Solární regulátory

Princip činnosti regulátorů pro nabíjení solárních panelů, zařízení, které by mělo být při výběru zohledněno

V moderních solárních elektrárnách se k přenosu vyrobené elektřiny na pracovní baterie používají různá schémata pro připojení proudových zdrojů. Nepoužívají stejné algoritmy, jsou založeny na mikroprocesorových technologiích, které se nazývají řadiče.

Jak fungují regulátory solárního nabíjení

Elektřinu generovanou sluneční baterií lze přenést na akumulátory:

1. přímo, bez použití spínacích a ovládacích zařízení,

2. prostřednictvím ovladače.

V první metodě elektrický proud ze zdroje půjde do baterií a zvýší napětí na svých svorkách. Zpočátku dosáhne určité mezní hodnoty v závislosti na konstrukci (typu) baterie a okolní teplotě. Poté překoná doporučenou úroveň.

V počáteční fázi nabíjení obvod funguje dobře. A zde začínají extrémně nežádoucí procesy: pokračující přívod nabíjecího proudu způsobuje zvýšení napětí nad přípustné hodnoty (řádově 14 V), dobíjení nastává s prudkým nárůstem teploty elektrolytu, což vede k jeho varu s intenzivním výbojem destilované vodní páry z prvků. Někdy, dokud nádoby zcela nevyschnou. Životnost baterie je samozřejmě výrazně snížena.

Úkol omezování nabíjecího proudu je proto řešen řadiči nebo ručně. Poslední způsob: neustále sledujte hodnotu napětí pomocí zařízení a přepínače přepínejte rukama tak nevděčně, že existuje pouze teoreticky.

Viz také: Solární energie pro domov

Typické schéma zapojení ovladače

Algoritmy pro regulátory slunečního náboje

Složitostí metody omezení maximálního napětí jsou zařízení vyráběna podle zásad:

1. vypnuto / zapnuto (nebo zapnuto / vypnuto), pokud obvod jednoduše přepne baterie do nabíječky podle napětí na svorkách,

2. transformace šířky impulsu (PWM),

3. Maximální výkon skenovacího bodu.

Princip č. 1: Vypnuto / Zapnuto

Toto je nejjednodušší, ale nejspolehlivější metoda. Jeho hlavní nevýhoda spočívá v tom, že se zvyšujícím se napětím na svorkách baterie nedochází k limitní hodnotě plného nabití kapacity. V tomto případě dosahuje přibližně 90% jmenovité hodnoty.

Baterie mají neustále nedostatek energie, což výrazně snižuje jejich životnost.

Princip č. 2: Ovládací obvod PWM

Zkrácené označení těchto zařízení v angličtině je: PWM. Jsou k dispozici na základě návrhů čipů. Jejich úkolem je ovládat výkonovou jednotku tak, aby regulovala napětí na svém vstupu v daném rozsahu pomocí zpětnovazebních signálů.

Řídicí jednotky PWM mohou navíc:

• brát v úvahu teplotu elektrolytu s integrovaným nebo vzdáleným senzorem (posledně uvedená metoda je přesnější),

• vytvářet teplotní kompenzace pro nabíjení napětí,

• nalaďte konkrétní typ baterie (GEL, AGM, kapalná kyselina) s různými grafy napětí ve stejných bodech.

Zvýšení funkcí regulátorů PWM zvyšuje jejich náklady a spolehlivost.

Solární plán

Princip 3: Skenování bodu maximálního výkonu

Taková zařízení jsou v angličtině označena MPPT. Pracují také metodou konvertorů šířky impulzů, ale jsou extrémně přesné, protože berou v úvahu největší množství energie, které mohou solární panely poskytnout.Tato hodnota je vždy přesně stanovena a zadána do dokumentace.

Například u solárních baterií 12 V je maximální bod návratnosti výkonu přibližně 17,5 V. Běžný řadič PWM přestane nabíjet baterii, když napětí dosáhne 14 - 14,5 V, a práce na technologii MPPT umožní další využití životnosti solární baterie až 17,5 B.

Se zvyšující se hloubkou vybíjení baterií se zvyšují energetické ztráty ze zdroje. Regulátory MRI je snižují.

Povaha sledování napětí, odpovídající výkonu maximální energie solární baterie 80 wattů, je demonstrována průměrným grafem.

