Ένας απλός ελεγκτής ηλιακής φόρτισης. Απλός ελεγκτής φόρτισης για ηλιακό πάνελ

ο ηλιακός ελεγκτής φόρτισηςΣχεδιασμένο για φόρτιση μπαταρίας μολύβδου-οξέος από ηλιακό πάνελ. Αυτό το κύκλωμα είναι κατάλληλο για ηλιακούς συλλέκτες ισχύος 15 Watt και άνω και περιέχει μια φωτεινή ένδειξη της διαδικασίας λειτουργίας του ελεγκτή.

Η ηλιακή μπαταρία είναι μια συνεχής πηγή τάσης που τροφοδοτείται στην είσοδο του ελεγκτή και μια μπαταρία είναι συνδεδεμένη στην έξοδο του ελεγκτή. Ως αποτέλεσμα, η μπαταρία δεν υπερφορτίζεται και η διάρκεια ζωής της επεκτείνεται ανάλογα.

Περιγραφή της λειτουργίας του ελεγκτή φόρτισης της ηλιακής μπαταρίας

Η τάση από το ηλιακό πάνελ περνά πρώτα από τη δίοδο D6 (κατά προτίμηση μια δίοδο Schottky), η οποία εμποδίζει την εκφόρτιση της μπαταρίας μέσω του πάνελ όταν ο ήλιος δεν λάμπει. Μετά τη δίοδο D6 έρχεται ένας κλασικός γραμμικός ρυθμιστής βασισμένος στο LM317. Η τάση εξόδου του ρυθμιστή καθορίζεται από την αναλογία των αντιστάσεων των αντιστάσεων R20 και R1.

Η τάση εξόδου πρέπει να είναι περίπου 13,6...13,8 βολτ. Η ακριβής τιμή μπορεί να οριστεί επιλέγοντας αντίσταση R19, η τιμή της οποίας προσδιορίζεται πειραματικά. Στη συγκεκριμένη περίπτωση, η αντίστασή του (R19) ήταν 390K, επομένως αυτή η τιμή μπορεί να ληφθεί ως σημείο εκκίνησης.

Η δίοδος D5 είναι προστατευτική. Μετά τον σταθεροποιητή LM317 υπάρχει ένα κύκλωμα ένδειξης φωτός που αποτελείται από τρία LED (D2, D3, D4). Η λυχνία LED D2 ανάβει υποδεικνύοντας ότι η μπαταρία είναι πλήρως φορτισμένη (τάση 13 volt).

Η λυχνία LED D3 χρησιμοποιείται για την ένδειξη της τάσης στο ηλιακό πάνελ (15,5 βολτ). Το τελευταίο LED D4 υποδεικνύει τη διαδικασία φόρτισης της μπαταρίας. Επιλέγεται μια τιμή κατωφλίου 50 mA για την ενεργοποίηση της ένδειξης.

Για τη λειτουργία του LED D3, χρησιμοποιείται ένας συγκριτής στον λειτουργικό ενισχυτή LM339, ο οποίος συγκρίνει την τάση από την έξοδο του ηλιακού πάνελ με την τάση αναφοράς που λαμβάνεται χρησιμοποιώντας τη δίοδο zener D1. Για εξοικονόμηση ενέργειας της μπαταρίας, τα LED τροφοδοτούνται απευθείας από το ηλιακό πάνελ μέσω ενός σταθεροποιητή 78L12.

Εγκατάσταση ελεγκτή φόρτισης μπαταρίας ηλιακής ενέργειας

Αφού εγκαταστήσετε τα εξαρτήματα και ελέγξετε για σφάλματα, πρέπει να συνδέσετε μια ρυθμιζόμενη παροχή ρεύματος στην είσοδο (αντί του ηλιακού πάνελ) και πρώτα να εφαρμόσετε τάση 17...20 βολτ. Αλλάζοντας την αντίσταση της αντίστασης R19, είναι απαραίτητο να ρυθμίσετε την τάση εξόδου του σταθεροποιητή στην περιοχή των 13,6...13,8 βολτ. Μετά από αυτό, η τάση εισόδου από το τροφοδοτικό πρέπει να επιλεγεί στα 13,1 βολτ περίπου και η αντίσταση κοπής R18 πρέπει να χρησιμοποιηθεί για να διασφαλιστεί ότι ανάβει το LED D2. Όταν η τάση τροφοδοσίας πέσει κάτω από 13 βολτ, η λυχνία LED D2 θα πρέπει να σβήσει.

Στη συνέχεια, ρυθμίστε την τάση εισόδου στα 15,5 βολτ και, περιστρέφοντας τον ρυθμιστή R4, βεβαιωθείτε ότι ανάβει το LED D3. Για να ρυθμίσετε την ένδειξη φόρτισης, θα χρειαστείτε μια μπαταρία. Συνδέστε το στον ελεγκτή μέσω ενός αμπερόμετρου και ρυθμίστε την τάση στο τροφοδοτικό έτσι ώστε η μπαταρία να φορτίζεται με ρεύμα περίπου 50 mA. Μετά από αυτό, ρυθμίστε την αντίσταση R14 έτσι ώστε να ανάψει το D4. Όταν το ρεύμα πέσει κάτω από 40 mA, το LED D4 θα πρέπει να σβήσει. Η κατανάλωση του ελεγκτή (από την μπαταρία) είναι περίπου 9-10 mA, κάτι που είναι ασήμαντο όταν χρησιμοποιείτε μπαταρία μολύβδου-οξέος.

http://www.pctun.czechian.net/solarko/solarko.html

Το χειριστήριο είναι πολύ απλό και αποτελείται από τέσσερα μόνο μέρη.

Αυτό είναι ένα ισχυρό τρανζίστορ (χρησιμοποιώ IRFZ44N και αντέχει ρεύμα έως και 49Amps).

Ρελέ-ρυθμιστής αυτοκινήτου με θετικό έλεγχο (VAZ "κλασικό").

Αντίσταση 120 kOhm.

