel som er installert, for eksempel på taket av et hus, konverterer fotocellene til enheten dette lyset til elektrisk strøm.

Den resulterende energien kan faktisk mates direkte til lagringsbatteriet. Prosessen med å lade / tømme batteriet har imidlertid sine egne finesser (visse nivåer av strøm og spenning). Hvis vi forsømmer disse finessene, vil batteriet rett og slett svikte på kort tid.

For ikke å ha så triste konsekvenser, er en modul kalt ladekontroller for et solbatteri designet.

I tillegg til å overvåke batterinivået, overvåker modulen også energiforbruket. Avhengig av graden av utladning, regulerer og regulerer batteriladekontrollkretsen fra solbatteriet strømnivået som kreves for den første og påfølgende ladingen.

Avhengig av kapasiteten til solbatteriets ladekontroller, kan utformingen av disse enhetene ha veldig forskjellige konfigurasjoner.

Generelt, i enkle termer, gir modulen en bekymringsfri "levetid" for batteriet, som periodisk akkumulerer og frigjør energi til forbrukerenheter.

Hva skjer hvis du ikke installerer

Hvis du ikke installerer MPPT- eller PWM-kontrollere for solcellepaneler, må du overvåke spenningsnivået på batteriene uavhengig. Dette kan gjøres ved hjelp av et voltmeter, som vist i figuren nedenfor.

Imidlertid vil batteriladningsnivået ikke bli løst med en slik tilkobling, noe som kan føre til at det brenner ut og svikter. Denne tilkoblingsmetoden er mulig når du kobler små solcellepaneler til kraftenheter med en effekt på ikke mer enn 0,1 kW. For paneler som får strøm til hele huset, anbefales ikke installasjon uten kontroller, siden utstyret vil mislykkes mye tidligere. På grunn av overladning av batteriet kan de også mislykkes: inverteren, siden den ikke takler en slik spenning, kan brenne ledningene ut av dette og så videre. Derfor bør riktig installasjon utføres, alle faktorer bør tas i betraktning.

Hvordan batteriladekontrolleren fungerer

I fravær av sollys på fotocellene i strukturen er den i hvilemodus. Etter at strålene vises på elementene, er kontrolleren fortsatt i hvilemodus. Den slås bare på hvis den lagrede energien fra solen når 10 volt i elektrisk ekvivalent.

Så snart spenningen når denne figuren, slås enheten på og begynner å levere strøm til batteriet gjennom Schottky-dioden. Batteriladingsprosessen i denne modusen vil fortsette til spenningen mottatt av kontrolleren når 14 V. Hvis dette skjer, vil det forekomme endringer i kontrollerkretsen for et 35 watt solbatteri eller noe annet. Forsterkeren vil åpne tilgangen til MOSFET, og de to andre, svakere, vil bli stengt.

Dette stopper ladingen av batteriet. Så snart spenningen synker, vil kretsen gå tilbake til sin opprinnelige posisjon, og ladingen vil fortsette. Tiden til denne operasjonen til kontrolleren er omtrent 3 sekunder.

DIY ladekontroller

Hvis du har erfaring med å jobbe med elektrisk utstyr, kan du lage en kontroller for lading av et solbatteri selv. Bildet nedenfor viser det enkleste diagrammet for en slik enhet.

La oss vurdere prinsippet om drift av en slik ordning. En LDR-fotocelle eller fotoresistor er en enhet som endrer motstand når lys treffer den, det vil si at det er et solcellepanel. Kontrollert av transistorer. Under eksponering for solen er transistorene stengt. Strømmen overføres fra panelet til batteriet gjennom dioden D2, det trengs her slik at strømmen ikke flyter i den andre retningen.Når den er fulladet, sender ZD-regulatoren et signal til den røde LED-lampen, som lyser rødt og ladingen stopper. Når spenningen på batteriet synker, slås stabilisatoren av og lading skjer. Motstander er nødvendige for å redusere strømstyrken slik at elementene ikke svikter. Diagrammet indikerer også en transformator som også lading kan oppstå fra, prinsippet er det samme. En strøm begynner å strømme langs denne grenen om natten eller i overskyet vær.

