Solarni kontroleri

Princip rada regulatora za punjenje solarnih panela, uređaja koji treba uzeti u obzir pri odabiru

U modernim solarnim elektranama koriste se različite sheme povezivanja strujnih izvora za prijenos proizvedene električne energije na radne baterije. Koriste ne iste algoritme, temelje se na mikroprocesorskim tehnologijama, koje se nazivaju kontroleri.

Kako djeluju solarni kontroleri naboja

Električna energija koju generira solarna baterija može se prenijeti na akumulator:

1. izravno, bez upotrebe preklopnih i regulatornih uređaja,

2. preko kontrolera.

U prvoj metodi električna struja iz izvora ići će do baterija i povećavat će napon na njihovim terminalima. U početku će doseći određenu graničnu vrijednost, ovisno o dizajnu (vrsti) baterije i temperaturi okoline. Tada će prevladati preporučenu razinu.

U početnoj fazi punjenja, krug dobro funkcionira. I ovdje počinju krajnje nepoželjni procesi: kontinuirano opskrbljivanje strujom punjenja uzrokuje porast napona koji prelazi dopuštene vrijednosti (reda od 14 V), a ponovno punjenje dolazi s naglim porastom temperature elektrolita, što dovodi do njegova ključanja uz intenzivno ispuštanje destilirane vodene pare iz elemenata. Ponekad dok se posude potpuno ne osuše. Prirodno, vijek trajanja baterije oštro je skraćen.

Stoga zadatak ograničavanja struje punjenja rješavaju kontroleri ili ručno. Posljednji način: stalno pratite vrijednost napona pomoću uređaja i prekidače prebacite rukama tako nezahvalno da postoji samo u teoriji.

Vidi također: Solarna snaga za dom

Tipični dijagram povezivanja regulatora

Algoritmi za solarne regulatore naboja

Složenošću metode ograničavanja maksimalnog napona uređaji se izrađuju prema načelima:

1. Isključeno / Uključeno (ili Uključeno / Isključeno), kada krug jednostavno prebaci baterije na punjač u skladu s naponom preko stezaljki,

2. transformacija širine impulsa (PWM),

3. Maksimalna snaga točke skeniranja.

Načelo br. 1: isključeno / uključeno strujno kolo

To je najjednostavnija, ali najpouzdanija metoda. Njegov glavni nedostatak je to što se s povećanjem napona na terminalima baterije ne događa granična vrijednost punog naboja kapaciteta. U ovom slučaju dostiže otprilike 90% nominalne vrijednosti.

Baterije stalno imaju redoviti nedostatak energije, što značajno smanjuje njihov vijek trajanja.

Načelo br. 2: PWM sklop regulatora

Skraćena oznaka ovih uređaja na engleskom je: PWM. Dostupne su na temelju dizajna čipova. Njihova je zadaća kontrolirati napajanje da regulira napon na svom ulazu u određenom rasponu pomoću povratnih signala.

PWM kontroleri mogu dodatno:

• uzeti u obzir temperaturu elektrolita s integriranim ili daljinskim senzorom (potonja metoda je preciznija),

• stvoriti temperaturne kompenzacije za napone punjenja,

• prilagođavanje određenoj vrsti baterije (GEL, AGM, tekuća kiselina) s različitim grafovima napona u istim točkama.

Povećanje funkcija PWM kontrolera povećava njihovu cijenu i pouzdanost.

Solarni raspored

3. načelo: Skeniranje točke maksimalne snage

MPPT je takve uređaje na engleskom označio na engleskom. Oni također rade metodom pretvarača širine impulsa, ali izuzetno su precizni jer uzimaju u obzir najveću količinu energije koju solarni paneli mogu dati.Ta se vrijednost uvijek točno utvrđuje i unosi u dokumentaciju.

Na primjer, za solarne ćelije od 12 V maksimalna vrijednost povrata energije je oko 17,5 V. Običan PWM regulator prestat će puniti bateriju kada napon dosegne 14 - 14,5 V, a rad na MPPT tehnologiji omogućit će dodatno korištenje solarne baterije do 17,5 V.

S povećanjem dubine pražnjenja akumulatora, gubici energije iz izvora povećavaju se. MRI kontroleri ih smanjuju.

Priroda praćenja napona, koja odgovara izlazu maksimalne snage solarne baterije od 80 vati, prikazana je prosječnim grafikonom.