Η δίοδος είναι πιο ισχυρή ώστε να συγκρατεί το ρεύμα που δίνει το ηλιακό πάνελ (για παράδειγμα, από μια γέφυρα με δίοδο αυτοκινήτου).

Η αρχή λειτουργίας είναι επίσης πολύ απλή. Γράφω για ανθρώπους που δεν καταλαβαίνουν καθόλου ηλεκτρονικά, μιας και εγώ ο ίδιος δεν καταλαβαίνω τίποτα από αυτό.

Το ρελέ ρυθμιστή συνδέεται με την μπαταρία, μείον τη βάση αλουμινίου (31k), συν στα (15k), από την επαφή (68k) το καλώδιο συνδέεται μέσω μιας αντίστασης στην πύλη του τρανζίστορ. Το τρανζίστορ έχει τρία πόδια, το πρώτο είναι η πύλη, το δεύτερο είναι η αποστράγγιση και το τρίτο είναι η πηγή. Το μείον του ηλιακού πάνελ συνδέεται με την πηγή και το συν με την μπαταρία από την αποστράγγιση του τρανζίστορ, το μείον του ηλιακού πάνελ πηγαίνει στην μπαταρία.

Όταν ο ρυθμιστής ρελέ είναι συνδεδεμένος και λειτουργεί, το θετικό σήμα από (68k) ξεκλειδώνει την πύλη και το ρεύμα από το ηλιακό πάνελ ρέει μέσω της αποστράγγισης πηγής στην μπαταρία και όταν η τάση στην μπαταρία υπερβαίνει τα 14 βολτ, το ρελέ -ο ρυθμιστής απενεργοποιεί το συν και την πύλη του τρανζίστορ, η εκφόρτιση μέσω της αντίστασης κλείνει στο μείον, σπάζοντας έτσι την μείον επαφή του ηλιακού πάνελ και σβήνει. Και όταν η τάση πέσει λίγο, ο ρυθμιστής ρελέ θα εφαρμόσει ξανά ένα συν στην πύλη, το τρανζίστορ θα ανοίξει και πάλι το ρεύμα από τον πίνακα θα ρέει στην μπαταρία. Χρειάζεται μια δίοδος στο θετικό καλώδιο του ηλιακού πάνελ για να μην αποφορτίζεται η μπαταρία τη νύχτα, αφού χωρίς φως το ίδιο το ηλιακό πάνελ καταναλώνει ρεύμα.

Παρακάτω είναι ένα οπτικό διάγραμμα της σύνδεσης των στοιχείων του ελεγκτή.

Δεν είμαι καλός στα ηλεκτρονικά και ίσως υπάρχουν κάποιες ελλείψεις στο κύκλωμά μου, αλλά λειτουργεί χωρίς ρυθμίσεις και λειτουργεί αμέσως, και κάνει ό,τι κάνουν οι εργοστασιακές ελεγκτές για τους ηλιακούς συλλέκτες και το κόστος είναι μόνο περίπου 200 ρούβλια και μια ώρα δουλειά.

Παρακάτω είναι μια όχι εντελώς σαφής φωτογραφία αυτού του ελεγκτή, όλα τα μέρη του ελεγκτή είναι απλά προσαρτημένα στο σώμα του κουτιού με τέτοιο τραχύ και ατημέλητο τρόπο. Το τρανζίστορ ζεσταίνεται λίγο, οπότε το τοποθέτησα σε έναν μικρό ανεμιστήρα. Τοποθέτησα ένα μικρό LED παράλληλα με την αντίσταση, που δείχνει τη λειτουργία του χειριστηρίου. Όταν είναι ενεργοποιημένο, η μπαταρία είναι συνδεδεμένη, όταν δεν είναι, σημαίνει ότι η μπαταρία είναι φορτισμένη και όταν αναβοσβήνει γρήγορα, η μπαταρία είναι σχεδόν πλήρως φορτισμένη και μόλις επαναφορτίζεται.

Αυτός ο ελεγκτής λειτουργεί για περισσότερο από έξι μήνες και σε αυτό το διάστημα δεν υπήρξαν προβλήματα, το σύνδεσα και αυτό ήταν όλο, τώρα δεν παρακολουθώ την μπαταρία, όλα λειτουργούν από μόνα τους. Αυτός είναι ο δεύτερος ελεγκτής μου, ο πρώτος που συναρμολόγησα για ανεμογεννήτριες ως ρυθμιστή έρματος, δείτε σχετικά σε προηγούμενα άρθρα στην ενότητα για τα σπιτικά προϊόντα μου.

Προσοχή - ο ελεγκτής δεν είναι πλήρως λειτουργικός. Μετά από κάποιο χρόνο εργασίας, έγινε σαφές ότι το τρανζίστορ σε αυτό το κύκλωμα δεν κλείνει εντελώς και ότι το ρεύμα συνεχίζει να ρέει στην μπαταρία ακόμα και όταν η τάση υπερβαίνει τα 14 βολτ

Ζητώ συγγνώμη για το κύκλωμα που δεν λειτουργεί, το χρησιμοποίησα για μεγάλο χρονικό διάστημα και νόμιζα ότι όλα λειτουργούσαν, αλλά αποδεικνύεται ότι δεν ήταν, και ακόμη και μετά την πλήρη φόρτιση, το ρεύμα εξακολουθεί να ρέει στην μπαταρία. Το τρανζίστορ κλείνει μόνο στα μισά όταν φτάσει τα 14 βολτ. Δεν θα αφαιρέσω το κύκλωμα προς το παρόν όταν εμφανιστεί ο χρόνος και η επιθυμία, θα ολοκληρώσω αυτόν τον ελεγκτή και θα δημοσιεύσω ένα κύκλωμα εργασίας.

Και τώρα έχω ως ελεγκτή έναν ρυθμιστή έρματος, ο οποίος λειτουργεί άψογα εδώ και πολύ καιρό. Μόλις η τάση ξεπεράσει τα 14 βολτ, το τρανζίστορ ανοίγει και ανάβει τη λάμπα, η οποία καίει όλη την υπερβολική ενέργεια. Υπάρχουν τώρα δύο ηλιακά πάνελ και μια ανεμογεννήτρια σε αυτό το έρμα ταυτόχρονα.

