Как выбрать контроллер для солнечных батарей: Как подобрать контроллер заряда для солнечных батарей


0
Categories : Разное

Содержание

Как подобрать контроллер заряда для солнечных батарей

Статья посвящена выбору характеристик контроллера заряда аккумуляторов для солнечной электростанции

Как подобрать контроллер заряда

Вопрос – как выбрать контроллер заряда для солнечной электростанции является одним из главных при расчете солнечной системы. При всей кажущейся сложности этого вопроса, его можно существенно упростить. Это мы и попытаемся сделать в этой статье.

Итак:

Выбор контроллера заряда является четвертым этапом при расчете солнечной системы. После выбора требуемого инвертора (ссылка), расчета требуемой емкости аккумуляторов и определения требуемой суммарной мощности солнечных панелей можно приступить к выбору контроллера заряда.

 

О том какие контроллеры бывают и какой тип контроллера выбрать вы можете прочитать тут – https://oporasolar.ru/a171898-chto-takoe-kontroller-html/

 

Поэтому останавливаться на этом мы не будем, а приведем способы расчета для двух типов контроллеров PWM (ШИМ) и MPPT.

 

Подбор PWM (ШИМ) контроллера заряда АКБ

При подборе контроллера данного типа мы будем прежде всего опираться на 2 основных характеристики это допустимая сила тока (5А, 10А,  20А, 50А) и рабочее напряжение (12В, 24В, 48В).

 

Немного подробнее об этих характеристиках:

Допустимая сила тока определяет максимальный ток от солнечных панелей который будет выдерживать контроллер.

Рабочее напряжение – это режимы в которых контроллер может функционировать. В зависимости от схемы соединения солнечных панелей и аккумуляторов – мы можем выбрать режим работы – рабочее напряжение.

 

О том какие варианты соединения Аккумуляторов и Солнечных панелей  могут быть, а также как будут определяться рабочие токи и напряжения – вы можете прочитать тут – https://oporasolar.ru/a171380-varianty-podklyucheniya-akkumulyatorov-html/

И тут – https://oporasolar.ru/a171460-kak-podklyuchit-solnechnye-html/

 

Номинальная сила тока одной панели определяется как Номинальная Мощность делить на Номинальное Напряжение

Например:

для 100 ватной панели на 12 вольт мы получим 100/12=8.33А  ― для одной такой панели контроллера заряда на 10А и 12В будет достаточно, но при этом надо убедиться, что банк аккумуляторов (если их несколько) собран на 12В.

Включая 2 таких панели последовательно мы получаем номинальное напряжение равное 12В*2=24В и в данном случае потребуется уже контроллер заряда который может работать в режиме 24В, при этом допустимая номинальная сила тока по прежнему остается 10А, поскольку при последовательном включении солнечных панелей,  номинальный ток будет равен току одной панели – 8.33А.

 

Если мы включим 2 солнечных панели параллельно, то напряжение останется равным 12 В но при этом ток будет суммироваться. В нашем случае 8.33А*2=16.66А а значит контроллера заряда 20А будет достаточно.

При выборе режима включения PWM контроллера очень важно, чтобы вся система была собрана на одно номинальное напряжение – т.е. если мы включаем аккумуляторы на 24В, то и панели и контроллер и инвертор должны быть включены на 24В.

 

Для того чтобы определить какое максимальное количество панелей можно включить в PWM контроллер при различных режимах включения нужно умножить ток на напряжение режима включения.

Для примера определим какие панели можно включить в контроллер 30А 12/24/48В:

Итак – при включении контроллера в режиме 12 В мы имеем максимальную мощность панелей равную 12В*30А=360Вт – это может быть одна панель на 360Вт с номинальным напряжением 12В, 2 панели по 180Вт с номинальным напряжением 12В включенные параллельно, 4 панели по 90Вт с номинальным напряжением 12В включенные параллельно и так далее

 

При включении контроллера в режиме 24В  ― имеем 24В*30А=720Вт – можно включить 6 панелей по 120Вт с номинальным напряжением 12В при этом соединив по 2 панели последовательно и затем 3 таких цепи параллельно, или другие различные варианты как в предыдущем режиме

 

Мы также можем включить этот контроллер в режиме 48В и тогда получим максимальную мощность панелей 48В*30А=1440Вт.

 

Другим важным ограничением при выборе PWM контроллера заряда считается Емкость банка аккумуляторов. Считается, что ток заряда аккумуляторов должен быть не менее 10% от значения емкости банка аккумуляторов, т.е. для аккумулятора на 100Ач нужен ток контроллера не менее 10А. При последовательном включении аккумуляторов номинальное напряжение остается неизменным, а вот емкость суммируется соответственно для двух 100Ач АКБ включенных последовательно, ток нужен уже 20А. Поэтому старайтесь выбирать режим работы контроллера так, чтобы ток заряда банка аккумуляторов не был больше номинального тока контроллера.

 

Подбор MPPT контроллера заряда АКБ

В случае выбора такого контроллера ситуация обстоит немного проще. Такие контроллеры преобразовывают любое напряжение панелей на входе в контроллер в требуемое номинальное для зарядки аккумуляторов.

 

У таких контроллеров важна еще одна характеристика – максимальное напряжение холостого хода солнечных панелей и в данном случае она определяет количество панелей и схему включения.

 

Напряжение холостого хода любой панели указано в инструкции  к солнечной панели или на самой панели с обратной стороны называется  Uoc (U open circuit). Например для панели 150Вт (Моно) 12В  напряжение холостого хода составляет порядка 23В.

 

Что касается подбора контроллера по току – ситуация аналогичная PWM контроллерам.

 

Например в контроллер MPPT на 60А и 150В Напряжение холостого хода можно включить последовательно 6 моно панелей по 150 Вт с напряжением холостого хода 23В (23В* 6=138В меньше 150В). При этом включить параллельно эти же 6 панелей мы не сможем, поскольку для каждой панели номинальный ток будет равен 150Вт/12В=12,5А. А это значит что включив параллельно 4 таких панели мы получим ток уже 50А. Поэтому в данном случае очень важно определить схему включения панелей так, чтобы получить максимальную суммарную мощность.

При использовании данных панелей мы можем подключить до 24 таких панелей – по 6 панелей последовательно и далее 4 цепочки параллельно.

 

На этом все сложности выбора контроллеров заряда заканчиваются.

Есть более научные способы расчета требуемых характеристик контроллеров, но в целом результаты таких расчетов не будут существенно отличаться от предложенного нами способа. Если Вам интересны такие способы расчета ― следите за появлением новых статей ― мы будем стараться подробно разбирать все нюансы.

Как выбрать контроллер заряда для солнечной батареи? © Солнечные.RU

Если Вы знакомы с особенностями солнечных батарей, а именно с тем, что они представляют собой источники тока, что как раз и необходимо для зарядки аккумуляторов, то может возникнуть следующий вопрос.

Зачем вообще нужен контроллер заряда для солнечной батареи? И действительно, достаточно просто соединить солнечную батарею с аккумулятором, и при наличии хоть какого-то света, а еще лучше — Солнца, от солнечной батареи пойдет зарядный ток в аккумулятор и без использования контроллера.

Так для чего же тогда покупать контроллер заряда, какие функции он выполняет и в чем отличие разных типов контроллеров (MPPT, PWM, ON/OFF)? Попробуем разобраться с этим.

Итак, что будет, если не применять его совсем? При прямом подключении солнечной батареи к аккумулятору пойдет зарядный ток и напряжение на клеммах аккумулятора начнет постепенно расти. Пока оно не достигнет предельного напряжения зарядки (которое зависит от типа аккумулятора и его температуры), прямое подключение будет равнозначно присутствию контроллера моделей PWM или ON/OFF, поскольку в этом режиме эти модели просто соединяют вход и выход.

При достижении предельного напряжения (около 14 Вольт), ON/OFF контроллер, который является самым дешевым из всех типов, просто отключит солнечную батарею от аккумулятора и заряд прекратится, хотя в реальности аккумулятор заряжен еще не полностью и для полной зарядки требует поддержания на нем предельного напряжения в течение еще нескольких часов. Эту задачу решает PWM контроллер, который при помощи широтно-импульсного преобразования (ШИМ или, по английски — PWM) понижает напряжение солнечной батареи до нужного значения и поддерживает его.

Если же Вы не используете никакого контроллера, то Вам нужно постоянно следить при помощи вольтметра за зарядным напряжением и в нужный момент отключить солнечную батарею. И если Вы забудете ее отключить, то это приведет к перезаряду, выкипанию электролита и сокращению срока службы аккумуляторов. Однако, если Вы и отключите ее вовремя или же используете простой ON/OFF контроллер, аккумуляторы останутся заряженными не полностью (примерно на 90%), а регулярный недозаряд в конечном итоге приведет к значительному сокращению их срока службы.

Существуют еще два важных фактора, которые должны быть учтены при заряде аккумуляторов. Качественные контроллеры заряда обязательно должны учитывать температуру аккумулятора и иметь температурную компенсацию зарядных напряжений, а также иметь выбор типа аккумуляторной батареи (AGM, GEL, жидко-кислотный), поскольку разные типы имеют разные зарядные кривые (разные напряжения в одних и тех же режимах). Отметим также, что для температурной компенсации может использоваться как встроенный температурный датчик, так и выносной. При использовании выносного температурного датчика, точность работы контроллера повышается.

Подведем промежуточный итог.

Мы рассмотрели вариант отказа от контроллера заряда, а также использование двух типов контроллеров — PWM и ON/OFF и пришли к выводу, что наилучшим из перечисленных вариантов является PWM тип. При этом крайне важно наличие у него температурной компенсации и возможности выбора типа аккумуляторных батарей.

Окончание

Какой контроллер выбрать — PWM или MPPT?

Перевод «White paper» Victron Energy. Полный текст доступен по ссылке  Which solar charge controller: PWM or MPPT?

Более подробная информация о солнечных контроллерах, принципах их действия, производителях, правилах выбора — на нашем основном сайте.

1. Что делают контроллеры

ШИМ контроллеры соединяют солнечную батарею с аккумулятором напрямую. Напряжение на солнечной батарее снижается до напряжения аккумуляторной батареи.

MPPT контроллер является более сложным и более дорогим устройством. Он регулирует напряжение на входе таким образом, чтобы получать от солнечной батареи максимальную мощность. Входное напряжение может меняться в зависимости от освещенности и нагруженности солнечного модуля.  В то же время напряжение на выходе равно напряжению на аккумуляторной батарее. Таким образом, на стороне аккумуляторов может быть 12В, а на стороне солнечной батареи — гораздо выше.

Пример подключения солнечного модуля с номинальным напряжением выше, чем напряжение на аккумуляторной батарее. В примере солнечная батарея генерирует напряжение около 36В.

