Pengawal cas bateri solar: litar, prinsip operasi, kaedah sambungan

Tenaga suria setakat ini terhad (di peringkat isi rumah) kepada penciptaan panel fotovoltaik kuasa yang agak rendah.Tetapi tanpa mengira reka bentuk penukar fotoelektrik cahaya suria kepada arus, peranti ini dilengkapi dengan modul yang dipanggil pengawal cas bateri solar.

Malah, pemasangan fotosintesis solar termasuk bateri boleh dicas semula - peranti penyimpanan untuk tenaga yang diterima daripada panel solar. Sumber tenaga sekunder inilah yang terutamanya disediakan oleh pengawal.

Dalam artikel yang kami bentangkan, kami akan memahami reka bentuk dan prinsip operasi peranti ini, dan juga mempertimbangkan cara menyambungkannya.

Pengawal Suria

Modul elektronik yang dipanggil pengawal solar direka untuk melaksanakan beberapa fungsi kawalan semasa proses pengecasan/penyahcasan bateri bateri solar.

Apabila cahaya matahari jatuh pada permukaan panel solar yang dipasang, contohnya, di atas bumbung rumah, fotosel peranti menukar cahaya ini kepada arus elektrik.

Tenaga yang terhasil, sebenarnya, boleh dibekalkan terus ke bateri simpanan. Walau bagaimanapun, proses pengecasan/penyahcasan bateri mempunyai kehalusan tersendiri (tahap arus dan voltan tertentu). Jika anda mengabaikan kehalusan ini, bateri hanya akan gagal dalam tempoh operasi yang singkat.

Untuk mengelakkan akibat yang menyedihkan, modul yang dipanggil pengawal cas untuk bateri solar direka bentuk.

Selain memantau tahap cas bateri, modul ini juga memantau penggunaan tenaga.Bergantung pada tahap nyahcas, litar pengawal cas bateri solar mengawal dan menetapkan tahap semasa yang diperlukan untuk pengecasan awal dan seterusnya.

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

Secara umum, secara ringkas, modul ini menyediakan "kehidupan" yang riang untuk bateri, yang secara berkala mengumpul dan melepaskan tenaga kepada peranti pengguna.

Jenis yang digunakan dalam amalan

Di peringkat perindustrian, dua jenis peranti elektronik telah dilancarkan dan sedang dihasilkan, reka bentuk yang sesuai untuk pemasangan dalam sistem tenaga suria:

1. Peranti siri PWM.
2. Peranti siri MPPT.

Jenis pengawal pertama untuk bateri solar boleh dipanggil "orang tua". Skim sedemikian telah dibangunkan dan mula beroperasi pada awal pembangunan tenaga solar dan angin.

Prinsip pengendalian litar pengawal PWM adalah berdasarkan algoritma modulasi lebar nadi. Fungsi peranti sedemikian agak lebih rendah daripada peranti yang lebih maju dalam siri MPPT, tetapi secara amnya ia juga berfungsi dengan agak berkesan.

Salah satu model pengawal cas bateri stesen solar yang popular dalam masyarakat, walaupun pada hakikatnya litar peranti dibuat menggunakan teknologi PWM, yang dianggap ketinggalan zaman

Reka bentuk menggunakan teknologi Penjejakan Titik Kuasa Maksimum (menjejaki had kuasa maksimum) dibezakan dengan pendekatan moden untuk penyelesaian litar dan menyediakan kefungsian yang lebih besar.

Tetapi jika kita membandingkan kedua-dua jenis pengawal dan, terutamanya, dengan berat sebelah terhadap sfera domestik, peranti MPPT tidak kelihatan dalam cahaya merah jambu di mana ia secara tradisional diiklankan.

Pengawal jenis MPPT:

• mempunyai kos yang lebih tinggi;
• mempunyai algoritma konfigurasi yang kompleks;
• memberikan keuntungan dalam kuasa hanya pada panel kawasan yang luas.

Peralatan jenis ini lebih sesuai untuk sistem tenaga suria global.

Pengawal direka untuk operasi sebagai sebahagian daripada pemasangan tenaga solar. Ia adalah wakil kelas peranti MPPT - lebih maju dan cekap

Untuk keperluan pengguna biasa dari persekitaran domestik, yang, sebagai peraturan, mempunyai panel kawasan kecil, lebih menguntungkan untuk membeli dan mengendalikan pengawal PWM (PWM) dengan kesan yang sama.