Στάλθηκε από:

Παρουσιάζεται ένα απλό αλλά «όμορφο» κύκλωμα ρυθμιστή shunt για φόρτιση μπαταριών από ηλιακή μπαταρία. Λειτουργεί μόνο με χρέωση.

Οι σταθεροποιητές για ηλιακούς συλλέκτες είναι πολύ διαφορετικοί. Ο απλούστερος τύπος σταθεροποιητή είναι ένας σταθεροποιητής διακλάδωσης. Έχει τα ακόλουθα πλεονεκτήματα: απλότητα, χαμηλή κατανάλωση ισχύος, χαμηλό κόστος, υψηλή αξιοπιστία.

Αλλά σε αντάλλαγμα για αυτά τα πλεονεκτήματα, πρέπει να ανεχθείτε το γεγονός ότι η τάση της μπαταρίας αλλάζει συνεχώς, πάνω-κάτω, ότι η μπαταρία αλλάζει μεταξύ λειτουργίας φόρτισης πλήρους ρεύματος και κατάστασης χωρίς τρέχουσα φόρτιση, και ότι η συνεχής εναλλαγή οδηγεί σε παλμική παρεμβολή στην έξοδο του σταθεροποιητή.

Ανάλογα με το σκοπό, είναι απαραίτητο να επιλέξετε τον καταλληλότερο τύπο σταθεροποιητή. Στις περισσότερες ηλιακές εγκαταστάσεις έχω χρησιμοποιήσει γραμμικούς ρυθμιστές, οι οποίοι έχουν τα πλεονεκτήματα της ομαλής ρύθμισης τάσης και των εξαιρετικά χαμηλών υπερτάσεων τάσης στο φορτίο. Είναι αλήθεια ότι έχουν επίσης σημαντικά μειονεκτήματα: υψηλότερο κόστος, μεγαλύτερα μεγέθη και υψηλή απαγωγή ισχύος. Αλλά όταν μου ζητήθηκε να φτιάξω έναν ηλιακό σταθεροποιητή για ένα γιοτ που εξυπηρετούσε μόνο ένα ηλιακό πάνελ 3,1 amp και συνδεόταν με μια μπαταρία 300 Ah, ήταν καλύτερο να χρησιμοποιήσω μια μικρή και απλή συσκευή παρά έναν γραμμικό ρυθμιστή.

Έτσι σχεδίασα και κατασκεύασα ακριβώς έναν τέτοιο σταθεροποιητή. Μπορείτε επίσης να το εφαρμόσετε σε εφαρμογές όπου η ισχύς του ηλιακού πάνελ είναι αρκετά μικρή σε συνδυασμό με μια σχετικά μεγάλη χωρητικότητα μπαταρίας ή όπου το χαμηλό κόστος, ο απλός σχεδιασμός και η υψηλή αξιοπιστία είναι πιο σημαντικά από τη σταθερότητα του γραμμικού ελέγχου.

Ο σταθεροποιητής συναρμολογήθηκε σε μια σανίδα ψωμιού και τοποθετήθηκε σε μια σφραγισμένη πλαστική θήκη, η οποία, με τη σειρά της, τοποθετήθηκε σε μια πλάκα στήριξης από αλουμίνιο. Οι ακροδέκτες είναι κατασκευασμένοι από ορείχαλκο. Αυτός ο σχεδιασμός χρησιμοποιείται για να αντέχει στο σκληρό θαλάσσιο περιβάλλον και τον σκληρό χειρισμό.

Σχέδιο

Εάν το ηλιακό πάνελ δεν παράγει ρεύμα, ολόκληρο το κύκλωμα απενεργοποιείται και δεν αντλεί απολύτως κανένα ρεύμα από την μπαταρία. Όταν ο ήλιος ανατέλλει και ο πίνακας αρχίζει να παράγει τουλάχιστον 10 V, η ενδεικτική λυχνία LED και δύο τρανζίστορ χαμηλής ισχύος ανάβουν. Η συσκευή αρχίζει να λειτουργεί. Όσο η τάση της μπαταρίας παραμένει κάτω από τα 14 V, ο ενισχυτής λειτουργίας (που έχει πολύ χαμηλή κατανάλωση ρεύματος) θα κρατά το MOSFET απενεργοποιημένο, οπότε δεν θα συμβεί τίποτα και το ρεύμα από το ηλιακό πάνελ θα ρέει μέσω της διόδου Schottky στην μπαταρία.

Όταν η τάση της μπαταρίας φτάσει τα 14,0 V, ο λειτουργικός ενισχυτής U1 θα ενεργοποιήσει το τρανζίστορ MOSFET. Το τρανζίστορ θα παρακάμψει το ηλιακό πάνελ (αυτό είναι απολύτως ασφαλές για αυτό), η μπαταρία θα σταματήσει να λαμβάνει ρεύμα φόρτισης, η ένδειξη θα σβήσει, τα δύο τρανζίστορ χαμηλής ισχύος θα κλείσουν και ο πυκνωτής C2 θα εκφορτιστεί αργά. Μετά από περίπου 3 δευτερόλεπτα, ο πυκνωτής C2 θα εκφορτιστεί αρκετά για να ξεπεράσει την υστέρηση του U1, η οποία θα απενεργοποιήσει ξανά το MOSFET. Το κύκλωμα θα φορτίσει τώρα ξανά την μπαταρία έως ότου η τάση της φτάσει ξανά στο επίπεδο μεταγωγής.

Έτσι, η συσκευή λειτουργεί κυκλικά, κάθε περίοδος ενεργοποίησης του τρανζίστορ πεδίου διαρκεί 3 δευτερόλεπτα και κάθε περίοδος φόρτισης της μπαταρίας διαρκεί όσο χρειάζεται για να επιτευχθεί τάση 14,0 V. Η διάρκεια αυτής της περιόδου θα ποικίλλει ανάλογα με το ρεύμα φόρτισης της μπαταρίας και η ισχύς του φορτίου που είναι συνδεδεμένο σε αυτήν.