 Графическое представление DC-DC преобразования, выполняемого MPPT контроллером

2. Двойная выгода MPPT контроллеров

a)       Слежинеие за точкой максимальной мощности (ТММ)
MPPT контроллер собирает с солнечной батареи больше энергии. Прибавка к генерации составляет от 10% до 40% — в зависимости от того, как сильно нагрета солнечная батарея. Цифры соответстуют температурам более 75°C и менее 45°C. Также, прибавка к выработке имеет место при низкой освещенности, т.к. более высоковольтная солнечная батарея продолжает заряжать аккумуляторы и при низкой освещенности.

При высоких температорах и низкой освещенности генерация солнечной батареи сильно падает. Большее количество солнечных элементов, соединенных последовательно производят более высокое напряжение, которое будет превышать напряжение на аккумуляторной батарее (АБ) при меньшей освещенности. Тем самым ток будет течь из солнечной батареи в аккумулятор.

b)  Меньшая стоимость проводов и меньшие потери в проводах.
По закону Ома потери в проводах зависят от их сопротивления и от тока Pc (Watt) = Rc x I². Из формулы следует, что сечение кабеля может быть уменьшено в 4 раза при повышении напряжения в 2 раза.

При данной номинальной мощности болшее количество последовательно соединенных солнечных элементов увеличивают напряжение на выходе солнечной батареи и уменьшают ток  (P = V x I, т.е. при равной мощности P ток I уменьшается при увеличении V).

При увеличении размера солнечной батареи увеличивается и длина кабелей. При соединеии модулей последовательно можно существенно уменьшить количество требуемого провода и его сечение. Это приводит к значительному снижению стоимости установки. Получается, что применять  MPPT контроллер более выгодно, даже несмотря на более высокую его стоимость.

3. Выводы

 PWM

ШИМ контроллер имеет низкую цену, ноеголучше применять для небольших систем (до нескольких сот ватт), при типичной  температуре солнечной батареи от средней до высокой (между 45°C и 75°C).

MPPT

Для полного использования преимуществ MPPT контроллера напряжение на СБ должно быть существенно больше напряжения на АБ. MPPT контроллер лучше применять в более мощных системах. Также, MPPT контроллер будет выдавать бОльшую мощность, если температура солнечного модуля низкая (менее 45°C), или очень высокая  (более 75°C), или если освещенность очень низкая.

The summary above and the full white paper, has been written and compiled by Reinout Vader.

John Rushworth
Источник
 

 

Как выбрать контроллер заряда солнечных батарей

Солнечные батареи, преобразующие энергию солнца в электрический ток, не имеют движущихся частей, поэтому экономичны, надежны и находят все более широкое применение. В составе таких устройств несколько компонентов, каждый из которых выполняет свою функцию.

Наиболее «продвинутые» комплекты содержат инвертор, преобразующий постоянное напряжение 12в в переменное 220в. Это позволяет подключать к автономной системе питания обычные сетевые приборы, такие, как телевизор и радиоприемник.

Обязательным элементом, необходимым для эффективной работы всей системы, является контроллер заряда.

Главная задача контроллера заряда – распределение потоков электрической энергии, полученной от солнечной панели. Поддержание стабильного напряжения на выходе, а также исключения перезаряда или полного разряда встроенного в систему аккумулятора.

Таким образом, значительно увеличивается срок службы дорогостоящей аккумуляторной батареи.

Основные функции

Энергосистема с использованием контроллера. (Для увеличения нажмите)

Контроллер осуществляет:

  1. Выбор оптимального тока заряда аккумулятора.
  2. Отключение аккумулятора при заряде до установленного предела.

Не обязательно покупать такой контроллер в специализированном магазине. Имея паяльник и минимальные знания в электротехнике, можно собрать схему начального уровня самостоятельно.

Есть несколько типов таких устройств. Простейшие имеют только одну функцию: подключает и отключает батарею в зависимости от уровня заряда.

Сложные устройства отслеживают пиковую мощность, поэтому гарантируют больший выходной ток, что увеличивает КПД системы.

Каждый контроллер обязан соответствовать требованиям:
1,2P ≤ I×U, где P – общая мощность панелей; I – ток на выходе контроллера; U – напряжение на выходе под нагрузкой.

Разбор конкретной схемы

В качестве примера рассмотрим гибридный источник для питания аварийного освещения или системы охранной сигнализации дома, которая должна работать круглосуточно.

Питание на основе солнечной панели в дневное время позволяет не только значительно сократить потребление электроэнергии от сети, но и обезопасить оборудование от веерных отключений.

В темное время суток схема переходит на питание от сети 220в. Резервным источником питания является аккумуляторная батарея (АКБ) на 12 в, 4.5 А/ч. Такая система будет работать эффективно в любую погоду.

Схема простого контроллера

Цоколевка транзистора.

Фоторезистор LDR управляет транзисторами T1 и T2. На рисунке слева приводится цоколевка транзисторов, где Е (1) – эмиттер, С (2) – коллектор, В (3) – база.

В светлое время суток фоторезистор освещен и транзисторы закрыты. Поэтому питание 12 вольт подается на АКБ от панели (Solar pаnеl) через диод D2.

Он же препятствует разряду аккумулятора через панель. При хорошем освещении панель мощностью 15 Вт обеспечивает ток в 1 А.

Когда батарея полностью зарядится до 11,6 в, стабилитрон ZD пробивается и зажигается светодиод красного цвета (LED Red). При уменьшении напряжения на клеммах аккумулятора до 11в, светодиод гаснет. Это значит, что аккумулятор нуждается в зарядке. Резисторы R1, R3 ограничивают ток стабилитрона и светодиода.

В темное время суток сопротивление фоторезистора LDR уменьшается, включаются транзисторы T1, T2 . АКБ заряжается через блок питания. Зарядный ток от сети 220в через трансформатор, диодный мост D3 — D6, резистор R4, транзистор T2 и диод D1 поступает на аккумулятор. Конденсатор C2 сглаживает пульсации сетевого напряжения.

Порог освещенности, при которой срабатывает фотодатчик LDR, настраивается с помощью переменного резистора VR1.

Советы по установке солнечных батарей

  1. Устанавливать батареи лучше в наиболее освещенных местах и как можно выше, чтобы получить максимальную отдачу.
  2. Лицевая сторона должна быть направлена на юг, отклонение не должно превышать 20 градусов.
  3. Угол возвышения над горизонтом должен быть равен географической широте места установки. Самые совершенные системы оснащаются электроприводом, который меняет угол в зависимости от положения солнца.
Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Контроллер заряда солнечной батареи: виды, схема, как выбрать

Альтернативная энергетика с каждым годом распространяется все шире. Соответственно растет спрос на солнечные батареи и контроллеры заряда для аккумуляторов. И это не удивительно, ведь одним из классических примеров свободной энергии является энергия солнца. Ее используют тремя основными способами:

  1. Гелиоколлектор.
  2. Солнечный концентратор.
  3. Солнечная батарея.

Если первые два метода заключаются в концентрировании и передачи тепла, то третий позволяет преобразовать солнечный свет в электроэнергию. Однако в альтернативной энергетике есть одна существенная проблема, чтобы в ней разобраться, нужно провести аналогию с классическими методами «добычи» электроэнергии.

Дело в том, что в привычных ТЭЦ и АЭС генератор приводит в движение паровая турбина, на ГЭС – течение воды. Это процесс беспрерывный. В случае альтернативной энергетики все немного иначе. Ни ветер, ни солнце не светит постоянно. Бывает штиль, облачность, ночь, в конце концов. А электроэнергия, в большей степени, требуется именно в темное время суток. Как же быть? Необходимо запасти ее в аккумуляторы.

Для чего нужен контроллер заряда для солнечной батареи?

Контроллер для солнечных батарей

Аккумуляторы были изобретены для того, чтобы в них запасать энергию. Поэтому они нашли широчайшее применение в альтернативной энергетике, в установках малых и крупных масштабов. Но есть ряд проблем:

  1. Солнечный свет в течение светлого времени суток имеет разную интенсивность.
  2. В зависимости от схемы соединений вашей СЭС на выходных клеммах панелей может быть разная величина напряжений.

Контроллер заряда солнечной батареи как раз и нужен для того, чтобы преобразовать энергию, которую отдают устройства в правильный для аккумулятора «вид». С его помощью потоки энергии распределяются таким образом, чтобы обеспечить зарядку приборов в правильном режиме.

Устройство не только помогает зарядить аккумулятор, но и благодаря тому, что этот процесс становится достаточно оптимизированным – срок ее жизни значительно продлевается.

к содержанию ↑

Виды контроллеров для солнечной батареи

Виды контроллеров заряда солнечной батареи

В современном мире выделяют три типа контроллеров:

– On-Off;

– ШИМ;

– MPPT-контроллер;

On-Off – это простейшее решение для заряда, такой контроллер напрямую подключает солнечные батареи к аккумулятору, когда его напряжение достигнет 14,5 вольта. Однако такое напряжение не свидетельствует о полном заряде аккумулятора. Для этого нужно какое-то время поддерживать ток, чтобы АКБ набрала необходимую для полного заряда энергию. В результате вы получаете хронический недозаряд аккумуляторов и сокращение их срока службы.

ШИМ-контроллеры поддерживают нужное напряжение для зарядки аккумулятора просто «срезая» лишнее. Таким образом, зарядка прибора происходит вне зависимости от напряжения, выдаваемого солнечной батареей. Главное условие, чтобы оно было выше, чем необходимое для заряда. Для аккумуляторов на 12 В, напряжение в полностью заряженном состоянии находится на уровне 14.5 В, а в разряженном около 11. Этот тип контроллеров является более простым, чем MPPT, однако, обладает меньшим КПД. Они позволяют наполнить АКБ на 100% от емкости, что дает значительное преимущество перед системами типа «On-Off».

MPPT-контроллер – имеет более сложное устройство, способное анализировать режим работы солнечной батареи. Его название в полном виде звучит, как «Maximum power point tracking», что на русском языке значит – «Отслеживание точки максимальной мощности». Мощность, которую выдает панель, очень зависит от количества света, который на нее падает.

Дело в том, что ШИМ-контроллер никак не анализирует состояние панелей, а лишь формирует необходимые напряжения для зарядки АКБ. MPPT отслеживает его, а также токи, выдаваемые солнечной панелью, и формирует выходные параметры оптимальные для заряда накопительных элементов питания. Таким образом, снижается ток во входной цепи: от солнечной панели до контроллера, и рациональнее используется энергия.

Виды контроллеров солнечных панелейк содержанию ↑

Что такое Точка Максимальной Мощности?

ВАХ элементов солнечной панели не линейна. Она способна выдавать номинальные токи до определенного выходного напряжения. При достижении нужных параметров ток, отдаваемый батареей, снижается. Точкой Максимальной Мощности называется состояние, когда панель дает максимальные напряжение и ток, после этой точки при повышении выходного напряжения падает и ток. MPPT-контроллер стремится использовать именно тот режим солнечной батареи, при котором созданы условия для достижения ТММ. Исходя из этого, следует, что мощность, отдаваемая такими приборами, будет выше.

