Pengawal cas bateri solar MRPT atau PWM - mana yang lebih baik untuk dipilih?

Di sini anda akan mengetahui:

• Apabila anda memerlukan alat kawalan
• Fungsi pengawal suria
• Bagaimana Pengawal Cas Bateri Berfungsi
• Ciri-ciri peranti
• Jenis-Jenis
• Pilihan pilihan
• Cara untuk menghubungkan pengawal
• Pengawal buatan sendiri: ciri, aksesori
• Bagaimana saya boleh menggantikan beberapa komponen
• Prinsip operasi

Pengawal cas bateri solar adalah elemen wajib sistem kuasa pada panel solar, kecuali bateri dan panel itu sendiri. Untuk apa dia bertanggungjawab dan bagaimana membuatnya sendiri?

Apabila anda memerlukan alat kawalan

Tenaga suria masih terhad (di peringkat isi rumah) kepada penciptaan panel fotovoltaik dengan kuasa yang agak rendah. Tetapi tanpa mengira reka bentuk penukar fotolistrik solar-ke-semasa, peranti ini dilengkapi dengan modul yang disebut pengawal cas bateri solar.

Sesungguhnya, persediaan fotosintesis cahaya matahari merangkumi bateri yang boleh dicas semula yang menyimpan tenaga yang diterima dari panel solar. Sumber tenaga sekunder inilah yang diservis oleh pengawal.

Seterusnya, kami akan memahami peranti dan prinsip operasi peranti ini, dan juga membincangkan cara menyambungkannya.

Dengan pengisian bateri maksimum, pengawal akan mengatur bekalan semasa kepadanya, mengurangkannya ke jumlah pampasan yang diperlukan untuk pelepasan diri peranti. Sekiranya bateri habis sepenuhnya, pengawal akan memutuskan sebarang beban masuk ke peranti.

Keperluan untuk peranti ini dapat disebutkan kepada perkara berikut:

1. Pengecasan bateri pelbagai peringkat;
2. Penyesuaian menghidupkan / mematikan bateri semasa mengecas / melepaskan peranti;
3. Sambungan bateri pada caj maksimum;
4. Menyambungkan pengecasan dari sel fot dalam mod automatik.

Pengawal cas bateri untuk peranti suria adalah penting kerana menjalankan semua fungsinya dalam keadaan baik akan meningkatkan jangka hayat bateri terpasang.

Untuk apa pengawal cas bateri?

Sekiranya bateri disambungkan terus ke terminal panel solar, maka ia akan terus dicas. Pada akhirnya, bateri yang sudah diisi penuh akan terus menerima arus, yang akan menyebabkan kenaikan voltan beberapa volt. Akibatnya, bateri diisi semula, suhu elektrolit meningkat, dan suhu ini mencapai nilai sedemikian sehingga elektrolit mendidih, terdapat pelepasan wap tajam dari tin bateri. Akibatnya, penyejatan elektrolit yang lengkap dan pengeringan dari tin boleh berlaku. Secara semula jadi, ini tidak menambahkan "kesihatan" pada bateri dan secara dramatik mengurangkan sumber kinerjanya.

Pengawal dalam sistem pengecasan bateri solar

Di sini, untuk mengelakkan fenomena seperti itu, untuk mengoptimumkan proses pengisian / pemakaian, pengawal diperlukan.

Fungsi pengawal suria

Modul elektronik, yang disebut pengawal bateri solar, dirancang untuk melakukan berbagai fungsi pemantauan selama proses pengisian / pengosongan baterai surya.

Ini kelihatan seperti salah satu daripada banyak model pengawal caj yang ada untuk panel solar. Modul ini tergolong dalam pengembangan jenis PWM

Apabila cahaya matahari jatuh di permukaan panel suria yang dipasang, misalnya, di atas bumbung sebuah rumah, fotokel peranti menukar cahaya ini menjadi arus elektrik.

Tenaga yang dihasilkan, sebenarnya, dapat disalurkan terus ke bateri simpanan.Walau bagaimanapun, proses mengecas / melepaskan bateri mempunyai kehalusan tersendiri (tahap arus dan voltan tertentu). Sekiranya anda mengabaikan kehalusan ini, bateri akan habis dalam jangka masa yang singkat.

Agar tidak mempunyai akibat yang menyedihkan, modul yang disebut pengawal cas untuk bateri solar dirancang.

Selain memantau tahap pengisian bateri, modul ini juga memantau penggunaan tenaga. Bergantung pada tahap pelepasan, litar pengawal cas bateri dari bateri solar mengatur dan menetapkan tahap arus yang diperlukan untuk pengisian awal dan seterusnya.

Bergantung pada kapasiti pengawal cas bateri solar, reka bentuk peranti ini boleh mempunyai konfigurasi yang sangat berbeza.

Secara umum, secara sederhana, modul ini memberikan "jangka hayat" yang mudah untuk bateri, yang secara berkala mengumpul dan melepaskan tenaga ke peranti pengguna.

Mengapa kawalan cas dan bagaimana pengawal cas solar berfungsi?

Sebab utama:

1. Ia akan membolehkan bateri berfungsi lebih lama! Pengecasan berlebihan boleh mencetuskan letupan.
2. Setiap bateri beroperasi pada voltan tertentu. Pengawal membolehkan anda memilih U. yang dikehendaki.

Juga, pengawal caj memutuskan bateri dari peranti penggunaan jika ia sangat rendah. Di samping itu, ia memutuskan bateri dari sel suria jika dicas sepenuhnya.

Oleh itu, insurans berlaku dan operasi sistem menjadi lebih selamat.

Prinsip operasi sangat mudah. Peranti membantu mengekalkan keseimbangan dan tidak membenarkan voltan jatuh atau naik terlalu banyak.

Jenis pengawal untuk pengecasan bateri solar

1. Buatan rumah.
2. MRRT.
3. Pada / Dari.
4. Hibrida.
5. Jenis PWM.

Di bawah ini kami menerangkan secara ringkas pilihan ini untuk peranti litium dan bateri lain

Pengawal DIY

Apabila anda mempunyai pengalaman dan kemahiran dalam elektronik, peranti ini boleh dibuat secara bebas. Tetapi peranti sedemikian tidak mungkin mempunyai kecekapan tinggi. Peranti buatan sendiri kemungkinan besar sesuai jika stesen anda mempunyai kuasa rendah.

Untuk membina peranti pengecas ini, anda mesti mencari litarnya. Tetapi perlu diingat bahawa margin kesalahan mestilah 0.1.

Berikut adalah gambarajah ringkas.

MRRT

Mampu mengesan had kuasa pengecasan tertinggi. Di dalam perisian terdapat algoritma yang membolehkan anda memantau tahap voltan dan arus. Ia menemui keseimbangan tertentu di mana keseluruhan pemasangan akan beroperasi pada kecekapan maksimum.

Peranti mppt dianggap salah satu yang terbaik dan termaju pada masa kini. Tidak seperti PMW, ia meningkatkan kecekapan sistem sebanyak 35%. Peranti sedemikian sesuai apabila anda mempunyai banyak panel solar.

Jenis instrumen ON / OF

Ia adalah yang paling mudah dijual. Ia tidak mempunyai banyak ciri seperti yang lain. Peranti mematikan pengisian semula bateri sebaik sahaja voltan meningkat maksimum.

Malangnya, pengawal cas solar jenis ini tidak dapat mengecas sehingga 100%. Sebaik sahaja arus melonjak maksimum, penutupan berlaku. Akibatnya, caj yang tidak lengkap mengurangkan jangka hayatnya.

Hibrida

Data diterapkan ke peranti apabila terdapat dua jenis sumber tenaga, misalnya, matahari dan angin. Reka bentuk mereka berdasarkan PWM dan MPRT. Perbezaan utamanya dari peranti serupa adalah ciri arus dan voltan.

Tujuannya: untuk menyamakan beban ke bateri. Ini disebabkan oleh arus arus yang tidak rata dari angin penjana. Oleh kerana itu, jangka hayat simpanan tenaga dapat dikurangkan dengan ketara.

PWM atau PWM

Kerja berdasarkan modulasi lebar nadi arus. Menyelesaikan masalah pengecasan yang tidak lengkap. Ia menurunkan arus dan dengan itu membawa pengisian semula hingga 100%.

Akibat operasi pwm, bateri tidak terlalu panas.Hasilnya, unit kawalan solar ini dianggap sangat cekap.

Bagaimana Pengawal Cas Bateri Berfungsi

Sekiranya tidak ada cahaya matahari pada fotokel struktur, ia berada dalam mod tidur. Setelah sinar muncul pada elemen, pengawal masih dalam mod tidur. Ia hidup hanya jika tenaga yang tersimpan dari matahari mencapai 10 volt setara elektrik.

Sebaik sahaja voltan mencapai penunjuk ini, peranti akan menyala dan melalui dioda Schottky akan mula membekalkan arus ke bateri. Proses mengecas bateri dalam mod ini akan berterusan sehingga voltan yang diterima oleh pengawal mencapai 14 V. Sekiranya ini berlaku, maka beberapa perubahan akan berlaku di litar pengawal untuk bateri solar 35 watt atau yang lain. Penguat akan membuka akses ke MOSFET, dan dua yang lain, yang lemah, akan ditutup.

Ini akan berhenti mengecas bateri. Sebaik sahaja voltan turun, litar akan kembali ke kedudukan semula dan pengisian akan berterusan. Masa yang diperuntukkan untuk operasi ini kepada pengawal adalah sekitar 3 saat.

Beberapa ciri pengawal cas solar

Sebagai kesimpulan, saya perlu mengatakan mengenai beberapa lagi ciri pengawal caj. Dalam sistem moden, mereka mempunyai sejumlah perlindungan untuk meningkatkan kebolehpercayaan operasi. Dalam peranti sedemikian, jenis perlindungan berikut dapat dilaksanakan:

• Terhadap sambungan kekutuban yang salah;
• Dari litar pintas pada beban dan input;
• Dari kilat;
• Panas berlebihan;
• Dari voltan input;
• Dari habis bateri pada waktu malam.

Di samping itu, semua jenis fius elektronik dipasang di dalamnya. Untuk memudahkan operasi sistem suria, pengawal cas mempunyai paparan maklumat. Mereka memaparkan maklumat mengenai keadaan bateri dan sistem secara keseluruhan. Mungkin ada data seperti:

• Keadaan cas, voltan bateri;
• Semasa dikeluarkan oleh sel fot;
• Semasa untuk mengecas bateri dan dimuat;
• Jam ampere disimpan dan didermakan.

Paparan juga dapat menunjukkan pesan tentang muatan rendah, peringatan tentang kegagalan daya pada beban.

Beberapa model pengawal suria mempunyai pemasa untuk mengaktifkan mod malam. Terdapat peranti canggih yang mengawal operasi dua bateri bebas. Mereka biasanya mempunyai awalan Duo dalam nama mereka. Perlu juga diperhatikan model yang mampu membuang lebihan tenaga pada elemen pemanasan.

Model yang menarik mempunyai antara muka untuk menyambung ke komputer. Dengan cara ini, adalah mungkin untuk memperluas fungsi pemantauan dan pengendalian sistem suria dengan ketara. Sekiranya artikel itu berguna untuk anda, sebarkan pautan ke laman sosial. Ini akan membantu pembangunan laman web. Undi tinjauan pendapat di bawah ini dan nilai bahannya! Tinggalkan pembetulan dan penambahan pada artikel dalam komen.

Ciri-ciri peranti

Penggunaan kuasa yang rendah apabila tidak digunakan. Litar ini direka untuk bateri asid plumbum bersaiz kecil hingga sederhana dan menarik arus rendah (5mA) semasa tidak berfungsi. Ini memanjangkan jangka hayat bateri.

Komponen yang sedia ada. Peranti ini menggunakan komponen konvensional (bukan SMD) yang mudah didapati di kedai. Tidak ada yang perlu dikelipkan, satu-satunya perkara yang anda perlukan ialah voltmeter dan bekalan kuasa yang boleh disesuaikan untuk menala litar.

Versi terkini peranti. Ini adalah versi ketiga peranti, jadi kebanyakan kesalahan dan kekurangan yang terdapat pada versi pengecas sebelumnya telah diperbaiki.

Peraturan voltan. Peranti menggunakan pengatur voltan selari sehingga voltan bateri tidak melebihi norma, biasanya 13.8 Volt.

Perlindungan voltan bawah. Sebilangan besar pengecas solar menggunakan dioda Schottky untuk melindungi daripada kebocoran bateri ke panel solar.Pengatur voltan shunt digunakan apabila bateri terisi penuh. Salah satu masalah dengan pendekatan ini adalah kehilangan diod dan, sebagai akibatnya, pemanasannya. Sebagai contoh, panel solar 100 watt, 12V, membekalkan 8A ke bateri, penurunan voltan merentasi diod Schottky ialah 0.4V, iaitu. pelesapan kuasa kira-kira 3.2 watt. Ini, pertama, kerugian, dan kedua, dioda memerlukan radiator untuk menghilangkan haba. Masalahnya adalah bahawa ia tidak akan berfungsi untuk mengurangkan penurunan voltan, beberapa diod yang disambung secara selari akan mengurangkan arus, tetapi penurunan voltan akan tetap seperti itu. Dalam rajah di bawah, bukannya diod konvensional, mosfets digunakan, oleh itu kuasa hilang hanya untuk rintangan aktif (kerugian resistif).

Sebagai perbandingan, dalam panel 100 W ketika menggunakan mosfet IRFZ48 (KP741A), kehilangan kuasa hanya 0.5 W (pada Q2). Ini bermaksud kurang haba dan lebih banyak tenaga untuk bateri. Titik penting lain ialah mosfet mempunyai pekali suhu positif dan dapat disambungkan secara selari untuk mengurangkan daya tahan.

Gambar rajah di atas menggunakan beberapa penyelesaian tidak standard.

Mengecas. Tidak ada diod yang digunakan antara panel surya dan beban, sebaliknya ada mosfet Q2. Diod di mosfet membolehkan arus mengalir dari panel ke beban. Sekiranya voltan ketara muncul pada Q2, maka transistor Q3 terbuka, kapasitor C4 dikenakan, yang memaksa op-amp U2c dan U3b untuk membuka mosfet Q2. Sekarang, penurunan voltan dikira mengikut undang-undang Ohm, iaitu I * R, dan jauh lebih rendah daripada jika ada diod di sana. Kapasitor C4 dikeluarkan secara berkala melalui perintang R7 dan penutup Q2. Sekiranya arus mengalir dari panel, maka EMF induksi diri dari induktor L1 segera memaksa Q3 untuk dibuka. Ini berlaku sangat kerap (berkali-kali sesaat). Sekiranya arus masuk ke panel suria, Q2 ditutup, tetapi Q3 tidak terbuka, kerana diod D2 menghadkan EMF induksi diri dari L1 tersedak. Diode D2 dapat dinilai untuk arus 1A, tetapi semasa ujian ternyata arus seperti ini jarang terjadi.

Perapi VR1 menetapkan voltan maksimum. Apabila voltan melebihi 13.8V, penguat operasi U2d membuka mosfet Q1 dan output dari panel "litar pintas" ke tanah. Di samping itu, opamp U3b mematikan Q2 dan seterusnya. panel terputus dari beban. Ini perlu kerana Q1, selain panel surya, "litar pintas" beban dan bateri.

Pengurusan mosfet saluran-N. Mosfets Q2 dan Q4 memerlukan lebih banyak voltan untuk dipacu daripada yang digunakan dalam litar. Untuk melakukan ini, op-amp U2 dengan pengikat dioda dan kapasitor mencipta VH voltan yang meningkat. Voltan ini digunakan untuk menggerakkan U3, yang outputnya akan lebih tinggi. Sekumpulan U2b dan D10 memastikan kestabilan voltan output pada 24 volt. Dengan voltan ini, akan ada voltan sekurang-kurangnya 10V melalui sumber gerbang transistor, sehingga penjanaan haba akan menjadi kecil. Biasanya, mosfet saluran-N mempunyai impedans jauh lebih rendah daripada saluran-saluran P, itulah sebabnya ia digunakan dalam litar ini.

Perlindungan voltan bawah. Mosfet Q4, opamp U3a dengan tali perintang dan kapasitor luaran, direka untuk perlindungan tegangan bawah. Di sini Q4 digunakan bukan standard. Diod mosfet memberikan aliran arus berterusan ke dalam bateri. Apabila voltan berada di atas minimum yang ditentukan, mosfet terbuka, memungkinkan penurunan voltan kecil semasa mengecas bateri, tetapi yang lebih penting, ia membenarkan arus dari bateri mengalir ke beban jika sel suria tidak dapat memberikan daya output yang mencukupi. Sekering melindungi dari litar pintas di bahagian beban.

Berikut adalah gambar susunan elemen dan papan litar bercetak.

Menyiapkan peranti. Semasa penggunaan biasa peranti, pelompat J1 tidak boleh dimasukkan! LED D11 digunakan untuk menetapkan. Untuk mengkonfigurasi peranti, sambungkan catu daya yang dapat disesuaikan ke terminal "muat".

Menetapkan perlindungan voltan rendah Masukkan pelompat J1. Dalam bekalan kuasa, tetapkan voltan output ke 10.5V. Putar pemangkas VR2 berlawanan arah jarum jam sehingga LED D11 menyala. Putar VR2 sedikit mengikut arah jam sehingga LED mati. Tanggalkan pelompat J1.

Menetapkan voltan maksimum Dalam bekalan kuasa, tetapkan voltan output ke 13.8V. Putar pemangkas VR1 mengikut arah jam sehingga LED D9 mati. Putar VR1 perlahan berlawanan arah jarum jam sehingga LED D9 menyala.

Pengawal dikonfigurasikan. Jangan lupa membuang jumper J1!

Sekiranya kapasiti keseluruhan sistem kecil, maka mosfet dapat diganti dengan IRFZ34 yang lebih murah. Dan jika sistemnya lebih kuat, maka mosfet dapat diganti dengan IRFZ48 yang lebih kuat.

Pengawal panel solar buatan sendiri

• yang utama
• > Pengalaman kecil saya

Alat kawalannya sangat ringkas dan hanya terdiri daripada empat bahagian.

Ini adalah transistor yang kuat (saya menggunakan IRFZ44N yang boleh mengendalikan sehingga 49Amps).

Pengatur relay automotif dengan kawalan tambah (VAZ "klasik").

Perintang 120kOhm.

Diod lebih kuat untuk menahan arus yang dikeluarkan oleh panel solar (contohnya, dari jambatan dioda kereta).

Prinsip operasi juga sangat mudah. Saya menulis untuk orang yang sama sekali tidak memahami elektronik, kerana saya sendiri tidak memahami apa-apa mengenainya.

Pengatur relay disambungkan ke bateri, tolak ke dasar aluminium (31k), ditambah ke (15k), dari kenalan (68k) wayar disambungkan melalui perintang ke pintu transistor. Transistor mempunyai tiga kaki, yang pertama adalah pintu gerbang, yang kedua adalah longkang, yang ketiga adalah sumbernya. Kekurangan panel suria disambungkan ke sumber, dan nilai tambah ke bateri, dari saluran transistor dikurangkan panel suria menuju ke bateri.

Apabila pengatur relay disambungkan dan berfungsi, isyarat positif dari (68k) membuka pintu gerbang dan arus dari panel suria mengalir melalui saluran sumber ke dalam bateri, dan apabila voltan pada bateri melebihi 14 volt, relay -pengatur mematikan nilai tambah dan pintu transistor dikeluarkan melalui perintang yang ditutupnya dengan tolak, sehingga memutuskan hubungan tolak panel suria, dan ia mati. Dan apabila voltan turun sedikit, pengatur relay sekali lagi akan memberi nilai tambah pada pintu gerbang, transistor akan terbuka dan sekali lagi arus dari panel akan mengalir ke dalam bateri. Diod pada wayar positif SB diperlukan agar bateri tidak habis pada waktu malam, kerana tanpa cahaya panel solar itu sendiri menggunakan elektrik.

Di bawah ini adalah gambaran visual sambungan elemen pengawal.

Saya tidak mahir dalam elektronik dan mungkin ada beberapa kelemahan dalam litar saya, tetapi ia berfungsi tanpa sebarang tetapan dan berfungsi dengan segera, dan melakukan apa yang dilakukan oleh pengawal kilang untuk panel solar, dan harganya hanya sekitar 200 rubel dan satu jam kerja.

Di bawah ini adalah gambar pengawal ini yang tidak dapat difahami, begitu sahaja, semua perincian pengawal terpaku pada kotak kotak. Transistor memanas sedikit dan saya membetulkannya pada kipas kecil. Selari dengan perintang, saya meletakkan LED kecil, yang menunjukkan operasi pengawal. Ketika SB dihidupkan, ketika tidak, itu bermaksud bateri diisi, dan apabila bateri berkelip dengan cepat, bateri hampir terisi dan hanya diisi semula.

Alat kawalan ini telah berfungsi lebih dari enam bulan dan selama ini tidak ada masalah, saya menghubungkan semuanya, sekarang saya tidak mengikuti bateri, semuanya berfungsi dengan sendirinya. Ini adalah alat kawalan kedua saya, yang pertama saya kumpulkan untuk penjana angin sebagai pengatur pemberat, melihatnya dalam artikel sebelumnya di bahagian produk buatan sendiri.

Perhatian - pengawal tidak beroperasi sepenuhnya. Setelah beberapa waktu bekerja, menjadi jelas bahawa transistor dalam litar ini tidak menutup sepenuhnya, dan arus terus mengalir ke dalam bateri, walaupun 14 volt melebihi

Saya minta maaf kerana litar tidak beroperasi, saya sendiri sudah lama menggunakannya dan berfikir bahawa semuanya berfungsi, tetapi ternyata tidak, dan walaupun setelah pengisian penuh, arus masih mengalir ke dalam bateri. Transistor hanya ditutup separuh ketika mencapai 14 volt. Saya tidak akan melepaskan litar, kerana masa dan keinginan muncul, saya akan menyelesaikan pengawal ini dan meletakkan litar kerja.
Dan sekarang saya mempunyai pengatur pemberat sebagai pengawal, yang telah lama berfungsi dengan sempurna. Sebaik sahaja voltan melebihi 14 volt, transistor membuka dan menghidupkan mentol, yang membakar semua tenaga yang berlebihan. Pada masa yang sama, kini terdapat dua panel solar dan turbin angin pada pemberat ini.

Jenis-Jenis

Hidup / Mati

Jenis peranti ini dianggap paling mudah dan murah. Satu-satunya tugas utamanya adalah mematikan bekalan cas ke bateri apabila voltan maksimum dicapai untuk mengelakkan pemanasan berlebihan.

Walau bagaimanapun, jenis ini mempunyai kelemahan tertentu, iaitu penutupan terlalu awal. Setelah mencapai arus maksimum, perlu dilakukan proses pengisian selama beberapa jam lagi, dan pengawal ini akan segera mematikannya.

Akibatnya, pengecasan bateri akan berada di kawasan maksimum 70%. Ini memberi kesan buruk kepada bateri.

PWM

Jenis ini adalah Hidup / Mati yang maju. Peningkatannya ialah ia mempunyai sistem modulasi lebar denyut nadi (PWM) bawaan. Fungsi ini membolehkan pengawal, apabila mencapai voltan maksimum, tidak mematikan bekalan semasa, tetapi untuk mengurangkan kekuatannya.

Oleh kerana itu, pengisian peranti menjadi hampir seratus peratus menjadi mungkin.

MRRT

Jenis ini dianggap paling maju pada masa ini. Intipati karyanya didasarkan pada fakta bahawa dia dapat menentukan nilai tepat voltan maksimum untuk bateri tertentu. Ia sentiasa memantau arus dan voltan dalam sistem. Oleh kerana penerimaan parameter ini secara berterusan, pemproses dapat mengekalkan nilai arus dan voltan yang paling optimum, yang membolehkan anda menghasilkan daya maksimum.

Sekiranya kita membandingkan pengawal MPPT dan PWN, maka kecekapan yang pertama lebih tinggi sekitar 20-35%.

Jenis pengawal

Pengawal Hidup / Mati

Model-model ini adalah yang paling mudah dari keseluruhan kelas pengawal cas solar.

Pengawal caj hidup / mati untuk sistem solar

Model Hidup / Mati dirancang untuk mematikan cas bateri apabila had voltan atas tercapai. Ini biasanya 14.4 volt. Akibatnya, pemanasan berlebihan dan pengecasan berlebihan dicegah.

Pengawal Hidup / Mati tidak dapat mengecas bateri sepenuhnya. Lagipun, di sini penutupan berlaku pada saat arus maksimum tercapai. Dan proses pengisian hingga kapasiti penuh masih perlu dikekalkan selama beberapa jam. Tahap caj pada masa penutupan adalah sekitar 70 peratus daripada kapasiti nominal. Secara semula jadi, ini memberi kesan negatif terhadap keadaan bateri dan mengurangkan jangka hayatnya.

Pengawal PWM

Dalam mencari jalan keluar untuk pengisian bateri yang tidak lengkap dalam sistem dengan alat On / Off, unit kawalan telah dikembangkan berdasarkan prinsip modulasi lebar nadi (PWM untuk pendek) arus pengisian. Titik pengoperasian pengawal sedemikian adalah mengurangkan arus pengecasan apabila had voltan tercapai. Dengan pendekatan ini, cas bateri mencapai hampir 100 peratus. Kecekapan proses ditingkatkan hingga 30 peratus.

Pengawal caj PWM
Terdapat model PWM yang dapat mengatur arus bergantung pada suhu operasi. Ini memberi kesan yang baik terhadap keadaan bateri, pemanasan menurun, dan pengecasannya lebih baik diterima. Prosesnya diatur secara automatik.
Pakar mengesyorkan menggunakan pengawal cas PWM untuk panel solar di kawasan di mana terdapat banyak aktiviti cahaya matahari.Mereka sering dijumpai di sistem suria dengan kuasa rendah (kurang dari dua kilowatt). Sebagai peraturan, bateri boleh dicas semula berkapasiti kecil berfungsi di dalamnya.

Pengawal selia taip MPPT

Pengawal caj MPPT hari ini adalah peranti yang paling maju untuk mengatur proses pengisian bateri simpanan dalam sistem solar. Model-model ini meningkatkan kecekapan menjana elektrik dari panel solar yang sama. Prinsip pengoperasian peranti MPPT didasarkan pada menentukan titik nilai daya maksimum.

Pengawal caj MPPT

MPPT secara berterusan memantau arus dan voltan dalam sistem. Berdasarkan data ini, mikroprosesor menghitung nisbah parameter optimum untuk mencapai penjanaan kuasa maksimum. Semasa mengatur voltan, bahkan tahap proses pengisian diambil kira. Pengawal solar MPPT bahkan membolehkan anda mengambil banyak voltan dari modul, kemudian menukarnya menjadi voltan optimum. Optimum bermaksud yang mengecas bateri sepenuhnya.

Sekiranya kita menilai kerja MPPT berbanding dengan PWM, maka kecekapan sistem suria akan meningkat dari 20 hingga 35 peratus. Nilai tambah juga termasuk kemampuan untuk bekerja dengan peneduhan panel suria hingga 40 persen. Oleh kerana kemampuan untuk mengekalkan nilai voltan tinggi pada output pengawal, pendawaian kecil dapat digunakan. Mungkin juga memasang panel suria dan unit pada jarak yang lebih besar daripada pada PWM.

Pengawal caj hibrid

Di beberapa negara, misalnya, Amerika Syarikat, Jerman, Sweden, Denmark, sebahagian besar elektrik dihasilkan oleh turbin angin. Di beberapa negara kecil, tenaga alternatif menguasai sebahagian besar rangkaian tenaga di negeri-negeri ini. Sebagai sebahagian daripada sistem angin, ada juga alat untuk mengawal proses pengisian. Sekiranya loji kuasa adalah gabungan versi penjana angin dan panel solar, maka pengawal hibrid digunakan.

Pengawal hibrid
Peranti ini boleh dibina dengan rangkaian MPPT atau PWM. Perbezaan utama ialah mereka menggunakan ciri volt-ampere yang berbeza. Semasa operasi, penjana angin menghasilkan pengeluaran elektrik yang tidak rata. Hasilnya ialah beban bateri yang tidak rata dan operasi yang tertekan. Tugas pengawal hibrid adalah membuang tenaga berlebihan. Untuk ini, sebagai peraturan, elemen pemanasan khas digunakan.

Pengawal buatan sendiri

Orang yang memahami kejuruteraan elektrik sering membina pengawal cas untuk turbin angin dan panel solar sendiri. Fungsi model sedemikian sering lebih rendah dari segi kecekapan dan ciri yang ditetapkan pada peranti kilang. Walau bagaimanapun, dalam pemasangan kecil, kekuatan alat kawalan buatan rumah cukup mencukupi.

Pengawal caj solar buatan sendiri

Semasa membuat pengawal cas dengan tangan anda sendiri, ingat bahawa jumlah kuasa mesti memenuhi syarat berikut: 1.2P ≤ I * U. Saya adalah arus keluaran pengawal, U adalah voltan semasa bateri habis.

Terdapat beberapa litar pengawal buatan sendiri. Anda boleh mencarinya di forum yang sesuai di internet. Di sini hanya boleh dikatakan mengenai beberapa keperluan umum untuk peranti sedemikian:

• Voltan pengecasan mestilah 13.8 volt dan berbeza bergantung pada nilai arus nominal;
• Voltan di mana cas dimatikan (11 volt). Nilai ini harus dikonfigurasikan;
• Voltan di mana cas dihidupkan ialah 12.5 volt.

Oleh itu, jika anda memutuskan untuk memasang sistem solar dengan tangan anda sendiri, maka anda harus mula membuat pengawal cas. Anda tidak boleh melakukannya tanpa mengendalikan panel solar dan turbin angin.

Pilihan pilihan

Hanya ada dua kriteria pemilihan:

1. Titik pertama dan sangat penting ialah voltan masuk. Maksimum penunjuk ini harus lebih tinggi sekitar 20% voltan litar terbuka bateri solar.
2. Kriteria kedua adalah arus undian. Sekiranya jenis PWN dipilih, maka arus undiannya mestilah lebih tinggi daripada arus litar pintas bateri sekitar 10%. Sekiranya MPPT dipilih, maka ciri utamanya adalah kekuatan. Parameter ini mestilah lebih besar daripada voltan keseluruhan sistem dikalikan dengan arus pengenal sistem. Untuk pengiraan, voltan diambil dengan bateri yang habis.

Cara untuk menghubungkan pengawal

Mengingat topik sambungan, ia harus segera diperhatikan: untuk pemasangan setiap peranti individu, ciri khas adalah kerja dengan rangkaian panel suria tertentu.

Jadi, sebagai contoh, jika pengawal digunakan yang dirancang untuk voltan masukan maksimum 100 volt, satu siri panel solar harus menghasilkan voltan tidak lebih dari nilai ini.

Mana-mana loji tenaga suria beroperasi mengikut peraturan keseimbangan antara voltan output dan input tahap pertama. Had voltan atas pengawal mesti sepadan dengan had voltan atas panel

Sebelum menyambungkan peranti, perlu menentukan tempat pemasangan fizikalnya. Menurut peraturan, tempat pemasangan harus dipilih di tempat yang kering dan berventilasi baik. Kehadiran bahan mudah terbakar berhampiran peranti tidak termasuk.

Kehadiran sumber getaran, panas dan kelembapan di kawasan berdekatan peranti tidak boleh diterima. Tapak pemasangan mesti dilindungi dari pemendakan atmosfera dan cahaya matahari langsung.

Teknik untuk menghubungkan model PWM

Hampir semua pengeluar pengawal PWM memerlukan urutan penyambung yang tepat.

Teknik menghubungkan pengawal PWM dengan peranti periferal tidak begitu sukar. Setiap papan dilengkapi dengan terminal berlabel. Di sini anda hanya perlu mengikuti urutan tindakan.

Peranti periferal mesti disambungkan sepenuhnya sesuai dengan sebutan terminal hubungan:

1. Sambungkan kabel bateri ke terminal bateri peranti sesuai dengan kekutuban yang ditunjukkan.
2. Hidupkan fius pelindung secara langsung pada titik hubungan wayar positif.
3. Pada kenalan pengawal yang dimaksudkan untuk panel suria, kencangkan konduktor yang keluar dari panel solar panel. Perhatikan kekutuban.
4. Sambungkan lampu uji voltan yang sesuai (biasanya 12 / 24V) ke terminal beban peranti.

Urutan yang ditentukan tidak boleh dilanggar. Sebagai contoh, dilarang sama sekali menyambungkan panel solar apabila bateri tidak disambungkan. Dengan tindakan sedemikian, pengguna menghadapi risiko "membakar" peranti. Bahan ini menerangkan dengan lebih terperinci gambarajah pemasangan sel suria dengan bateri.

Juga, untuk pengawal siri PWM, tidak dapat disambungkan untuk menyambungkan penyongsang voltan ke terminal beban pengawal. Penyongsang harus disambungkan terus ke terminal bateri.

Prosedur untuk menyambungkan peranti MPPT

Keperluan umum untuk pemasangan fizikal untuk alat jenis ini tidak berbeza dengan sistem sebelumnya. Tetapi persediaan teknologi sering kali agak berbeza, kerana pengawal MPPT sering dianggap sebagai peranti yang lebih berkuasa.

Untuk pengawal yang dirancang untuk tahap daya tinggi, disarankan untuk menggunakan kabel dari keratan rentas besar, dilengkapi dengan penamat logam, pada sambungan litar kuasa.

Sebagai contoh, untuk sistem berkuasa tinggi, keperluan ini dilengkapi dengan fakta bahawa pengeluar mengesyorkan mengambil kabel untuk talian sambungan kuasa yang direka untuk ketumpatan arus sekurang-kurangnya 4 A / mm2. Contohnya, untuk pengawal dengan arus 60 A, kabel diperlukan untuk menyambung ke bateri dengan keratan rentas sekurang-kurangnya 20 mm2.

Kabel penyambung mesti dilengkapi dengan tali tembaga, yang dililit dengan ketat dengan alat khas. Terminal negatif panel solar dan bateri mesti dilengkapi dengan adaptor fius dan suis.

Pendekatan ini menghilangkan kehilangan tenaga dan memastikan operasi pemasangan yang selamat.

Gambarajah blok untuk menyambungkan pengawal MPPT yang kuat: 1 - panel solar; 2 - Pengawal MPPT; 3 - blok terminal; 4.5 - sekering fius; 6 - suis kuasa pengawal; 7.8 - bas darat

Sebelum menyambungkan panel solar ke peranti, pastikan voltan di terminal sesuai atau kurang daripada voltan yang dibenarkan untuk digunakan pada input pengawal.

Menyambungkan periferal ke peranti MTTP:

1. Letakkan panel dan suis bateri pada kedudukan mati.
2. Tanggalkan sekering pelindung panel dan bateri.
3. Sambungkan kabel dari terminal bateri ke terminal pengawal untuk bateri.
4. Sambungkan plumbum panel solar dengan terminal pengawal yang ditandakan dengan tanda yang sesuai.
5. Sambungkan kabel antara terminal darat dan bas bawah tanah.
6. Pasang sensor suhu pada pengawal mengikut arahan.

Selepas langkah-langkah ini, anda mesti memasukkan sekering bateri yang dikeluarkan sebelumnya ke tempatnya dan menghidupkan suis ke kedudukan "hidup". Isyarat pengesanan bateri akan muncul di skrin pengawal.

Kemudian, setelah berhenti sebentar (1-2 minit), ganti sekering panel suria yang telah dikeluarkan sebelumnya dan putar suis panel ke posisi "hidup".

Skrin instrumen akan menunjukkan nilai voltan panel suria. Detik ini membuktikan kejayaan pelancaran loji janakuasa beroperasi.

Pengawal buatan sendiri: ciri, aksesori

Peranti ini dirancang untuk berfungsi hanya dengan satu panel solar, yang menghasilkan arus dengan kekuatan tidak melebihi 4 A. Kapasiti bateri, yang dicas oleh pengawal, adalah 3,000 A * h.

Untuk mengeluarkan alat kawalan, anda perlu menyediakan elemen berikut:

• 2 litar mikro: LM385-2.5 dan TLC271 (adalah penguat operasi);
• 3 kapasitor: C1 dan C2 berkuasa rendah, mempunyai 100n; C3 mempunyai kapasiti 1000u, dinilai untuk 16 V;
• 1 LED penunjuk (D1);
• 1 diod Schottky;
• 1 diod SB540. Sebaliknya, anda boleh menggunakan diod apa pun, yang utama ialah ia dapat menahan arus maksimum bateri solar;
• 3 transistor: BUZ11 (Q1), BC548 (Q2), BC556 (Q3);
• 10 perintang (R1 - 1k5, R2 - 100, R3 - 68k, R4 dan R5 - 10k, R6 - 220k, R7 - 100k, R8 - 92k, R9 - 10k, R10 - 92k). Kesemuanya dapat 5%. Sekiranya anda mahukan ketepatan yang lebih banyak, maka anda boleh mengambil perintang 1%.

Bagaimana saya boleh menggantikan beberapa komponen

Mana-mana elemen ini boleh diganti. Semasa memasang litar lain, anda perlu memikirkan untuk menukar kapasiti kapasitor C2 dan memilih bias transistor Q3.

Daripada transistor MOSFET, anda boleh memasang yang lain. Elemen mesti mempunyai rintangan saluran terbuka rendah. Lebih baik tidak mengganti diod Schottky. Anda boleh memasang diod biasa, tetapi perlu diletakkan dengan betul.

Perintang R8, R10 ialah 92 kOhm. Nilai ini tidak standard. Kerana ini, perintang seperti itu sukar dijumpai. Penggantian penuh mereka boleh menjadi dua perintang dengan 82 dan 10 kOhm. Mereka perlu disertakan secara berurutan.

Sekiranya alat kawalan tidak akan digunakan dalam persekitaran yang bermusuhan, anda boleh memasang perintang perapi. Ia memungkinkan untuk mengawal voltan. Ia tidak akan berfungsi untuk masa yang lama dalam persekitaran yang agresif.

Sekiranya perlu menggunakan pengawal untuk panel yang lebih kuat, perlu mengganti transistor dan diod MOSFET dengan analog yang lebih kuat. Semua komponen lain tidak perlu diubah. Tidak masuk akal untuk memasang heatsink untuk mengatur 4 A. Dengan memasang MOSFET pada heatsink yang sesuai, peranti akan dapat beroperasi dengan panel yang lebih efisien.

Prinsip operasi

Sekiranya tiada arus dari bateri solar, pengawal berada dalam mod tidur. Ia tidak menggunakan bulu bateri. Setelah sinar matahari memukul panel, arus elektrik mula mengalir ke alat kawalan. Ia harus dihidupkan. Walau bagaimanapun, LED penunjuk bersama dengan 2 transistor lemah hanya menyala apabila voltan mencapai 10 V.

Setelah mencapai voltan ini, arus akan mengalir melalui dioda Schottky ke bateri. Sekiranya voltan meningkat kepada 14 V, penguat U1 akan mula beroperasi, yang akan menghidupkan MOSFET. Akibatnya, LED akan padam, dan dua transistor kuasa rendah akan ditutup. Bateri tidak akan dicas. Pada masa ini, C2 akan habis. Secara purata, ini memerlukan masa 3 saat. Selepas pelepasan kapasitor C2, histeresis U1 akan diatasi, MOSFET akan ditutup, bateri akan mula dicas. Pengecasan akan berterusan sehingga voltan naik ke tahap pensuisan.

Pengecasan berlaku secara berkala. Lebih-lebih lagi, tempohnya bergantung pada berapa arus pengisian bateri, dan seberapa kuat peranti yang disambungkan dengannya. Pengecasan berterusan sehingga voltan mencapai 14 V.

Litar dihidupkan dalam masa yang sangat singkat. Kemasukannya dipengaruhi oleh masa pengisian C2 dengan arus yang menghadkan transistor Q3. Arus tidak boleh melebihi 40 mA.