Gambar rajah blok pengawal

Gambar rajah skematik pengawal PWM dan MPPT untuk menganggapnya sebagai mata orang awam adalah perkara yang terlalu kompleks yang dikaitkan dengan pemahaman halus tentang elektronik. Oleh itu, adalah logik untuk mempertimbangkan hanya gambar rajah struktur. Pendekatan ini boleh difahami oleh pelbagai orang.

Pilihan #1 - Peranti PWM

Voltan dari panel solar bergerak melalui dua konduktor (positif dan negatif) ke elemen penstabil dan litar perintang pemisah. Disebabkan oleh bahagian litar ini, potensi penyamaan voltan masukan diperoleh dan, sedikit sebanyak, ia mengatur perlindungan input pengawal daripada melebihi had voltan masukan.

Ia harus ditekankan di sini: setiap model peranti individu mempunyai had voltan input tertentu (ditunjukkan dalam dokumentasi).

Ini adalah lebih kurang rupa gambarajah blok peranti yang dibuat berdasarkan teknologi PWM.Untuk operasi sebagai sebahagian daripada stesen rumah kecil, pendekatan litar ini memberikan kecekapan yang cukup mencukupi

Seterusnya, voltan dan arus dihadkan kepada nilai yang diperlukan oleh transistor kuasa. Komponen litar ini pula dikawal oleh cip pengawal melalui cip pemacu. Akibatnya, keluaran sepasang transistor kuasa menetapkan nilai normal voltan dan arus untuk bateri.

Litar ini juga mengandungi penderia suhu dan pemacu yang mengawal transistor kuasa, yang mengawal kuasa beban (perlindungan terhadap pelepasan mendalam bateri). Penderia suhu memantau status pemanasan elemen penting pengawal PWM.

Biasanya paras suhu di dalam kes atau pada heatsink transistor kuasa. Jika suhu melebihi had yang ditetapkan dalam tetapan, peranti akan mematikan semua talian kuasa aktif.

Pilihan #2 - peranti MPPT

Kerumitan litar dalam kes ini adalah disebabkan penambahannya kepada beberapa elemen yang membina algoritma kawalan yang diperlukan dengan lebih berhati-hati, berdasarkan keadaan operasi.

Tahap voltan dan arus dipantau dan dibandingkan dengan litar pembanding, dan berdasarkan hasil perbandingan, kuasa keluaran maksimum ditentukan.

Reka bentuk litar dalam bentuk struktur untuk pengawal cas berdasarkan teknologi MPPT. Algoritma yang lebih kompleks untuk memantau dan mengawal peranti persisian telah dinyatakan di sini.

Perbezaan utama antara jenis pengawal dan peranti PWM ini ialah ia dapat melaraskan modul tenaga suria kepada kuasa maksimum, tanpa mengira keadaan cuaca.

Litar peranti sedemikian melaksanakan beberapa kaedah kawalan:

• gangguan dan pemerhatian;
• meningkatkan kekonduksian;
• sapuan semasa;
• voltan malar.

Dan dalam segmen akhir tindakan keseluruhan, algoritma untuk membandingkan semua kaedah ini juga digunakan.

Kaedah sambungan pengawal

Memandangkan topik sambungan, ia harus segera diperhatikan: untuk pemasangan setiap peranti individu, ciri ciri berfungsi dengan siri panel solar tertentu.

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

Sebarang pemasangan tenaga suria beroperasi mengikut peraturan mengimbangi output dan voltan input peringkat pertama. Had atas voltan pengawal mesti sepadan dengan had atas voltan panel

Sebelum menyambungkan peranti, anda perlu memutuskan lokasi pemasangan fizikalnya. Mengikut peraturan, lokasi pemasangan harus dipilih di kawasan yang kering dan berventilasi baik. Elakkan kehadiran bahan mudah terbakar berhampiran peranti.

Kehadiran sumber getaran, haba dan kelembapan di kawasan berhampiran peranti tidak boleh diterima. Tapak pemasangan mesti dilindungi daripada hujan dan cahaya matahari langsung.

Teknologi sambungan untuk model PWM

Hampir semua pengeluar pengawal PWM memerlukan peranti disambungkan dalam urutan yang tepat.