Ο ελάχιστος χρόνος ενεργοποίησης του κυκλώματος καθορίζεται από το χρόνο που χρειάζεται για να φορτίσει ο πυκνωτής C2 με ρεύμα που περιορίζεται από το τρανζίστορ Q3 σε περίπου 40 mA. Αυτοί οι παλμοί μπορεί να είναι πολύ σύντομοι.

Σχέδιο

Ο σχεδιασμός του κυκλώματος είναι πολύ απλός. Όλα τα εξαρτήματα είναι αρκετά προσιτά και τα περισσότερα από αυτά μπορούν εύκολα να αντικατασταθούν με άλλα παρόμοια εξαρτήματα. Δεν θα συνιστούσα την αντικατάσταση του TLC271 ή του LM385-2.5 εκτός εάν είστε βέβαιοι ότι η αντικατάσταση είναι σωστή. Και τα δύο αυτά μικροκυκλώματα είναι συσκευές χαμηλής κατανάλωσης και η κατανάλωσή τους καθορίζει άμεσα τον χρόνο απενεργοποίησης του σταθεροποιητή. Εάν χρησιμοποιείτε μικροκυκλώματα που έχουν διαφορετική κατανάλωση ενέργειας, πρέπει να αλλάξετε την χωρητικότητα του πυκνωτή C2, να επιλέξετε την πόλωσης του τρανζίστορ Q3, αλλά ακόμη και αυτό μπορεί να μην βοηθήσει στη σωστή διαμόρφωση του κυκλώματος.

Το τρανζίστορ MOSFET μπορεί να αντικατασταθεί από οποιοδήποτε άλλο τρανζίστορ με αρκετά χαμηλή αντίσταση στο κανάλι για να παρακάμψει αποτελεσματικά το ηλιακό πάνελ. Η δίοδος D2 μπορεί επίσης να είναι οτιδήποτε μπορεί να χειριστεί το μέγιστο ρεύμα του ηλιακού πάνελ. Η χρήση μιας διόδου Schottky είναι προτιμότερη επειδή η πτώση τάσης κατά μήκος της θα είναι η μισή από αυτή μιας τυπικής διόδου πυριτίου και μια τέτοια δίοδος θα θερμαίνεται κατά το ήμισυ. Μια τυπική δίοδος είναι καλή εάν τοποθετηθεί και τοποθετηθεί σωστά. Με τα εξαρτήματα που φαίνονται στο διάγραμμα, ο σταθεροποιητής μπορεί να λειτουργήσει με ηλιακούς συλλέκτες με ρεύμα έως και 4 A.

Για μεγαλύτερα πάνελ, είναι απαραίτητο να αντικαταστήσετε μόνο το τρανζίστορ και τη δίοδο MOSFET με πιο ισχυρά. Τα υπόλοιπα στοιχεία του κυκλώματος θα παραμείνουν τα ίδια. Δεν απαιτείται ψυγείο για τον έλεγχο ενός πίνακα 4 A. Αλλά εάν τοποθετήσετε το MOSFET σε μια κατάλληλη ψύκτρα, το κύκλωμα μπορεί να λειτουργήσει με ένα πολύ πιο ισχυρό πάνελ.

Η αντίσταση R8 σε αυτό το κύκλωμα είναι 92 kOhm, η οποία είναι μια μη τυπική τιμή. Προτείνω να χρησιμοποιήσετε αντιστάσεις 82k και 10k σε σειρά, είναι πιο εύκολο από το να προσπαθήσετε να βρείτε μια ειδική αντίσταση. Οι αντιστάσεις R8, R10 και R6 καθορίζουν την τάση αποκοπής, επομένως είναι καλύτερα να είναι ακριβείς. Χρησιμοποίησα αντιστάσεις 5%, αλλά αν θέλετε να αυξήσετε την αξιοπιστία της συσκευής, χρησιμοποιήστε αντιστάσεις 1% ή επιλέξτε την πιο ακριβή από το 5% χρησιμοποιώντας ένα ψηφιακό ωμόμετρο.

Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε μια αντίσταση περικοπής και έτσι να ρυθμίσετε την τάση, αλλά δεν θα το συνιστούσα αν θέλετε υψηλή αξιοπιστία σε εχθρικό περιβάλλον. Οι αντιστάσεις κοπής απλώς αποτυγχάνουν υπό τέτοιες συνθήκες.

Στα Αγγλικά.

Η μετάβαση στις εναλλακτικές πηγές ενέργειας συνεχίζεται εδώ και αρκετά χρόνια, καλύπτοντας διάφορους τομείς. Αν και η έννοια της παραγωγής ελεύθερης ενέργειας είναι ελκυστική, δεν είναι εύκολο να εφαρμοστεί στην πράξη. Προκύπτουν τόσο τεχνικές όσο και οικονομικές δυσκολίες. Ωστόσο, στην περίπτωση έργων μικρής κλίμακας, δικαιολογείται η παροχή εναλλακτικής ενέργειας. Για παράδειγμα, ο ελεγκτής σάς επιτρέπει να χρησιμοποιείτε δωρεάν ισχύ για ηλεκτρικές συσκευές ακόμα και στο σπίτι. Αυτό το εξάρτημα ρυθμίζει τη λειτουργία της μπαταρίας, επιτρέποντας τη βέλτιστη χρήση της παραγόμενης φόρτισης.

Ποιες παράμετροι του ελεγκτή πρέπει να ληφθούν υπόψη;

Πρώτα απ 'όλα, θα πρέπει να προχωρήσετε από τη συνολική ισχύ και την τάση εισόδου του συστήματος για το οποίο έχει επιλεγεί ο ελεγκτής. Δηλαδή, η ισχύς της μπαταρίας ή του συμπλέγματος μπαταρίας δεν πρέπει να υπερβαίνει το γινόμενο της τάσης του συστήματος και του ρεύματος εξόδου της συσκευής ελέγχου. Επιπλέον, ο ελεγκτής επιλέγεται με βάση την τάση στην αποφορτισμένη μπαταρία. Επιπλέον, θα πρέπει να παρέχεται αποθεματικό 20 τοις εκατό για τάση σε περίπτωση αυξημένης ηλιακής δραστηριότητας.

