Energia solară este până acum limitată (la nivelul gospodăriei) la crearea de panouri fotovoltaice cu putere relativ scăzută. Dar, indiferent de designul convertorului solar fotoelectric, acesta este echipat cu un modul numit controller de încărcare solar.
Într-adevăr, schema de instalare a fotosintezei soarelui include o baterie reîncărcabilă - o rezervă de energie primită de la panoul solar. Această sursă secundară de energie este servită în primul rând de către controlor.
Apoi, vom înțelege dispozitivul și principiile de funcționare a acestui dispozitiv, precum și descrierea modului de conectare a acestuia.
Controlere solare
Un modul electronic, numit controller solar al bateriei, este conceput pentru a efectua o varietate de funcții de control în procesul de încărcare / descărcare a unei baterii solare.
Aceasta arată ca una dintre numeroasele modele existente de regulatoare de încărcare pentru o baterie solară. Acest modul este unul dintre proiectele de dezvoltare PWM.
Când lumina soarelui cade pe suprafața unui panou solar instalat, de exemplu, pe acoperișul unei case, fotocelulele dispozitivului transformă această lumină într-un curent electric.
Energia rezultată, de fapt, ar putea fi alimentată direct de bateria de stocare. Cu toate acestea, procesul de încărcare / descărcare a bateriei are propriile ei subtilități (anumite nivele de curenți și tensiuni). Dacă ignorați aceste subtilități, bateria pentru o scurtă perioadă de funcționare pur și simplu nu reușește.
Pentru a nu avea astfel de consecințe triste, este proiectat un modul numit controler de încărcare solară.
Pe lângă monitorizarea nivelului bateriei, modulul monitorizează și consumul de energie. În funcție de gradul de descărcare, circuitul controlerului de încărcare a bateriei solare este reglat și este setat nivelul curent pentru încărcarea inițială și ulterioară.
În funcție de puterea regulatorului de încărcare a bateriei solare, desenele acestor dispozitive pot avea configurații foarte diferite
În general, în termeni simpli, modulul oferă o "viață" lipsită de griji a bateriei, care acumulează periodic și oferă energie dispozitivelor de consum.
Specii practice
La nivel industrial, au fost create și sunt produse două tipuri de dispozitive electronice, execuția cărora este adecvată pentru instalarea în circuitul sistemului de energie solară:
- Dispozitive din seria PWM.
- Dispozitive din seria MPPT.
Primul tip de controler pentru bateria solare poate fi numit "bătrân". Astfel de scheme au fost dezvoltate și puse în funcțiune la începutul formării energiei solare și eoliene.
Principiul de funcționare al circuitului de comandă al PWM se bazează pe algoritmi de modulare a lățimii impulsurilor. Funcționalitatea acestor dispozitive este oarecum inferioară dispozitivelor mai avansate ale seriei MPPT, dar, în general, funcționează destul de eficient.
Una dintre cele mai populare modele din comunitatea regulatorului de încărcare a bateriei stației solare, în ciuda faptului că circuitul dispozitivului este fabricat în conformitate cu tehnologia PWM, care este considerată depășită
Construcțiile care utilizează tehnologia Maximum Power Point Tracking (urmărirea limitei maxime de putere) se disting printr-o abordare modernă a soluțiilor de proiectare a circuitelor, oferind o mai mare funcționalitate.
Dar, dacă comparați ambele tipuri de controler și, mai ales, cu o tendință spre sfera internă, dispozitivele MPPT nu se uită în acea lumină irizantă în care acestea sunt în mod tradițional anunțate.
Controler tip MPPT:
- are un cost mai mare;
- posedă un algoritm de tuning complex;
- oferă un câștig de putere numai pe panouri de o suprafață mare.
Acest tip de echipament este mai potrivit pentru sistemele solare globale.
Un controler conceput pentru a funcționa ca parte a proiectului unei centrale solare. Este un reprezentant al clasei de dispozitive MPPT - mai avansată și mai eficientă.
Este mai profitabil să cumpărați și să utilizați controlerul PWM (PWM) cu același efect pentru a satisface nevoile utilizatorului mediu din mediul de acasă, care de obicei are un panou cu suprafață mică.
Diagrame bloc de control
Diagramele schematice ale controlerelor PWM și MPPT pentru examinare prin privirea lor îngustă sunt prea complicate pentru un moment, cuplate cu o înțelegere subtilă a electronicii. Prin urmare, este logic să se ia în considerare numai diagramele structurale. Această abordare este ușor de înțeles pentru o gamă largă de oameni.
