Solárna energia je zatiaľ obmedzená (na úrovni domácnosti) na vytváranie fotovoltaických panelov s relatívne nízkou spotrebou energie. Ale bez ohľadu na konštrukciu fotovoltaického konvertora slnečného svetla na prúd, toto zariadenie je vybavené modulom nazývaným regulátor solárneho nabíjania.
Inštalačná schéma fotosyntézy solárnej batérie skutočne obsahuje akumulačnú batériu - úložné zariadenie na energiu získanú zo solárneho panelu. Tento sekundárny zdroj energie slúži predovšetkým regulátoru.
V článku, ktorý uvádzame, porozumieme zariadeniu a princípom činnosti tohto zariadenia a zvážime aj spôsob jeho pripojenia.
Solárne regulátory
Elektronický modul, nazývaný regulátor solárnej batérie, je navrhnutý tak, aby vykonával množstvo regulačných funkcií v procese nabíjania / vybíjania solárnej batérie.
Keď slnečné svetlo dopadne na povrch inštalovaného solárneho panelu, napríklad na strechu domu, toto svetlo sa pomocou fotobuniek zariadenia zmení na elektrický prúd.
Galéria obrázkov
Foto z
Regulátor je povinnou súčasťou solárnej stanice, ktorá generuje elektrický prúd z energie slnečného svetla
Majitelia súkromných mini elektrární a tí, ktorí si želajú získať solárnu elektráreň, majú teraz k dispozícii dva typy regulátorov: PWM (alebo PWM) a MPPT
Radiče PWM poskytujú viacfázové nabíjanie batérie. S ich pomocou sa vykonáva plnenie, vyrovnanie, absorpcia a podpora náboja.
Lacné modely regulátorov pre domáce solárne inštalácie sú vybavené LED indikátormi, ktoré umožňujú sledovať výkon a technický stav batérie
MPPT (maximum power point tracking) - kontroléry vyššej úrovne a ceny. Poskytujú sledovanie maximálneho výkonu
V prípade malých solárnych elektrární, ktoré obsahujú jeden alebo dva panely, sú možnosti regulátorov PWM (PWM) dostatočné
Oba typy regulátorov, ako aj batérie pripojené k obvodu, musia byť nainštalované vo vnútri, pretože ich konštrukcia obsahuje senzory citlivé na teplotu.
Ak kupujete integrovanú solárnu stanicu, nie je potrebné kupovať ovládač. V izolovanom kryte je celá sada zariadení potrebných na spracovanie a skladovanie elektrickej energie
Ovládače pre solárne panely
Široký pulzný modulátor
Viacúrovňová nabíjačka batérií
Rozpočtový model s indikátormi LED
Ovládač solárnej stanice MRPT
Malá heliostation pre dávanie
Pripojenie solárnych panelov k zariadeniu
Komplex solárnych panelov a zariadení
Získaná energia by sa v skutočnosti mohla dodávať priamo do akumulátora. Proces nabíjania / vybíjania batérií má však svoje vlastné jemnosti (určité úrovne prúdov a napätí). Ak tieto jemnosti zanedbáte, batéria na krátku dobu prevádzky jednoducho zlyhá.
Aby nedošlo k takým smutným následkom, modul sa nazýva regulátor nabíjania solárnej batérie.
Modul okrem monitorovania stavu batérie monitoruje aj spotrebu energie. V závislosti od stupňa vybitia reguluje obvod regulátora nabíjania batérie zo solárnej batérie a nastavuje aktuálnu úroveň potrebnú pre počiatočné a následné nabíjanie.
V závislosti od kapacity regulátora nabíjania batérie solárnej elektrárne môžu mať konštrukcie týchto zariadení veľmi odlišnú konfiguráciu
Všeobecne povedané, modul poskytuje bezstarostnú „životnosť“ pre batériu, ktorá pravidelne akumuluje a dodáva energiu spotrebiteľským zariadeniam.
Praktické typy
Na priemyselnej úrovni boli spustené a vyrábajú sa dva typy elektronických zariadení, ktorých realizácia je vhodná na inštaláciu do okruhu solárnej energie:
- Zariadenia série PWM.
- Zariadenia série MPPT.
Prvý typ ovládača solárnej batérie možno nazvať „starec“. Takéto schémy boli vyvinuté a uvedené do prevádzky na úsvite rozvoja slnečnej a veternej energie.
Princíp činnosti regulačného obvodu PWM je založený na algoritmoch modulácie šírky impulzu. Funkčnosť takýchto zariadení je o niečo nižšia ako pokročilejšie zariadenia radu MPPT, ale vo všeobecnosti tiež fungujú pomerne efektívne.
Jeden z najobľúbenejších modelov v systéme nabíjania solárnej energie pre regulátor nabíjania batérie solárnej stanice, napriek tomu, že obvod zariadenia je vyrobený pomocou technológie PWM, ktorá sa považuje za zastaranú
Dizajn využívajúci technológiu sledovania maximálneho výkonu (sledovanie maximálneho limitu výkonu) sa vyznačuje moderným prístupom k obvodovým riešeniam a poskytuje vyššiu funkčnosť.