Однако существует один нюанс, о котором внимательные читатели уже могли догадаться. Если ШИМ-контроллер независимо ни от чего выдает свои Вольты и Амперы, аккумуляторы будут заряжаться даже при минимальном освещении панели, когда ее выходные параметры малы. Тогда как MTTP контроллер может просто не отреагировать на это. Также существуют отдельные модели с возможностью настройки и адаптации под разные условия окружающей среды.

Внимание! Использование этого типа контроллеров может дать прирост эффективности установки (КПД) до 30%.

к содержанию ↑

Можно ли обойтись без контроллера?

Грамотно выбранный контроллер снижает дальнейшие вложения на обслуживания вашей системы альтернативного электроснабжения. Неправильные процессы заряда аккумулятора ведут к снижению его ресурса. Что будет если не использовать контроллеров вообще? В случае, когда солнечная батарея подключается напрямую к АКБ, ток заряда не будет контролированным. Дело в том, что напряжение в точке максимальной мощности для 12-ти вольтных моделей солнечных панелей достигает значений выше 15,5 вольт. Большой ток заряда вызовет закипание ячеек в аккумуляторах, что повлечет за собой выделение тепла и повреждение целостности батарей.

Правильный режим заряда сохранит ресурс устройства, и вам не нужно будет проводить неплановую замену.

к содержанию ↑

На что смотреть при выборе?

При покупке контроллера заряда нужно учитывать:

  • Мощность установки.
  • Количество батарей.
  • Напряжение системы (12, 24 вольта, или иные, в зависимости от конструкции и соединения панелей).
  • Ток заряда.

Некоторые батареи продаются с возможностью использования в цепях 12 и 24 вольта, например, BlueSolar MPPT.

Ток заряда – характеризует скорость зарядки ваших АКБ. Обычно его выбирают по формуле «Емкость/10», т.е. для аккумулятора емкостью в 50 А/ч достаточно тока в 5 А. Однако, если у вас стоит целая батарея аккумуляторов, общей емкостью в 200 А/ч, тогда понадобится контроллер способный выдать ток до 20 А, это минимум.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту

Важно! Лучше если ваш контроллер будет выдавать ток, превышающий предполагаемый на 20 процентов, т. е. для описанной выше ситуации нужно примерно 25 А. Если вы установите слишком слабый контроллер заряда, возникнут проблемы с тем, что мощность солнечных панелей будет чрезмерной, при этом аккумуляторы не успеют зарядиться. Тогда как нагрузка будет высаживать их с расчетной скоростью.

к содержанию ↑

Вывод

Контроллер заряда не только сэкономит деньги, но и обеспечит нормальный режим работы всей системы. А это позволит вам пользоваться электричеством без перебоев и подключения городской электросети, то есть автономно. Опыт различных энтузиастов показывает, что MPPT контроллеры лучше работают в условиях хорошей освещенности панелей и яркого солнца, а ШИМ-контроллеры – при пасмурной погоде и слабом солнце. При этом результаты неоднозначны и идут споры о пригодности тех или иных контроллеров для работы в различных ситуациях.

Предыдущая

Альтернативные источникиЧем хороши солнечные батареи для отопления дома

Следующая

Альтернативные источникиКак выбрать аккумуляторы для солнечных батарей

Спасибо, помогло!Не помогло

Как правильно подобрать контроллер заряда аккумуляторов от солнечных панелей?

Контроллер заряда аккумуляторной батареи выполняет несколько важнейших функций, которые сводятся к оптимизации схемы питания АКБ, сохранению ресурсов солнечной батареи и предотвращению фатальных поломок. Контроллер регулирует уровень заряда на системах как автономного, так и резервного электропитания.

Покупка контроллера заряда АКБ – на что обратить внимание

Выбирая контроллер, следует обратить внимание на ряд технических параметров, которые позволят получить оптимальную по мощности систему электроснабжения. Прежде всего, следует знать о технологических различиях контроллеров, которые реализованы в основных видах этих устройств, существующих на сегодняшний день.

Схема заряда батареи АКБ

В первую очередь вам нужно выяснить схему заряда вашей аккумуляторной батареи. Существуют две основные технологии: MPPT и PWM. Первая расшифровывается как Maximum Power Point Tracking и переводится с английского как «слежение за точкой максимальной мощности». Устройства, поддерживающие эту технологию, в среднем на 30% эффективнее стандартных PWM-аккумуляторов, так как последние не используют всю мощность солнечной панели, в результате чего часть ее просто теряется. Принцип работы контроллера для АКБ со схемой заряда MPPT основан на обнаружении точек с наивысшей мощностью и распределением всего объема энергии в среде доступа. Последние модели подобных контроллеров обладают сверхвысокой скоростью обнаружения точек максимальной мощности, которая исчисляется секундами, и на 10% превосходят стандартные MTTP-устройства по эффективности в эксплуатации.

Регулировка параметров и выбор схемы заряда

Немаловажным фактором, определяющим срок службы АКБб, является правильно подобранное напряжение в сети. Напряжение на одних и тех же участках заряда различается в зависимости от типа батареи (кислотные, литий-ионные, АГМ, гелиевые, наливные). Контроллер заряда АКБ в свою очередь имеет функционал параметров, позволяющий производить настройку под тот или иной тип аккумуляторного устройства.

Датчик температуры

Показателем качественного контроллера является, среди прочего, наличие встроенного или внешнего датчика температуры. Функция датчика состоит в определении температуры устройства и компенсации температуры напряжений заряда. Это регулирование напряжения заряда в соответствии с температурой аккумуляторной батареи предотвращает преждевременный износ и продлевает срок службы АКБ.

Выбор контроллера с учетом напряжения аккумуляторной батареи

Технические характеристики солнечных панелей и аккумуляторов имеют определяющее значение при выборе подходящей модели контроллера заряда. Изучая ассортимент актуальных на сегодняшний день моделей контролеров, несложно заметить, что они способны работать со всеми возможными уровнями напряжения солнечных панелей и батарей (12, 24, 36 и 48 вольт). Для долговечной работы АКБ должно соблюдаться условие: контроллер соответствует максимальному напряжению устройства энергосбережения.

Ориентация на входное напряжение солнечной батареи

Для того чтобы обезопасить ваше регулирующее устройство от поломки в связи с не гарантийным случаем, необходимо обращать внимание не только на характеристики входного напряжения солнечной панели, но и на так называемый «холостой ход» при невысоких температурах воздуха в окружающей среде. Если этот момент не учитывать, поломка входных каскад регуляторов неминуема. Чтобы верно рассчитать «холостой ход», используйте коэффициент 25%, который будет учитывать увеличение напряжения сети при низком температурном режиме. Приведем наглядный пример. При использовании для электропитания солнечной панели с «холостым ходом» 37,4 вольт в комплекте с контроллером заряда с наивысшей мощностью 150 вольт, необходимо создавать одну цепь не более чем из трех панелей. Считаем по формуле: «холостой ход» * 25% * количество панелей. Получаем 37,4 вольт *25%*3 шт. = 140,25. Превышение максимальной мощности приведет к выходу из строя оборудования.

Выбор по силе выходного тока

Помимо входного напряжения, важным фактором при выборе контроллера является соответствие по силе выходного тока. Расчет производят по формуле: складываем мощности всех батарей и делим получившееся число на напряжение всего объема энергонакопителей в стадии разряда.

Рассмотрим конкретный пример: система содержит солнечную батарею (2250 W) из 9 плит, каждая обладает мощностью 250 W, и вы применяете аккумулятор с характеристикой 48 вольт. По указанной выше формуле вам нужно суммарную мощность разделить на минимальное напряжение аккумулятора в разряженном состоянии, другими словами – минимальное выходное напряжение, что в данном случае соответствует значению 44 В, и далее умножить на коэффициент 25%. Получим: 2250/44*25%= 64 А. Следовательно, для данной системы предпочтительными являются контроллеры с силой выходного тока 64 А и более.

При использовании всех вышеперечисленных правил подбора контроллер минимизирует нагрузки на систему и позволяет получить самый высокий заряд аккумуляторов.

15 октября 2014


Выбор контроллера заряда — Alfa.Solar

Контроллер заряда — это электронное устройство, которое контролирует и управляет процессом зарядки аккумуляторной батареи (АКБ).

Контроллер защитит АКБ от перезарядки, утечки тока на солнечную панель в ночное время, предотвратит понижение напряжения и поможет контролировать состояние батарей.

Как работают контроллеры заряда?

Солнечные электростанции, ветряные, приливные и т. д. являются прерывистыми по своей природе, что означает, что эти источники энергии не производят электричество постоянно, с неизменной мощностью и на протяжении всего дня.

По этой причине им требуется АКБ для хранения электроэнергии.

Аккумулятор не выполняет никакой трансформации электрического тока, он просто его хранит.

Всякий раз, когда электроэнергии недоступно, накопленный заряд внутри батареи используется для обеспечения стабильности питания нагрузок.

Контроллеры зарядки установлены для оптимальной и наиболее эффективной работы аккумулятора, а также для защиты аккумулятора от перегрузки и подзарядки.

Существуют два основных типа контроллеров заряда: MPPT и PWM.

Контроллер PWM

По сути является коммутатором, который соединяет солнечную батарею с батареей. В результате напряжение массива будет сведено до уровня батареи.

Контроллер заряда PWM является хорошим недорогим решением только для небольших систем.

Контроллер MPPT

Является более сложным (и более дорогим): он будет регулировать входное напряжение, чтобы собрать максимальную мощность от солнечной батареи, а затем преобразовать эту мощность для заряда и нагрузки.

Чтобы полностью использовать потенциал контроллера MPPT, напряжение массива должно быть значительно выше напряжения батареи. Контроллер MPPT является оптимальным решением для более мощных систем.

Напряжение и заряд батареи

Между зарядкой / разрядом батарей и его напряжением существует интересная взаимосвязь.

Когда аккумулятор начинает разряжаться, напряжение на выходе постепенно падает. Это соотношение используется при работе контроллера заряда.

Контроллеры заряда имеют встроенные измерители напряжения (потенциометры), которые определяют выходное напряжение.

В зависимости от выходного напряжения контроллер заряда определяет процент заряда батареи.

Можно запрограммировать большое количество параметров, в зависимости от требований пользователя.

Современный контроллер заряда выполняет несколько других полезных функций (кроме основной):

Блокирование реверсивного тока

Эта функция облегчает однонаправленный поток тока от солнечных панелей к АКБ и блокирует обратный поток в ночное время. Это помогает предотвратить излишнюю разрядку батарей и увеличивает время работы батареи.

Защита от недостаточного напряжения

Если АКБ разряжается на 80%, то есть остаточная мощность составляет 20% от номинальной емкости — контроллер отсекает разряженный АКБ от потребителя. Таким образом продлевает его срок службы.

