Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Energia słoneczna jest jak dotąd ograniczona (na poziomie gospodarstwa domowego) do tworzenia paneli fotowoltaicznych o stosunkowo niskiej mocy. Ale niezależnie od konstrukcji słonecznego konwertera fotoelektrycznego, urządzenie to jest wyposażone w moduł zwany regulatorem ładowania słonecznego.

Rzeczywiście, schemat instalacji fotosyntezy światła słonecznego obejmuje akumulator - magazyn energii otrzymanej z panelu słonecznego. Jest to wtórne źródło energii, które jest obsługiwane głównie przez kontrolera.

Następnie zrozumiemy urządzenie i zasady działania tego urządzenia, a także opiszemy, jak go podłączyć.

Kontrolery słoneczne

Moduł elektroniczny, zwany kontrolerem baterii słonecznych, jest przeznaczony do wykonywania różnych funkcji sterowania w procesie ładowania / rozładowywania baterii słonecznej.

Wygląda to na jeden z wielu istniejących modeli kontrolerów ładowania baterii słonecznej. Ten moduł jest jednym z projektów rozwojowych PWM.

Gdy światło słoneczne pada na powierzchnię zainstalowanego panelu słonecznego, na przykład na dachu domu, fotokomórki urządzenia zamieniają to światło na prąd elektryczny.

Powstała w ten sposób energia może być zasilana bezpośrednio do akumulatora. Proces ładowania / rozładowania baterii ma jednak swoje subtelności (pewne poziomy prądów i napięć). Jeśli zignorujesz te subtelności, bateria przez krótki okres działania po prostu się nie powiedzie.

Aby nie mieć takich smutnych konsekwencji, zaprojektowano moduł zwany sterownikiem ładowania słonecznego.

Oprócz monitorowania poziomu naładowania baterii moduł monitoruje również zużycie energii. W zależności od stopnia rozładowania, obwód regulatora ładowania baterii słonecznej jest regulowany, a poziom prądu wymagany do początkowego i kolejnego ładowania jest ustawiony.

W zależności od mocy kontrolera ładowania baterii słonecznych, projekty tych urządzeń mogą mieć bardzo różne konfiguracje

Ogólnie rzecz biorąc, moduł zapewnia beztroskie „życie” baterii, która okresowo gromadzi się i dostarcza energię do urządzeń konsumenckich.

Praktyczne gatunki

Na poziomie przemysłowym stworzono dwa rodzaje urządzeń elektronicznych, których produkcja jest odpowiednia do instalacji w obwodzie systemu energii słonecznej:

  1. Urządzenia z serii PWM.
  2. Urządzenia serii MPPT.

Pierwszy typ sterownika baterii słonecznej można nazwać „starcem”. Takie systemy zostały opracowane i uruchomione u zarania tworzenia energii słonecznej i wiatrowej.

Zasada działania obwodu kontrolera PWM opiera się na algorytmach modulacji szerokości impulsu. Funkcjonalność takich urządzeń jest nieco gorsza od bardziej zaawansowanych urządzeń z serii MPPT, ale generalnie działają one również dość skutecznie.

Jeden z najpopularniejszych modeli w społeczności kontrolera ładowania akumulatora w stacji solarnej, mimo że obwód urządzenia jest wykonany zgodnie z technologią PWM, która jest uważana za przestarzałą

Konstrukcje wykorzystujące technologię śledzenia maksymalnej mocy (śledzenie limitu maksymalnej mocy) wyróżniają się nowoczesnym podejściem do rozwiązań projektowania obwodów, zapewniając większą funkcjonalność.

Ale jeśli porównasz oba typy kontrolera, a zwłaszcza z tendencją do sfery domowej, urządzenia MPPT nie patrzą w tę opalizującą lampę, w której są tradycyjnie reklamowane.

Typ kontrolera MPPT:

  • ma wyższy koszt;
  • posiada złożony algorytm strojenia;
  • daje moc tylko na panelach o dużej powierzchni.

Ten typ sprzętu jest bardziej odpowiedni dla globalnych systemów słonecznych.

Sterownik przeznaczony do pracy w ramach projektu elektrowni słonecznej. Jest reprezentantem klasy urządzeń MPPT - bardziej zaawansowanych i wydajnych.

Bardziej opłaca się kupować i używać kontrolera PWM (PWM) z takim samym efektem, aby zaspokoić potrzeby przeciętnego użytkownika ze środowiska domowego, które zwykle ma panel małego obszaru.

Diagramy bloków kontrolera

Schematyczne schematy kontrolerów PWM i MPPT do rozważenia przez ich wąskie spojrzenie są zbyt skomplikowane na chwilę, w połączeniu z subtelnym zrozumieniem elektroniki. Dlatego logiczne jest rozważanie tylko schematów strukturalnych. Takie podejście jest zrozumiałe dla wielu osób.

