Ηλιακοί ελεγκτές

Η αρχή της λειτουργίας των ελεγκτών για τη φόρτιση ηλιακών συλλεκτών, μια συσκευή που πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά την επιλογή

Στις σύγχρονες μονάδες ηλιακής ενέργειας χρησιμοποιούνται διαφορετικά συστήματα για τη σύνδεση των πηγών ρεύματος για τη μεταφορά της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας σε μπαταρίες που λειτουργούν. Δεν χρησιμοποιούν τους ίδιους αλγορίθμους, βασίζονται σε τεχνολογίες μικροεπεξεργαστών, που ονομάζονται ελεγκτές.

Πώς λειτουργούν οι ηλιακοί ελεγκτές φορτίου

Η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από την ηλιακή μπαταρία μπορεί να μεταδοθεί σε μπαταρίες:

1. απευθείας, χωρίς τη χρήση συσκευών μεταγωγής και διατάξεων ελέγχου,

2. μέσω του ελεγκτή.

Στην πρώτη μέθοδο, το ηλεκτρικό ρεύμα από την πηγή θα μεταφερθεί στις μπαταρίες και θα αυξήσει την τάση στους ακροδέκτες τους. Αρχικά, θα φτάσει μια ορισμένη οριακή τιμή, ανάλογα με το σχέδιο (τύπος) της μπαταρίας και τη θερμοκρασία περιβάλλοντος. Στη συνέχεια, θα ξεπεραστεί το προτεινόμενο επίπεδο.

Στο αρχικό στάδιο της φόρτισης, το κύκλωμα λειτουργεί καλά. Και εδώ ξεκινούν εξαιρετικά ανεπιθύμητες διεργασίες: η συνεχής τροφοδοσία του ρεύματος φόρτισης προκαλεί αύξηση τάσης πέραν των επιτρεπτών τιμών (της τάξης των 14 V), η επαναφόρτιση συμβαίνει με απότομη αύξηση της θερμοκρασίας του ηλεκτρολύτη, η οποία οδηγεί σε βρασμό του με έντονη εκροή ατμών αποσταγμένου νερού από τα στοιχεία. Μερικές φορές μέχρι τα δοχεία να στεγνώσουν τελείως. Φυσικά, η διάρκεια ζωής της μπαταρίας μειώνεται απότομα.

Επομένως, η προσπάθεια περιορισμού του ρεύματος φόρτισης επιλύεται από ελεγκτές ή χειροκίνητα. Ο τελευταίος τρόπος: να παρακολουθείτε συνεχώς την τιμή τάσης από συσκευές και να αλλάζετε τους διακόπτες με τα χέρια σας τόσο απαράδεκτα ώστε υπάρχει μόνο θεωρητικά.

Δείτε επίσης: Ηλιακή ενέργεια για το σπίτι

Τυπικό διάγραμμα σύνδεσης ελεγκτή

Αλγόριθμοι για ελεγκτές ηλιακού φορτίου

Με την πολυπλοκότητα της μεθόδου περιορισμού της μέγιστης τάσης, οι συσκευές κατασκευάζονται σύμφωνα με τις αρχές:

1. Απενεργοποίηση / Ενεργοποίηση (ή Ενεργοποίηση / Απενεργοποίηση), όταν το κύκλωμα μεταφέρει απλώς τις μπαταρίες στον φορτιστή ανάλογα με την τάση στους ακροδέκτες,

2. μετασχηματίζει το παλμικό πλάτος (PWM)

3. Μέγιστη ισχύς σημείου σάρωσης.

Αρχή # 1: Κύκλωμα Off / On

Αυτή είναι η απλούστερη αλλά πιο αναξιόπιστη μέθοδος. Το κύριο μειονέκτημα του είναι ότι με την αύξηση της τάσης στους ακροδέκτες της μπαταρίας στην οριακή τιμή της πλήρους φόρτισης της χωρητικότητας δεν συμβαίνει. Στην περίπτωση αυτή, φθάνει το 90% περίπου της ονομαστικής αξίας.

Οι μπαταρίες έχουν σταθερή έλλειψη ενέργειας, γεγονός που μειώνει σημαντικά την ωφέλιμη ζωή τους.