Opțiunea nr. 1 - dispozitive PWM
Tensiunea din panoul solar de-a lungul a doi conductoare (pozitive și negative) ajunge la elementul de stabilizare și la circuitul de separare rezistiv. Datorită acestei părți a circuitului, potențialele tensiunii de intrare sunt egalizate și, într-o anumită măsură, organizează protecția intrării controlerului împotriva depășirii limitei de tensiune de intrare.
Trebuie subliniat aici: fiecare model individual al dispozitivului are o limită specifică pentru tensiunea de intrare (indicată în documentație).
Deci, arata cam o schema bloc a dispozitivelor fabricate pe baza tehnologiei PWM. Pentru funcționarea ca parte a stațiilor interne mici, o astfel de abordare prin circuit oferă o eficiență amplă.
În plus, tensiunea și curentul sunt limitate la valoarea necesară de către tranzistoarele de putere. Aceste componente ale circuitelor, la rândul lor, sunt controlate de cipul controlerului prin cipul șoferului. Ca urmare, ieșirea unei perechi de tranzistoare de putere este setată la valoarea normală a tensiunii și curentului pentru baterie.
De asemenea, în circuit există un senzor de temperatură și un driver care controlează tranzistorul de putere, care reglează puterea de încărcare (protecția împotriva descărcării profunde a bateriei). Senzorul de temperatură monitorizează starea de încălzire a elementelor importante ale controlerului PWM.
De obicei, nivelul de temperatură în interiorul carcasei sau pe radiatoarele transistorilor de putere. Dacă temperatura depășește limitele stabilite în setări, dispozitivul oprește toate liniile de alimentare active.
Opțiunea nr. 2 - dispozitive MPPT
Complexitatea schemei în acest caz datorită adăugării acesteia la un număr de elemente care construiesc mai atent algoritmul de control necesar, pe baza condițiilor de lucru.
Nivelurile tensiunii și curentului sunt monitorizate și comparate de comparatori, iar puterea maximă de ieșire este determinată din rezultatele comparației.
Schema schematică în formă structurală pentru controlorii de încărcare bazată pe tehnologiile MPPT. Aici este observat un algoritm mai complex pentru monitorizarea și controlul dispozitivelor periferice.
Principala diferență a acestui tip de controlere de la dispozitivele PWM este aceea că aceștia pot ajusta modulul de energie solară la puterea maximă, indiferent de condițiile meteorologice.
Schema unor astfel de dispozitive este implementată în mai multe metode de control:
- tulburări și observații;
- creșterea conductivității;
- scanarea curentă;
- tensiune constantă.
Și în segmentul final al acțiunii generale, un alt algoritm este folosit pentru a compara toate aceste metode.
Modalități de conectare a controlorilor
Având în vedere subiectul legăturilor, trebuie să rețineți imediat: pentru a instala fiecare dispozitiv, o caracteristică caracteristică funcționează cu o serie specifică de panouri solare.
De exemplu, dacă se utilizează un controler care este proiectat pentru o tensiune maximă de intrare de 100 volți, o serie de panouri solare trebuie să producă o tensiune care să nu depășească această valoare.
Orice centrale solare funcționează conform regulii de echilibrare a tensiunii de ieșire și de intrare a primei etape. Limita de tensiune superioară a controlerului ar trebui să corespundă limitei de tensiune superioară a panoului.
Înainte de a conecta dispozitivul, este necesar să stabiliți locul instalării sale fizice. Conform regulilor, locul de instalare trebuie să fie în zone uscate și bine ventilate. Prezența materialelor inflamabile în apropierea dispozitivului este exclusă.
Prezența surselor de vibrații, căldură și umiditate în imediata vecinătate a dispozitivului este inacceptabilă. Locul de instalare trebuie protejat de precipitații și de lumina directă a soarelui.
Tehnologia de conectare PWM
Aproape toți producătorii de controlere PWM trebuie să respecte secvența exactă a dispozitivelor de conectare.
Tehnica de conectare a controlorilor PWM cu dispozitive periferice nu este deosebit de dificilă. Fiecare placă este echipată cu terminale etichetate. Aici trebuie doar să urmați succesiunea de acțiuni.
Este necesară conectarea dispozitivelor periferice în deplină conformitate cu desemnarea terminalelor de contact:
- Conectați firele acumulatorului la bornele bateriei dispozitivului în conformitate cu polaritatea indicată.