Tímto způsobem regulátory MRI využívající konverzi šířky pulsu ve všech cyklech nabití baterie zvyšují účinnost solární baterie. V závislosti na různých faktorech mohou být úspory 10–30%. V tomto případě výstupní proud z baterie překročí vstupní proud ze solární baterie.

Hlavní parametry regulátorů slunečního náboje

Při výběru ovladače pro solární baterii je třeba kromě znalosti principů jeho fungování věnovat pozornost podmínkám, pro které je určen.

Hlavní ukazatele zařízení jsou:

• hodnota vstupního napětí

• hodnota celkového výkonu sluneční energie,

• povaha připojeného zatížení.

Solární napětí

Regulátor může být napájen napětím z jednoho nebo více solárních panelů připojených různými způsoby. Pro správnou funkci zařízení je důležité, aby celková hodnota napětí dodávaného do něj, s přihlédnutím k volnoběžným otáčkám zdroje, nepřesáhla mezní hodnotu specifikovanou výrobcem v technické dokumentaci.

V takovém případě by měla být rezerva (rezerva) ≥ 20% způsobena řadou faktorů:

• není tajemstvím, že určité parametry solární baterie mohou být někdy pro reklamní účely mírně nadhodnoceny,

• procesy probíhající na slunci nejsou v přírodě stabilní a při neobvykle zvýšených záblescích aktivity je možný přenos energie, který vytváří napětí otevřeného obvodu solární baterie nad vypočítanou mez.

Solární energie

Pro výběr ovladače je důležité, protože zařízení musí být schopno spolehlivě přenést na funkční baterie. Jinak to prostě bude hořet.

Pro stanovení výkonu (ve wattech) vynásobte velikost proudu vycházejícího z regulátoru (v ampérech) napětím (ve voltech) generovaným solární baterií, s přihlédnutím k 20% rozpětí vytvořenému pro něj.

Povaha připojené zátěže

Musíte pochopit účel ovladače. Neměli byste jej používat jako univerzální zdroj napájení připojením různých domácích zařízení k němu. Některé z nich samozřejmě budou fungovat normálně, aniž by vytvořily neobvyklé podmínky.

Ale ... jak dlouho to bude trvat? Přístroj pracuje na základě transformace šířky pulsu, používá mikroprocesorové a tranzistorové technologie, které zohledňují pouze zatížení charakteristiky bateriespíše než náhodní spotřebitelé se složitým přechodem během přepínání a měnící se povahou spotřeby energie.

Výrobci v kostce

Výroba regulátorů pro solární elektrárny zapojené v mnoha zemích. Výrobky společností jsou na ruském trhu oblíbené:

• Morningstar Corporation (přední americký výrobce),

• Pekingská Epsolar Technology (působící od roku 1990 v Pekingu),

• AnHui SunShine New Energy Co (Čína),

• Phocos (Německo),

• Steca (Německo),

• Xantrex (Kanada).

Mezi nimi si můžete vždy vybrat spolehlivý model regulátoru, který je nejvhodnější pro specifické provozní podmínky solárních elektráren s určitými technickými charakteristikami. Chcete-li to provést, jednoduše použijte doporučení tohoto článku.

Přečtěte si také toto téma: Střídač pro domácí solární elektrárnu

Comments

[#1 Michael]

Existují také hybridní regulátory. Hybridní ovladač je zařízení určené k nabíjení baterie při použití více zdrojů energie, jako je větrná turbína a solární panely. Řídicí jednotka plně nabíjí baterii plným výkonem generovaným větrnou turbínou a solárními panely, pokud je celkový nabíjecí proud větrné turbíny a solárních panelů pod prahovou hodnotou. Nabíjí baterii maximálním přípustným proudem a nadměrný výkon se resetuje pomocí řízení PWM, pokud celkový nabíjecí proud z větrné turbíny a solárních panelů překročí maximální přípustnou hodnotu. Při nabíjení s napěťovým limitem regulátor nabíjí baterii s napěťovým limitem, když je baterie vysoká. Řídicí jednotka plně nabíjí baterii při plném výkonu generovaném větrnou turbínou a solárními panely, pokud je nabití baterie pod mezním bodem napětí. Řadič nabíjí baterii prahovým napětím a přebytek energie se resetuje pomocí PWM řízení, pokud nabití baterie překročí prahovou hodnotu.