Krmilnik polnjenja sončne baterije: vezje, princip delovanja, načini povezave

Sončna energija je zaenkrat omejena (na ravni gospodinjstev) na izdelavo fotonapetostnih panelov relativno majhne moči.Toda ne glede na zasnovo fotoelektričnega pretvornika sončne svetlobe v tok je ta naprava opremljena z modulom, imenovanim krmilnik polnjenja sončne baterije.

Naprava za sončno fotosintezo dejansko vključuje polnilno baterijo - napravo za shranjevanje energije, prejete iz sončne plošče. To je sekundarni vir energije, ki ga primarno oskrbuje krmilnik.

V članku, ki ga predstavljamo, bomo razumeli zasnovo in načela delovanja te naprave ter razmislili tudi o tem, kako jo povezati.

Solarni krmilniki

Elektronski modul, imenovan solarni krmilnik, je zasnovan za izvajanje številnih krmilnih funkcij med postopkom polnjenja/praznjenja. baterija sončne baterije.

Ko sončna svetloba pade na površino solarne plošče, nameščene na primer na strehi hiše, fotocelice naprave to svetlobo pretvorijo v električni tok.

Nastala energija bi se dejansko lahko dovajala neposredno v akumulator. Vendar ima postopek polnjenja / praznjenja baterije svoje posebnosti (določene ravni tokov in napetosti). Če zanemarite te tankosti, bo baterija v kratkem času delovanja preprosto odpovedala.

Da bi se izognili tako žalostnim posledicam, je zasnovan modul, imenovan krmilnik polnjenja za sončno baterijo.

Poleg spremljanja napolnjenosti baterije modul spremlja tudi porabo energije.Odvisno od stopnje izpraznjenosti vezje regulatorja polnjenja solarne baterije uravnava in nastavlja nivo toka, ki je potreben za prvo in nadaljnje polnjenje.

Glede na moč regulatorja polnjenja sončne baterije imajo lahko zasnove teh naprav zelo različne konfiguracije

Na splošno, preprosto povedano, modul zagotavlja brezskrbno "življenje" za baterijo, ki občasno kopiči in sprošča energijo potrošniškim napravam.

Vrste, ki se uporabljajo v praksi

Na industrijski ravni sta lansirani in se proizvajata dve vrsti elektronskih naprav, katerih zasnova je primerna za vgradnjo v solarni sistem:

1. Naprave serije PWM.
2. Naprave serije MPPT.

Prvo vrsto krmilnika za sončno baterijo lahko imenujemo "starec". Takšne sheme so bile razvite in začele delovati na zori razvoja sončne in vetrne energije.

Načelo delovanja vezja krmilnika PWM temelji na algoritmih modulacije širine impulza. Funkcionalnost takšnih naprav je nekoliko slabša od naprednejših naprav serije MPPT, vendar na splošno delujejo tudi precej učinkovito.

Eden izmed priljubljenih modelov krmilnikov polnjenja baterije solarnih postaj v družbi, kljub dejstvu, da je vezje naprave izdelano s tehnologijo PWM, ki velja za zastarelo

Zasnove, ki uporabljajo tehnologijo Maximum Power Point Tracking (sledenje maksimalni meji moči), odlikujejo sodoben pristop k rešitvam vezja in zagotavljajo večjo funkcionalnost.

Toda če primerjamo obe vrsti krmilnikov in še posebej s pristranskostjo v domači sferi, naprave MPPT ne izgledajo v rožnati luči, v kateri se tradicionalno oglašujejo.

Krmilnik vrste MPPT:

• ima višje stroške;
• ima zapleten konfiguracijski algoritem;
• daje dobiček v moči samo na ploščah velike površine.

Ta vrsta opreme je bolj primerna za globalne sisteme sončne energije.

Krmilnik, zasnovan za delovanje kot del sončne elektrarne. Je predstavnik razreda MPPT naprav - naprednejši in učinkovitejši

Za potrebe običajnega uporabnika iz domačega okolja, ki ima praviloma plošče majhne površine, je bolj donosno kupiti in upravljati krmilnik PWM (PWM) z enakim učinkom.

Blok diagrami krmilnikov

Shematski diagrami krmilnikov PWM in MPPT, da bi jih lahko obravnavali z laičnim očesom, so preveč zapletena točka, povezana s subtilnim razumevanjem elektronike. Zato je logično upoštevati samo strukturne diagrame. Ta pristop je razumljiv širokemu krogu ljudi.