Ο ελεγκτής υπολογίζεται επίσης ως προς τη συμμόρφωση με την τάση εισόδου. Αυτή η τιμή ρυθμίζεται αυστηρά για τις ίδιες περιπτώσεις ανώμαλης δραστηριότητας ακτινοβολίας. Στην αγορά, ο ελεγκτής για μια ηλιακή μπαταρία παρουσιάζεται σε διαφορετικούς τύπους, καθένας από τους οποίους απαιτεί τη δική του ειδική αξιολόγηση των περιγραφόμενων χαρακτηριστικών.

Χαρακτηριστικά επιλογής ελεγκτών PWM

Η επιλογή αυτού του τύπου συσκευής ελέγχου έχει μια απλή προσέγγιση - ο μελλοντικός χρήστης χρειάζεται μόνο να καθορίσει τους βέλτιστους δείκτες ρεύματος βραχυκυκλώματος στη μονάδα που χρησιμοποιείται. Θα πρέπει επίσης να παρέχεται κάποιο περιθώριο. Για παράδειγμα, εάν το ρεύμα μιας ηλιακής γεννήτριας 100 W λειτουργεί σταθερά στα 6,7 A, τότε ο ελεγκτής θα πρέπει να έχει μια ονομαστική τιμή ρεύματος περίπου 7,5 A.

Μερικές φορές το ρεύμα εκφόρτισης λαμβάνεται επίσης υπόψη. Είναι ιδιαίτερα σημαντικό να λαμβάνεται υπόψη αυτό κατά τη λειτουργία ελεγκτών με λειτουργία ελέγχου φορτίου. Σε αυτή την περίπτωση, η επιλογή ενός ελεγκτή για μια ηλιακή μπαταρία γίνεται με τέτοιο τρόπο ώστε το ρεύμα εκφόρτισης να μην υπερβαίνει την ίδια ονομαστική τιμή στη συσκευή ελέγχου.

Χαρακτηριστικά επιλογής ελεγκτών MPPT

Αυτός ο τύπος ελεγκτών επιλέγεται σύμφωνα με το κριτήριο ισχύος. Έτσι, εάν το μέγιστο ρεύμα της συσκευής είναι 50 A και το σύστημα λειτουργεί βέλτιστα με τάση 48 V, τότε η μέγιστη ισχύς του ελεγκτή θα είναι περίπου 2900 W, λαμβάνοντας υπόψη την προσθήκη του ασφαλιστικού δυναμικού. Και εδώ μια άλλη πτυχή είναι σημαντική. Το γεγονός είναι ότι η τάση των ηλιακών γεννητριών μπορεί να μειωθεί όταν αποφορτιστούν. Αντίστοιχα, η ισχύς μπορεί να μειωθεί κατά ένα σημαντικό κλάσμα τοις εκατό. Αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι μπορεί κανείς να κάνει περιθώρια για την απόδοση του ίδιου του ελεγκτή - το δυναμικό ισχύος του θα πρέπει να καλύπτει ακριβώς τις μέγιστες τιμές.

Επιπλέον, κατά την επιλογή ενός ελεγκτή για ηλιακούς συλλέκτες MPPT, θα πρέπει επίσης να λαμβάνονται υπόψη τα χαρακτηριστικά της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας. Στην επιφάνεια της γης, η ένταση του ηλιακού φωτός προσθέτει άλλο 20% στη χωρητικότητα της υποδομής της μπαταρίας. Τέτοια φαινόμενα δεν μπορούν να ονομαστούν κανόνας, αλλά ακόμη και ως ατύχημα θα πρέπει να περιλαμβάνονται στον υπολογισμό της ισχύος του ελεγκτή.

Πώς να φτιάξετε μόνοι σας ένα χειριστήριο;

Μια τυπική έκδοση ενός σπιτικού ελεγκτή περιλαμβάνει τη χρήση ενός μέτριου συνόλου στοιχείων. Μεταξύ αυτών θα είναι ένα τρανζίστορ που μπορεί να αντέξει ρεύμα έως και 49 A, ένας ρυθμιστής ρελέ από ένα αυτοκίνητο, μια αντίσταση 120 kOhm και ένα στοιχείο διόδου. Στη συνέχεια, το ρελέ συνδέεται με την μπαταρία και, στη συνέχεια, το καλώδιο μέσω της αντίστασης περνά στην πύλη του τρανζίστορ. Κατά τη λειτουργία του ρυθμιστή ρελέ, το θετικό σήμα θα πρέπει να ξεκλειδώσει την πύλη και το ρεύμα από τη μονάδα ηλιακού φωτός θα περάσει μέσα από τα πόδια του τρανζίστορ στην μπαταρία.

Εάν κατασκευάζεται ένας γενικός ελεγκτής με την προσδοκία να εξαλειφθεί η αυθόρμητη κατανάλωση συσσωρευμένης ενέργειας, τότε η ενσωμάτωση μιας διόδου στο σύστημα θα είναι υποχρεωτική. Τη νύχτα, θα δημιουργήσει φωτισμό, εξαλείφοντας την πρόσθετη κατανάλωση ενέργειας από τη μονάδα.

