Päikesepatarei laadimise kontroller: vooluahel, tööpõhimõte, ühendusviisid

Päikeseenergia on seni (majapidamise tasandil) piiratud suhteliselt väikese võimsusega fotogalvaaniliste paneelide loomisega.Kuid hoolimata päikesevalguse vooluks fotoelektrilise muunduri konstruktsioonist on see seade varustatud mooduliga, mida nimetatakse päikesepatarei laadimiskontrolleriks.

Tõepoolest, päikese fotosünteesi paigaldus sisaldab laetavat akut - päikesepaneelilt saadud energia salvestusseadet. Seda sekundaarset energiaallikat teenindab peamiselt kontroller.

Esitatavas artiklis mõistame selle seadme disaini ja tööpõhimõtteid ning kaalume ka selle ühendamist.

Päikesekontrollerid

Elektrooniline moodul, mida nimetatakse päikesekontrolleriks, on loodud täitma laadimis-/tühjenemisprotsessi ajal mitmeid juhtimisfunktsioone päikesepatarei aku.

Kui päikesevalgus langeb näiteks maja katusele paigaldatud päikesepaneeli pinnale, muudavad seadme fotoelemendid selle valguse elektrivooluks.

Saadud energia saaks tegelikult otse akusse tarnida. Aku laadimise/tühjenemise protsessil on aga omad nüansid (teatud voolude ja pingete tasemed). Kui jätate need peensused tähelepanuta, läheb aku lühikese tööperioodi jooksul lihtsalt üles.

Selliste kurbade tagajärgede vältimiseks on loodud moodul, mida nimetatakse päikesepatarei laadimiskontrolleriks.

Lisaks aku laetuse taseme jälgimisele jälgib moodul ka energiatarbimist.Olenevalt tühjenemise astmest reguleerib ja seab päikesepatarei laadimise kontrolleri ahel esmaseks ja järgnevaks laadimiseks vajaliku voolutaseme.

Sõltuvalt päikesepatarei laadimiskontrolleri võimsusest võivad nende seadmete konstruktsioonid olla väga erineva konfiguratsiooniga

Üldiselt, lihtsustatult öeldes, tagab moodul akule muretu "elu", mis perioodiliselt koguneb ja vabastab energiat tarbijaseadmetele.

Praktikas kasutatavad tüübid

Tööstuslikul tasandil on turule lastud ja toodetud kahte tüüpi elektroonikaseadmeid, mille disain sobib paigaldamiseks päikeseenergiasüsteemi:

1. PWM-seeria seadmed.
2. MPPT seeria seadmed.

Esimest tüüpi päikesepatarei kontrollerit võib nimetada "vanameheks". Sellised skeemid töötati välja ja võeti kasutusele päikese- ja tuuleenergia arengu koidikul.

PWM-kontrolleri ahela tööpõhimõte põhineb impulsi laiuse modulatsiooni algoritmidel. Selliste seadmete funktsionaalsus jääb mõnevõrra alla MPPT-seeria täiustatud seadmetele, kuid üldiselt töötavad need ka üsna tõhusalt.

Ühiskonnas üks populaarsemaid päikesejaama akulaadimiskontrolleri mudeleid, hoolimata asjaolust, et seadme vooluring on tehtud PWM-tehnoloogia abil, mida peetakse aegunuks

Maximum Power Point Tracking tehnoloogiat (maksimaalse võimsuspiiri jälgimine) kasutavad konstruktsioonid eristuvad kaasaegse lähenemise poolest vooluringilahendustele ja pakuvad suuremat funktsionaalsust.

Kuid kui võrrelda mõlemat tüüpi kontrollereid ja eriti kodumaise sfääri poole kaldu, siis MPPT-seadmed ei näe välja selles roosilises valguses, milles neid traditsiooniliselt reklaamitakse.

MPPT tüüpi kontroller:

• on kõrgema hinnaga;
• omab keerukat konfiguratsioonialgoritmi;
• suurendab võimsust ainult suure pindalaga paneelidel.

Seda tüüpi seadmed sobivad rohkem ülemaailmsete päikeseenergiasüsteemide jaoks.

Kontroller, mis on mõeldud kasutamiseks päikeseenergiapaigaldise osana. See on MPPT-seadmete klassi esindaja - arenenum ja tõhusam

Kodukeskkonnast pärit tavakasutaja vajadusteks, kellel on reeglina väikese pindalaga paneelid, on tulusam osta ja kasutada sama efektiga PWM-kontroller (PWM).