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

Peranti persisian mesti disambungkan sepenuhnya mengikut penetapan terminal kenalan:

1. Sambungkan wayar bateri ke terminal bateri peranti mengikut polariti yang ditunjukkan.
2. Hidupkan fius pelindung terus pada titik sentuhan wayar positif.
3. Pasangkan konduktor yang datang dari bateri panel suria ke sesentuh pengawal yang dimaksudkan untuk panel solar. Perhatikan polariti.
4. Sambungkan lampu ujian voltan yang sesuai (biasanya 12/24V) ke terminal beban peranti.

Urutan yang ditentukan tidak boleh dilanggar. Sebagai contoh, menyambungkan panel solar terlebih dahulu apabila bateri tidak disambungkan adalah dilarang sama sekali. Dengan melakukan ini, pengguna menghadapi risiko "membakar" peranti. DALAM bahan ini Gambar rajah untuk memasang panel solar dengan bateri diterangkan dengan lebih terperinci.

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

Prosedur untuk menyambung peranti MPPT

Keperluan pemasangan fizikal am untuk jenis peranti ini tidak berbeza daripada sistem sebelumnya. Tetapi persediaan teknologi selalunya agak berbeza, kerana pengawal MPPT sering dianggap sebagai peranti yang lebih berkuasa.

Untuk pengawal yang direka untuk tahap kuasa tinggi, adalah disyorkan untuk menggunakan kabel keratan rentas besar yang dilengkapi dengan penutup hujung logam untuk sambungan litar kuasa.

Sebagai contoh, untuk sistem berkuasa, keperluan ini ditambah dengan fakta bahawa pengeluar mengesyorkan menggunakan kabel untuk talian sambungan kuasa yang direka untuk ketumpatan arus sekurang-kurangnya 4 A/mm². Iaitu, sebagai contoh, untuk pengawal dengan arus 60 A, anda memerlukan kabel untuk menyambung ke bateri dengan keratan rentas sekurang-kurangnya 20 mm².

Kabel penyambung mesti dilengkapi dengan lug tembaga, dikelim dengan alat khas. Terminal negatif panel solar dan bateri mesti dilengkapi dengan penyesuai dengan fius dan suis.

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

Gambar rajah blok menyambungkan pengawal MPPT yang berkuasa: 1 – panel solar; 2 – pengawal MPPT; 3 – blok terminal; 4.5 – fius; 6 – suis kuasa pengawal; 7.8 – bas bumi

Sebelum menyambung panel solar Apabila menyambung ke peranti, pastikan voltan pada terminal sepadan atau kurang daripada voltan yang boleh dibekalkan kepada input pengawal.

Menyambung peranti ke peranti MTTP:

1. Tukar suis panel dan bateri ke kedudukan "mati".
2. Tanggalkan fius pelindung pada panel dan bateri.
3. Sambungkan terminal bateri dengan kabel ke terminal pengawal untuk bateri.
4. Sambungkan terminal panel solar dengan kabel ke terminal pengawal yang ditunjukkan oleh tanda yang sepadan.
5. Sambungkan terminal tanah ke bas tanah dengan kabel.
6. Pasang penderia suhu pada pengawal mengikut arahan.

Selepas langkah ini, anda perlu memasukkan semula fius bateri yang telah dikeluarkan sebelum ini dan putar suis ke kedudukan "hidup". Isyarat pengesanan bateri akan muncul pada skrin pengawal.

Seterusnya, selepas jeda singkat (1-2 minit), gantikan fius panel solar yang telah dikeluarkan sebelum ini dan putar suis panel ke kedudukan "hidup".

Skrin peranti akan menunjukkan nilai voltan panel solar. Detik ini menunjukkan kejayaan pelancaran pemasangan tenaga solar.

Kesimpulan dan video berguna mengenai topik ini

Industri ini menghasilkan peranti yang pelbagai rupa dari segi reka bentuk litar. Oleh itu, adalah mustahil untuk memberikan cadangan yang jelas mengenai sambungan semua pemasangan tanpa pengecualian.

Walau bagaimanapun, prinsip utama untuk sebarang jenis peranti tetap sama: tanpa menyambungkan bateri ke bas pengawal, sambungan ke panel fotovoltaik tidak boleh diterima. Keperluan yang sama dikenakan untuk dimasukkan ke dalam skim ini penyongsang voltan. Ia harus dianggap sebagai modul berasingan yang disambungkan kepada bateri melalui sentuhan langsung.

Jika anda mempunyai pengalaman atau pengetahuan yang diperlukan, sila kongsikan dengan pembaca kami. Tinggalkan komen anda di blok di bawah. Di sini anda boleh bertanya soalan tentang topik artikel.