Είναι δυνατόν να γίνει χωρίς ελεγκτή ηλιακού πάνελ;

Πριν απαντήσετε σε αυτήν την ερώτηση, πρέπει να θυμάστε ποια είναι η γενική λειτουργία του ελεγκτή ως μέρος της ηλιακής μονάδας. Με τη βοήθειά του, ο ιδιοκτήτης μπορεί να ελέγχει αυτόνομα τη διαδικασία φόρτισης της μπαταρίας χρησιμοποιώντας φωτεινή ενέργεια. Εάν δεν υπάρχει ελεγκτής, η διαδικασία πλήρωσης με ενέργεια μπορεί να συμβεί μέχρι να βράσει ο ηλεκτρολύτης. Δηλαδή, είναι απολύτως αδύνατο να γίνει χωρίς ένα μέσο ελέγχου της αλληλεπίδρασης μεταξύ του ηλιακού πάνελ και της μπαταρίας. Ένα άλλο πράγμα είναι ότι ο ελεγκτής για μια ηλιακή μπαταρία μπορεί να αντικατασταθεί με ένα βολτόμετρο. Εάν εντοπιστούν μέγιστες τιμές φόρτισης και τάσης, ο χρήστης μπορεί ανεξάρτητα να σταματήσει τη διαδικασία αποσυνδέοντας τη μπαταρία. Αυτή η προσέγγιση, φυσικά, είναι άβολη σε σύγκριση με τον αυτόματο έλεγχο, αλλά σε περίπτωση σπάνιας χρήσης του συστήματος, μπορεί να δικαιολογηθεί.

συμπέρασμα

Πολλές εταιρείες κατασκευάζουν σήμερα ηλιακούς ελεγκτές και άλλα εξαρτήματα για τέτοιου είδους μονάδες. Αυτό το τμήμα δεν θεωρείται πλέον ξεχωριστό και συγκεκριμένο. Στην αγορά, τέτοια εξαρτήματα μπορούν να αγοραστούν για 10-15 χιλιάδες ρούβλια και είναι καλής ποιότητας. Φυσικά, ένας σπιτικός ελεγκτής για μια ηλιακή μπαταρία που χρησιμοποιεί αντιστάσεις προϋπολογισμού και ηλεκτρικά εξαρτήματα αυτοκινήτου θα κοστίσει αρκετές φορές λιγότερο, αλλά δύσκολα μπορεί να εγγυηθεί το κατάλληλο επίπεδο αξιοπιστίας. Και το θέμα της λειτουργικής σταθερότητας και ασφάλειας είναι ιδιαίτερα σημαντικό στη λειτουργία των ηλιακών συλλεκτών, για να μην αναφέρουμε την μπαταρία. Εάν η ηλιακή μονάδα είναι επιτυχώς εξοπλισμένη με ελεγκτή υψηλής ποιότητας, ο ιδιοκτήτης μπορεί να υπολογίζει στην αυτόματη συσσώρευση ηλεκτρικής ενέργειας χωρίς να χρειάζεται να παρέμβει στη διαδικασία παραγωγής.

Συστήματα που λειτουργούν αυτόνομα, χωρίς να συνδέονται με το δίκτυο, έχουν γίνει πρόσφατα ιδιαίτερα δημοφιλή. Τέτοιες συσκευές είναι ιδανικές για λειτουργία κλειστού βρόχου. Τα σχέδια τέτοιων συστημάτων είναι αρκετά περίπλοκα και αποτελούνται από πολλά στοιχεία, το πιο σημαντικό από τα οποία είναι ο ελεγκτής.

Ιδιαιτερότητες

Οι ελεγκτές φόρτισης έχουν πολλά σημαντικά χαρακτηριστικά. Οι πιο σημαντικές είναι οι λειτουργίες προστασίας, οι οποίες χρησιμεύουν για την αύξηση της αξιοπιστίας της συσκευής.

Είναι απαραίτητο να σημειωθούν οι πιο συνηθισμένοι τύποι προστασίας σε τέτοιες κατασκευές:

• οι συσκευές είναι εξοπλισμένες με αξιόπιστη προστασία από εσφαλμένη σύνδεση πολικότητας.
• είναι πολύ σημαντικό να αποφευχθεί η πιθανότητα βραχυκυκλωμάτων στο φορτίο και στην είσοδο, επομένως οι κατασκευαστές παρέχουν στους ελεγκτές αξιόπιστη προστασία από τέτοιες καταστάσεις.
• Είναι σημαντικό να προστατεύσετε τη συσκευή από κεραυνούς, καθώς και από διάφορες υπερθέρμανση.
• Τα σχέδια των ελεγκτών είναι εξοπλισμένα με ειδική προστασία έναντι υπέρτασης και εκφόρτισης μπαταρίας τη νύχτα.

Επιπλέον, η συσκευή είναι εξοπλισμένη με μια ποικιλία ηλεκτρονικών ασφαλειών και ειδικών ενδείξεων πληροφοριών. Η οθόνη σάς επιτρέπει να μάθετε τις απαραίτητες πληροφορίες σχετικά με την κατάσταση της μπαταρίας και ολόκληρου του συστήματος.

Επιπλέον, η οθόνη εμφανίζει πολλές άλλες σημαντικές πληροφορίες: τάση μπαταρίας, κατάσταση φόρτισης και πολλά άλλα.

Ο σχεδιασμός πολλών μοντέλων ελεγκτών περιλαμβάνει ειδικούς χρονοδιακόπτες, χάρη στους οποίους ενεργοποιείται η νυχτερινή λειτουργία της συσκευής.

Επιπλέον, υπάρχουν πιο πολύπλοκα μοντέλα τέτοιων συσκευών που μπορούν ταυτόχρονα να ελέγχουν τη λειτουργία δύο μπαταριών ανεξάρτητων μεταξύ τους. Το όνομα τέτοιων συσκευών περιέχει το πρόθεμα Duo.

Είναι απαραίτητο να σημειωθούν σύγχρονα μοντέλα συσκευών που είναι ικανά να εκκενώνουν υπερβολική ενέργεια σε θερμαντικά στοιχεία.

Είδη

Υπάρχουν διάφοροι τύποι ελεγκτών για τη φόρτιση των ηλιακών συλλεκτών. Η απλούστερη και πιο προσιτή συσκευή είναι το On/Off.