Ak však porovnáte oba typy ovládačov a navyše so zaujatosťou voči domácej sfére, zariadenia MPPT nevyzerajú v dúhovom svetle, v ktorom sú tradične inzerované.
Ovládač typu MPPT:
- má vyššie náklady;
- má prepracovaný algoritmus ladenia;
- poskytuje zisk iba na paneloch veľkej plochy.
Tento typ zariadenia je vhodnejší pre globálne solárne energetické systémy.
Regulátor určený na prevádzku ako súčasť výstavby solárnej elektrárne. Je predstaviteľom triedy zariadení MPPT - pokročilejšie a efektívnejšie
Je výhodnejšie kúpiť a prevádzkovať ovládač PWM (PWM) s rovnakým účinkom pre potreby bežného používateľa z prostredia domácnosti, ktoré má zvyčajne panely s malými plochami.
Blokové schémy ovládačov
Schematické schémy regulátorov PWM a MPPT na zváženie ich úzkoprsým vzhľadom - to je okamih príliš komplikovaný, spojený s jemným porozumením elektroniky. Preto je logické brať do úvahy iba štrukturálne schémy. Tento prístup je zrozumiteľný pre široké spektrum jednotlivcov.
Možnosť č. 1 - Zariadenia PWM
Napätie zo solárneho panelu cez dva vodiče (plus a mínus) prichádza do stabilizačného prvku a deliaceho odporového reťazca. Vďaka tejto časti obvodu sa dosiahne potenciálne vyrovnanie vstupného napätia a do istej miery organizujú ochranu vstupu regulátora pred prekročením hranice vstupného napätia.
Tu by sa malo zdôrazniť: každý jednotlivý model zariadenia má špecifickú hranicu pre vstupné napätie (uvedené v dokumentácii).
Takto vyzerá štrukturálna schéma zariadení založených na technológiách PWM. Pri prevádzke v rámci malých domácich staníc poskytuje taký schematický prístup dostatočnú účinnosť
Napätie a prúd sú ďalej výkonovými tranzistormi obmedzené na požadovanú hodnotu. Tieto súčasti obvodu sú zase riadené čipom ovládača prostredníctvom čipu vodiča. Výsledkom je, že výstupné napätie páru výkonových tranzistorov nastavuje normálnu hodnotu napätia a prúdu pre batériu.
V okruhu je tiež snímač teploty a budič, ktorý riadi výkonový tranzistor, ktorý reguluje výkon záťaže (ochrana pred hlbokým vybitím batérie). Snímač teploty monitoruje stav vykurovania dôležitých prvkov regulátora PWM.
Spravidla je to teplota vnútri puzdra alebo na radiátoroch výkonových tranzistorov. Ak teplota prekročí limity stanovené v nastavení, prístroj odpojí všetky aktívne elektrické vedenia.
Možnosť č. 2 - Nástroje MPPT
Zložitosť systému je v tomto prípade spôsobená jeho pridaním do viacerých prvkov, ktoré budujú potrebný riadiaci algoritmus dôkladnejšie na základe pracovných podmienok.
Úrovne napätia a prúdu sú monitorované a porovnávané porovnávacími obvodmi a maximálny výstupný výkon je určený z výsledkov porovnávania.
Schéma štruktúrnych obvodov pre regulátory náboja založená na technológiách MPPT. Už je tu uvedený sofistikovanejší algoritmus na monitorovanie a riadenie periférnych zariadení.
Hlavný rozdiel medzi týmto typom riadenia a zariadeniami PWM spočíva v tom, že sú schopné prispôsobiť solárny modul energie maximálnemu výkonu bez ohľadu na poveternostné podmienky.
Obvod takýchto zariadení implementuje niekoľko metód riadenia:
- poruchy a pozorovania;
- zvýšenie vodivosti;
- aktuálny rozmet;
- konštantné napätie.
A v poslednom segmente všeobecného postupu sa používa aj algoritmus na porovnávanie všetkých týchto metód.
Spôsoby pripojenia ovládačov
Pokiaľ ide o tému pripojenia, je potrebné okamžite poznamenať: pri inštalácii každého jednotlivého zariadenia je charakteristickou črtou práca so špecifickou sériou solárnych panelov.
Napríklad, ak sa používa regulátor, ktorý je navrhnutý pre maximálne vstupné napätie 100 voltov, séria solárnych panelov by na výstupe nemala vystupovať viac ako táto hodnota.
Akákoľvek solárna elektráreň pracuje podľa pravidla rovnováhy výstupného a vstupného napätia prvého stupňa. Horná hranica napätia ovládača musí zodpovedať hornej hranici napätia panela
Pred pripojením zariadenia je potrebné určiť miesto jeho fyzickej inštalácie. Ako miesto inštalácie by sa podľa pravidiel mali zvoliť suché, dobre vetrané miestnosti. Prítomnosť horľavých materiálov v blízkosti zariadenia je vylúčená.