Možnost #1 - naprave PWM

Napetost iz solarne plošče potuje preko dveh vodnikov (pozitivnega in negativnega) do stabilizacijskega elementa in ločilnega uporovnega vezja. Zaradi tega dela vezja se doseže potencialna izenačitev vhodne napetosti in do neke mere organizirajo zaščito vhoda krmilnika pred prekoračitvijo meje vhodne napetosti.

Pri tem je treba poudariti: vsak posamezen model naprave ima določeno mejo vhodne napetosti (navedeno v dokumentaciji).

Približno tako izgleda blokovni diagram naprav, izdelanih na osnovi tehnologij PWM.Za delovanje v sklopu majhnih gospodinjskih postaj ta pristop vezja zagotavlja povsem zadostno učinkovitost

Nato sta napetost in tok omejena na zahtevano vrednost z močnostnimi tranzistorji. Te komponente vezja krmili krmilni čip prek gonilnega čipa. Kot rezultat, izhod para močnostnih tranzistorjev nastavi normalno vrednost napetosti in toka za baterijo.

Vezje vsebuje tudi senzor temperature in gonilnik, ki krmili močnostni tranzistor, ki uravnava moč bremena (zaščita pred globoko izpraznitvijo akumulatorja). Temperaturni senzor spremlja stanje ogrevanja pomembnih elementov krmilnika PWM.

Običajno raven temperature v ohišju ali na hladilnikih močnostnih tranzistorjev. Če temperatura preseže meje, določene v nastavitvah, naprava izklopi vse aktivne električne vode.

Možnost #2 - naprave MPPT

Kompleksnost vezja v tem primeru je posledica njegovega dodajanja številnim elementom, ki natančneje gradijo potreben algoritem krmiljenja glede na delovne pogoje.

Nivo napetosti in toka spremljajo in primerjajo primerjalna vezja ter na podlagi rezultatov primerjave določijo največjo izhodno moč.

Zasnova vezja v strukturni obliki za krmilnike polnjenja na osnovi MPPT tehnologij. Tukaj je že omenjen kompleksnejši algoritem za spremljanje in krmiljenje perifernih naprav.

Glavna razlika med tovrstnimi krmilniki in PWM napravami je v tem, da lahko modul solarne energije nastavijo na maksimalno moč, ne glede na vremenske razmere.

Vezje takšnih naprav izvaja več načinov nadzora:

• motnje in opazovanja;
• povečanje prevodnosti;
• trenutno brisanje;
• konstantna napetost.

In v zadnjem segmentu celotne akcije je uporabljen tudi algoritem za primerjavo vseh teh metod.

Načini povezave krmilnika

Glede na temo povezav je treba takoj opozoriti: za namestitev vsake posamezne naprave je značilna lastnost delo z določeno serijo sončnih kolektorjev.

Torej, na primer, če se uporablja krmilnik, ki je zasnovan za največjo vhodno napetost 100 voltov, mora niz sončnih kolektorjev oddajati napetost, ki ni višja od te vrednosti.

Vsaka sončna elektrarna deluje po pravilu uravnoteženja izhodne in vhodne napetosti prve stopnje. Zgornja meja napetosti krmilnika mora ustrezati zgornji meji napetosti panela

Preden priključite napravo, se morate odločiti o lokaciji njene fizične namestitve. V skladu s pravili je treba mesto namestitve izbrati v suhih, dobro prezračenih prostorih. Izogibajte se prisotnosti vnetljivih materialov v bližini naprave.

Prisotnost virov vibracij, toplote in vlage v neposredni bližini naprave je nesprejemljiva. Mesto namestitve mora biti zaščiteno pred padavinami in neposredno sončno svetlobo.

Tehnologija povezovanja za modele PWM

Skoraj vsi proizvajalci krmilnikov PWM zahtevajo, da so naprave priključene v točno določenem zaporedju.

Tehnika povezovanja krmilnikov PWM s perifernimi napravami ni posebej težka. Vsaka plošča je opremljena z označenimi terminali. Tukaj morate preprosto slediti zaporedju dejanj

Periferne naprave morajo biti priključene v celoti v skladu z oznakami kontaktnih sponk:

1. Žice baterije priključite na sponke baterije naprave v skladu z navedeno polarnostjo.
2. Vklopite zaščitno varovalko neposredno na mestu stika pozitivne žice.
3. Vodnike, ki prihajajo iz baterije solarne plošče, pritrdite na kontakte krmilnika, namenjene solarni plošči. Upoštevajte polarnost.
4. Testno svetilko z ustrezno napetostjo (običajno 12/24V) priključite na bremenske sponke naprave.