Ο κύριος σκοπός και το πλεονέκτημα αυτού του τύπου συσκευής είναι η έγκαιρη διακοπή της παροχής φόρτισης της μπαταρίας. Αυτή η ιδιότητα της συσκευής είναι σημαντική: όταν επιτυγχάνεται η βέλτιστη τάση, βοηθά στην αποφυγή υπερθέρμανσης της συσκευής. Ταυτόχρονα, είναι απαραίτητο να αναφέρουμε το μειονέκτημα αυτού του τύπου συσκευής - γρήγορη απενεργοποίηση. Μόλις επιτευχθεί το μέγιστο ρεύμα, πρέπει να διατηρήσετε τη διαδικασία φόρτισης για περίπου δύο ώρες, αλλά αυτή η συσκευή την απενεργοποιεί αμέσως. Το επίπεδο φόρτισης της μπαταρίας σε αυτή την περίπτωση θα είναι περίπου 70 τοις εκατό, το οποίο είναι σημαντικά χαμηλότερο από την απαιτούμενη τιμή. Αυτός ο δείκτης έχει αρνητικό αντίκτυπο στην απόδοση της μπαταρίας.

Ο δεύτερος τύπος ελεγκτή για τη φόρτιση μιας ηλιακής μπαταρίας είναι μια ηλεκτρονική συσκευή PWM.Η παραγωγή ενός τέτοιου σχεδίου καθιερώθηκε σχετικά πολύ καιρό πριν. Η λειτουργία της συσκευής βασίζεται σε ειδικούς αλγόριθμους διαμόρφωσης πλάτους παλμού. Παρόλα αυτά, τέτοιες συσκευές είναι αρκετά αποτελεσματικές. Οι συσκευές PWM είναι η καλύτερη επιλογή για οικιακή χρήση.

Μια πιο σύγχρονη ηλεκτρονική συσκευή είναι το MPRT.Η συσκευή είναι εξοπλισμένη με τις τελευταίες τεχνολογίες που στοχεύουν στην παρακολούθηση του μέγιστου βαθμού ισχύος. Αυτό αυξάνει την αποτελεσματικότητα και τη λειτουργικότητα αυτής της συσκευής αρκετές φορές. Ωστόσο, παρά το γεγονός αυτό, πρέπει να σημειωθεί ότι όταν επιλέγετε μια συσκευή για οικιακή χρήση, θα πρέπει να επιλέξετε μια συσκευή από τη σειρά PWM. Αυτό οφείλεται στο υψηλό κόστος των συσκευών από τη σειρά MPRT, καθώς και στο πολύπλοκο στήσιμο. Τέτοιες συσκευές είναι η καλύτερη επιλογή για χρήση σε συστήματα ηλιακής ενέργειας μεγάλης κλίμακας.

Εάν θέλετε να επιλέξετε μια υβριδική επιλογή, τότε, πρώτα απ 'όλα, πρέπει να κατανοήσετε πώς λειτουργεί ο μικροελεγκτής (αρχή λειτουργίας και PWM).

Πώς να επιλέξετε

Όταν επιλέγετε έναν κατάλληλο ελεγκτή για τη φόρτιση μιας ηλιακής μπαταρίας, πρέπει να δώσετε ιδιαίτερη προσοχή σε αρκετά πολύ σημαντικά κριτήρια.

Στην πρώτη θέση είναι η εισερχόμενη τάση. Η μέγιστη τιμή αυτού του δείκτη πρέπει να συμμορφώνεται με ορισμένα πρότυπα. Μερικές φορές χρησιμοποιούνται πολλές μπαταρίες στα σχέδια τέτοιων συσκευών. Επομένως, η τάση στο κύκλωμα της συσκευής προέρχεται ταυτόχρονα από όλες τις μπαταρίες που συνδέονται με διαφορετικούς τρόπους. Για να λειτουργήσει σωστά η συσκευή, απαιτείται μια ορισμένη τάση, τα επίπεδα της οποίας δεν πρέπει να υπερβαίνουν τα πρότυπα που καθορίζονται από τον κατασκευαστή.

Για τον υπολογισμό της τιμής ισχύος, λαμβάνεται ως βάση ο δείκτης τάσης όταν αποφορτίζονται οι μπαταρίες της συσκευής. Σε αυτή την περίπτωση, είναι απαραίτητο να πολλαπλασιάσουμε το ρεύμα εξόδου και την τάση που παράγεται από την ηλιακή μπαταρία. Μετά από αυτό, θα πρέπει να προσθέσετε 20 τοις εκατό για το αποθεματικό στο αποτέλεσμα.

Ένα άλλο σημαντικό κριτήριο κατά την επιλογή ενός ελεγκτή είναι ο τύπος του φορτίου.Η συσκευή δεν πρέπει να χρησιμοποιείται για τη σύνδεση διαφόρων οικιακών συσκευών. Αυτό θα οδηγήσει σε αστοχία του ελεγκτή, η οποία οφείλεται στη χρήση διαφόρων τεχνολογιών στο σχεδιασμό της συσκευής, οι οποίες λαμβάνουν υπόψη ολόκληρο το φορτίο που είναι εγγενές στις ιδιότητες της μπαταρίας. Για να αποφύγετε τέτοιες καταστάσεις, πρέπει να χρησιμοποιείτε τη συσκευή αυστηρά για τον προορισμό της.

Διάγραμμα εγκατάστασης

Μπορείτε να φτιάξετε μια σπιτική έκδοση με τα χέρια σας και να την προσαρμόσετε εάν λάβετε υπόψη όλες τις συστάσεις μας.

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι κατά τη σύνδεση κάθε τύπου τέτοιων συσκευών, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιείται ο καταλληλότερος τύπος ηλιακών συλλεκτών. Για παράδειγμα, όταν χρησιμοποιείτε μια συσκευή σχεδιασμένη για τάση εισόδου περίπου 100 βολτ, θα πρέπει να χρησιμοποιείτε ηλιακούς συλλέκτες των οποίων η τάση εξόδου αντιστοιχεί σε αυτήν την τιμή.