Предотвращение перезарядки аккумулятора

Перезаряд батарей может значительно сократить срок службы батарей — поэтому не рекомендуется. Контроллер заряда останавливает заряд батарей, если они достаточно заряжены (напряжение достигает оптимального значения). 

Настройка контрольных точек заряда

Иногда требуется более тонкая настройка циклов заряда и разряда аккумулятора — для обеспечения максимальной эффективности и более длительного срока службы.

Устранение неполадок и история заряда

Некоторые контроллеры имеют встроенную память для сохранения событий и аварийных сигналов с интеграцией даты и времени. Эта история событий и аварийных сигналов помогает быстро диагностировать и устранить неполадки.

Предварительная настройка

Ниже Вы найдете четыре ключевых параметра, которые могут быть запрограммированы в любых контроллерах заряда.

Максимальное напряжение

Это максимальное заданное напряжение. Любой контроллер заряда защищает батарею от перенапряжения — превышающего установленное значение. В момент, когда напряжение на АКБ достигает предельного значения — контроллер прекратит зарядку аккумулятора.

Установка низкого напряжения

Это минимальное заданное напряжение. Любой контроллер не позволит батарее достичь напряжения ниже этого напряжения. Когда напряжение на АКБ достигает минимального установленного значения — контроллер отключит нагрузку, чтобы предотвратить дальнейший разряд батареи (при глубоких разрядах уменьшается ресурс и срок службы АКБ).

Установка запаздывания включения при низком напряжении

Устанавливается задержка подключения нагрузки после возобновления заряда АКБ.

Установка запаздывания включения при высоком напряжении

Когда АКБ полностью заряжены и нет потребителей — контроллер поддерживает аккумулятор в оптимальном состоянии.

Итак, мы определились с технологией заряда (MPPT/PWM), теперь приступим к главному.

Выбор контроллера заряда

Допустим у нас к контроллеру заряда подключаются солнечная панель (напряжением 12В, мощностью 150Вт) и АКБ (12В емкостью 100Ач). По упрощенной формуле рассчитываем ток, который должен выдать контроллер заряда (делим мощность панели на коефициент 13):

150 / 13 = 11,5 А

Лучше всего подбирать оборудование по большему значению в модельном ряде. Соответственно нам нужен контроллер заряда 12В, 20А.

Для более детального подбора обращайте к нашим специалистам.

шагов для выбора идеального контроллера заряда солнечной батареи для вашего приложения

По SPW |


У нас есть обновленная история о том, как выбрать контроллер заряда для вашего проекта солнечной батареи + хранилища, написанная в 2019 году: Как выбрать контроллер заряда солнечной батареи. Щелкните здесь для получения последней информации и пояснений.

История 2014 года, написанная Бобом Гаджелом и Ким Сильвой, MidNite Solar

Что является наиболее важным фактором при выборе идеального контроллера заряда солнечной батареи для вашего проекта?

При выборе контроллера необходимо выполнить несколько шагов, чтобы
убедиться, что вы получаете правильный контроллер для работы.Лучшее, что вы можете сделать, это использовать
калибровочные инструменты производителя, которые предлагаются на их веб-сайтах.

Самая важная задача всех контроллеров заряда от солнечных батарей — правильно заряжать аккумуляторы и обеспечивать им как можно более долгий срок службы. Существует два типа контроллеров заряда:

  • Широтно-импульсная модуляция (ШИМ)
  • Отслеживание точки максимальной мощности (MPPT)

Разница между этими двумя типами контроллеров заключается в том, что ШИМ не так эффективен, как MPPT.MPPT является наиболее распространенным в наши дни и может дать вам до 30% больше энергии, чем контроллеры PWM. Контроллеры MPPT также позволяют последовательно соединять ряды панелей для более высоких напряжений, сохраняя более низкую силу тока и меньший размер провода, особенно для длинных проводов к фотоэлектрической батарее.

При выборе контроллера заряда необходимо выполнить несколько шагов, чтобы убедиться, что вы получаете правильный контроллер для работы. Лучшее, что вы можете сделать, это воспользоваться инструментами для определения размеров производителя, которые предлагаются на их веб-сайтах.Другой вариант — позвонить производителю — его продавцы обычно будут рады помочь вам выбрать лучший контроллер.

Если вам нужно сделать некоторые быстрые расчеты, потребуется следующая информация, чтобы вручную определить силу тока необходимого контроллера: 

  • Мощность солнечной батареи
  • Напряжение аккумуляторной батареи (12, 24 или 48 В). Типичное напряжение батареи, потому что инверторы предлагаются для этих напряжений.
  • Теперь вступает в силу закон Ома: Ампер x Вольт = Ватт

Пример: массив на 3000 Вт/батарея на 48 В = 62.5 ампер, поэтому вам понадобится контроллер, рассчитанный на 62,5 ампер. Большинство контроллеров рассчитаны на 60, 80 или 96 ампер, поэтому вы должны выбрать контроллер со следующим более высоким рейтингом. В данном случае это будет контроллер на 80 ампер.

Теперь, если вы знаете силу тока контроллера и хотите выяснить, какова максимальная мощность солнечной батареи, которая может потребляться контроллером, вы также должны использовать закон Ома:

Пример: контроллер на 80 ампер x батарея на 48 вольт = 3840 Вт солнечных панелей.Обратите внимание, что большинство контроллеров допускают передачу на контроллеры немного большей мощности. Вот тут-то и могут помочь калибровочные инструменты или звонок производителю.

Следующее, что вы должны убедиться, это то, что мы не превышаем входное напряжение, которое может принять контроллер. Опять же, производитель будет диктовать, какое входное напряжение должно быть включено в конструкцию. Необходимо учитывать температуру и напряжение холостого хода. Поскольку напряжение холостого хода фотоэлектрических модулей (Voc) повышается при понижении температуры, вам необходимо убедиться, что номинальное входное напряжение контроллера выдержит это в холодную зиму.Инструменты для определения размеров производителя помогут вам подобрать наилучший дизайн для контроллеров.

Доступно множество производителей и моделей контроллеров заряда, но лучше всего получить наибольшее количество вариантов по лучшей цене. Ниже приведен список функций, доступных на контроллерах заряда, но не на всех контроллерах. Лучшие предложат все варианты.

  • 150 200 250 600 В
  • Ручной и автоматический эквалайзер
  • Встроенный GFP и защита от дуги
  • Онлайн-мониторинг состояния
  • Hyper VOC расширяет пределы VOC
  • Зарядка аккумулятора 12–72 В
  • Солнечные, ветровые и гидрорежимы MPPT

Отказ от ответственности: Мы не можем дать совет по вашим конкретным потребностям проекта.Пожалуйста, свяжитесь с производителями контроллеров заряда для получения дополнительной информации или помогите друг другу в нашем разделе комментариев ниже.

 

Как выбрать контроллер заряда от солнечной батареи

Контроллер заряда: PWM или MPPT?



Вам нужен контроллер заряда для автономной солнечной электростанции, но вы не знаете, какой выбрать? Рынок предлагает разные типы контроллеров заряда солнечных батарей по разным ценам. Но какой из них наиболее подходит для вас?

Поэтому очень важно знать их характеристики и принцип действия, чтобы сделать покупку безопасной и долговечной .По этой причине компания MPPTSOLAR выбрала два контроллера заряда для солнечных панелей, один PWM, а другой MPPT, и решила создать эту информативную статью, чтобы помочь вам выбрать правильный контроллер заряда для вашей солнечной энергосистемы в зависимости от типа панелей и аккумулятор, который вы хотите установить.

Если при проектировании вашей солнечной энергосистемы вы решили выбрать определенные панели вместо других, полезно знать, что этот выбор может предложить один контроллер заряда вместо другого.Контроллеры заряда PWM и MPPT , которые мы будем использовать в этом сравнении, производятся одной и той же немецкой компанией Steca Solar.

Где использовать контроллер MPPT и где использовать PWM?


Как мы уже говорили, выбор технологии контроллера заряда зависит как от типа панелей, которые у нас есть (или которые мы хотим установить), так и от аккумуляторной батареи. ШИМ-контроллер заряда обычно стоит меньше, чем контроллер заряда MPPT, но контроллер MPPT может полностью использовать солнечную панель с гораздо более высоким напряжением, чем аккумуляторная батарея, и поэтому он позволяет производить большую выходную мощность, чем контроллер PWM.Если напряжение солнечной панели немного выше, чем напряжение батареи (типичный случай 12-вольтовой 30-элементной панели и 12-вольтовой батареи), рекомендуется использовать ШИМ-контроллер заряда, поскольку в этом случае его дневная производительность аналогична MPPT.

Итак, мы создали очень простую таблицу , в которой вы найдете, какую технологию контроллера заряда использовать на основе:

•   Количество ячеек в ваших панелях
•   Напряжение аккумуляторной батареи, которую вы хотите зарядить

Панели и батареи Тип контроллера
36-элементные панели и батареи 12 В МРРТ
48-элементные панели и батареи 12/24 В МРРТ
54-элементные панели и батареи 12/24 В МРРТ
72-элементные панели и батареи 12/24 В МРРТ
114-элементные панели и батареи 48 В МРРТ
30-элементные панели и батареи 12 В ШИМ
60-элементные панели и батареи 24 В ШИМ
120-элементные панели и батареи 48 В ШИМ

Как узнать напряжения панелей по их ячейкам?


Панельные ячейки Номинальное напряжение Напряжение холостого хода
30 ячеек 12 В 18 В
36 ячеек 12 В 21В
48 ячеек 18 В 30 В
54 ячейки 18 В 33 В
60 ячеек 24 В 36В
72 ячейки 24 В 42В
120 ячеек 48В 72В
144 ячейки 48В 84В

Как ведут себя два контроллера заряда?


А теперь давайте посмотрим две фотографии, которые мы сделали, чтобы показать вам поведение тока в ШИМ-контроллере заряда (PR3030) и в МРРТ-контроллере заряда (Solarix).Что касается солнечной панели, мы использовали монокристаллическую солнечную панель мощностью 100 Вт. Угол панели не был точно перпендикулярен солнечному свету для «фотографической» необходимости. Аккумулятор представляет собой свинцово-кислотный аккумулятор Fiamm на 12 В.

1) ШИМ-контроллер заряда (PR3030)

Как видно на фото, на выходе из солнечной панели имеем ток 1,60А который почти полностью используется ШИМ-контроллером заряда (1,57А) для подзарядки 12В аккумулятора.

Контроллер заряда PR3030 может принимать токи до 30А и имеет функцию отображения процента заряда аккумулятора.В этом случае он сообщает нам, что батарея заряжена на 76%.

Вот данные:
•   Входной ток: 1,60 А
•   Выходной ток: 1,57 А
•   Технология: ШИМ

2) Контроллер заряда MPPT (Solarix)

В отличие от ШИМ-контроллера заряда, который учитывает только ток для зарядки аккумулятора, контроллер Solarix MPPT учитывает всю мощность солнечной панели (следовательно, напряжение и ток).