Enhetens egenskaper

Lavt strømforbruk når det er inaktiv. Kretsen er designet for små og mellomstore blybatterier og trekker en lav strøm (5mA) når den er inaktiv. Dette forlenger batterilevetiden.

Lett tilgjengelige komponenter. Enheten bruker konvensjonelle komponenter (ikke SMD) som lett finnes i butikkene. Ingenting trenger å syes, det eneste du trenger er et voltmeter og en justerbar strømforsyning for å stille kretsen.

Den siste versjonen av enheten. Dette er den tredje versjonen av enheten, så de fleste feilene og manglene som var tilstede i de forrige versjonene av laderen er blitt rettet.

Spenningsregulering. Enheten bruker en parallell spenningsregulator slik at batterispenningen ikke overstiger normen, vanligvis 13,8 volt.

Underspenningsbeskyttelse. De fleste solladere bruker en Schottky-diode for å beskytte mot batterilekkasje til solcellepanelet. En shunt-spenningsregulator brukes når batteriet er fulladet. Et av problemene med denne tilnærmingen er diodetap og som en konsekvens oppvarming. For eksempel leverer et solcellepanel på 100 watt, 12V, 8A til batteriet, spenningsfallet over Schottky-dioden vil være 0,4V, dvs. strømavledningen er omtrent 3,2 watt. Dette er for det første tap, og for det andre vil dioden trenge en radiator for å fjerne varme. Problemet er at det ikke vil fungere for å redusere spenningsfallet, flere dioder koblet parallelt vil redusere strømmen, men spenningsfallet vil forbli slik. I diagrammet nedenfor brukes mosfeter i stedet for konvensjonelle dioder, og derfor blir strøm kun tapt for aktiv motstand (motstandstap).

Til sammenligning, i et 100 W-panel når du bruker IRFZ48 (KP741A) mosfeter, er strømtapet bare 0,5 W (ved Q2). Dette betyr mindre varme og mer energi for batteriene. Et annet viktig poeng er at mosfeter har en positiv temperaturkoeffisient og kan kobles parallelt for å redusere motstanden.

Ovenstående diagram bruker et par ikke-standardiserte løsninger.

Lader. Det brukes ingen diode mellom solcellepanelet og lasten, i stedet er det en Q2-mosfet. En diode i mosfet lar strømme strømme fra panelet til lasten. Hvis det vises en betydelig spenning på Q2, åpnes transistoren Q3, kondensatoren C4 er ladet, noe som tvinger op-amp U2c og U3b til å åpne Q2-mosfet. Nå beregnes spenningsfallet i henhold til Ohms lov, dvs. I * R, og det er mye mindre enn om det var en diode der. Kondensator C4 slippes periodisk ut gjennom motstanden R7 og Q2 lukkes. Hvis en strøm strømmer fra panelet, tvinger selvinduksjons-EMF til induktoren L1 umiddelbart Q3 til å åpne. Dette skjer veldig ofte (mange ganger i sekundet). I tilfelle når strømmen går til solcellepanelet, lukkes Q2, men Q3 åpnes ikke, fordi diode D2 begrenser selvinduksjons-EMF for chokeren L1. Diode D2 kan klassifiseres for 1A strøm, men under testing viste det seg at en slik strøm sjelden oppstår.

VR1 trimmer stiller inn maks spenning. Når spenningen overstiger 13,8V, åpner operasjonsforsterkeren U2d mosfet til Q1, og utgangen fra panelet er "kortsluttet" til jord.I tillegg slår U3b opamp av Q2 og så videre. panelet er koblet fra lasten. Dette er nødvendig fordi Q1, i tillegg til solcellepanelet, "kortslutter" belastningen og batteriet.

Forvaltning av N-kanal mosfeter. Mosfetene Q2 og Q4 krever mer spenning for å kjøre enn de som brukes i kretsen. For å gjøre dette skaper op-amp U2 med en stropping av dioder og kondensatorer en økt spenning VH. Denne spenningen brukes til å drive U3, hvis utgang vil være overspenning. En haug med U2b og D10 sikrer stabiliteten til utgangsspenningen ved 24 volt. Med denne spenningen vil det være en spenning på minst 10V gjennom portkilden til transistoren, så varmegenerering vil være liten. Vanligvis har N-kanal mosfeter mye lavere impedans enn P-kanal, og det er derfor de ble brukt i denne kretsen.

