Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

Слънчевата енергия досега е ограничена (на ниво домакинство) до създаването на фотоволтаични панели с относително ниска мощност. Но независимо от конструкцията на слънчевия фотоелектричен преобразувател на светлина, това устройство е оборудвано с модул, наречен соларен контролер на заряда.

В действителност, схемата на инсталиране на фотосинтеза на слънчева светлина включва акумулаторна батерия - съхранение на енергия, получена от слънчевия панел. Именно този вторичен енергиен източник се обслужва предимно от контролера.

След това ще разберем устройството и принципите на работа на това устройство, както и как да го свържем.

Слънчеви контролери

Електронен модул, наречен соларен контролер, е предназначен да изпълнява различни контролни функции в процеса на зареждане / разреждане на слънчева батерия.

Това прилича на един от многото съществуващи модели на контролери за зареждане на слънчева батерия. Този модул е един от проектите за развитие на PWM.

Когато слънчевата светлина пада върху повърхността на слънчев панел, инсталиран, например, на покрива на къща, фотоклетките на устройството превръщат тази светлина в електрически ток.

Получената енергия всъщност може да се подава директно към акумулаторната батерия. Въпреки това, процесът на зареждане / разреждане на батерията има свои собствени тънкости (определени нива на токове и напрежения). Ако игнорирате тези тънкости, батерията за кратък период на работа просто се проваля.

За да не се получат такива тъжни последствия, е проектиран модул, наречен соларен контролер на заряда.

Освен мониторирането на нивото на батерията, модулът следи и консумацията на енергия. В зависимост от степента на разреждане веригата на контролера за зареждане на слънчевата батерия се регулира и се задава текущото ниво, необходимо за първоначалното и последващо зареждане.

В зависимост от мощността на контролера за зареждане на слънчеви батерии, проектите на тези устройства могат да имат много различни конфигурации

Най-общо казано, модулът осигурява безгрижен "живот" за батерията, която периодично акумулира и дава енергия на потребителските устройства.

Практически видове

На промишлено ниво са създадени и се произвеждат два вида електронни устройства, чието изпълнение е подходящо за монтаж в електрическата верига на слънчевата енергия:

  1. Устройства от серията PWM.
  2. Устройства от серията MPPT.

Първият тип контролер за слънчевата батерия може да се нарече "старец". Такива схеми са разработени и пуснати в експлоатация в зората на формиране на слънчева и вятърна енергия.

Принципът на работа на веригата PWM контролер се основава на алгоритми за широчинно-импулсна модулация. Функционалността на такива устройства е малко по-ниска от по-усъвършенстваните устройства от серията MPPT, но като цяло те работят доста ефективно.

Един от най-популярните модели в общността на контролера за зареждане на батерията на слънчевата станция, въпреки факта, че веригата на устройството е изработена по технология PWM, която се счита за остаряла

Конструкциите, които използват технологията за проследяване на максималната мощност (проследяване на максималната мощност), се отличават с модерен подход към решения за проектиране на вериги, осигуряват по-голяма функционалност.

Но ако сравните и двата типа контролера и особено с пристрастие към вътрешната сфера, MPPT устройствата не изглеждат в тази преливаща светлина, в която те традиционно се рекламират.

Контролер тип MPPT:

  • има по-висока цена;
  • притежава сложен тунинг алгоритъм;
  • дава сила само на панелите на голяма площ.

Този тип оборудване е по-подходящо за глобалните слънчеви системи.

Контролер, проектиран за работа като част от проектирането на слънчева електроцентрала. Той е представител на класа MPPT устройства - по-усъвършенствани и ефективни.

По-изгодно е да се купува и използва PWM контролер (PWM) със същия ефект, за да се отговори на нуждите на средния потребител от домашната среда, която обикновено има малък панел.

Блокови диаграми на контролерите

Схематичните диаграми на PWM и MPPT контролерите за разглеждане от техния ограничен поглед са твърде сложни за момент, съчетани с фино разбиране на електрониката. Следователно е логично да се разгледат само структурните диаграми. Този подход е разбираем за широк кръг хора.