Opcja # 1 - urządzenia PWM

Napięcie z panelu słonecznego wzdłuż dwóch przewodników (dodatniego i ujemnego) dociera do elementu stabilizującego i obwodu separacji rezystancyjnej. Dzięki tej części obwodu potencjały napięcia wejściowego są wyrównane i do pewnego stopnia organizują ochronę wejścia sterownika przed przekroczeniem granicy napięcia wejściowego.

Należy tutaj podkreślić: każdy indywidualny model urządzenia ma określoną granicę dla napięcia wejściowego (wskazaną w dokumentacji).

Z grubsza wygląda schemat blokowy urządzeń wykonanych w oparciu o technologię PWM. W przypadku pracy w ramach małych stacji domowych takie podejście zapewnia dużą wydajność.

Ponadto napięcie i prąd są ograniczone do wymaganej wartości przez tranzystory mocy. Te elementy obwodów z kolei są sterowane przez układ kontrolera przez układ sterownika. W rezultacie wyjście pary tranzystorów mocy jest ustawione na normalną wartość napięcia i prądu dla baterii.

Również w obwodzie znajduje się czujnik temperatury i sterownik, który steruje tranzystorem mocy, który reguluje moc obciążenia (ochrona przed głębokim rozładowaniem akumulatora). Czujnik temperatury monitoruje stan ogrzewania ważnych elementów sterownika PWM.

Zazwyczaj poziom temperatury wewnątrz obudowy lub na radiatorach tranzystorów mocy. Jeśli temperatura przekroczy limity ustawione w ustawieniach, urządzenie wyłączy wszystkie aktywne linie energetyczne.

Opcja nr 2 - urządzenia MPPT

Złożoność schematu w tym przypadku ze względu na jego dodanie do wielu elementów, które budują niezbędny algorytm sterowania bardziej ostrożnie, w oparciu o warunki pracy.

Poziomy napięcia i prądu są monitorowane i porównywane przez komparatory, a maksymalna moc wyjściowa jest określana na podstawie wyników porównania.

Schematyczny schemat w formie strukturalnej dla kontrolerów ładowania opartych na technologiach MPPT. Tutaj odnotowano bardziej złożony algorytm monitorowania i sterowania urządzeniami peryferyjnymi.

Główną różnicą tego typu sterowników od urządzeń PWM jest możliwość dostosowania modułu energii słonecznej do maksymalnej mocy niezależnie od warunków pogodowych.

Schemat takich urządzeń został zaimplementowany za pomocą kilku metod sterowania:

  • zakłócenia i obserwacje;
  • zwiększenie przewodności;
  • bieżący skan;
  • stałe napięcie.

W ostatnim segmencie działania ogólnego inny algorytm jest używany do porównania wszystkich tych metod.

Sposoby łączenia kontrolerów

Biorąc pod uwagę temat połączeń, należy natychmiast zauważyć: aby zainstalować każde urządzenie, charakterystyczną cechą jest praca z określoną serią paneli słonecznych.

Tak więc, na przykład, jeśli używany jest kontroler zaprojektowany dla maksymalnego napięcia wejściowego 100 woltów, seria paneli słonecznych musi generować napięcie nieprzekraczające tej wartości.

Każda elektrownia słoneczna działa zgodnie z zasadą równowagi napięć wyjściowych i wejściowych pierwszego etapu. Górna granica napięcia regulatora powinna odpowiadać górnej granicy napięcia panelu.

Przed podłączeniem urządzenia należy określić miejsce jego fizycznej instalacji. Zgodnie z przepisami miejsce instalacji powinno znajdować się w suchych, dobrze wentylowanych pomieszczeniach. Obecność materiałów łatwopalnych w pobliżu urządzenia jest wykluczona.

Obecność źródeł wibracji, ciepła i wilgotności w bezpośrednim sąsiedztwie urządzenia jest niedopuszczalna. Miejsce instalacji musi być chronione przed opadami atmosferycznymi i bezpośrednim światłem słonecznym.

Technologia połączenia PWM

Prawie wszyscy producenci sterowników PWM wymagają przestrzegania dokładnej kolejności podłączania urządzeń.

Technika łączenia sterowników PWM z urządzeniami peryferyjnymi nie jest szczególnie trudna. Każda deska jest wyposażona w oznakowane terminale. Po prostu musisz śledzić sekwencję działań.