На самом деле разница между напряжением, выдаваемым панелью (пример 36В) и напряжением, требуемым батареей в этот момент (пример 14В) не теряется, а преобразуется регулятором MPPT в ток, полезный для процесса подзарядки.

Из фото видно, что входной ток на контроллер заряда составляет 1,68А, а ток, который идет на аккумулятор, даже 2,07А.

В этом случае данные:
• Входной ток: 1,68 А
• Выходной ток: 2,07 А
• Технология: MPPT

С контроллером заряда Solarix MPPT мы используем всю мощность панели! Но на этом преимущества контроллеров заряда MPPTSOLAR не заканчиваются. Фактически, в дополнение к преимуществам технологии MPPT и приему панелей с высоким напряжением, контроллеры заряда MPTSOLAR также предлагают возможность перезарядки различных типов батарей (например, современных батарей LiFePO4), чтобы легко выбрать программу зарядки, удаленно контролировать состояние заряда и многое другое.Хочешь узнать больше? Откройте для себя наши солнечные контроллеры заряда MPPT

Как выбрать контроллер заряда от солнечной батареи для электрической системы самодельного автофургона — EXPLORIST.life

Что такое солнечный контроллер заряда?

Контроллер заряда получает энергию, вырабатываемую солнечными панелями, и преобразует «мощность солнечной панели» в форму энергии, которую могут использовать батареи.

Небольшое примечание, прежде чем мы начнем. Это лишь одна часть всеобъемлющей серии «Как установить электрическую систему автодома своими руками».Если вы только что наткнулись на эту статью, не увидев ее, вероятно, некоторые вещи мы уже рассмотрели. Если вы хотите ознакомиться с этим пошаговым руководством, вы можете сделать это здесь: https://www.explorist.life/diy-campervan-solar

Кроме того, у нас есть интерактивные схемы подключения солнечных батарей, которые представляют собой комплексное решение от А до Я, чтобы точно научить вас, какие детали и где должны быть, какой размер проводов использовать, рекомендации по размеру предохранителей, размеры наконечников проводов и все другие вещи, которые помогут сэкономить. вам время и разочарование.Вы можете проверить это здесь: https://www.explorist.life/solarwiringdiagrams/

Наконец, для этого сообщения в блоге, которое вы читаете прямо сейчас, у нас есть калькулятор, который поможет вам выбрать контроллер заряда. Я НАСТОЯТЕЛЬНО рекомендую прочитать этот пост, чтобы по-настоящему узнать, как работает контроллер заряда, но если вам нужен только калькулятор, вот он:

Как работает контроллер заряда?

Солнечные панели обычно выдают напряжение, слишком высокое для использования батарей.Если ваши солнечные панели подключены последовательно, как я рекомендую, вы можете получить более 100 вольт, выходящих из солнечных панелей. Если вы подключили свои 100 вольт от солнечных батарей напрямую к аккумулятору, это не сработает. Контроллер заряда регулирует напряжение от солнечных панелей до 12,6–14,6 вольт, которые батареи могут хранить/использовать.

Контроллер заряда регулирует напряжение от солнечных батарей.

MPPT и ШИМ-КОНТРОЛЛЕРЫ ЗАРЯДА

Существует два основных типа контроллеров заряда.Это MPPT и PWM. Этот пост в блоге представляет собой ускоренный курс по солнечному дизайну, и подробное описание различий выходит за рамки этого поста в блоге. Вот что вам нужно знать о контроллерах заряда MPPT и PWM. MPPT — более новая и эффективная технология. С этого момента каждый раз, когда я буду говорить о контроллерах заряда, я буду говорить только о контроллерах заряда MPPT, поскольку я хочу помочь вам создать высококачественную расширяемую солнечную установку.

КАК СООТВЕТСТВОВАТЬ СОЛНЕЧНЫЕ ПАНЕЛИ С КОНТРОЛЛЕРОМ ЗАРЯДА

Контроллер заряда Victron BlueSolar MPPT – одна из моих любимых серий контроллеров заряда.Если вы заметили, существует МНОГО разных размеров контроллеров заряда:

ЧТО ОЗНАЧАЮТ ЭТИ ЦИФРЫ?!?

Позволяет использовать Victron SmartSolar MPPT 100 | 30 например. 1-е число, 100, означает максимальное входное напряжение , которое контроллер может выдержать . Другими словами, Victron SmartSolar MPPT 100 | 30 может выдерживать до 100 вольт, поступающих от к солнечным панелям в к контроллеру заряда. 2-е число, 30, представляет максимальное количество ампер, которое контроллер может выдать на АККУМУЛЯТОРЫ .

*МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ*

Допустим, у вас есть 4 солнечные панели по 100 Вт со следующими характеристиками.

КАЖДАЯ солнечная панель мощностью 100 Вт имеет напряжение холостого хода (Voc) 21,6 вольт. и оптимальный рабочий ток 6,72 ампер. Это единственные две цифры, которые нас сейчас беспокоят. Обычно я рекомендую просто соединять все ваши солнечные панели последовательно для простоты и эффективности. Это означает: эти 4 солнечных панели по 100 Вт соединяются вместе следующим образом:

Так как они подключены последовательно, напряжения складываются вместе, итого получается 86.4 вольта. (Напряжение холостого хода (Voc) для панелей 21,6 x 4). Сила тока на «входной» стороне солнечных панелей мощностью 100 Вт остается равной 6,72, поскольку при последовательном соединении напряжения добавляются, а сила тока остается неизменной.

Таким образом, 86,4 вольт ниже безопасного порога 100 максимальных вольт Victron SmartSolar MPPT 100 | 30 солнечный контроллер.

100 — первое число. А как насчет второго числа, 30?

30 в Victron SmartSolar MPPT 100 | 30 — это МАКС. результирующих ампер ПОСЛЕ того, как солнечный контроллер сработал, это волшебство .Нам нужно сделать некоторые математические расчеты, чтобы определить силу тока. Вот что мы знаем:

  • У нас есть 4×100 Вт солнечных панелей общей мощностью 400 Вт.
  • Предположим, что батареи 12,6 В
  • Ампер = Ватт/Вольт

Это означает, что при 400 Вт и 12,6 В мы можем ожидать до 31,74 А на выходе солнечного контроллера.


400 ватт / 12,6 вольт (аккумулятор) = 31,74 ампер на выходе контроллера заряда.

Теперь мы говорим о Victron SmartSolar MPPT 100 | 30, мы должны сравнить это второе число, 30.

31,74 ампера немного превышает пороговое значение 30 ампер. НО…

Солнечные панели редко выдают полную мощность. И…

В Victron SmartSolar MPPT 100 | 30, говорят, что их контроллер хорош для солнечных батарей до 440 Вт:

Всегда полезно доверять спецификациям и рекомендациям производителя.

И… Если вам случится «переборщить» с Amperage, это не так уж и важно с точки зрения урона. Это будет просто потеря мощности, которую контроллер не сможет преобразовать.

Итак, Victron SmartSolar MPPT 100 | 30 идеально подходит для этих 4 x 100 солнечных панелей.

Но что, если вы любите перестраховываться? Что, если вы хотите немного места для маневра? Здорово! Размер до Victron SmartSolar MPPT 100 | 50. Конечно, это немного больше денег, но если вам стоит иметь в наличии дополнительные 20 ампер, дерзайте.

Итак, зачем вам пространство для маневра или запас прочности? Поговорим о температуре

Солнечный контроллер против температуры

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ… Когда температура падает, солнечные панели фактически производят БОЛЬШУЮ мощность.

Честно говоря, математика становится запутанной, поэтому я сделал калькулятор, в который вы можете ввести все значения для вашей настройки, чтобы ВЫ могли видеть, как температура влияет на настройку вашей солнечной панели, А ТАКЖЕ даст вам рекомендацию о том, какой солнечный контроллер вам нужен. необходимо учитывать температуру солнечной панели.

Под калькулятором есть видео, которое вы можете посмотреть, если вам нужны дополнительные инструкции по его использованию:

Теперь, когда вы знаете, какой тип контроллера заряда совместим с вашими солнечными панелями, пришло время узнать, как выбрать инвертор для вашей установки DIY Camper.Проверьте это здесь:

How-to Choose an Inverter for a DIY Camper Van Electrical System

Все, что вы узнаете здесь, будет использовано в наших БЕСПЛАТНЫХ интерактивных схемах подключения солнечных батарей. Если вы еще этого не сделали, ознакомьтесь с ними, так как они представляют собой комплексное решение для электрической системы автодома. Ознакомьтесь с ними здесь: https://www.explorist.life/solarwiringdiagrams/

Помните, что это только одна часть полной обучающей серии по электротехнике кемперов.Чтобы увидеть все отдельные руководства, нажмите здесь: https://www.explorist.life/diy-campervan-solar

Наконец, если вы нашли это руководство полезным, то для нас это действительно будет означать многое, если вы поделитесь им с кем-то, кто может его использовать, закрепите его на Pinterest для дальнейшего использования или поделитесь им в группе Facebook, когда кто-то вопрос по этой теме. Нажмите на пузырек в правом нижнем углу, чтобы подписаться на уведомления о будущих обновлениях, и, как всегда, оставьте любые вопросы, которые у вас есть, в комментариях ниже.

Контроллер заряда солнечной батареи

— как выбрать правильный вариант? – МагазинSolarKits.com

Контроллер заряда солнечной батареи играет жизненно важную роль в любой системе солнечной энергии. По сути, контроллер заряда — это регулятор, который ограничивает скорость тока, протекающего к аккумулятору системы и от него. Управляя потоком энергии от массива солнечных панелей, контроллер солнечного заряда может предотвратить проблемы с перезарядкой и изменить направление тока, когда солнечные панели не вырабатывают электричество.

Несмотря на то, что контроллер заряда солнечной батареи играет такую ​​важную роль, мало кто знает, как точно определить правильный блок для своего комплекта солнечной энергии.

Чем мы можем помочь?

Чтобы помочь вам выбрать правильный контроллер заряда солнечной батареи для вашей конкретной установки, мы объясним, какую функцию выполняет контроллер, и рассмотрим два основных типа, которые вы можете выбрать. Оттуда мы рассмотрим основы выбора контроллера заряда и объясним, как можно рассчитать ток массива и ток нагрузки, чтобы вы могли сами определить потребности контроллера вашей солнечной энергосистемы.

Зачем нужен контроллер заряда от солнечной батареи?

Проще говоря, контроллер заряда солнечной батареи управляет мощностью, поступающей в аккумуляторную батарею от солнечной батареи. Они защищают дорогостоящий аккумулятор в системе солнечной энергии, предотвращая перезарядку в светлое время суток. Они также предотвращают обратное перетекание энергии к солнечным панелям ночью, что снижает влияние разряда фантомной батареи.