Αρχή # 2: Κύκλωμα ελεγκτή PWM

Ο συντομογραφικός χαρακτήρας αυτών των συσκευών στα αγγλικά είναι: PWM. Διατίθενται με βάση τα σχέδια τσιπ. Το καθήκον τους είναι να ελέγχουν τη μονάδα ισχύος για να ρυθμίζουν την τάση στην είσοδο της σε μια δεδομένη περιοχή χρησιμοποιώντας σήματα ανάδρασης.

Οι ελεγκτές PWM μπορούν επιπλέον:

• να λαμβάνεται υπόψη η θερμοκρασία του ηλεκτρολύτη με ενσωματωμένο ή απομακρυσμένο αισθητήρα (η τελευταία μέθοδος είναι ακριβέστερη),

• δημιουργούν αντιστάσεις θερμοκρασίας για τάσεις φόρτισης,

• συντονίστε με συγκεκριμένο τύπο μπαταρίας (GEL, AGM, υγρό οξύ) με διαφορετικά γράμματα τάσης στα ίδια σημεία.

Η αύξηση των λειτουργιών των ελεγκτών PWM αυξάνει το κόστος και την αξιοπιστία τους.

Ηλιακό χρονοδιάγραμμα

Αρχή 3: Σάρωση του σημείου μέγιστης ισχύος

Αυτές οι συσκευές ορίζονται στα αγγλικά από το MPPT. Λειτουργούν επίσης με τη μέθοδο των μετατροπέων παλμού πλάτους, αλλά είναι εξαιρετικά ακριβείς επειδή λαμβάνουν υπόψη τη μεγαλύτερη ποσότητα ενέργειας που μπορούν να δώσουν οι ηλιακοί συλλέκτες.Αυτή η τιμή προσδιορίζεται με ακρίβεια πάντα και εγγράφεται στην τεκμηρίωση.

Για παράδειγμα, για 12 V ηλιακές μπαταρίες, το μέγιστο σημείο εξόδου είναι περίπου 17,5 V. Ένας συνηθισμένος ελεγκτής PWM θα σταματήσει να φορτίζει την μπαταρία όταν η τάση φτάσει στα 14 - 14,5 V και η τεχνολογία MPPT θα επιτρέψει την πρόσθετη χρήση της ηλιακής μπαταρίας έως και 17,5 Β.

Με το αυξανόμενο βάθος εκφόρτισης των μπαταριών, οι απώλειες ενέργειας από την πηγή αυξάνονται. Οι ελεγκτές μαγνητικής τομογραφίας τους μειώνουν.

Η φύση της παρακολούθησης τάσης, που αντιστοιχεί στην έξοδο της μέγιστης ισχύος ηλιακής μπαταρίας 80 watt, καταδεικνύεται από ένα μέσο γράφημα.

Με αυτόν τον τρόπο, οι ελεγκτές μαγνητικής τομογραφίας, χρησιμοποιώντας μετατροπή πλάτους παλμών σε όλους τους κύκλους φόρτισης της μπαταρίας, αυξάνουν την αποδοτικότητα της ηλιακής μπαταρίας. Ανάλογα με διάφορους παράγοντες, η εξοικονόμηση μπορεί να ανέλθει στο 10-30%. Σε αυτή την περίπτωση, το ρεύμα εξόδου από την μπαταρία θα υπερβεί το ρεύμα εισόδου από την ηλιακή μπαταρία.

Οι κύριες παράμετροι των ηλιακών ελεγκτών φορτίου

Όταν επιλέγετε έναν ελεγκτή για μια ηλιακή μπαταρία, πέρα ​​από τη γνώση των αρχών της λειτουργίας του, πρέπει να δοθεί προσοχή στις συνθήκες για τις οποίες έχει σχεδιαστεί.

Οι κύριοι δείκτες των συσκευών είναι:

• τιμή τάσης εισόδου

• η αξία της συνολικής ισχύος της ηλιακής ενέργειας,

• τη φύση του συνδεδεμένου φορτίου.