Опция # 1 - PWM устройства

Напрежението от слънчевия панел по два проводника (положителен и отрицателен) идва към стабилизиращия елемент и резистивната разделителна верига. Благодарение на тази част от веригата потенциалите на входното напрежение се изравняват и до известна степен организират защитата на входа на контролера от превишаване на границата на входното напрежение.

Тук трябва да се подчертае: всеки отделен модел на устройството има специфична граница за входното напрежение (посочено в документацията).

Така грубо изглежда блоковата схема на устройствата, направени на базата на PWM технологията. За работа като част от малки домашни станции такъв подход осигурява голяма ефективност.

Освен това напрежението и тока са ограничени до необходимата стойност от силовите транзистори. Тези компоненти на веригата, от своя страна, се управляват от чипа на контролера през чипа на водача. В резултат на това изходът на двойка силови транзистори се настройва на нормалната стойност на напрежението и тока за батерията.

Също така във веригата има температурен датчик и драйвер, който управлява силовия транзистор, който регулира мощността на товара (защита срещу дълбок разряд на батерията). Температурният сензор следи състоянието на отопление на важни елементи на ШИМ контролера.

Обикновено нивото на температурата вътре в кутията или на радиаторите на силовите транзистори. Ако температурата надвиши ограниченията, зададени в настройките, устройството изключва всички активни електропроводи.

Опция # 2 - MPPT устройства

Сложността на схемата в този случай се дължи на добавянето му към редица елементи, които изграждат необходимия алгоритъм за управление по-внимателно, въз основа на условията на работа.

Нивата на напрежение и ток се наблюдават и сравняват от компаратори, а максималната изходна мощност се определя от резултатите от сравнението.

Схематична диаграма в конструктивна форма за контролери за зареждане на базата на MPPT технологии. Тук се отбелязва по-сложен алгоритъм за наблюдение и управление на периферни устройства.

Основната разлика на този тип контролери от PWM устройствата е, че те могат да регулират модула на слънчевата енергия до максималната мощност независимо от атмосферните условия.

Схемата на такива устройства е изпълнена няколко метода за контрол:

  • смущения и наблюдения;
  • увеличаване на проводимостта;
  • текущо сканиране;
  • постоянно напрежение.

И в крайния сегмент на общото действие се използва друг алгоритъм за сравняване на всички тези методи.

Начини за свързване на контролери

Като се има предвид темата за връзките, трябва незабавно да отбележите: за да инсталирате всяко отделно устройство, характерна черта е работата със специфична серия слънчеви панели.

Така например, ако се използва контролер, който е проектиран за максимално входно напрежение от 100 волта, серия от слънчеви панели трябва да издава напрежение, което не надвишава тази стойност.

Всяка слънчева електроцентрала работи в съответствие с правилото за баланс на изходното и входното напрежение на първия етап. Горната граница на напрежението на контролера трябва да съответства на горната граница на напрежението на панела.

Преди да свържете устройството, е необходимо да се определи мястото на неговата физическа инсталация. Според правилата, мястото на монтаж трябва да бъде в сухи, добре проветрени помещения. Наличието на запалими материали в близост до устройството е изключено.

Наличието на източници на вибрации, топлина и влажност в непосредствена близост до устройството е неприемливо. Мястото на монтаж трябва да бъде защитено от валежи и пряка слънчева светлина.

Технология за свързване на PWM

Почти всички производители на PWM-контролери изискват да спазват точната последователност на свързващите устройства.

Техниката на свързване на PWM контролери с периферни устройства не е особено трудна. Всяка дъска е оборудвана с етикетирани терминали. Тук просто трябва да следвате последователността от действия.