Navedeno zaporedje se ne sme kršiti. Na primer, priklop sončnih kolektorjev, ko baterija ni priključena, je strogo prepovedana. S tem uporabnik tvega, da bo napravo »zažgal«. IN ta material Podrobneje je opisan diagram za sestavljanje sončnih kolektorjev z baterijo.

Prav tako za krmilnike serije PWM ni dovoljeno priključiti napetostnega pretvornika na obremenitvene sponke krmilnika. Pretvornik mora biti priključen neposredno na sponke akumulatorja.

Postopek povezovanja MPPT naprav

Splošne fizične zahteve glede namestitve te vrste naprave se ne razlikujejo od prejšnjih sistemov. Toda tehnološka postavitev je pogosto nekoliko drugačna, saj MPPT krmilniki pogosto veljajo za zmogljivejše naprave.

Pri krmilnikih, zasnovanih za visoke ravni moči, je priporočljiva uporaba kablov velikega prereza, opremljenih s kovinskimi končnimi pokrovi za povezave napajalnega tokokroga.

Na primer, za zmogljive sisteme so te zahteve dopolnjene z dejstvom, da proizvajalci priporočajo uporabo kabla za električne priključne vode, ki so zasnovani za gostoto toka najmanj 4 A/mm.². To pomeni, da na primer za krmilnik s tokom 60 A potrebujete kabel za povezavo z baterijo s prečnim prerezom najmanj 20 mm².

Priključni kabli morajo biti opremljeni z bakrenimi čepi, tesno stisnjenimi s posebnim orodjem. Negativni priključki solarne plošče in akumulatorja morajo biti opremljeni z adapterji z varovalkami in stikali.

Ta pristop odpravlja izgube energije in zagotavlja varno delovanje instalacije.

Blokovna shema priključitve zmogljivega krmilnika MPPT: 1 – solarni panel; 2 – krmilnik MPPT; 3 – priključni blok; 4,5 – varovalke; 6 – stikalo za vklop krmilnika; 7.8 – ozemljitvena vodila

Pred povezovanjem sončni kolektorji Pri priklopu na napravo se prepričajte, da napetost na sponkah ustreza ali je nižja od napetosti, ki jo lahko dovajate na vhod krmilnika.

Povezovanje zunanjih naprav z napravo MTTP:

1. Preklopite ploščo in stikala za baterije v položaj "izklopljeno".
2. Odstranite zaščitne varovalke na plošči in bateriji.
3. Sponke akumulatorja s kablom povežite s priključki krmilnika za akumulator.
4. Priključke solarne plošče povežite s kablom na priključke krmilnika, označene z ustreznim znakom.
5. Povežite ozemljitveni terminal z ozemljitvenim vodilom s kablom.
6. Namestite temperaturni senzor na regulator v skladu z navodili.

Po teh korakih morate ponovno vstaviti predhodno odstranjeno varovalko akumulatorja in obrniti stikalo v položaj "on". Na zaslonu krmilnika se prikaže signal za zaznavanje baterije.

Nato po kratkem premoru (1-2 minuti) zamenjajte prej odstranjeno varovalko solarne plošče in obrnite stikalo plošče v položaj "on".

Na zaslonu naprave bo prikazana vrednost napetosti solarne plošče. Ta trenutek nakazuje uspešen zagon napeljave za sončno energijo.

Zaključki in uporaben video na to temo

Industrija proizvaja naprave, ki so večplastne v smislu zasnove vezij. Zato je nemogoče dati nedvoumna priporočila glede povezave vseh naprav brez izjeme.

Vendar pa glavno načelo za katero koli vrsto naprave ostaja enako: brez priključitve baterije na vodila krmilnika je povezava s fotovoltaičnimi paneli nesprejemljiva. Podobne zahteve veljajo za vključitev v shemo napetostni pretvornik. Treba ga je obravnavati kot ločen modul, povezan z baterijo prek neposrednega stika.

Če imate potrebne izkušnje ali znanje, jih delite z našimi bralci. Pustite svoje komentarje v spodnjem bloku. Tukaj lahko postavite vprašanje o temi članka.