Хотя некоторые контроллеры заряда от солнечных батарей имеют дополнительные возможности, такие как управление нагрузкой, управление потоком энергии является их основной функцией.Если вы вложили средства в банк батарей для солнечной энергии для хранения энергии, вашей системе потребуется контроллер заряда солнечной батареи.

Какие существуют два типа контроллеров заряда от солнечных батарей?

Солнечные контроллеры заряда

доступны в двух отдельных конфигурациях — PWM и MPPT. Понимание различий между ними поможет вам определить наилучший вариант для конкретных потребностей вашей солнечной энергосистемы.

Контроллер заряда с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ):

Солнечные контроллеры заряда

PWM, как правило, дешевле, поскольку в них используются менее передовые технологии.По сути, ШИМ действует как простой переключатель, который включается и выключается при заданных параметрах, чтобы предотвратить проблемы с перезарядкой.

Используя ШИМ, солнечная панель или панели должны иметь то же напряжение, что и батарея, поскольку вы подключаете их (больше типов разъемов для солнечных панелей) непосредственно к батарее с помощью всего лишь переключателя, разделяющего их. Поскольку тип батареи, которую вы используете, будет определять выходную мощность, которую могут генерировать солнечные панели, существует значительный коэффициент потерь, обычно в диапазоне 30%.Найдите подробное руководство по банку солнечных батарей.

Контроллер заряда с отслеживанием точки максимальной мощности (MPPT):

Контроллеры заряда

MPPT считаются «умными» устройствами, поскольку они оснащены встроенным компьютером, что делает их программируемыми и намного более адаптируемыми, чем контроллеры PWM. Они работают, измеряя напряжение панелей и преобразовывая его с понижением, чтобы оно соответствовало напряжению батареи.

Поскольку мощность, поступающая в батарею от контроллера заряда, падает, чтобы соответствовать блоку батарей, ток можно увеличить, что означает, что больше доступной мощности передается от панелей к батарее.По сути, вы можете использовать солнечную батарею с более высоким напряжением, чем напряжение батареи, что открывает широкий спектр возможностей и позволяет сделать вашу солнечную энергетическую систему намного более эффективной и даже масштабировать ее.

Основные характеристики контроллера заряда от солнечной батареи:

  • Защита от перегрузки — Предотвращает попадание в аккумулятор чрезмерного тока, превышающего величину, которую может выдержать схема. Это предотвращает проблемы с перегревом и преждевременный износ аккумулятора.
  • Отключение при низком напряжении — Автоматически отключает некритические нагрузки от батареи, когда напряжение падает ниже необходимого уровня. Это предотвращает проблемы с переразрядом.
  • Предотвращение проблем с обратным током — Когда солнечные панели больше не вырабатывают энергию (обычно ночью), ток может течь в обратном направлении, что означает, что электричество будет течь от батареи к солнечной батарее. Контроллер заряда предотвращает это и предотвращает ненужную потерю мощности.
  • Расширенные функции Более продвинутые контроллеры заряда от солнечных батарей MPPT часто имеют экраны дисплея, которые позволяют пользователям отслеживать информацию о напряжении и заряде. Они также могут разрешать многоступенчатую зарядку батареи, то есть они будут заряжать количество энергии, отправляемой на батарею, в зависимости от уровня ее заряда, что помогает защитить работоспособность батареи.

 

Контроллер заряда от солнечной батареи Размер:

Первым шагом при определении размера вашего контроллера заряда является определение того, будете ли вы использовать контроллер PWM или MPPT, поскольку они имеют разные размеры.

Контроллеры заряда

рассчитаны на основе тока и напряжения вашей солнечной батареи и аккумулятора. Вы захотите выбрать тот, который способен справиться с полным текущим потенциалом вашей солнечной батареи, что максимизирует эффективность вашей системы и потенциал мощности.

Контроллеры заряда

обычно доступны в вариантах на 12, 24 и 48 вольт. Номинальные значения силы тока будут варьироваться от 1 до 60 ампер.

По сути, вам просто нужен контроллер заряда, который может обрабатывать больше, чем могут генерировать ваши солнечные панели.Например, если вы используете 12-вольтовую солнечную панель на 14 ампер, вам понадобится контроллер заряда, который может выдерживать не менее 14 ампер. Однако рекомендуется превысить этот минимум, поскольку факторы окружающей среды могут вызывать скачки напряжения и всплески.

Определение размера ШИМ-контроллера заряда:

Поскольку они не могут ограничивать выходной ток, вам необходимо соответствовать и желательно превышать ток ваших солнечных батарей. При поиске ШИМ-контроллера ищите номинальное значение силы тока и напряжения и убедитесь, что эти цифры превышают номинал вашей солнечной батареи и вашей батареи.

После того, как вы определили напряжение вашей системы и нашли контроллер заряда, который соответствует этому значению или превышает его, вам необходимо посмотреть на номинальный ток вашей батареи. Именно здесь мы рекомендуем выбрать контроллер заряда, который может превышать номинальную мощность вашей солнечной батареи, так как он может всплескивать. Хорошей практикой является превышение номинального тока на 25%, что означает умножение номинального тока ваших солнечных панелей на 1,25 и поиск контроллера заряда с номинальным током, превышающим это число.

Если поиск контроллера заряда, который соответствует и превышает номинальное напряжение вашей системы, номинальный ток вашей батареи и максимальное потребление солнечной энергии, кажется сложной задачей, не волнуйтесь, на самом деле это довольно просто, если у вас есть ваши цифры. Однако стоит отметить, что весь процесс будет проще, если вы выберете контроллер заряда MPPT.

Калибровка контроллера заряда MPPT:

Как объяснялось выше, контроллеры заряда MPPT регулируют мощность, поэтому их не нужно согласовывать с максимальной мощностью солнечной батареи.Тем не менее, вы все равно захотите, чтобы ваш контроллер заряда MPPT превышал текущий потенциал вашей солнечной батареи, чтобы он мог максимизировать эффективность вашей системы.

Поскольку контроллеры MPPT могут снижать напряжение, чтобы соответствовать напряжению батареи, и увеличивать ток, чтобы компенсировать потерю мощности, они гораздо более адаптируемы.

Вы по-прежнему хотите убедиться, что ваш контроллер заряда может обеспечить максимально эффективную работу вашей системы, поэтому разделите общую мощность системы на более низкое значение напряжения между солнечной батареей и батареей.Следуйте ваттам/вольтам, чтобы определить амперы. Итак, если вы используете солнечную батарею мощностью 900 Вт с напряжением 48 В, а напряжение вашей батареи составляет 24 В, вы должны разделить 900 Вт/24 В, чтобы получить значение 37,5 А. Добавление дополнительных 25% для потенциальных всплесков тока даст вам в общей сложности 46,9 А.

Это означало бы выбор контроллера заряда MPPT, способного работать как минимум с 24 В и 50 А.

Рекомендуемые солнечные контроллеры заряда:

Если вы используете солнечную энергетическую систему меньшего размера и вам нужен надежный ШИМ-контроллер заряда, мы рекомендуем следующее:

The Zamp Solar — 5-ступенчатый ШИМ-контроллер заряда, 30 А

Солнечная батарея мощностью 100 Вт с ЖК-дисплеем на 20 А и ШИМ-контроллером заряда

Для тех, кто ищет более продвинутый вариант, мы рекомендуем следующие контроллеры заряда солнечной батареи MPPT:

Outback Power — контроллер заряда FlexMax FM60 MPPT

Контроллер заряда Victron SmartSolar 100/50 Bluetooth MPPT

Как выбрать контроллер заряда от солнечной батареи (простой способ)

Солнечные контроллеры заряда являются жизненно важной частью любой автономной системы солнечных панелей, поскольку они защищают аккумулятор от перезарядки.Чтобы выбрать правильный контроллер заряда солнечной батареи для вашей системы, вам нужно побеспокоиться только о двух вещах:

  • Напряжение
  • Мощность тока (в амперах)

В этом простом руководстве мы объясним, как выбрать контроллер заряда от солнечной батареи всего за два шага и поможем вам получить максимальную отдачу от вашей машины.

Шаг 1. Выберите правильное напряжение

Ваш солнечный контроллер заряда должен быть совместим с напряжением вашей системы, так что это первое, что нужно учитывать при выборе.Большинство систем используют один из:

Но это не значит, что у вас должно быть другое напряжение батареи. Напряжение на аккумуляторе вашей системы и контроллере заряда должно соответствовать (1)

.

Хотя основной функцией является предотвращение перезарядки батареи, могут также использоваться многие другие функции, в том числе отключение низковольтной нагрузки, регулирование и контроль нагрузки, управление резервными источниками энергии, перенаправление энергии на вспомогательную нагрузку и мониторинг системы.

Некоторые солнечные контроллеры заряда, а именно недорогие ШИМ-контроллеры, могут использоваться только с одним напряжением, в то время как более дорогие контроллеры MPPT могут сочетать напряжения, которые не совпадают.

Шаг 2. Выберите соответствующую текущую емкость

Следующее, на что следует обратить внимание при выборе контроллера заряда солнечной батареи, — это его текущая мощность. Это означает, что ваш контроллер заряда должен быть достаточно большим и мощным, чтобы справляться с количеством энергии, производимой вашей солнечной панелью.

Чтобы рассчитать требуемую мощность тока, определите, сколько ампер обычно производит ваша система, и прибавьте 25 % для учета временного увеличения уровней тока (2).

Если вы сомневаетесь, всегда лучше сделать слишком много, чем слишком мало, когда речь идет о контроллерах заряда от солнечных батарей.

Использование солнечного контроллера заряда со слишком малым током (т. е. неподходящий размер контроллера заряда) может привести к неэффективному преобразованию энергии и перегреву, но использование контроллера большего размера, чем вам нужно, не будет иметь негативных последствий.

На что еще обратить внимание при выборе контроллера заряда от солнечной батареи

Как видите, поиск подходящего контроллера заряда солнечной батареи для вашей фотоэлектрической системы не должен быть слишком пугающим.Если вы все еще чувствуете себя немного неясным в процессе, вот отличное изображение, которое поможет прояснить ситуацию:

.

Не буду спойлерить, но как только вы узнаете основные характеристики, которые ищете, вы практически готовы приступить к покупкам. Однако, прежде чем купить контроллер заряда, есть еще несколько вещей, которые вы можете принять во внимание, чтобы найти оптимальную для вас модель.

Многофункциональная функция

Контроллеры заряда от солнечных батарей с функцией разного напряжения позволяют регулировать уставку напряжения зарядки, чтобы сделать устройство более эффективным.Вообще говоря, ваша уставка напряжения должна быть прямо пропорциональна температуре вашей батареи, чтобы она могла полностью заряжаться без перегрева.

Другими словами, вам нужно повысить уставку в холодную погоду и понизить ее в теплое время года.