Konieczne jest podłączenie urządzeń peryferyjnych w pełnej zgodności z oznaczeniem zacisków stykowych:

  1. Podłączyć przewody akumulatora na zaciskach akumulatora urządzenia zgodnie ze wskazaną polaryzacją.
  2. Bezpośrednio w punkcie styku przewodu dodatniego włącz bezpiecznik.
  3. Na stykach kontrolera, przeznaczonym dla panelu słonecznego, przymocuj przewody wychodzące z paneli paneli słonecznych. Przestrzegać biegunowości.
  4. Podłączyć do zacisków obciążenia przyrządu lampkę kontrolną odpowiedniego napięcia (zwykle 12 / 24V).

Podana sekwencja nie powinna być naruszona. Na przykład, łączenie paneli słonecznych w pierwszej kolejności, gdy bateria nie jest podłączona, jest surowo zabronione. Dzięki takim działaniom użytkownik ryzykuje „spalenie” urządzenia. Ten materiał opisuje bardziej szczegółowo schemat montażu baterii słonecznych z baterią.

Również w przypadku sterowników serii PWM nie wolno podłączać przetwornicy napięcia do zacisków obciążenia sterownika. Falownik należy podłączyć bezpośrednio do zacisków akumulatora.

Procedura połączenia MPPT

Ogólne wymagania dotyczące fizycznej instalacji dla tego typu urządzeń nie różnią się od poprzednich systemów. Jednak instalacja technologiczna jest często nieco inna, ponieważ kontrolery MPPT są często uważane za urządzenia o większej mocy.

W przypadku sterowników zaprojektowanych dla wysokich poziomów mocy zaleca się stosowanie kabli o dużym przekroju, wyposażonych w metalowe końcówki na przyłączach obwodu mocy

Na przykład, w przypadku systemów dużej mocy, wymagania te uzupełnia fakt, że producenci zalecają stosowanie kabla dla linii energetycznych zaprojektowanych dla gęstości prądu nie mniejszej niż 4 A / mm 2 . To znaczy, na przykład, w przypadku sterownika z prądem 60 A, potrzebny jest kabel do podłączenia do akumulatora o przekroju co najmniej 20 mm 2 .

Kable połączeniowe muszą być wyposażone w miedziane końcówki, mocno zaciśnięte specjalnymi narzędziami. Zaciski ujemne panelu słonecznego i baterii muszą być wyposażone w adaptery z bezpiecznikami i przełącznikami.

Takie podejście eliminuje straty energii i zapewnia bezpieczne działanie instalacji.

Schemat blokowy podłączenia potężnego kontrolera MPPT: 1 - panel słoneczny; 2 - kontroler MPPT; 3 - blok zacisków; 4, 5 - bezpieczniki; 6 - przełącznik zasilania sterownika; 7.8 - opona naziemna

Przed podłączeniem paneli słonecznych do urządzenia należy upewnić się, że napięcie na zaciskach odpowiada napięciu, które jest dopuszczalne do doprowadzenia do wejścia sterownika, lub mniej.

Podłączanie urządzeń peryferyjnych do maszyny MTTP:

  1. Przełącz panel i przełącznik akumulatora w położenie „wyłączone”.
  2. Usuń bezpieczniki na panelu i baterii.
  3. Podłączyć kabel akumulatora do zacisków sterownika akumulatora.
  4. Podłączyć przewody panelu słonecznego z zaciskami kontrolera oznaczonymi odpowiednim znakiem.
  5. Podłącz kabel uziemienia do szyny uziemiającej za pomocą kabla.
  6. Zainstaluj czujnik temperatury na sterowniku zgodnie z instrukcjami.

Po tych czynnościach należy wymienić wcześniej wyjęty bezpiecznik akumulatora i ustawić przełącznik w pozycji „wł.”. Na ekranie kontrolera pojawi się sygnał wykrywania baterii.

Następnie, po krótkiej przerwie (1-2 minuty), umieść wcześniej wyjęty bezpiecznik panelu słonecznego i ustaw przełącznik panelu w pozycji włączonej.

Ekran urządzenia pokaże wartość napięcia panelu słonecznego. Ten moment świadczy o udanym uruchomieniu elektrowni słonecznej.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Przemysł produkuje urządzenia wielowarstwowe z punktu widzenia rozwiązań obwodów. Dlatego nie można podać jednoznacznych zaleceń dotyczących połączenia wszystkich instalacji bez wyjątku.

Jednak główna zasada dla wszystkich typów urządzeń pozostaje taka sama: podłączenie panelu fotowoltaicznego jest niedopuszczalne bez podłączania akumulatora do magistrali kontrolera. Podobne wymagania nakłada się na włączenie do obwodu przetwornicy napięcia. Powinien być traktowany jako oddzielny moduł, który jest podłączony do akumulatora przez bezpośredni kontakt.

Jeśli masz niezbędne doświadczenie lub wiedzę, podziel się nim z naszymi czytelnikami. Zostaw swoje komentarze w polu poniżej. Tutaj możesz zadać pytanie na temat artykułu.

Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Kategoria:

Budowa