Underspenningsbeskyttelse. Mosfet Q4, U3a opamp med ekstern stropping av motstander og kondensatorer, er designet for underspenningsbeskyttelse. Her brukes Q4 ikke-standard. Mosfet-dioden gir en konstant strøm i batteriet. Når spenningen er over det angitte minimumet, er mosfet åpen, noe som gir et lite spenningsfall når du lader batteriet, men enda viktigere, det tillater at strøm fra batteriet strømmer til belastningen hvis solcellen ikke kan gi tilstrekkelig utgangseffekt. En sikring beskytter mot kortslutning på lastesiden.

Nedenfor er bilder av arrangementet av elementer og kretskort.

Sette opp enheten. Under normal bruk av enheten, må ikke jumper J1 settes inn! D11 LED brukes til innstilling. For å konfigurere enheten, kobler du en justerbar strømforsyning til "last" -terminalene.

Innstilling av underspenningsbeskyttelse Sett inn genser J1. I strømforsyningen, sett utgangsspenningen til 10,5V. Vri trimmer VR2 mot klokken til LED D11 lyser. Vri VR2 litt med klokken til LED-lampen slukkes. Fjern jumperen J1.

Stille inn maksimal spenning I strømforsyningen, sett utgangsspenningen til 13,8V. Vri trimmer VR1 med klokken til LED D9 slukkes. Drei VR1 sakte mot klokken til LED D9 lyser.

Kontrolleren er konfigurert. Ikke glem å fjerne genser J1!

Hvis kapasiteten til hele systemet er liten, kan mosfetene byttes ut med billigere IRFZ34. Og hvis systemet er kraftigere, kan mosfetene byttes ut med kraftigere IRFZ48.

Solar ladekontroller

Denne enheten er den viktigste i hele systemet - det er kontrolleren som sørger for samspillet mellom alle komponenter - solcellepanelet, lasten og batteriet (det trengs bare hvis vi vil lagre energi i batteriet, hvis vi leverer energi direkte til strømnettet, en annen type nettbåndkontroller er nødvendig).
Det er ganske mange kontrollere for lave strømmer (10-20A) på markedet, men siden I vårt tilfelle brukes et litiumbatteri i stedet for et bly, så må du velge en kontroller med justerbare (justerbare) parametere. En kontroller ble kjøpt, som på bildet, prisen på utgaven fra $ 13 på eBay til $ 20-30, avhengig av grådighet fra lokale selgere. Kontrolleren kalles stolt "Intelligent PWM Solar Panel Charge Controller", selv om all sin "intelligens" faktisk består i muligheten til å sette terskler for lading og utladning, og strukturelt skiller den seg ikke mye fra en konvensjonell DC-DC-omformer.

Det er ganske enkelt å koble til kontrolleren, den har bare 3 kontakter - for henholdsvis solcellepanel, last og batteri. I mitt tilfelle ble en 12V LED-stripe koblet til som last, batteriet er fortsatt det samme testbatteriet med Hobbyking. Også på kontrolleren er det 2 USB-kontakter, hvorfra du kan lade forskjellige enheter.

Alt sammen så det slik ut:

Før du bruker kontrolleren, må du konfigurere den. Kontrollere av denne modellen selges i forskjellige modifikasjoner for forskjellige typer batterier, forskjellene er mest sannsynlig bare i de forhåndsinnstilte parametrene. For mitt trecellede litiumbatteri (3S1P) har jeg satt følgende verdier:

Som du kan se, er ladestrømsspenningen (PV OFF) satt til 12,5V (basert på 4,2V, 12,6 kan settes per celle, men en liten underladning har en positiv effekt på antall batterisykluser). De neste to parametrene kobler fra belastningen, i mitt tilfelle er den satt til 10V, og aktiverer ladingen på nytt ved 10,5V. Minimumsverdien kan settes enda mindre, opp til 9,6V, en liten margin var igjen for drift av selve kontrolleren, som drives av det samme batteriet.