Управление нагрузкой

Управление нагрузкой относится к способности отключать выход вашей батареи, когда контроллер заряда определяет, что аккумуляторная батарея слишком разряжена. Большинство контроллеров заряда имеют эту функцию, поэтому в основном это вопрос того, хотите ли вы контроллер с автоматическим управлением нагрузкой или предпочитаете делать это вручную.

Удаленный доступ

Если вы готовы заплатить немного больше, вы можете получить контроллер заряда от солнечной батареи, который позволит вам контролировать и управлять им удаленно из любого места. Это особенно полезно, если вы часто путешествуете и хотите следить за своими солнечными панелями и контроллерами заряда (3)

.

Типичное оборудование баланса системы для автономной системы включает в себя аккумуляторы, контроллер заряда, оборудование для регулирования мощности, оборудование для обеспечения безопасности, а также счетчики и контрольно-измерительные приборы.

Удаленный доступ подпадает под категорию инструментов, и это даст вам еще больший контроль над потреблением энергии.

Дисплей

Важно контролировать заряд вашей системы, ток, напряжение (включая напряжение холостого хода), температуру и многое другое, поэтому убедитесь, что выбранный вами контроллер имеет легко читаемый дисплей. Многие новые модели оснащены выдающимися ЖК-дисплеями, которые легко читаются с первого взгляда.

Часто задаваемые вопросы

  • Основными типами контроллеров заряда солнечной батареи являются PWM (широтно-импульсная модуляция) и MPPT (отслеживание точки максимальной мощности).Контроллеры заряда с широтно-импульсной модуляцией или контроллеры заряда с ШИМ были первоначальными контроллерами заряда, устроены проще и дешевле, чем контроллеры заряда MPPT.

    Контроллеры заряда с отслеживанием точки максимальной мощности или контроллеры заряда MPPT ограничивают свою выходную мощность, чтобы гарантировать, что батареи не будут перезаряжены, что приводит к рейтингу эффективности 90% или выше. Это делает контроллеры заряда MPPT относительно более дорогими, но они лучше подходят для более крупных систем солнечных панелей, где важна эффективность и более холодный и облачный климат (4).

  • Вы можете получить хорошую скидку на контроллер заряда от солнечных батарей, не торопясь и делая покупки в таких местах, как Green Building Elements.

    Решите, какой контроллер заряда с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) или контроллер заряда с отслеживанием точки максимальной мощности (MPPT) лучше всего подходит для ваших солнечных батарей и желаемого подключенного оборудования, а затем выберите соответствующий размер, чтобы получить максимальную отдачу от ваших долларов и машин.

    Если вам нужны рекомендации, нажмите или коснитесь этого, чтобы перейти к нашему Руководству покупателя, содержащему все наши лучшие предложения года.

  • Технически вам не нужна гарантия на ваш солнечный контроллер заряда, но она не помешает.

    Детали иногда изнашиваются, поэтому иметь гарантию — хорошая идея для солнечного оборудования, особенно для контроллеров заряда MPPT и PWM, поскольку они могут быть довольно дорогими. Большинство гарантий на контроллер заряда защищают вас от трех до пяти лет, но вы всегда должны проверять перед покупкой.

  • Каталожные номера

    1. Аккумуляторы и контроль заряда в автономных фотоэлектрических системах.Получено с: http://www.fsec.ucf.edu/en/publications/pdf/FSEC-CR-1292-01.pdf
    2. КОНТРОЛЛЕРЫ СОЛНЕЧНОЙ ЗАРЯДКИ ГЛУБОКИЙ ЦИКЛ ЗАРЯДКИ АККУМУЛЯТОРОВ. Получено с: https://www.bluepacificsolar.com/charge-controllers.html
    3. Оборудование баланса системы, необходимое для систем возобновляемой энергии. Получено с: https://www.energy.gov/energysaver/balance-system-equipment-required-renewable-energy-systems
    4. В ЧЕМ РАЗНИЦА МЕЖДУ КОНТРОЛЛЕРАМИ ЗАРЯДА MPPT И PWM? Получено с: https://www.renogy.com/blog/what-is-the-difference-between-mppt-and-pwm-charge-controllers/

    Как выбрать правильный контроллер заряда солнечной батареи

    Контроллер заряда солнечной батареи является неотъемлемой частью вашей солнечной системы. Из-за этого вам важно знать, как выбрать правильный контроллер заряда солнечной батареи, чтобы максимизировать производство солнечной энергии и правильно заряжать аккумулятор.

    Эта статья поможет вам в этом процессе, выполнив ряд действий: в ней будет описано, как работают солнечные контроллеры заряда; дать вам ключевые параметры о том, как выбрать лучшие контроллеры заряда в соответствии с вашими потребностями; и, наконец, он объяснит и сравнит две основные технологии.

    Предисловие

    Мы вложили много труда в разработку, исследование, написание, редактирование и рецензирование этих статей. Пожалуйста, поддержите нас, совершив покупку по одной из партнерских ссылок, указанных в этом посте.

    DIY Solar Blueprints профессиональный дизайн

    Мы знаем, насколько страшной может быть работа с электричеством, поэтому наш старший инженер-электрик разработал 3 надежные схемы подключения солнечных панелей специально для вас!

    Что делает солнечный контроллер заряда?

    Солнечные контроллеры заряда имеют 2 функции:

    • Регулируйте выходную мощность вашей солнечной панели.
    • Правильно зарядите аккумулятор.

    В настоящее время существует 2 типа контроллеров заряда солнечных батарей: ШИМ (широтно-импульсная модуляция) и MPPT (отслеживание точки максимальной мощности).

    В следующих разделах будет описано, как они работают и в чем основные различия между двумя технологиями.


    Как выбрать правильный контроллер заряда от солнечной батареи — 6 ключевых параметров

    Как уже было сказано, контроллер заряда солнечной батареи — это мост между солнечными батареями и батареями.Таким образом, для оптимальной настройки он должен соответствовать максимальной мощности массива солнечных панелей и максимальному входу батареи.

    В этом разделе вам будут даны критерии для выбора наилучшего контроллера заряда солнечной батареи на основе его наиболее важных характеристик: входного напряжения и тока, а также выходного напряжения и тока.

    1. Контроллер заряда солнечной батареи PWM или MPPT?

    Первым шагом является выбор типа контроллера заряда солнечной батареи. На рынке доступны две технологии PWM и MPPT.

    Как упоминалось ранее, ШИМ менее эффективен, чем MPPT (около 16% для небольших систем и больше для больших фотоэлектрических массивов). Поэтому мы можем только порекомендовать приобрести контроллер заряда солнечной батареи MPPT. Нет смысла покупать солнечную панель мощностью 100 Вт и использовать ее только при максимальной мощности 80 Вт, потому что солнечное зарядное устройство ограничивает выходную мощность. Это было бы пустой тратой денег. Так что выбирайте контроллер MPPT. Первоначальная стоимость на 50% выше, но со временем вы определенно сэкономите.

    Теперь пришло время рассмотреть наиболее важные характеристики контроллера заряда солнечной батареи и сосредоточиться на них.

    2. Контроллер заряда от солнечной батареи Макс. Напряжение открытия фотоэлектрического модуля

    Это значение является максимальным напряжением, которое может принять ваш солнечный контроллер заряда — вы подключите свою солнечную панель к контроллеру. В массиве солнечных панелей все ваши модули электрически соединены либо параллельно, либо наиболее распространенным является гибридное параллельное/последовательное соединение.

    При параллельном соединении напряжение одинаковое, а ток складывается. При последовательном соединении напряжение складывается, а ток одинаков.

    3.

    Контроллер заряда от солнечной батареи Макс. Ток короткого замыкания PV

    Это значение представляет собой максимальный ток, который ваш контроллер заряда солнечной батареи может принять от массива солнечных панелей.

    Например, если у вас есть 4 солнечные панели по 400 Вт (40 В, 9,8 А), 2 последовательно соединенных параллельно, поэтому максимальное напряжение фотоэлектрической панели составляет 80 В, а максимальный ток — 19,6 А.

    Для этой системы вам понадобится контроллер заряда от солнечных батарей, который может принимать не менее 80 В и 20 А, например., Victron SmartSolar.

    4.

    Напряжение батареи контроллера заряда солнечной батареи

    Контроллер заряда солнечной батареи не только оптимизирует выходную мощность вашей системы, но и заряжает аккумулятор. Поэтому вы должны убедиться, что он может принять ваш тип батареи и напряжение (12 В, 24 В или 48 В).

    Большинство контроллеров MPPT автоматически определяют напряжение аккумулятора и могут заряжать как свинцово-кислотные, так и LiFePo4 аккумуляторы.

    5.

    Контроллер заряда солнечной батареи Номинальный ток заряда батареи

    Убедившись, что ваш контроллер заряда солнечной батареи совместим с напряжением вашей батареи, проверьте максимальный ток заряда батареи контроллера заряда солнечной батареи. Чем выше это значение, тем быстрее заряжается ваша батарея.

    LiFePO 4 Аккумуляторы можно быстро заряжать. Обычно они потребляют от 50 до 100 ампер от солнечного контроллера заряда для общего времени зарядки от 2 до 3 часов. Если ваш солнечный контроллер заряда может выдавать только 10 ампер, вы не сможете воспользоваться преимуществами быстрой зарядки.

    6.

    Производство солнечной энергии и мониторинг батарей

    Наконец, мониторинг производственных и складских мощностей имеет большое значение для регулирования энергопотребления и технического обслуживания. Через несколько лет у вас будет отличная база данных, которая поможет вам настроить размер вашей системы в соответствии с вашими потребностями.


    Солнечные контроллеры заряда: зачем они вам?

    Вы можете задаться вопросом, зачем вам нужен контроллер заряда от солнечной батареи, зная, что солнечные панели производят энергию постоянного тока, а ваша батарея также работает в режиме постоянного тока.

    Чтобы лучше понять, как работают солнечные контроллеры заряда, давайте сначала более подробно рассмотрим выходы солнечной панели, а затем как правильно заряжать аккумулятор.

    Выходы солнечной панели

    Солнечная панель представляет собой набор солнечных элементов. В солнечном модуле (тот, что на вашей крыше) несколько солнечных элементов соединены последовательно, обычно 36, 72 или 96 для новейших солнечных панелей.

    Каждый солнечный элемент имеет выходное напряжение от 0,5 В до 0.6V , которые в основном останутся неизменными при любом солнечном свете. Таким образом, солнечный модуль может иметь следующие выходные напряжения: 36 ячеек по 18В; 72 ячейки на 36В; и 96 ячеек на 48В.

    Несколько отдельных солнечных элементов в солнечной панели

    С другой стороны, выходной ток каждого солнечного элемента будет варьироваться в зависимости от интенсивности солнечного света.

    Выходная мощность (Вт) солнечной панели получается путем умножения напряжения панели (U) на выходной ток (I).Поэтому, чтобы максимизировать выходную мощность, вы должны максимизировать U и I.