Необходимо е да се свържат периферните устройства в пълно съответствие с предназначението на контактните клеми:

  1. Свържете кабелите на акумулатора към клемите на батерията на устройството в съответствие с посочения поляритет.
  2. Директно в точката на контакт на положителния проводник, включете предпазителя.
  3. На контактите на контролера, предназначени за соларния панел, закрепете проводниците, простиращи се от панелите на слънчевите панели. Спазвайте поляритета.
  4. Свържете към терминалите на товара на контролната лампа с подходящо напрежение (обикновено 12 / 24V).

Посочената последователност не трябва да се нарушава. Например, свързването на слънчевите панели на първо място, когато батерията не е свързана, е строго забранено. Чрез такива действия потребителят рискува да "изгори" устройството. Този материал описва по-подробно схемата на сглобяване на слънчеви батерии с батерия.

Също така за контролерите от серията PWM не е позволено да се свързва инверторът на напрежение към терминалите за зареждане на контролера. Инверторът трябва да бъде свързан директно към клемите на батерията.

Процедура за свързване с MPPT

Общите изисквания за физическа инсталация за този тип устройства не се различават от предишните системи. Но технологичната инсталация често е малко по-различна, тъй като MPPT контролерите често се считат за по-мощни устройства.

За контролери, проектирани за високи нива на мощност, се препоръчва използването на големи кабели с напречно сечение, снабдени с метални терминали на съединенията на захранващата верига

Например, за системи с висока мощност тези изисквания се допълват от факта, че производителите препоръчват да се използва кабел за електропроводи, проектирани за плътност на тока не по-малка от 4 A / mm 2 . Например, за контролер с ток от 60 А е необходим кабел за свързване към батерия с напречно сечение поне 20 mm 2 .

Свързващите кабели трябва да бъдат снабдени с медни уши, плътно нагънати със специални инструменти. Отрицателните клеми на слънчевия панел и батерията трябва да бъдат оборудвани с адаптери с предпазители и превключватели.

Този подход елиминира загубите на енергия и осигурява безопасна работа на инсталацията.

Блок схема на свързване на мощен MPPT контролер: 1 - слънчев панел; 2 - MPPT контролер; 3 - терминален блок; 4, 5 - предпазители; 6 - превключвател на захранването на контролера; 7.8 - заземена гума

Преди да свържете слънчевите панели към устройството, уверете се, че напрежението на клемите съответства или е по-малко от допустимото за подаване към входа на контролера.

Свързване на периферни устройства с машина MTTP:

  1. Превключете панела и превключвателя на батерията в положение "изключено".
  2. Отстранете предпазителите на панела и батерията.
  3. Свържете кабела на акумулатора към клемите на контролера за батерията.
  4. Свържете проводниците на слънчевия панел с терминалите на контролера, маркирани с подходящия знак.
  5. Свържете заземяващия кабел към заземяващата шина с кабел.
  6. Инсталирайте температурния сензор на контролера съгласно инструкциите.

След тези действия е необходимо да се подмени предварително отстранения предпазител на батерията и да се превърне превключвателя в положение "включено". На екрана на контролера се появява сигнал за откриване на батерията.

След това, след кратка пауза (1-2 минути), поставете предварително сваления предпазител на соларния панел и завъртете превключвателя на панела в положение за включване.

Екранът на инструмента ще покаже стойността на напрежението на слънчевия панел. Този момент свидетелства за успешното пускане в експлоатация на слънчевата електроцентрала.

Заключения и полезно видео по темата

Промишлеността произвежда многослойни устройства от гледна точка на верижните решения. Ето защо е невъзможно да се дадат недвусмислени препоръки относно свързването на всички инсталации без изключение.

Въпреки това, основният принцип за всички видове устройства остава същият: свързването на фотоволтаичен панел е неприемливо без свързване на батерията към шината на контролера. Подобни изисквания са наложени и за включване в веригата на инверторите на напрежението. Трябва да се разглежда като отделен модул, който е свързан към батерията чрез директен контакт.

Ако имате необходимия опит или знания, моля, споделете го с нашите читатели. Оставете коментарите си в полето по-долу. Тук можете да зададете въпрос по темата на статията.

Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

Категория: