КОНТРОЛЛЕР ЗАРЯДА
от admin
После того, как вы купили фотоэлектрические элементы и построили солнечную панель или изготовили самодельный ветрогенератор, встает вопрос об утилизации лишней энергии, когда аккумулятор полностью заряжен, а ветрогенератор или панель продолжают вырабатывать энергию. Это чревато довольно негативными последствиями как для аккумулятора, так и для самих источников энергии — перезаряд приводит к разрушению пластин АКБ, а ветроколесо начинает набирать неконтролируемые обороты и может пойти в разнос.
Справится с этим нам поможет изготовление несложного, но довольно надежного универсального контроллера заряда, подходящего для заряда батарей как от солнечных элементов,так и от ветрогенератора. Первоначальная схема агрегата была разработанна Майклом Дэвисом (Michael Davis).
Сигнал приходящий с выпрямителя ветрогенератора или солнечной панели коммутируется при помощи реле, управляеммым пороговой схемой с полевым транзисторным ключом. Пороги переключения режимов регулируются посредством подстроечных резисторов. В качестве нагрузки для утилизации энергии при полном заряде аккумулятора автор использовал 8 резисторов (тэнов) сопротивлением 4 Ома с мощностью рассеивания 50Вт. Готовое изделие было оформлено в пластиковый корпус.
Я специально не заострял вашего внимания на описании мелочей из данного проекта, так как вскоре автор пошел по пути усовершенствования и упрощения конструкции своего детища. Модернизированную и упрощенную конструкцию контроллера и предлагаю рассмотреть подробнее. Как видно из принципиальной эл.схемы, принцип действия прибора нисколько не изменился.
Упростилась сама схема — вместо микросхем ОУ и логической, автор применил самую распространенную микросхему таймера NE555P.
Подробнее остановимся и на выборе деталей для проекта.
В качестве стабилизатора напряжения питания самой схемы используется широко распространенный интегральный стабилизатор 7805 (К142ЕН5А). Транзистор Q1 может быть заменен на NTE123, 2N3904 или любой другой биполярный NPN структуры с подходящими параметрами. То же касается и полевого транзистора IRF540 — его меняем на любой подходящий по параметрам. Подстроечные резисторы лучше взять многооборотные. Подойдут любые с интервалом подстройки от 0 до 100К (но все же при 10К резисторах подстройка выйдет гораздо точнее, что немаловажно при установке режимов заряда гелевой батареи).
В качестве коммутатора используется автомобильное реле на 12В с возможностью коммутации токов в 30-40А. Конденсаторы обвязки стабилизатора можно поставить любые — от керамических до пленочных, хотя я, как перестраховщик, ставил бы пленку. Светодиоды в контроллер заряда можно подобрать любые разного цвета свечения — LED1 индуцирует режим »сброса» энергии на нагрузку, а LED2 — режим заряда аккумулятора.
Автор собрал устройство на монтажной плате и вставил в корпус подходящего размера.
Однако один его предприимчивый соратник (Jason Markham) развел печатную плату для контроллера и успешно стал продавать через Интернет набор для самостоятельного изготовления (38долларов) и готовое изделие (54,95 долларов).
Ничего не попишешь — Америка, хотя наш самодельщик за такую сумму соберет с десяток таких контроллеров заряда батарей.
Испытания контроллера, проводимые долгое время как с ветроэнергоустановкой так и с солнечной панелью, показали высокую его надежность.
Напоследок одно небольшое замечание: включение контроллера в систему производить только после подключения аккумулятора к его контактам, в противном случае устройство может неправильно работать или выйти из строя. Автор статьи: Электродыч.
Originally posted 2019-02-07 14:32:46. Republished by Blog Post Promoter
Контроллеры заряда солнечных панелей — оборудование для зарядки аккумуляторов
OutBack, MidNite, Sol-Ark, Solar Edge, комплекты солнечных панелей Готовые системы.
Зачем контроллер заряда?
Надлежащая зарядка аккумуляторов предотвращает чрезмерный перезаряд аккумуляторов в энергосистеме на основе аккумуляторов. В отличие от других типов генераторов, солнечные панели могут быть замкнуты накоротко или разомкнуты.
замкнуться, не причинив им вреда. Контроллеры содержат реле, которое размыкает цепь зарядки, прекращает зарядку при заданном высоком напряжении и, как только достигается заданное низкое напряжение, замыкает цепь.
позволяя продолжить зарядку. Управляйте временем автономной работы, получите необходимый усилитель с помощью mppt
Плата Контроллеры представляют собой штуковину, которая устанавливается между солнечной батареей и батареями и рассчитана на системы, которые они защищают, благодаря току батареи короткого замыкания и мощности, соответствующей напряжению батареи. Наиболее распространены 12, 24 и 48 вольт. Из-за низких температур и «края облачный эффект», нередки спорадически повышенные уровни тока. По этим и другим причинам величина силы тока контроллера должна быть увеличена как минимум на двадцать пять процентов от пиковой солнечной батареи. ток округлен. Вы также можете использовать строковый калькулятор производителя, чтобы правильно определить правильный размер контроллера заряда для вашей системы на основе батареи для вашего почтового индекса.
Какой размер мне нужен?
Возьмем количество панелей х
ватт, чтобы получить общую мощность солнечной батареи.
Затем вы делите его на напряжение вашей аккумуляторной батареи, чтобы получить амперы, добавляете 25%, чтобы учитывать низкие температуры, и, как всегда, округляете в большую сторону.
Пример: 2 солнечные панели по 140 Вт последовательно = 280 Вт / аккумуляторная батарея 12 В постоянного тока + 25% = 29,18 ампер. В этом примере вы бы выбрали зарядное устройство на 30 ампер, 12 В постоянного тока. Другим примером может быть
4 — солнечные панели 250 Вт = 1000 Вт / аккумуляторная батарея 24 В = 41,7 ампер + 25% = 52,09округлено = контроллер на 60 ампер. Примечание; Солнечные контроллеры заряда рассчитаны на солнечную панель
ток массива и напряжение системы. Эти примеры представляют собой простые расчеты для небольших систем. Если вы рассматриваете более крупную систему с несколькими строками, вам следует ознакомиться с нашим
Страница Off-Grid Living для некоторых предварительно сконфигурированных систем, которые включают контроллер заряда нужного размера, или обратитесь к строковому калькулятору производителей контроллеров заряда.
МидНайт Солнечная
Midnite Solar — американский производитель, производящий широкий спектр продуктов на основе альтернативных источников энергии, которые в основном используются в автономных батареях. Классическая серия MidNite максимальной мощности Контроллеры заряда Point Tracking (MPPT) являются самыми мощными полнофункциональными контроллерами на рынке, а также единственными контроллерами, перечисленными в ETL, предназначенными для работа с солнечными, ветровыми и микро-гидроэлектрическими системами.
Типичная солнечная батарея для аккумуляторных систем состоит из трех обычных солнечных панелей по 60 ячеек, соединенных последовательно. По всей Северной Америке 3 последовательных соединения являются безопасной последовательностью для большинства контроллеров MPPT. Midnite Classic с более высоким напряжением контроллеры могут принимать строки из 4 или даже 5, в зависимости от солнечных батарей и местного климата.
На холодную ясную
Утром, если ваша солнечная панель или ряд панелей Voc превысит предел контроллера, контроллер заряда защитит себя, отказываясь включаться.
Если вы значительно превысите Voc, например, подключив большой
несколько последовательно соединенных панелей или, например, не сопоставьте вашу единственную панель с контроллером, вы получите дым. Дым, исходящий от вашего контроллера заряда, — это плохо.
Большинство контроллеров заряда MPPT работают с более высокими напряжениями массива, что может значительно уменьшить требуемый размер провода между массивом и контроллером заряда. Хотя контроллеры заряда MPPT дороже, чем ШИМ-контроллеры, они могут повысить производительность системы до 30%, что делает их очень экономичными.
*Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) является эффективным средством для достижения заряда батареи постоянным напряжением путем переключения (или импульса) контроллера заряда.
силовые устройства. При ШИМ-регулировании ток солнечной батареи снижается в зависимости от состояния батареи и потребности в подзарядке.
ШИМ-контроллер заряда постоянно проверяет состояние батареи, чтобы определить, как быстро подается электрический заряд.
импульсов и их длительность. В полностью заряженной батарее без нагрузки он может просто «тикать» каждые несколько секунд и отправлять
короткий импульс на батарею. В разряженной батарее импульсы будут очень длинными и почти непрерывными. Контроллер заряда
проверяет уровень заряда аккумулятора между импульсами и каждый раз настраивается.
**Отслеживание точки максимальной мощности (MPPT) — идеальное напряжение солнечных панелей — это то, при котором они могут выдавать максимальную мощность. Точка максимальной мощности, также называемая пиковым напряжением мощности, сокращенно Vpp
это максимальная произведенная энергия. Отслеживание точки максимальной мощности (MPPT) — это электронная конструкция, которую производители контроллеров заряда используют для получения максимально возможной мощности от аккумулятора.
солнечная панель. Элементы, из которых состоит солнечная панель, имеют сложную взаимосвязь между солнечным излучением, температурой и сопротивлением.
которая дает нелинейную выходную эффективность, известную как кривая IV.
Целью контроллера MPPT является выборка выходных данных.
элементов и применить соответствующую нагрузку для получения максимальной мощности для любых условий окружающей среды. По существу, это определяет
ток, который инвертор должен потреблять от солнечной панели, чтобы получить максимально возможную мощность, поскольку мощность равна напряжению, умноженному на
текущий. Контроллеры MPPT более эффективны, чем контроллеры PWM, и экономят значительные деньги на больших системах, поскольку они обеспечивают на 16–30% больше энергии для батареи.
Контроллеры заряда, автономные, зарядные устройства глубокого цикла.
Контроллеры заряда — это полупроводниковые электронные устройства, используемые почти во всех системах солнечной и ветровой энергии, использующих батареи. заряд
контроллер часто используется в автономных солнечных системах с батареями от 12 до 48 вольт, чтобы поддерживать напряжение батарей в пределах
допустимые пределы. Контроллер заряда автоматически снижает, останавливает или отклоняет электроэнергию, когда аккумуляторы системы полностью заряжаются.
Емкость контроллера заряда варьируется от 4 до 80 А, и несколько контроллеров заряда могут использоваться параллельно для более крупных систем солнечных батарей.
Некоторые контроллеры заряда предлагают дополнительные функции, такие как отображение состояния заряда,
регистрация данных, автоматическая выравнивающая зарядка батареи и
запуск генератора.
Простейшие контроллеры заряда отключают питание, когда аккумулятор достигает установленного напряжения,
и включите его, когда будет достигнута уставка низкого напряжения. Контроллеры заряда с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) включаются и выключаются очень быстро, поддерживая аккумуляторы в полном заряде при любой доступной мощности. Контроллеры заряда с отслеживанием точки максимальной мощности (MPPT) оптимизируют напряжение фотоэлектрической батареи, чтобы максимизировать общую выходную мощность, а затем преобразуют ее в правильное напряжение для зарядки аккумулятора. Этот процесс значительно увеличивает мощность солнечной батареи, особенно при низких температурах, когда напряжение батареи значительно ниже напряжения фотоэлектрической батареи.
Большинство контроллеров заряда MPPT работают с более высокими напряжениями массива, что позволяет использовать более крупные солнечные модули, которые могут быть более экономичными с точки зрения стоимости на ватт. Солнечная батарея с более высоким напряжением также сводит к минимуму требуемый размер провода AWG между солнечными панелями и контроллером заряда. Хотя контроллеры заряда MPPT дороже, чем контроллеры PWM, они могут повысить производительность системы до 30%. Контроллеры заряда
Продажи Blue Pacific Solar используют новейшую силовую электронику для регулирования заряда батареи, контролируя зарядное напряжение и ток от источника питания.
массив солнечных батарей. Контроллеры заряда регулируют заряд батареи, а также предотвращают ее чрезмерную разрядку, которая может привести к повреждению
банк аккумуляторов.
Контроллеры заряда имеют несколько ступеней управления, которые используются для регулирования различных уровней напряжения и тока. Напряжение и ток батареи
меняется на разных стадиях заряда аккумулятора.
Хотя количество может варьироваться, объемный заряд обычно составляет приблизительно 80 %, абсорбционный заряд составляет 10 % с
Плавающий заряд, представляющий баланс процесса зарядки аккумулятора. Стадия объемной зарядки контроллеров заряда — это первая стадия, которая используется для доведения глубины разрядки батареи (DOD) до 100%.
Стадия объемного заряда начинается утром после того, как DOD батарей разряжен с момента захода солнца в предыдущий день. Стадия объемной зарядки
выталкивает как можно больше ампер в аккумуляторную батарею от солнечных панелей и повышает напряжение в процессе. Эффект контроллера заряда
мало чем отличается от попытки наполнить стакан водой из-под крана. Сначала вы открываете кран на полную мощность, пока стакан наполняется, а затем медленно опускаете воду.
давление, пока стакан не наполнится. Когда аккумуляторная батарея достигает заданного уровня, известного как уставка общего напряжения, заряд значительно снижается.
замедлился.
Поскольку уставка общего напряжения определяется типом используемой батареи, многие контроллеры заряда должны быть предварительно настроены на тип батареи.
батарея, которая будет определять скорость заряда.
Второе состояние заряда, используемое контроллером заряда, — это стадия поглощения. После того, как аккумуляторная система была доведена до уставки общего напряжения, контроллер заряда замедляет скорость заряда, потому что аккумуляторная батарея не может выдерживать такой же быстрый темп зарядки без перегрева и повреждения банк аккумуляторов. На этапе абсорбции аккумуляторная батарея заполнена примерно на 80%. Поглощающий заряд — это функциональный уровень в процессе, который завершает банк аккумуляторов. На этапе поглощения контроллер заряда поддерживает постоянное напряжение батареи и уменьшает количество тока, подаваемого в батарею. Когда стадия поглощения завершена, аккумуляторная батарея полностью заряжается.
Последним шагом, который выполняет контроллер заряда, является плавающий заряд.
Обычно контроллер заряда переходит в состояние плавающего заряда, когда другой заряд
уровень заряда аккумуляторной батареи был достигнут. Когда количество пиковых солнечных часов ограничено, контроллер заряда солнечной батареи может не получить заряд аккумулятора.
вернитесь на стадию плавания до начала следующего цикла.
MorningStar, Outback и Xantrex каждый день добавляют новые и обновленные технологии контроллеров заряда. Выпущены различные новые модели контроллеров заряда каждый год делать то, что поначалу кажется дилеммой, но на самом деле является лучшим решением. Там ведь правильный контроллер заряда для каждого автономного солнечного приложения. Консультанты Blue Pacific Solars могут помочь вам решить различные проблемы подбора правильной зарядки. контроллеры к вашему блоку батарей.
SolarEdge, Sol-Ark, StorEdge, Ephase, MidNite Solar, аккумуляторная батарея для резервного питания.
Связанные предметы; Стойки, солнечные батареи и электрораспределение для солнечных комплектов Общая стоимость
Домашние системы — готовые комплекты и системы для тонкопленочных солнечных панелей своими руками — сетевые или автономные — гибридные — ветряные
Комплекты и комплекты для производства солнечной энергии своими руками
Зарядные станции для электромобилей готовы к установке
Сделай сам и сэкономь. Пропустите наценку и сэкономьте до 50 % от национальных установщиков при покупке прямо у источника. Мы можем помочь вам с планами по установке солнечной системы в вашем доме или офисе. Получите советы, рекомендации и индивидуальный дизайн системы от опытных экспертов, которые много лет работают в солнечной отрасли. Установив пакет моно- или поликристаллических солнечных панелей, вы по-прежнему получаете федеральные налоговые льготы и местные льготы.
Grid Tie Solar
Предварительно сконфигурированные сетевые солнечные системы, встроенные в ваше здание или недвижимость, которые подключаются непосредственно к инженерной сети.
Автономные солнечные комплекты
Автономные системы — это энергосистемы, независимые от коммунальной сети
Резервные системы
Резервное питание и комплекты солнечной установки для собственного потребления
Разрешительная документация
Планы и документы, соответствующие кодексу NEC
Солнечная энергия
Солнечные панели
Бескомпромиссное качество, высочайшая эффективность и производительность, лучшие гарантии
Работайте с экспертами по солнечной энергии и экономьте деньги. Солнечная энергия — это искусство для нас
Посмотрите, что бесплатная энергия Солнца может сделать для вашей жизни.
Солнечная энергия
Солнечный магазин и солнечные детали
ИНТЕРНЕТ-МАГАЗИН
Синий Тихоокеанский солнечный
888-898-5849
Понедельник — Пятница
8:30–17:00 CST
Комплекты для самостоятельной установки солнечных панелей,
Grid-Tie, Off-Grid, Hybrid Wind
Системы резервного питания
Контроллеры
Контроллер заряда устанавливается между солнечными панелями и аккумуляторной батареей.
Его основная функция заключается в предотвращении перезарядки аккумуляторов солнечных батарей. Алгоритм или стратегия управления контроллера заряда определяет эффективность зарядки аккумулятора и использования солнечной панели, что в конечном итоге влияет на способность системы удовлетворять требования нагрузки и обеспечивать вас энергией, когда она вам нужна.
Дополнительные функции, такие как температурная компенсация и выравнивание, могут улучшить способность контроллера заряда поддерживать работоспособность, максимизировать емкость и продлить срок службы батарей.
Современные контроллеры заряда бывают двух основных типов: ШИМ (широтно-импульсная модуляция) и MPPT (отслеживание точки максимальной мощности). По аналогии с автомобилем, ШИМ-контроллер заряда будет похож на трехступенчатую механическую коробку передач, а контроллер MPPT — на автоматическую коробку передач. Контроллеры заряда типа MPPT автоматически определяют напряжение, при котором панели вырабатывают энергию наиболее эффективно.
ШИМ (широтно-импульсная модуляция)
Контроллеры заряда типа ШИМ являются самыми простыми и, как правило, самыми дешевыми. ШИМ-контроллеры работают, регулируя импульсное прямое соединение солнечной батареи с аккумуляторной батареей. По мере того, как аккумуляторная батарея приближается к полному заряду, длина импульсов подключения уменьшается, чтобы постепенно уменьшать зарядный ток от солнечной батареи. На аккумуляторной батарее 12 В ШИМ-контроллеры заряда можно использовать только с солнечной батареей с напряжением холостого хода 28,0 В или меньше. Сюда не входят большие жилые панели с 60 или 72 ячейками.
В системах с несколькими солнечными панелями разного напряжения (например, 32-элементные панели, смешанные с 36- или 40-элементными панелями) ШИМ-контроллеры заряда предпочтительнее контроллеров MPPT, поскольку их алгоритмы работы менее привередливы.
Наши самые популярные ШИМ-контроллеры заряда:
Victron BlueSolar PWM-Light 12/24V-10A
Bogart Engineering SC-2030
Victron BlueSolar PWM-Pro 12/24V-30A
MPPT (Maximum Power Point Tracking)4 90366 Контроллеры заряда типа MPPT используют гораздо более эффективный метод подачи энергии от солнечной батареи к аккумуляторной батарее.
Вместо регулируемого прямого подключения контроллеры типа MPPT преобразуют оптимальный баланс тока и напряжения от солнечной батареи в то, что можно безопасно подавать в аккумуляторную батарею. Это означает, что избыточное напряжение от солнечной батареи преобразуется в больший зарядный ток.