Typer

På av

Denne typen enhet regnes som den enkleste og billigste. Den eneste og viktigste oppgaven er å slå av strømforsyningen til batteriet når den maksimale spenningen er nådd for å forhindre overoppheting.

Imidlertid har denne typen en viss ulempe, som er for tidlig nedleggelse. Etter å ha nådd maksimal strøm er det nødvendig å opprettholde ladeprosessen i et par timer, og denne kontrolleren vil umiddelbart slå den av.

Som et resultat vil batteriladingen være i området 70% av det maksimale. Dette påvirker batteriet negativt.

PWM

Denne typen er en avansert på / av. Oppgraderingen er at den har et innebygd PWM-system. Denne funksjonen tillot kontrolleren, når den når maksimal spenning, ikke å slå av strømforsyningen, men å redusere styrken.

På grunn av dette ble det mulig å lade enheten nesten helt.

MRRT

Denne typen regnes som den mest avanserte på nåværende tidspunkt. Essensen av arbeidet hans er basert på det faktum at han er i stand til å bestemme den nøyaktige verdien av maks spenningen for et gitt batteri. Den overvåker kontinuerlig strømmen og spenningen i systemet. På grunn av den konstante mottakelsen av disse parametrene, er prosessoren i stand til å opprettholde de mest optimale verdiene for strøm og spenning, noe som lar deg skape maksimal effekt.

Hvis vi sammenligner kontrolleren MPPT og PWN, er effektiviteten til førstnevnte høyere med ca 20-35%.

MRRT-enheter

De mest effektive og stabile kontrollerne betraktes som solbatterikontrollere av MPRT-modifikasjonen - Maximum Power Point Tracking. Disse enhetene overvåker ladekraften når maksimumsgrensen er nådd. Denne prosessen bruker sofistikerte algoritmer for å kontrollere spenning og strømavlesning, og etablere det mest optimale forholdet mellom egenskaper som sikrer maksimal effektivitet i solsystemet.

I løpet av operasjonen er det praktisk slått fast at mppt solar controller er mer avansert og skiller seg betydelig fra andre modeller. Sammenlignet med PWM-enheter er det omtrent 35% mer effektivt, henholdsvis viser systemet seg å være det samme.

Høyere kvalitet og pålitelighet av slike enheter oppnås gjennom en kompleks krets, supplert med komponenter som gir nøye kontroll i samsvar med driftsforholdene. Spesielle kretser overvåker og sammenligner strøm og spenningsnivå, og bestemmer deretter maksimal utgangseffekt.

Hovedfunksjonen til MPRT-kontrollere er muligheten til å justere solcellepanelet til maksimal effekt, uavhengig av været for øyeblikket. Dermed fungerer batteriet mer effektivt og gir den nødvendige batteriladingen.

Valgmuligheter

Det er bare to utvalgskriterier:

1. Det første og veldig viktige punktet er den innkommende spenningen. Maksimum for denne indikatoren skal være høyere med ca. 20% av solcellebatteriets åpne kretsspenning.
2. Det andre kriteriet er nominell strøm.Hvis PWN-typen velges, må dens nominelle strøm være omtrent 10% høyere enn kortslutningsstrømmen til batteriet. Hvis MPPT er valgt, er dens viktigste egenskap kraft. Denne parameteren må være større enn spenningen til hele systemet multiplisert med systemets nominelle strøm. For beregninger blir spenningen tatt med utladede batterier.

Valg i henhold til kraften til en rekke solcellepaneler

Hovedparameteren til solladekontrolleren er driftsspenningen og maksimal strømstyrke som ladekontrolleren kan jobbe med. Det er veldig viktig å vite slike parametere for solcellepaneler som:

• Nominell spenning er driftsspenningen til solbatterikretsen, lukket for belastningen, dvs. per kontroller;
• Åpen sløyfespenning er den maksimale oppnåelige spenningen til solkretsen, ikke koblet til lasten. Denne spenningen kalles også åpen kretsspenning. Når den er koblet til en solcentral, må kontrolleren være i stand til å motstå denne spenningen.
• Maksimal solinngangsstrøm, solstrøm kortslutningsstrøm. Denne parameteren er sjelden angitt i egenskapene til kontrolleren. For å gjøre dette må du finne ut sikringsverdien i kontrolleren og beregne størrelsen på kortslutningsstrømmen til solmodulene i kretsen. For solcellepaneler er kortslutningsstrømmen alltid indikert. Kortslutningsstrømmen er alltid høyere enn den maksimale driftsstrømmen.
• Nominell driftsstrøm. Strømmen til den tilkoblede solkretsen, som genereres av solcellepanelene under normale driftsforhold. Denne strømmen er vanligvis lavere enn den spesifiserte strømmen i egenskapene til kontrolleren, siden produsentene, som alltid, indikerer maksimal strømstyrke til kontrolleren.
• Nominell effekt av tilkoblede solcellepaneler. Denne effekten representerer produktet av driftsspenningen og driftsstrømmen til solcellepanelene. Effekten til solcellepanelene som er koblet til kontrolleren, må være lik eller mindre enn den angitte, men ikke mer. Hvis strømmen overskrides, kan kontrolleren brenne ut uten sikringer. Selv om de fleste kontrollere naturlig har sikringer klassifisert for 10-20% overbelastning i 5-10 minutter.

Måter å koble til kontrollere

Tatt i betraktning temaet for tilkoblinger, bør det bemerkes med en gang: for installasjonen av hver enkelt enhet er et karakteristisk trekk arbeidet med en bestemt serie solcellepaneler.

Så for eksempel, hvis det brukes en kontroller som er designet for en maksimal inngangsspenning på 100 volt, bør en serie solcellepaneler sende ut en spenning ikke mer enn denne verdien.

Ethvert solkraftverk fungerer i samsvar med balansen mellom utgangs- og inngangsspenningene i første trinn. Den øvre spenningsgrensen til kontrolleren må matche den øvre spenningsgrensen til panelet

Før du kobler til enheten, er det nødvendig å bestemme stedet for den fysiske installasjonen. I henhold til reglene skal installasjonsstedet velges i tørre, godt ventilerte områder. Tilstedeværelsen av brennbare materialer nær enheten er ekskludert.

Tilstedeværelsen av vibrasjonskilder, varme og fuktighet i umiddelbar nærhet av enheten er uakseptabelt. Installasjonsstedet må beskyttes mot atmosfærisk nedbør og direkte sollys.

Teknikk for tilkobling av PWM-modeller

Nesten alle produsenter av PWM-kontrollere krever en nøyaktig sekvens av tilkoblingsenheter.

Teknikken for å koble PWM-kontrollere med eksterne enheter er ikke spesielt vanskelig. Hvert brett er utstyrt med merkede terminaler. Her trenger du bare å følge rekkefølgen av handlinger.

Perifere enheter må være koblet til i samsvar med betegnelsene på kontaktterminalene:

1. Koble batteriledningene til batteripolene på enheten i samsvar med den angitte polariteten.
2. Slå på beskyttelsessikringen direkte ved kontaktpunktet til den positive ledningen.
3. På kontaktene til kontrolleren som er beregnet på solcellepanelet, fest lederne som kommer ut fra solcellepanelene på panelene. Observer polariteten.
4. Koble en testlampe med riktig spenning (vanligvis 12 / 24V) til ladeterminalene på enheten.

Den angitte sekvensen må ikke brytes. For eksempel er det strengt forbudt å koble til solcellepaneler i utgangspunktet når batteriet ikke er tilkoblet. Ved slike handlinger risikerer brukeren å "brenne" enheten. Dette materialet beskriver mer detaljert monteringsskjemaet for solceller med batteri.

Også for kontrollere i PWM-serien er det uakseptabelt å koble en spenningsomformer til lastterminalene til kontrolleren. Omformeren skal kobles direkte til batteripolene.

Fremgangsmåte for tilkobling av MPPT-enheter

De generelle kravene til fysisk installasjon for denne typen apparater skiller seg ikke fra tidligere systemer. Men det teknologiske oppsettet er ofte noe annerledes, siden MPPT-kontrollere ofte betraktes som kraftigere enheter.

For kontrollere designet for høye strømnivåer, anbefales det å bruke kabler med store tverrsnitt, utstyrt med metallterminatorer, ved strømkretsforbindelsene.