Kontrollerite plokkskeemid

PWM- ja MPPT-kontrollerite skemaatilised diagrammid, et neid võhiku pilguga arvestada, on elektroonikast peene mõistmisega seotud liiga keeruline punkt. Seetõttu on loogiline võtta arvesse ainult struktuuriskeeme. Selline lähenemine on arusaadav paljudele inimestele.

Valik nr 1 – PWM-seadmed

Päikesepaneeli pinge liigub läbi kahe juhi (positiivne ja negatiivne) stabiliseerivasse elementi ja eraldavasse takistusahelasse. Tänu sellele skeemitükile saavutatakse sisendpinge potentsiaalne ühtlustamine ja teatud määral korraldavad nad kontrolleri sisendi kaitset sisendpinge piiri ületamise eest.

Siin tuleb rõhutada: igal üksikul seadmemudelil on konkreetne sisendpinge piirang (näidatud dokumentatsioonis).

Umbes selline näeb välja PWM-tehnoloogiate baasil tehtud seadmete plokkskeem.Väikeste majapidamisjaamade osana töötamiseks tagab see vooluahela lähenemisviis üsna piisava efektiivsuse

Järgmisena piiratakse pinge ja vool vajaliku väärtuseni jõutransistoride abil. Neid skeemikomponente juhib omakorda kontrolleri kiip läbi draiveri kiibi. Selle tulemusena määrab jõutransistoride paari väljund aku pinge ja voolu normaalväärtuse.

Ahel sisaldab ka temperatuuriandurit ja draiverit, mis juhib võimsustransistori, mis reguleerib koormusvõimsust (kaitse aku sügava tühjenemise eest). Temperatuuriandur jälgib PWM-kontrolleri oluliste elementide kuumutamise olekut.

Tavaliselt temperatuuritase korpuse sees või jõutransistoride jahutusradiaatoritel. Kui temperatuur ületab seadetes seatud piire, lülitab seade välja kõik aktiivsed elektriliinid.

Valik nr 2 – MPPT-seadmed

Sel juhul on vooluahela keerukus tingitud selle lisamisest mitmetele elementidele, mis koostavad vajaliku juhtimisalgoritmi hoolikamalt, lähtudes töötingimustest.

Pinge- ja voolutasemeid jälgivad ja võrdlevad võrdlusahelad ning võrdlustulemuste põhjal määratakse maksimaalne väljundvõimsus.

MPPT-tehnoloogiatel põhinevate laadimiskontrollerite struktuurne skeem. Siin on juba märgitud keerukam välisseadmete jälgimise ja juhtimise algoritm.

Peamine erinevus seda tüüpi kontrollerite ja PWM-seadmete vahel seisneb selles, et nad suudavad päikeseenergia mooduli reguleerida maksimaalsele võimsusele olenemata ilmastikutingimustest.

Selliste seadmete vooluring rakendab mitmeid juhtimismeetodeid:

• häired ja tähelepanekud;
• juhtivuse suurendamine;
• praegune pühkimine;
• pidev pinge.

Ja üldise tegevuse viimases segmendis kasutatakse ka kõigi nende meetodite võrdlemise algoritmi.

Kontrolleri ühendamise meetodid

Arvestades ühenduste teemat, tuleb kohe märkida: iga üksiku seadme paigaldamisel on iseloomulik töö konkreetse päikesepaneelide seeriaga.

Näiteks kui kasutatakse kontrollerit, mis on ette nähtud maksimaalsele 100-voldisele sisendpingele, ei tohiks päikesepaneelide seeria väljastada pinget, mis ei ületa seda väärtust.

Kõik päikeseelektripaigaldised töötavad vastavalt esimese etapi väljund- ja sisendpinge tasakaalustamise reeglile. Kontrolleri pinge ülempiir peab vastama paneeli pinge ülemisele piirile

Enne seadme ühendamist peate otsustama selle füüsilise paigalduse asukoha. Vastavalt reeglitele tuleks paigalduskoht valida kuivas, hästi ventileeritavas kohas. Vältige süttivate materjalide viibimist seadme läheduses.

Vibratsiooni, kuumuse ja niiskuse allikate olemasolu seadme vahetus läheduses on vastuvõetamatu. Paigalduskoht peab olema kaitstud sademete ja otsese päikesevalguse eest.

Ühendustehnoloogia PWM-mudelitele

Peaaegu kõik PWM-kontrollerite tootjad nõuavad seadmete täpset ühendamist.