- Direct de la punctul de contact al firului pozitiv, activați siguranța de siguranță.
- La contactele controlerului, destinate panoului solar, fixați conductorii care se extind din panourile panoului solar. Respectați polaritatea.
- Conectați la bornele de sarcină ale instrumentului o lampă de control cu tensiunea corespunzătoare (de obicei 12/24 V).
Secvența specificată nu trebuie încălcată. De exemplu, conectarea panourilor solare în primul rând atunci când bateria nu este conectată este strict interzisă. Prin astfel de acțiuni, utilizatorul riscă să "ardă" dispozitivul. Acest material descrie în detaliu schema de asamblare a bateriilor solare cu o baterie.
De asemenea, pentru controlerele seriei PWM nu este permisă conectarea invertorului de tensiune la bornele de sarcină ale regulatorului. Convertizorul trebuie conectat direct la bornele bateriei.
Procedura de conectare MPPT
Cerințele generale pentru instalarea fizică pentru acest tip de dispozitive nu diferă de sistemele anterioare. Însă instalarea tehnologică este deseori diferită, deoarece controlorii MPPT sunt adesea considerați dispozitive mai puternice.
Pentru controale proiectate pentru niveluri de putere ridicată, se recomandă utilizarea unor cabluri mari de secțiune transversală echipate cu terminale metalice pe conexiunile circuitului de alimentare
De exemplu, pentru sistemele de mare putere, aceste cerințe sunt completate de faptul că producătorii recomandă luarea unui cablu pentru linii electrice concepute pentru o densitate a curentului de cel puțin 4 A / mm 2 . Aceasta este, de exemplu, pentru un controler cu un curent de 60 A, aveți nevoie de un cablu pentru conectarea la o baterie cu o secțiune transversală de cel puțin 20 mm 2 .
Cablurile de conectare trebuie să fie echipate cu știfturi de cupru, strânse strâns cu unelte speciale. Terminalele negative ale panoului solar și ale bateriei trebuie să fie echipate cu adaptoare cu siguranțe și întrerupătoare.
Această abordare elimină pierderile de energie și asigură funcționarea în siguranță a instalației.
Schema bloc a conectării unui controler MPPT puternic: 1 - panou solar; 2 - controler MPPT; Bloc terminal 3; 4, 5 - siguranțe; 6 - comutator de alimentare al controlerului; 7.8 - pneu de la sol
Înainte de a conecta panourile solare la dispozitiv, asigurați-vă că tensiunea la borne corespunde sau este mai mică decât tensiunea care este acceptabilă pentru a fi alimentată la intrarea regulatorului.
Conectarea perifericelor la o mașină MTTP:
- Schimbați panoul și comutatorul bateriei în poziția "dezactivată".
- Scoateți siguranțele de pe panou și de la baterie.
- Conectați cablul bateriei la bornele controlerului pentru baterie.
- Conectați cablurile panoului solar cu bornele controlerului marcate cu semnul corespunzător.
- Conectați cablul de împământare la magistrala de la sol cu un cablu.
- Montați senzorul de temperatură pe controler conform instrucțiunilor.
După aceste acțiuni, este necesară înlocuirea siguranței acumulatorului demontată anterior și rotirea comutatorului în poziția "pornit". Pe ecranul controlerului apare un semnal de detectare a bateriei
Apoi, după o scurtă pauză (1-2 minute), puneți în siguranță siguranța panoului solar scoasă anterior și rotiți comutatorul panoului în poziția pornit.
Ecranul instrumentului va afișa valoarea de tensiune a panoului solar. Acest moment demonstrează lansarea cu succes a centralei solare în funcțiune.
Concluzii și video util pe această temă
Industria produce dispozitive cu mai multe straturi din punctul de vedere al soluțiilor de circuit. Prin urmare, este imposibil să se facă recomandări clare cu privire la conectarea tuturor instalațiilor fără excepție
Cu toate acestea, principiul principal pentru toate tipurile de dispozitive rămâne același: conectarea unui panou fotovoltaic este inacceptabilă fără conectarea bateriei la magistrala de comandă. Cerințe similare sunt impuse pentru includerea în circuitul invertorului de tensiune. Acesta ar trebui considerat ca un modul separat conectat la baterie prin contact direct.
Dacă aveți experiența sau cunoștințele necesare, vă rugăm să o partajați cu cititorii noștri. Lăsați-vă comentariile în caseta de mai jos. Aici puteți pune o întrebare pe tema articolului.