Prítomnosť zdrojov vibrácií, tepla a vlhkosti v bezprostrednej blízkosti zariadenia je neprijateľná. Miesto inštalácie musí byť chránené pred zrážkami a priamym slnečným žiarením.
Technika pripojenia modelu PWM
Takmer všetci výrobcovia regulátorov PWM vyžadujú presnú postupnosť pripojovacích zariadení.
Technika prepojenia PWM regulátorov s periférnymi zariadeniami nie je príliš zložitá. Každá doska je vybavená označenými terminálmi. Vyžaduje si len postupovanie krokov
Periférne zariadenia musia byť pripojené úplne v súlade s označeniami kontaktných terminálov:
- Vodiče batérie pripojte na svorky zariadenia na batériu v súlade s vyznačenou polaritou.
- Ochrannú poistku zapnite priamo v mieste kontaktu kladného vodiča.
- Na kontakty ovládača určené pre solárny panel pripevnite vodiče vychádzajúce z panelov solárneho panelu. Dodržujte polaritu.
- Pripojte skúšobnú žiarovku s príslušným napätím (zvyčajne 12/24 V) na svorky záťaže zariadenia.
Zadaná sekvencia nesmie byť porušená. Napríklad je prísne zakázané spájať solárne panely predovšetkým s nepripojenou batériou. V takom prípade môže užívateľ riskovať „vypálenie“ zariadenia. Tento materiál podrobnejšie popisuje schému montáže solárnych panelov s batériou.
Tiež pri regulátoroch série PWM nie je dovolené pripájať napäťový menič k záťažovým svorkám regulátora. Menič by mal byť pripojený priamo na svorky batérie.
Postup pripojenia nástroja MPPT
Všeobecné požiadavky na fyzickú inštaláciu tohto typu prístroja sa nelíšia od predchádzajúcich systémov. Technologická inštalácia sa však často trochu líši, pretože regulátory MPPT sa často považujú za výkonnejšie zariadenia.
U regulátorov navrhnutých pre vysoké úrovne výkonu sa odporúča použiť na pripojenie silových obvodov veľké káble prierezu vybavené kovovými koncovkami
Napríklad pre výkonné systémy sú tieto požiadavky doplnené skutočnosťou, že výrobcovia odporúčajú vziať si kábel pre napájacie vedenia, navrhnutý pre prúdovú hustotu najmenej 4 A / mm.2, To znamená napríklad pre regulátor na prúd 60 A potrebujete kábel na pripojenie k batérii s prierezom najmenej 20 mm.2.
Pripojovacie káble musia byť vybavené medenými očkami, pevne zvlnené špeciálnym nástrojom. Záporné svorky solárneho panelu a batérie musia byť vybavené adaptérmi s poistkami a spínačmi.
Tento prístup eliminuje energetické straty a zaisťuje bezpečnú prevádzku zariadenia.
Bloková schéma zapojenia výkonného regulátora MPPT: 1 - solárny panel; 2 - MPPT ovládač; 3 - svorkovnica; 4,5 - poistky; 6 - vypínač ovládača; 7.8 - pozemná pneumatika
Pred pripojením solárnych panelov k zariadeniu sa uistite, že napätie na svorkách zodpovedá alebo je menšie ako napätie, ktoré je prípustné na vstup regulátora.
Pripojenie periférnych zariadení k zariadeniu MTTP:
- Spínač panelu a batérie prepnite do polohy „vypnuté“.
- Odstráňte ochranné poistky na paneli a batérii.
- Pripojte kábel k pólom batérie pomocou svoriek ovládača pre batériu.
- Pripojte kábel ku svorkám solárneho panelu pomocou svoriek ovládača označených príslušnou značkou.
- Pripojte uzemňovací terminál k uzemňovacej zbernici pomocou kábla.
- Namontujte snímač teploty na regulátor podľa pokynov.
Po týchto krokoch je potrebné vymeniť predtým vybratú poistku batérie a prepnúť prepínač do polohy „zapnuté“. Na obrazovke ovládača sa objaví signál detekcie batérie.
Potom po krátkej prestávke (1 - 2 minúty) vložte predtým odstránenú poistku solárneho panela na miesto a prepínač panela prepnite do polohy „zapnuté“.
Na prístrojovej obrazovke sa zobrazí hodnota napätia solárneho panela. Tento okamih naznačuje úspešné uvedenie solárnej elektrárne do prevádzky.
Priemysel vyrába viacúčelové zariadenia z hľadiska obvodových riešení. Preto nie je možné jednoznačne odporučiť pripojenie všetkých zariadení bez výnimky.
Hlavný princíp pre všetky typy zariadení však zostáva rovnaký: bez pripojenia batérie k riadiacim zberniciam je spojenie s fotovoltaickými panelmi neprijateľné. Podobné požiadavky sú uvedené na zahrnutie do obvodu meniča napätia. Malo by sa to považovať za samostatný modul pripojený k batérii priamym kontaktom.
Ak máte potrebné skúsenosti alebo vedomosti, podeľte sa o ne s našimi čitateľmi. Svoje komentáre zanechajte v poli nižšie. Tu môžete položiť otázku k téme článku.