Контроллер заряда солнечной батареи — это устройство для регулирования заряда-разряда аккумуляторной батареи (АБ). Его подключают между источником энергии (солнечной панелью) и накопителем (аккумулятором) для выполнения следующих функций:
Контроллеры заряда не являются дополнительным компонентом — они абсолютная необходимость, которая делает возможной зарядку АБ от энергии солнца. Они являются неотъемлемой частью автономных и гибридных солнечных электростанций, делая их безопасными и эффективными.
Содержание статьи:
Основная роль контроллера заключается в защите и автоматизации процесса зарядки аккумулятора и функции разрядки при подключенной нагрузке, обеспечивая тем самым его длительную и безопасную эксплуатацию. Солнечный модуль подключается к контроллеру через положительный и отрицательный выводы, обеспечивая зарядку только тогда, когда он подключен к АБ.
Конструктивно и функционально устройства можно поделить на три типа:
Работа простых моделей основана на реле или шунтирующих транзисторах для регулирования напряжения в один или два шага. Они просто отключают фотовольтаические модули при превышении допустимого уровня напряжения на АБ, а при снижении — снова их подключают. Максимальная степень заряженности при этом составляет 60−70%. Регулярный недозаряд аккумуляторной батареи приводит к поломке и резкому сокращению срока ее эксплуатации. Единственное преимущество этих регуляторов — они надежны, поскольку имеют мало компонентов и там нечему ломаться.
PWM контроллер для солнечной батареи на первой ступени заряжает АБ повышенным напряжением. После полной зарядки он посылает серию коротких зарядных импульсов. Устройство с широтно-импульсной модуляцией тока заряда постоянно проверяет состояние заряженности аккумулятора. Оно определяет, с какой скоростью посылать импульсы и насколько широкими (продолжительными) они должны быть для поддержания 100% зарядки.
В полностью заряженной батарее без нагрузки, PWM может просто включаться-выключаться каждые несколько секунд. В разряженной аккумуляторной батарее импульсы будут практически непрерывными и очень широкими, или контроллер может перейти в режим «полного включения». Устройство проверяет состояние заряда батареи между импульсами и каждый раз выполняет автоматическую настройку.
На стадии выравнивания пытается уравнять напряжение всех элементов АБ и сделать их одинаково заряженными. В этот период перезарядки в залитых батареях происходит перемешивание жидкости в батареях, вызывая газообразование.
Стадия поддерживающего заряда. После полной зарядки, зарядное напряжение постепенно снижается во избежание дальнейшего нагрева или газообразования в аккумуляторе, и он поддерживается в заряженном состоянии.
MPPT-контроллер заряда аккумулятора от солнечной батареи — это лучший вариант с высокой эффективностью в пределах от 94% до 98% и с соответствующими ценами. Он может сэкономить значительные деньги в фотоэлектрических системах, поскольку обеспечивает увеличение производства электроэнергии до 30%.
Классический mppt-контроллер сканирует вольт-амперную характеристику фотоэлектрического модуля и находит рабочую точку в которой мощность модуля максимальная (точка максимальной мощности). Вмонтированное обрабатывающее устройство отслеживает стадию заряда и автоматически вычисляет величину тока для подачи в АБ.
Положение рабочей точки зависит от следующих факторов:
Наибольшая дополнительная генерация происходит при низкой температуре модулей и разряженных АБ.
Контроллер заряда солнечной панели относится к основному оборудованию гибридной и автономной фотоэлектрической системы. Он не нужен лишь в системах с маломощными панелями от 1 до 5 Вт, которые обычно используют для зарядки мобильных устройств или питания источника света. Во всех остальных случаях он необходим. Поэтому к выбору и монтажу этого устройства нужно подходить со знанием специфики.
Выбирая устройство, необходимо знать, что:
На что еще следует обращать внимание:
Обратите внимание на тип батареи. Это говорит нам, какие аккумуляторы совместимы с контроллером заряда.
Лучшим решением для монтажа контроллера заряда — обратиться к специалистам компании-установщика. Мы можем дать несколько общих рекомендаций, на что следует обращать внимание при монтаже:
Некоторые продвинутые модели включают в свой набор функций вычисление степени заряженности АБ (SOC — state of charge). Состояние заряда показывает уровень заряда / разряда аккумулятора относительно его емкости. В основном это высокотехнологичные модели, поскольку SOC вычисляется по сложному алгоритму на основании отслеживания параметров в течение нескольких циклов заряда-разряда АБ. Регулирование по SOC позволяет обеспечить оптимальные режимы работы аккумулятора, значительно увеличивая срок его эксплуатации.
В технической документации многих простых и недорогих устройств указано, что они могут определить степень заряженности аккумулятора. На самом деле это не совсем так, поскольку они отображают примерную величину заряженности в % в зависимости от U (вольт). Необходимо отметить, что уровень заряда, представленный в процентном значении, не показывает реальную степень заряда.
Все перечисленные факторы взаимодействуют сложным образом, поэтому самостоятельный выбор и монтаж устройства затруднительный для большинства людей. Однако у инженеров компании Solar Garden существует четкий процесс определения того, какой контроллер заряда подходит для вашей СЭС. Цените свое время и ресурсы — пользуйтесь услугами профессионалов.