PWM-kontrollerite ühendamise tehnika välisseadmetega pole eriti keeruline. Iga plaat on varustatud märgistatud klemmidega. Siin peate lihtsalt järgima toimingute jada

Välisseadmed tuleb ühendada täielikult vastavalt kontaktklemmide tähistele:

1. Ühendage aku juhtmed seadme aku klemmidega vastavalt näidatud polaarsusele.
2. Lülitage kaitsekaitsme sisse otse positiivse juhtme kokkupuutepunktis.
3. Kinnitage päikesepaneeli akult tulevad juhtmed päikesepaneeli jaoks mõeldud kontrolleri kontaktide külge. Jälgige polaarsust.
4. Ühendage vastava pingega testlamp (tavaliselt 12/24V) seadme koormusklemmidega.

Määratud järjestust ei tohi rikkuda. Näiteks päikesepaneelide esmane ühendamine, kui aku pole ühendatud, on rangelt keelatud. Seda tehes on kasutajal oht seadme "põletada". IN seda materjali Täpsemalt on kirjeldatud akuga päikesepaneelide kokkupanemise skeemi.

Samuti ei ole PWM-seeria kontrollerite puhul lubatud pingeinverteri ühendamine kontrolleri koormusklemmidega. Inverter tuleb ühendada otse aku klemmidega.

MPPT-seadmete ühendamise protseduur

Seda tüüpi seadmete üldised füüsilised paigaldusnõuded ei erine varasematest süsteemidest. Kuid tehnoloogiline seadistus on sageli mõnevõrra erinev, kuna MPPT-kontrollereid peetakse sageli võimsamateks seadmeteks.

Suure võimsustaseme jaoks mõeldud kontrollerite puhul on toiteahelate ühendamiseks soovitatav kasutada suure ristlõikega kaableid, mis on varustatud metallist otsakorkidega.

Näiteks võimsate süsteemide puhul täiendab neid nõudeid asjaolu, et tootjad soovitavad kasutada kaablit toiteühendusliinide jaoks, mis on mõeldud voolutihedusele vähemalt 4 A/mm². See tähendab, et näiteks 60 A vooluga kontrolleri jaoks on akuga ühendamiseks vaja kaablit, mille ristlõige on vähemalt 20 mm².

Ühenduskaablid peavad olema varustatud vaskkõrvadega, mis on spetsiaalse tööriistaga tihedalt kokku pressitud. Päikesepaneeli ja aku negatiivsed klemmid peavad olema varustatud kaitsmete ja lülititega adapteritega.

Selline lähenemine välistab energiakaod ja tagab paigaldise ohutu töö.

Võimsa MPPT kontrolleri ühendamise plokkskeem: 1 – päikesepaneel; 2 – MPPT kontroller; 3 – klemmiplokk; 4,5 – kaitsmed; 6 – kontrolleri toitelüliti; 7.8 – maabuss

Enne ühendamist päikesepaneelid Seadmega ühendamisel veenduge, et pinge klemmidel vastab või on sellest väiksem pingele, mida saab anda kontrolleri sisendisse.

Välisseadmete ühendamine MTTP-seadmega:

1. Lülitage paneel ja aku lülitid asendisse "väljas".
2. Eemaldage paneeli ja aku kaitsekaitsmed.
3. Ühendage aku klemmid kaabliga aku kontrolleri klemmidega.
4. Ühendage päikesepaneeli klemmid kaabliga vastava märgiga tähistatud kontrolleri klemmidega.
5. Ühendage maandusklemm kaabli abil maandussiiniga.
6. Paigaldage temperatuuriandur kontrollerile vastavalt juhistele.

Pärast neid toiminguid peate eelnevalt eemaldatud aku kaitsme uuesti sisestama ja keerama lüliti asendisse "sees". Kontrolleri ekraanile ilmub aku tuvastamise signaal.

Seejärel vahetage pärast lühikest pausi (1-2 minutit) varem eemaldatud päikesepaneeli kaitse ja keerake paneeli lüliti asendisse "sees".

Seadme ekraanil kuvatakse päikesepaneeli pinge väärtus. See hetk näitab päikeseenergia paigalduse edukat käivitamist.

Järeldused ja kasulik video sellel teemal

Tööstus toodab seadmeid, mis on vooluringide disaini poolest mitmetahulised. Seetõttu on võimatu anda ühemõttelisi soovitusi eranditult kõigi paigaldiste ühendamiseks.

Kuid mis tahes tüüpi seadmete peamine põhimõte jääb samaks: ilma akut kontrolleri siinidega ühendamata on fotogalvaaniliste paneelidega ühendamine vastuvõetamatu. Sarnased nõuded kehtivad ka skeemi kaasamisel pinge inverter. Seda tuleks käsitleda eraldi moodulina, mis on otsekontakti kaudu akuga ühendatud.

Kui teil on vajalikke kogemusi või teadmisi, jagage neid meie lugejatega. Jätke oma kommentaarid allolevasse plokki. Siin saate esitada küsimuse artikli teema kohta.