For eksempel for høyeffektsystemer suppleres disse kravene med det faktum at produsenter anbefaler å ta en kabel for strømtilkoblingsledninger designet for en strømtetthet på minst 4 A / mm2. Det vil si for eksempel for en kontroller med en strøm på 60 A, en kabel er nødvendig for å koble til et batteri med et tverrsnitt på minst 20 mm2.

Tilkoblingskablene må være utstyrt med kobberfester, tett krympet med et spesialverktøy. De negative terminalene på solcellepanelet og batteriet må være utstyrt med sikrings- og bryteradaptere.

Denne tilnærmingen eliminerer energitap og sikrer en sikker drift av installasjonen.

Blokkdiagram for tilkobling av en kraftig MPPT-kontroller: 1 - solcellepanel; 2 - MPPT-kontroller; 3 - rekkeklemme; 4.5 - sikringer; 6 - kontroller strømbryter; 7.8 - bakkebuss

Før du kobler solcellepanelene til enheten, må du sørge for at spenningen på terminalene samsvarer med eller er mindre enn spenningen som er tillatt å tilføres inngangen til kontrolleren.

Koble eksterne enheter til MTTP-enheten:

1. Plasser panelet og batteribryterne i av-posisjon.
2. Fjern panelet og batterisikringene.
3. Koble kabelen fra batteripolene til kontrollpolene for batteriet.
4. Koble solcellepanelledningene til kontrollterminalene merket med riktig skilt.
5. Koble en kabel mellom jordterminalen og jordbussen.
6. Installer temperaturføleren på kontrolleren i henhold til instruksjonene.

Etter disse trinnene, må du sette den tidligere fjernede batterisikringen på plass og vri bryteren til "på" -posisjon. Batteriets deteksjonssignal vises på kontrollerskjermen.

Deretter, etter en kort pause (1-2 minutter), må du bytte ut den tidligere fjernede sikringen på solcellepanelet og vri panelbryteren til "på" -posisjon.

Instrumentskjermen viser spenningsverdien til solcellepanelet. Dette øyeblikket vitner om vellykket lansering av solkraftverket i drift.

Valg av en kontroller for spenning og strøm av solcellepaneler og batteri

De fleste produserte solcellepaneler har en nominell spenning på 12 eller 24 volt. Dette gjøres slik at batterier kan lades uten ekstra spenningskonvertering. Oppladbare batterier dukket opp mye tidligere enn solcellepaneler og har en felles nominell spenningsstandard på 12 eller 24 volt. Følgelig er de fleste solcellestyrere tilgjengelige med en nominell driftsspenning på 12 eller 24 volt, samt dual-range 12 og 24 volt med automatisk spenningsregistrering og bytte.

De nominelle spenningene ved 12 og 24 volt er lave nok til høyeffektsystemer. For å oppnå den nødvendige kraften er det nødvendig å øke antall solcellepaneler og akkumulatorer, koble dem i parallelle kretser og øke strømstyrken betydelig. Å øke strømstyrken fører til oppvarming av kabelen og elektriske tap. Det er nødvendig å øke tykkelsen på kabelen, metallforbruket øker. Kraftige høystrømskontrollere er også nødvendig, og slike kontrollere er veldig dyre.

For å eliminere økningen i strøm, er kontrollere for høyeffektsystemer laget for nominelle driftsspenninger på 36, 48 og 60 volt. Det er verdt å merke seg at spenningen til kontrollerne er et multiplum av spenningen på 12 volt, for å kunne koble solcellepaneler og batteri til serieenheter. Flere spenningskontroller er bare tilgjengelig for PWM-ladeteknologi.

Som du kan se, velges PWM-kontrollere med en spenningsmultipel på 12 volt, og i dem må den nominelle inngangsspenningen fra solcellepaneler og den nominelle kretsspenningen til de tilkoblede batteriene være den samme, dvs. 12V fra SB - 12V til batteri, 24V ved 24, 48V ved 48V.