Ηλιακή τάση

Ο ελεγκτής μπορεί να τροφοδοτηθεί με τάση από έναν ή περισσότερους ηλιακούς συλλέκτες συνδεδεμένους με διαφορετικούς τρόπους. Για τη σωστή λειτουργία της συσκευής, είναι σημαντικό η συνολική τιμή της τάσης που παρέχεται σε αυτήν, λαμβάνοντας υπόψη το ρελαντί της πηγής, να μην υπερβαίνει την οριακή τιμή που καθορίζεται από τον κατασκευαστή στην τεχνική τεκμηρίωση.

Στην περίπτωση αυτή, θα πρέπει να γίνει ένα περιθώριο (αποθεματικό) ≥ 20% λόγω ορισμένων παραγόντων:

• δεν είναι μυστικό ότι ορισμένες παράμετροι της ηλιακής μπαταρίας μπορεί μερικές φορές να είναι ελαφρώς υπερεκτιμημένες για διαφημιστικούς σκοπούς,

• οι διεργασίες που συμβαίνουν στον Ήλιο δεν είναι σταθερές στη φύση και με ανώμαλα αυξημένες εκρήξεις δραστηριότητας είναι δυνατή η μεταφορά ενέργειας, η οποία δημιουργεί μια τάση ανοικτού κυκλώματος της ηλιακής μπαταρίας πάνω από το υπολογισμένο όριο.

Ηλιακή ενέργεια

Είναι σημαντικό για την επιλογή ελεγκτή επειδή η συσκευή πρέπει να μπορεί να μεταφερθεί αξιόπιστα στις μπαταρίες που λειτουργούν. Διαφορετικά, απλά θα κάψει.

Για να προσδιορίσετε την ισχύ (σε watts), πολλαπλασιάστε το μέγεθος της τρέχουσας εξόδου από τον ελεγκτή (σε amperes) με την τάση (σε volts) που παράγεται από την ηλιακή μπαταρία, λαμβάνοντας υπόψη το περιθώριο 20% που δημιουργήθηκε γι 'αυτήν.

Η φύση του συνδεδεμένου φορτίου

Πρέπει να καταλάβετε το σκοπό του ελεγκτή. Δεν πρέπει να το χρησιμοποιείτε ως καθολική πηγή ενέργειας, συνδέοντας με αυτό πολλές οικιακές συσκευές. Φυσικά, ορισμένοι από αυτούς θα είναι σε θέση να εργάζονται κανονικά χωρίς να δημιουργούν μη φυσιολογικές συνθήκες.

Αλλά ... πόσο καιρό θα συνεχιστεί αυτό; Η συσκευή λειτουργεί με βάση μετασχηματισμούς πλάτους παλμού, χρησιμοποιεί τεχνολογίες μικροεπεξεργαστών και τρανζίστορ, οι οποίες λαμβάνουν υπόψη μόνο το φορτίο χαρακτηριστικά της μπαταρίαςπαρά τυχαίους καταναλωτές με σύνθετες μεταβατικές αλλαγές κατά τη διάρκεια της μετάβασης και μεταβαλλόμενη φύση της κατανάλωσης ενέργειας.

Κατασκευαστές με μια ματιά

Η παραγωγή ελεγκτών για σταθμούς ηλιακής ενέργειας που συμμετέχουν σε πολλές χώρες. Τα προϊόντα των εταιρειών είναι δημοφιλή στη ρωσική αγορά:

• Morningstar Corporation (κορυφαίος κατασκευαστής των ΗΠΑ),

• Η τεχνολογία Beijing Epsolar (που λειτουργεί από το 1990 στο Πεκίνο),

• AnHui SunShine Νέα Ενέργεια Co (Κίνα),

• Phocos (Γερμανία),

• Steca (Γερμανία),

• Xantrex (Καναδάς).

Μεταξύ αυτών, μπορείτε πάντα να επιλέξετε ένα αξιόπιστο μοντέλο ελεγκτή που είναι πιο κατάλληλο για τις συγκεκριμένες συνθήκες λειτουργίας των ηλιακών σταθμών παραγωγής με συγκεκριμένα τεχνικά χαρακτηριστικά. Για να το κάνετε αυτό, απλά χρησιμοποιήστε τις συστάσεις αυτού του άρθρου.

Διαβάστε επίσης σε αυτό το θέμα: Αναστροφέας οικιακού ηλιακού σταθμού