Zonne-controllers

Het werkingsprincipe van controllers voor het opladen van zonnepanelen, een apparaat waarmee rekening moet worden gehouden bij het kiezen

In moderne zonne-energiecentrales worden verschillende schema's voor het aansluiten van stroombronnen gebruikt om de opgewekte elektriciteit over te dragen naar werkende batterijen. Ze gebruiken niet dezelfde algoritmen, zijn gebaseerd op microprocessortechnologieën, controllers genoemd.

Hoe solar charge controllers werken

Door de zonnebatterij opgewekte elektriciteit kan worden overgedragen naar opslagbatterijen:

1. rechtstreeks, zonder het gebruik van schakelapparaten en bedieningsapparaten,

2. via de controller.

In de eerste methode gaat de elektrische stroom van de bron naar de batterijen en verhoogt de spanning op hun terminals. Aanvankelijk bereikt het een bepaalde grenswaarde, afhankelijk van het ontwerp (type) van de batterij en de omgevingstemperatuur. Dan zal het aanbevolen niveau worden overwonnen.

In het beginstadium van het opladen werkt het circuit prima. En hier beginnen uiterst ongewenste processen: de voortdurende toevoer van de laadstroom veroorzaakt een toename van de spanning boven de toegestane waarden (in de orde van 14 V), het opladen vindt plaats met een scherpe stijging van de temperatuur van de elektrolyt, wat leidt tot koken met een intense ontlading van gedestilleerde waterdamp uit de elementen. Soms totdat de containers volledig drogen. Natuurlijk wordt de levensduur van de batterij aanzienlijk korter.

Daarom wordt de taak van het beperken van de laadstroom opgelost door controllers of handmatig. De laatste manier: controleer constant de spanningswaarde door apparaten en schakel de schakelaars met uw handen zo ondankbaar dat deze alleen in theorie bestaat.

Zie ook: Zonne-energie voor thuis

Typisch verbindingsschema van de controller

Algoritmen voor solar charge controllers

Door de complexiteit van de methode om de maximale spanning te beperken, worden de apparaten vervaardigd volgens de principes:

1. Uit / Aan (of Aan / Uit), wanneer het circuit de batterijen eenvoudig naar de lader pendelt volgens de spanning over de terminals,

2. pulsbreedte (PWM) transformaties,

3. Scanpunt maximaal vermogen.

Principe # 1: Uit / Aan Circuit

Dit is de eenvoudigste maar meest onbetrouwbare methode. Het belangrijkste nadeel is dat bij toenemende spanning op de polen van de batterij tot de grenswaarde van de volledige lading van de capaciteit niet optreedt. In dit geval bereikt het ongeveer 90% van de nominale waarde.

Batterijen hebben constant een gebrek aan energie, wat hun levensduur aanzienlijk verkort.

Principe # 2: PWM-controllercircuit

De afgekorte aanduiding van deze apparaten in het Engels is: PWM. Ze zijn beschikbaar op basis van chipontwerpen. Hun taak is om de voedingseenheid te besturen om de spanning aan zijn ingang in een bepaald bereik te regelen met behulp van feedbacksignalen.

PWM-controllers kunnen bovendien:

• rekening houden met de temperatuur van de elektrolyt met een geïntegreerde of externe sensor (deze laatste methode is nauwkeuriger),

• maak temperatuurcompensaties voor laadspanningen,

• stem af op een specifiek type batterij (GEL, AGM, vloeibaar zuur) met verschillende spanningsgrafieken op dezelfde punten.

Het verhogen van de functies van PWM-controllers verhoogt hun kosten en betrouwbaarheid.

Zonneschema

Principe 3: Scannen van het maximale stopcontact

Dergelijke apparaten worden in het Engels aangeduid door MPPT. Ze werken ook volgens de methode van pulsbreedteconverters, maar zijn uiterst nauwkeurig omdat ze rekening houden met de grootste hoeveelheid stroom die zonnepanelen kunnen geven.Deze waarde wordt altijd nauwkeurig bepaald en in de documentatie opgenomen.