Πριν ξεκινήσετε τη σύνδεση της συσκευής, θα πρέπει να αποφασίσετε την καταλληλότερη θέση για την εγκατάστασή της. Η βέλτιστη λύση σε αυτό το ζήτημα είναι ένα στεγνό, καλά αεριζόμενο δωμάτιο. Δεν συνιστάται αυστηρά η τοποθέτηση εύφλεκτων υλικών κοντά στη συσκευή. Επιπλέον, είναι αυστηρά απαράδεκτο να τοποθετείτε τη συσκευή πολύ κοντά σε διάφορες πηγές κραδασμών, υγρασίας, καθώς και σε διάφορες θερμάστρες και σόμπες. Η θέση για την τοποθέτηση της συσκευής πρέπει να προστατεύεται αξιόπιστα από διάφορες ατμοσφαιρικές βροχοπτώσεις και το άμεσο ηλιακό φως.

Ακολουθία σύνδεσης για συσκευές PWM

Για να επιτύχετε το μέγιστο αποτέλεσμα από τη χρήση μιας τέτοιας συσκευής, πρέπει να ακολουθήσετε ακριβώς τις οδηγίες και επίσης να ακολουθήσετε μια συγκεκριμένη σειρά κατά τη σύνδεση της συσκευής. Η διαδικασία σύνδεσης συσκευών PWM και διαφόρων περιφερειακών συσκευών δεν θα προκαλέσει μεγάλη δυσκολία - ο καθένας μπορεί να αντιμετωπίσει αυτό το έργο.

Κάθε σχέδιο είναι εξοπλισμένο με ειδικά σημειωμένα τερματικά.

Η σύνδεση των περιφερειακών συσκευών πρέπει να πραγματοποιείται αυστηρά σύμφωνα με τις σημάνσεις στους ακροδέκτες επαφής:

• είναι απαραίτητο να συνδέσετε την μπαταρία και την μπαταρία χρησιμοποιώντας ένα ειδικό καλώδιο και ακροδέκτη, παρατηρώντας προσεκτικά την πολικότητα.
• μια ασφάλεια που έχει σχεδιαστεί για την προστασία της συσκευής πρέπει να συνδεθεί σε ένα συγκεκριμένο θετικό καλώδιο.
• Οι ειδικοί αγωγοί που προέρχονται από την μπαταρία των ηλιακών συλλεκτών πρέπει να στερεώνονται στις αντίστοιχες επαφές του ελεγκτή και πρέπει επίσης να τηρείται προσεκτικά η πολικότητα.
• Μια ειδική λάμπα θα πρέπει να συνδεθεί σε ορισμένες εξόδους της συσκευής για την παρακολούθηση της κατάλληλης τάσης.

Η καθορισμένη σειρά δεν πρέπει να παραβιάζεται. Για παράδειγμα, δεν συνιστάται αυστηρά η σύνδεση ηλιακών συλλεκτών στον ελεγκτή όταν η μπαταρία είναι αποσυνδεδεμένη - αυτό μπορεί να οδηγήσει σε ζημιά στη συσκευή. Ο μετατροπέας της δομής πρέπει να συνδεθεί στην μπαταρία χρησιμοποιώντας ειδικούς ακροδέκτες.

Διαδικασία σύνδεσης συσκευών MPPT

Οι γενικοί κανόνες για τη σύνδεση αυτού του τύπου συσκευής είναι σχεδόν πανομοιότυποι με την εγκατάσταση άλλων τύπων συσκευών. Ωστόσο, η τεχνολογία εγκατάστασης είναι ελαφρώς διαφορετική, καθώς οι ελεγκτές MPPT είναι πιο ισχυρές συσκευές.

Για κατασκευές σχεδιασμένες για υψηλή ισχύ, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθούν ηλεκτρικά καλώδια μεγάλης διατομής για τη σύνδεση κυκλωμάτων ισχύος.

Τα ηλεκτρικά καλώδια σύνδεσης πρέπει να είναι εξοπλισμένα με ειδικές ωτίδεςκατασκευασμένο από χαλκό, το οποίο πρέπει πρώτα να πτυχωθεί χρησιμοποιώντας ένα συγκεκριμένο εργαλείο. Οι αρνητικοί ακροδέκτες του ηλιακού πάνελ και της μπαταρίας θα πρέπει να είναι εξοπλισμένοι με ειδικούς προσαρμογείς με ασφάλειες και διακόπτες. Χάρη σε τέτοιο εξοπλισμό του σχεδιασμού της συσκευής, είναι δυνατό να επιτευχθεί σημαντική μείωση της απώλειας ενέργειας και εγγυημένη μέγιστη ασφαλής λειτουργία της δομής.

Πριν συνδέσετε τη συσκευή, βεβαιωθείτε ότι η τάση στους ακροδέκτες αντιστοιχεί ή είναι μικρότερη από το επιτρεπόμενο πρότυπο που απαιτείται για την τροφοδοσία στην είσοδο του ελεγκτή.

Σύνδεση περιφερειακών στο μηχάνημα MTTP:

• Πρέπει πρώτα να αποσυνδέσετε τη συσκευή και την μπαταρία χρησιμοποιώντας ειδικούς διακόπτες.
• είναι απαραίτητο να αφαιρέσετε ειδικές ασφάλειες στον ηλιακό πίνακα και την μπαταρία.
• πρέπει να συνδέσετε την μπαταρία και τον ελεγκτή χρησιμοποιώντας ηλεκτρικό καλώδιο και ακροδέκτες.
• συνδέστε το ηλιακό πάνελ με τη συσκευή χρησιμοποιώντας ειδικό καλώδιο και ακροδέκτες (αυτά τα στοιχεία υποδεικνύονται με τα αντίστοιχα σημάδια).
• συνδέστε έναν συγκεκριμένο ακροδέκτη γείωσης στο δίαυλο γείωσης χρησιμοποιώντας ένα ηλεκτρικό καλώδιο.
• εγκαταστήστε έναν ειδικό αισθητήρα στη δομή που ανιχνεύει τη θερμοκρασία.