For MPPT-kontrollere kan inngangsspenningen være lik eller vilkårlig høyere flere ganger uten et multiplum på 12 volt. Vanligvis har MPPT-kontroller solinngangsspenninger som spenner fra 50 volt for enkle modeller og opptil 250 volt for kraftige kontrollere. Men det bør huskes at produsenter igjen indikerer maksimal inngangsspenning, og når de kobler solpaneler i serie, bør deres maksimale spenning eller åpen kretsspenning legges til. Enkelt sagt: den maksimale inngangsspenningen er fra 50 til 250V, avhengig av modell, vil den nominelle eller minimale inngangen være 12, 24, 36 eller 48V. Samtidig er utgangsspenningen for lading av batteriet til MPPT-kontrollere standard, ofte med automatisk deteksjon og støtte av spenninger ved 12, 24, 36 og 48 volt, noen ganger 60 eller 96 volt.

Det er serieindustrielle veldig kraftige MPPT-kontrollere med inngangsspenning fra solcellepaneler på 600V, 800V og til og med 2000V. Disse kontrollerne kan også kjøpes fritt fra russiske utstyrsleverandører.

I tillegg til å velge en kontroller etter driftsspenning, bør kontrollere velges i henhold til den maksimale inngangsstrømmen fra solcellepaneler og den maksimale ladestrømmen til batteriet.

For en PWM-kontroller vil den maksimale inngangsstrømmen fra solcellepanelene gå i batteriets ladestrøm, dvs. kontrolleren vil ikke lade med mer strøm enn solcellepanelene som er koblet til den gir ut.

I MPPT-kontrolleren er alt annerledes, inngangsstrømmen fra solcellepanelene og utgangsstrømmen for lading av batteriet er forskjellige parametere. Disse strømene kan være like hvis den nominelle spenningen til de tilkoblede solcellepanelene er lik den nominelle spenningen til det tilkoblede batteriet, men da går essensen av MPPT-konvertering tapt, og kontrollerens effektivitet reduseres. I MPPT-kontrollere bør nominell inngangsspenning fra solcellepaneler være 2-3 ganger høyere enn merkespenningen til de tilkoblede batteriene. Hvis inngangsspenningen er lavere enn 2 ganger høyere, for eksempel 1,5 ganger, vil det være mindre effektivitet, og mer enn 3 ganger høyere, så vil det være store tap for forskjellen i spenningskonvertering.

Følgelig vil inngangsstrømmen alltid være lik eller lavere enn den maksimale utgangsstrømmen til batteriladingen. Derfor følger det at MPPT-kontrollere må velges i henhold til maksimal batteriladestrøm. Men for ikke å overskride denne strømmen, er den maksimale effekten til de tilkoblede solcellepanelene indikert ved den nominelle spenningen til kretsen til de tilkoblede batteriene. Eksempel på en 60 Amp MPPT-ladekontroller:

• 800W ved kraftverk batterispenning 12V;
• 1600W ved et kraftverk batterispenning på 24V;
• 2400W ved 36V kraftverk batterispenning;
• 3200W ved et kraftverk batterispenning på 48V.

Det skal bemerkes at denne effekten på 12 volt er indikert for ladespenningen fra solcellepaneler på 13 - 14 volt, og er et multiplum for andre systemer med spenninger på 24, 36 og 48 volt.

Hjemmelaget kontroller: funksjoner, tilbehør

Enheten er designet for å fungere med bare ett solcellepanel, som genererer en strøm med en styrke som ikke overstiger 4 A. Batterikapasiteten, som lades av kontrolleren, er 3000 A * t.

For å produsere kontrolleren, må du forberede følgende elementer:

• 2 mikrokretsløp: LM385-2.5 og TLC271 (er en operasjonsforsterker);
• 3 kondensatorer: C1 og C2 har lite effekt, har 100n; C3 har en kapasitet på 1000u, vurdert til 16 V;
• 1 indikator-LED (D1);
• 1 Schottky-diode;
• 1 diode SB540. I stedet kan du bruke hvilken som helst diode, det viktigste er at den tåler maksimal strøm på solbatteriet;
• 3 transistorer: BUZ11 (Q1), BC548 (Q2), BC556 (Q3);
• 10 motstander (R1 - 1k5, R2 - 100, R3 - 68k, R4 og R5 - 10k, R6 - 220k, R7 - 100k, R8 - 92k, R9 - 10k, R10 - 92k). De kan alle være 5%. Hvis du vil ha mer nøyaktighet, kan du ta 1% motstand.