Например, с ШИМ-контроллером заряда у вас может быть солнечная панель, работающая от 18,0 В и 5,0 А, подающая 5,0 А на ваш аккумулятор. Если ваш аккумулятор имеет напряжение 13,0 В, вы получаете от панели только 65 Вт (13,0 В x 5,0 А = 65 Вт). С контроллером заряда MPPT на той же панели вы сможете использовать это дополнительное напряжение (18,0–13,0 В = 5,0 В) и превратить его в больший ток. Ваш зарядный ток будет около 6,9 А, и вы получите 90 Вт от панели.
Среди наших самых популярных контроллеров заряда MPPT:
Victron SmartSolar MPPT 75/15, 100/20, 100/30, 100/50, 150/70, 150/85, 150/100
Blue Sky Solar Boost 2512iX-HV, 3024iL
Конструкция системы контроллера заряда
4 Есть несколько факторов, которые следует учитывать при выборе системы контроллера заряда:
Цена и производительность — Контроллеры заряда MPPT будут стоить дороже, но они также дадут вам больше энергии.
Использование контроллера типа MPPT похоже на дополнительные панели в массиве. Если места на крыше не хватает, как это обычно бывает с автофургонами, контроллеры MPPT помогут вам максимально использовать то, что у вас есть.
Напряжение массива/напряжение аккумуляторной батареи — Для зарядки аккумуляторной батареи напряжение солнечной батареи должно быть немного выше, чем напряжение аккумуляторной батареи. Эта разность потенциалов (давления) заставляет электроны течь от панелей к батареям. Без этого дифференциала аккумуляторы не получат заряд. Обычно солнечная батарея работает при напряжении около 18,0 В, а аккумуляторная батарея — от 11,0 до 14,6 В.
Пределы напряжения – ШИМ-контроллеры заряда на 12-вольтовых аккумуляторных системах обычно имеют предел напряжения массива разомкнутой цепи 24 В. Другие контроллеры MPPT имеют ограничения по напряжению до 150В, а в некоторых случаях и выше. Чтобы не повредить контроллер заряда, убедитесь, что Voc (напряжение разомкнутой цепи) для каждой панели не превышает предел вашего контроллера заряда.
Voc обычно печатается на этикетке на задней панели солнечной панели.
Ограничения по току — Контроллеры заряда оцениваются по их выходному току (от контроллера до аккумулятора). Пока ваши панели подключены параллельно (как и должно быть для RV), вы можете определить максимальный выходной ток, просуммировав рабочий ток или Impp (текущая точка максимальной мощности) для каждой панели. Impp обычно печатается на этикетке панели.
Несколько контроллеров заряда — Если требуемая солнечная батарея имеет зарядный ток, превышающий номинальный ток предпочитаемого вами контроллера заряда, вы можете использовать несколько контроллеров заряда. Эти контроллеры заряда будут подключены параллельно друг к другу через аккумуляторную батарею. Blue Sky IPN-ProRemote может контролировать до восьми контроллеров заряда в одной системе.
Настройка контроллера заряда
Для поддержания работоспособности аккумулятора важно запрограммировать контроллер заряда с правильными системными параметрами, такими как максимальное напряжение, общая емкость аккумулятора (если применимо) и т.
д. Все установленные системы AM Solar откалиброваны. для оптимальной производительности и эффективности, основанной на многолетнем опыте работы с различными типами аккумуляторов в реальных условиях эксплуатации.
Принадлежности контроллера заряда
Чтобы получить максимальную отдачу от вашей системы, может быть важно включить датчики и мониторы температуры батареи.
Датчики температуры аккумуляторной батареи (не требуется для литиевых аккумуляторных батарей). Чтобы максимально использовать потенциал свинцово-кислотной аккумуляторной батареи без выкипания электролита, контроллер заряда должен уметь компенсировать температуру аккумуляторной батареи.
Мониторы . С помощью системы мониторинга контроллера заряда вы сможете видеть ключевые сведения о системе, такие как ток зарядки, уровень заряда аккумулятора, напряжение аккумулятора и т. д. Усовершенствованные системы мониторинга, такие как Blue Sky IPN Pro, позволяют настраивать и контролировать различные параметры вашей системы, что в дальнейшем поможет вам поддерживать более здоровые батареи, тем самым увеличивая их долговечность.