Voor 12 V zonnecellen is het maximale stroomretourpunt bijvoorbeeld ongeveer 17,5 V. Een gewone PWM-controller stopt met het opladen van de batterij wanneer de spanning 14 - 14,5 V bereikt, en werken aan MPPT-technologie staat extra gebruik van de zonnebatterij toe tot 17,5 V.

Met toenemende ontladingsdiepte van de batterijen nemen energieverliezen uit de bron toe. MRI-controllers verminderen ze.

De aard van de spanningsvolgorde, die overeenkomt met de output van het maximale vermogen van de zonnebatterij van 80 watt, wordt aangetoond door een gemiddelde grafiek.

Op deze manier verhogen MRI-controllers, met behulp van pulsbreedteconversie in alle laadcycli, de efficiëntie van de zonnebatterij. Afhankelijk van verschillende factoren kan de besparing oplopen tot 10-30%. In dit geval zal de uitgangsstroom van de batterij de ingangsstroom van de zonnebatterij overschrijden.

De belangrijkste parameters van solar charge controllers

Bij het kiezen van een controller voor een zonnebatterij moet, naast het kennen van de principes van zijn werking, aandacht worden besteed aan de omstandigheden waarvoor deze is ontworpen.

De belangrijkste indicatoren van de apparaten zijn:

• ingangsspanningswaarde

• de waarde van de totale kracht van zonne-energie,

• aard van de aangesloten belasting.

Zonne spanning

De controller kan worden gevoed met spanning van een of meer zonnepanelen die op verschillende manieren zijn aangesloten. Voor de juiste werking van het apparaat is het belangrijk dat de totale waarde van de geleverde spanning, rekening houdend met het stationaire toerental van de bron, de grenswaarde niet overschrijdt die door de fabrikant in de technische documentatie is opgegeven.

In dit geval moet een marge (reserve) van ≥ 20% worden gemaakt vanwege een aantal factoren:

• het is geen geheim dat bepaalde parameters van de zonnebatterij soms enigszins kunnen worden overschat voor reclamedoeleinden,

• de processen die op de zon plaatsvinden, zijn niet stabiel en met abnormaal verhoogde uitbarstingen van activiteit is energieoverdracht mogelijk, waardoor een open circuit spanning van de zonnebatterij boven de berekende limiet ontstaat.

Zonne-energie

Het is belangrijk voor het kiezen van een controller, omdat het apparaat deze betrouwbaar moet kunnen overdragen naar werkende batterijen. Anders zal het gewoon branden.

Om het vermogen (in watt) te bepalen, wordt de grootte van de stroomuitgang van de controller (in ampères) vermenigvuldigd met de spanning (in volt) gegenereerd door de zonnebatterij, rekening houdend met de daarvoor gemaakte marge van 20%.

De aard van de aangesloten belasting

U moet het doel van de controller begrijpen. Gebruik het niet als universele stroombron door verschillende huishoudelijke apparaten erop aan te sluiten. Natuurlijk zullen sommigen van hen normaal kunnen werken zonder abnormale omstandigheden te creëren.

Maar ... hoe lang gaat dit door? Het apparaat werkt op basis van pulsbreedtetransformaties, maakt gebruik van microprocessor- en transistortechnologieën, die alleen rekening houden met de belasting batterij kenmerkenin plaats van willekeurige consumenten met complexe transiënten tijdens het schakelen en de veranderende aard van het stroomverbruik.

Fabrikanten in één oogopslag

De productie van controllers voor zonne-energiecentrales in veel landen. De producten van bedrijven zijn populair op de Russische markt:

• Morningstar Corporation (toonaangevende Amerikaanse fabrikant),

• Beijing Epsolar Technology (actief sinds 1990 in Beijing),

• AnHui SunShine New Energy Co (China),

• Phocos (Duitsland),

• Steca (Duitsland),

• Xantrex (Canada).

Onder hen kunt u altijd een betrouwbaar controller-model kiezen dat het meest geschikt is voor de specifieke bedrijfsomstandigheden van zonne-energiecentrales met bepaalde technische kenmerken. Gebruik hiervoor gewoon de aanbevelingen van dit artikel.

Lees ook over dit onderwerp: Omvormer voor zonne-energiecentrale thuis