Hvordan kan jeg bytte ut noen komponenter

Noen av disse elementene kan erstattes. Når du installerer andre kretser, må du tenke på å endre kapasitansen til kondensatoren C2 og velge forspenningen til transistoren Q3.

I stedet for en MOSFET-transistor kan du installere hvilken som helst annen. Elementet må ha lav motstand mot åpen kanal. Det er bedre å ikke erstatte Schottky-dioden. Du kan installere en vanlig diode, men den må plasseres riktig.

Motstandene R8, R10 er 92 kOhm. Denne verdien er ikke-standard. På grunn av dette er slike motstander vanskelige å finne. Deres fulle erstatning kan være to motstander med 82 og 10 kOhm. De må inkluderes sekvensielt.

Hvis kontrolleren ikke skal brukes i et aggressivt miljø, kan du installere en trimmer. Det gjør det mulig å kontrollere spenningen. Det vil ikke fungere lenge i et aggressivt miljø.

Hvis det er nødvendig å bruke en kontroller for sterkere paneler, er det nødvendig å erstatte MOSFET-transistoren og dioden med kraftigere analoger. Alle andre komponenter trenger ikke endres. Det gir ingen mening å installere en varmeavleder for å regulere 4 A. Ved å installere MOSFET på en passende varmeavleder, vil enheten kunne fungere med et mer effektivt panel.

Hovedtyper

1. PWM (PWM) ladekontrollere... Lar deg oppnå 100% batterilading. Men på grunn av mangelen på en mekanisme for å konvertere overskuddsspenning til strømstyrke og teknologi for å spore maksimalt punkt, er ikke denne typen kontroller i stand til å presse ut alt de er i stand til fra solcellepaneler. Enheter av denne typen brukes vanligvis i små systemer opp til 2 kW.
2. MRPT-ladekontrollere... Den mest avanserte og vanskelig til dags dato. De er effektive og pålitelige i drift, har et bredt spekter av innstillinger og forskjellige sikkerhetselementer. Bruk av kontrollere av denne typen lar deg akselerere tilbakebetaling av solkraftverk. På grunn av mekanismen for å konvertere spenning til strøm og et intelligent sporingssystem for maksimalt punkt, er effektiviteten 20-30% høyere sammenlignet med tidligere modeller. Denne typen utstyr brukes i både små og store (industrielle) anlegg. Og også på steder med et begrenset område for å plassere solcellepaneler i en situasjon der du trenger å få mest mulig ut av dem (for eksempel på biler, båter eller yachter)

Prinsipp for drift

I fravær av strøm fra solbatteriet er kontrolleren i hvilemodus. Den bruker ikke noe av batteriullen. Etter at solstrålene treffer panelet, begynner elektrisk strøm å strømme til kontrolleren. Det skal slå på. Imidlertid tennes indikatorlampen sammen med 2 svake transistorer bare når spenningen når 10 V.

Etter å ha nådd denne spenningen vil strømmen strømme gjennom Schottky-dioden til batteriet.Hvis spenningen stiger til 14 V, vil forsterker U1 begynne å fungere, som vil slå på MOSFET. Som et resultat vil LED-lampen slukke, og to laveffekttransistorer vil bli lukket. Batteriet lades ikke. På dette tidspunktet blir C2 utladet. I gjennomsnitt tar dette 3 sekunder. Etter utladningen av kondensatoren C2 vil hysteresen til U1 bli overvunnet, MOSFET lukkes, batteriet begynner å lade. Ladingen vil fortsette til spenningen stiger til koblingsnivået.

Ladingen skjer med jevne mellomrom. Dessuten avhenger varigheten av hva ladestrømmen til batteriet er, og hvor kraftige enhetene som er koblet til det er. Ladingen fortsetter til spenningen når 14 V.

Kretsen slås på på veldig kort tid. Inkluderingen er påvirket av tidspunktet for lading av C2 med en strøm som begrenser transistoren Q3. Strømmen kan ikke være mer enn 40 mA.