Na taj način, MRI kontroleri, koristeći pretvaranje širine impulsa u svim ciklusima napunjenosti, povećavaju učinkovitost solarne baterije. Ovisno o različitim čimbenicima, ušteda može iznositi 10-30%. U ovom slučaju izlazna struja iz baterije premašit će ulaznu struju iz solarne baterije.

Glavni parametri solarnih regulatora naboja

Prilikom odabira regulatora za solarnu bateriju, osim poznavanja principa njegova rada, treba obratiti pažnju na uvjete za koje je dizajniran.

Glavni pokazatelji uređaja su:

• vrijednost ulaznog napona

• vrijednost ukupne snage solarne energije,

• priroda povezanog opterećenja.

Solarni napon

Regulator se može opskrbiti naponom s jednog ili više solarnih panela povezanih na različite načine. Za ispravan rad uređaja važno je da ukupna vrijednost napona koji mu se isporučuje, uzimajući u obzir brzinu praznog hoda izvora, ne prelazi graničnu vrijednost koju je proizvođač odredio u tehničkoj dokumentaciji.

U ovom slučaju, marža (rezerva) od ≥ 20% trebala bi biti izrađena zbog niza čimbenika:

• nije tajna da se određeni parametri solarne baterije ponekad mogu malo precijeniti u reklamne svrhe,

• procesi koji se odvijaju na Suncu nisu stabilne prirode, a s nenormalno povećanim porastima aktivnosti moguć je prijenos energije, što stvara napon otvorenog kruga solarne baterije iznad izračunatog ograničenja.

Solarna snaga

Važno je za odabir regulatora, jer uređaj mora biti u mogućnosti pouzdano ga prenijeti na radne baterije. U suprotnom, jednostavno će izgorjeti.

Da bi se odredila snaga (u vatima), veličina trenutnog izlaza regulatora (u amperima) množi se s naponom (u voltima) koji generira solarna baterija, uzimajući u obzir 20% maržu stvorenu za nju.

Priroda povezanog opterećenja

Morate razumjeti svrhu regulatora. Ne biste ga trebali koristiti kao univerzalni izvor napajanja povezivanjem različitih kućanskih uređaja. Naravno, neki će moći normalno raditi bez stvaranja nenormalnih uvjeta.

Ali ... dokle će ovo trajati? Uređaj djeluje na temelju transformacija širine impulsa, koristi mikroprocesorske i tranzistorske tehnologije, koje uzimaju u obzir samo opterećenje karakteristike baterijea ne slučajnih potrošača sa složenim prolaznim vremenima tijekom prebacivanja i promjenjive prirode potrošnje energije.

Proizvođači na prvi pogled

Proizvodnja regulatora za solarne elektrane uključena je u mnogim zemljama. Proizvodi tvrtki popularni su na ruskom tržištu:

• Morningstar Corporation (vodeći američki proizvođač),

• Pekinška Epsolar tehnologija (djeluje od 1990. u Pekingu),

• AnHui SunShine New Energy Co (Kina),

• Phocos (Njemačka),

• Steca (Njemačka),

• Xantrex (Kanada).

Među njima, uvijek možete odabrati pouzdan model regulatora koji je najprikladniji za specifične radne uvjete solarnih elektrana s određenim tehničkim karakteristikama. Da biste to učinili, jednostavno upotrijebite preporuke ovog članka.

Pročitajte i na ovu temu: Pretvarač za kućnu solarnu elektranu

Comments

[#1 Michael]

Hibridni kontroleri također postoje. Hibridni kontroler je uređaj dizajniran za punjenje baterije dok koristi više izvora napajanja, poput vjetroturbine i solarnih panela. Regulator u potpunosti napuni bateriju punom snagom koju generiraju vjetroturbina i solarni paneli ako je ukupna struja punjenja vjetroagregata i solarnih panela ispod granične vrijednosti. Bateriju puni najvećom dozvoljenom strujom, a višak snage vraća se PWM kontrolom ako ukupna struja naboja iz vjetroturbine i solarnih panela prelazi maksimalno dopuštenu vrijednost. Prilikom punjenja s ograničenjem napona, regulator puni bateriju ograničenjem napona kad je baterija visoka. Regulator u potpunosti puni bateriju punom snagom koju generiraju vjetroturbina i solarni paneli ako je napunjenost baterije ispod granične vrijednosti napona. Regulator puni bateriju naponskim pragom, a višak snage vraća se preko PWM kontrole ako napunjenje baterije premašuje graničnu vrijednost.