    P(Вт) = U(В)*I (А)

    Ниже вы можете увидеть солнечную ВАХ в соответствии с солнечным светом. Солнечные панели называют нелинейными генераторами энергии. Действительно, если напряжение слишком высокое, выходной ток упадет, например, выходная мощность.

    Зарядка аккумулятора

    В настоящее время для солнечных систем используются 2 типа батарей: свинцово-кислотные батареи глубокого цикла (AGM и GEL) и литиевые батареи LifePo4.

    Самые последние солнечные зарядные устройства могут работать с обоими из них. Для батарей глубокого цикла вы найдете в основном батареи на 12 В, а для LiFePO4: 12 В, 24 В и 48 В.

    Не вдаваясь в подробности, оба они следуют трехэтапному профилю зарядки: объемный режим, режим абсорбции и плавающий режим. Каждый цикл имеет определенное напряжение, для 12-вольтовой батареи: от 13 до 14 В.

    В итоге видно, что с одной стороны у нас есть солнечные панели с выходным напряжением 18В, 36В или 48В.С другой стороны, у нас есть батареи, которые требуют не более 14В. Таким образом, задача контроллера заряда солнечной батареи состоит в том, чтобы согласовать выходное напряжение солнечной панели с соответствующим напряжением зарядки аккумулятора.

    Теперь давайте подробнее рассмотрим, как обе технологии могут достичь этой цели.


    Как работает PWM-контроллер заряда солнечной батареи

    Принцип работы ШИМ-контроллера заряда солнечной батареи довольно прост – он действует как электронный переключатель.

    Контроллер сначала проверит напряжение зарядки аккумулятора. Если аккумулятору требуется 13 В для зарядки в массовом режиме, то контроллер заряда солнечной батареи подаст 13 В на выход солнечной панели — когда контроллер включен.

    По мере зарядки аккумулятора он переходит в режим поглощения (более высокое напряжение), и ШИМ-контроллер будет мигать между ON и OFF.

    Наконец, когда батарея достигает плавающего режима, контроллер выключается.

    Как работает контроллер заряда солнечной батареи MPPT

    Контроллер заряда солнечной батареи MPPT можно рассматривать как интеллектуальный преобразователь постоянного тока в постоянный.Во-первых, он максимизирует выходную мощность солнечной панели (это интеллектуальная часть), а затем преобразует ее в требуемое напряжение для правильной зарядки аккумулятора (преобразователь постоянного тока).

    Давайте посмотрим, как это работает подробнее:

    Возмущайтесь и наблюдайте (P&O): сердце контроллера заряда солнечной батареи MPPT

    Большинство контроллеров заряда солнечных батарей MPPT используют алгоритм Perturb and Observe.

    Мы видели, что выходная мощность солнечной панели является произведением напряжения и тока.

    P(Вт)=U(В)*I(А)

    Выходной ток солнечной панели зависит от солнечного излучения, и мы можем изменять напряжение панели, изменяя сопротивление (R), благодаря закону Ома:

    U(В)=R(Ом)*I(А).

    Это работа контроллера заряда солнечной батареи MPPT: он будет изменять напряжение на высокой частоте и анализировать выходную мощность с одной целью – максимизировать ее.

    Сначала контроллер заряда солнечной батареи устанавливает напряжение (U1) и измеряет выходную мощность (P1).Затем вскоре после этого он устанавливает другое напряжение U2=U1+ΔU и измеряет мощность (P2). Если P2 выше, чем P1, алгоритм попытается установить более высокое напряжение U3 = U2+ΔU. И наоборот, если P2 ниже, чем P1, это приведет к более низкому напряжению.

    В конце концов, контроллер заряда солнечной батареи постоянно адаптирует выходное напряжение, чтобы максимально приблизиться к точке максимальной мощности, как показано на рисунке ниже, для различного солнечного излучения.

    ВАХ при различном облучении, черная линия — точка максимальной мощности (MPP)

    Преобразователь постоянного тока

    После получения максимальной мощности от солнечной панели она будет преобразовывать напряжение в соответствии с требованиями зарядки аккумулятора с минимальными потерями.

    MPPT против ШИМ: что лучше?

    Чтобы ответить на этот вопрос, давайте рассмотрим пример. Мы рассмотрим солнечную панель мощностью 100 Вт с выходным напряжением 18,78 В (максимальный выходной ток 5,32 А) и аккумулятор на 12 В, для зарядки которого требуется 14 В.

    ШИМ-контроллер заряда солнечной батареи:

    Солнечное зарядное устройство PWM просто уменьшит выходное напряжение солнечной панели до 14 В, поэтому оно получит 14 В * 5,32 = 74,5 Вт максимальной мощности для зарядки аккумулятора.

    Контроллер заряда от солнечной батареи MPPT:

    Солнечное зарядное устройство MPPT почти достигает максимальной мощности солнечной панели, около 18 В * 5 ампер = 90 Вт (потери фотоэлектрической мощности при высокой температуре).А затем конвертируйте вниз (DC-DC), чтобы соответствовать напряжению батареи: 14 В * 6,4 ампер = 90 Вт.

    В итоге вы получите на 16% больше энергии от солнечного зарядного устройства MPPT по сравнению с PWM.

    Учитывая эту информацию, PWM-контроллеры заряда от солнечных батарей рекомендуются для малобюджетных систем, так как PWM-зарядные устройства примерно в 2 раза дешевле, чем MPPT.


    Заключительные мысли

    В этой статье вы смогли увидеть, насколько важен контроллер заряда солнечной батареи для вашей солнечной установки.

    Несколько вещей, о которых следует помнить на будущее:

    Выберите правильный контроллер заряда солнечной батареи, чтобы оптимизировать производство солнечной энергии и зарядку аккумуляторов.

    Внимательно посмотрите на максимальные выходы вашей солнечной панели и входы вашей батареи (напряжение и ток).

    Избегайте ШИМ-контроллеров заряда солнечных батарей, они неэффективны и будут тратить большую часть вашего солнечного производства.

    Наконец, не забудьте подумать о долгосрочной перспективе, возможно, вы захотите добавить дополнительные панели или батареи, поэтому мы советуем вам увеличить размер вашего контроллера солнечной зарядки, чтобы вам не пришлось покупать новый.

    Как выбрать контроллер заряда от солнечной батареи

    При установке панели солнечных батарей выбор правильного контроллера заряда может быть жизненно важным аспектом. Подобно обычным зарядным устройствам, эти контроллеры занимают место между солнечной панелью и аккумулятором глубокой зарядки. Именно они гарантируют, что батареи не будут перезаряжаться днем ​​или разряжаться ночью.

    Если вы выберете правильный солнечный контроллер заряда для своих нужд, ваши батареи будут более здоровыми, ваши фонари будут включаться и выключаться, когда они должны, и вы всегда будете иметь правильное отображение напряжения и состояния заряда.В большинстве случаев вы обнаружите, что солнечные контроллеры заряда полезны для настройки автономных систем или настройки панелей на транспортных средствах, таких как лодки.

    Для большинства обычных домовладельцев с солнечными панелями контроллеры заряда не нужны. Аккумуляторы обычно направляют избыточную энергию в сами сети. Однако, если вы беспокоитесь о перегрузке батареи, контроллер заряда может быть лучшим вариантом.

    Различные типы контроллеров заряда

    Существует два основных типа контроллеров заряда от солнечных батарей: ШИМ (широтно-импульсная модуляция) и MPPT (отслеживание точки максимальной мощности).

    ШИМ-контроллеры

    ШИМ-контроллеры обеспечивают прямое подключение солнечной батареи к аккумуляторной батарее. Эти контроллеры являются наиболее распространенными и, как правило, самыми дешевыми вариантами. Если вы собираетесь использовать ШИМ-контроллер в своей системе, вам необходимо убедиться, что ваши батареи и солнечные панели имеют одинаковое напряжение. ШИМ-контроллеры — хороший вариант для людей с небольшими системами, где эффективность не является критическим фактором.

    Контроллеры MPPT

    Контроллеры MPPT, с другой стороны, потребляют мощность при максимальном напряжении, что обычно приводит к увеличению потребления энергии.Они будут преобразовывать более высокое напряжение от солнечных батарей в батареи с более низким напряжением. Таким образом, системы MPPT будут извлекать максимально возможное количество энергии по сравнению с ШИМ, которые имеют фиксированное напряжение. Когда аккумуляторы глубоко разряжены, системы MPPT могут извлекать больше энергии и эффективно заряжать аккумуляторы.

    Для более крупных систем, потребляющих больше энергии и в которых напряжение солнечной батареи значительно выше, чем напряжение батареи, обычно лучше всего подходят системы MPPT.

    Чтобы помочь вам выбрать контроллер заряда от солнечной батареи, посмотрите это видео:

    Как удовлетворить ваши потребности

    Чтобы узнать, какой контроллер заряда от солнечной батареи вам подходит, ваша ситуация является ключевым индикатором.Для небольших батарей и солнечных панелей с более низкой выходной мощностью (в диапазоне 5-10 Вт) контроллера PWM будет более чем достаточно, чтобы обеспечить безопасную зарядку ваших батарей. Для более высокой производительности и крупномасштабных установок вы обнаружите гораздо большую эффективность, используя систему MPPT. Холодная погода зимой будет иметь увеличение вашего напряжения по сравнению с летними месяцами. Расстояние от вашего массива до аккумуляторной батареи также повлияет на ваше напряжение.

    Как правило, система MPPT стоит дороже, чем ШИМ-контроллер.Но это обычно компенсируется, потому что использование MPPT принесет вам большую отдачу по мере увеличения вашего напряжения. Например, наиболее распространенные 60-сотовые панели поставляются с контроллерами MPPT. Использование ШИМ-контроллера на них даст вам половину потенциальной выходной мощности. Это связано с тем, что панель с 60 ячейками будет работать в среднем при напряжении 30 вольт. Подключив их к 12-вольтовой батарее с помощью ШИМ-контроллера, панель будет работать при напряжении около 15 вольт. Когда батареи разряжены, системы MPPT могут извлекать больше энергии и эффективно заряжать батареи.

    Большинство контроллеров заряда от солнечных батарей обычно имеют дополнительные функции, которые делают ваши установки более эффективными. Это могут быть датчики температуры для вашей батареи, чтобы знать, не слишком ли она нагревается, или подключение Bluetooth для удаленного мониторинга вашей системы через мобильные устройства. Для большинства домовладельцев контроллер заряда солнечной батареи — это не то, что им потребуется для поддержания работы своих установок возобновляемой энергии. Но для тех, у кого есть автономные системы или для тех, кому требуется большая выходная мощность, выбор правильного контроллера заряда солнечной батареи может стать достойным вложением.

    Leave a Reply

    Ваш адрес email не будет опубликован.

    2019 © Все права защищены.