Выбираем контроллер для солнечной батареи правильно

0
507

Рассматривая современные гелиосистемы невозможно не уделить внимание тем из них, которые отличаются повышенной автономностью и не требуют подключения к электросети. Это значит, что оборудование работает в замкнутом цикле. Иллюстрацией работы подобных гелиосистем выступает энергоснабжение частного дома. Для создания цепи потребуется использовать солнечные панели, а также контроллер, инвертор, акб и соединительный кабель.

Уже на этом простом примере видно, что контроллер, который потребуется для работы солнечных батарей, будет выступать основным компонентом системы. Представленная статья рассмотрит особенности этого устройства и уделить внимание разновидностям агрегата.

Задачи, которые исполняет солнечный контроллер

Изделие выступает электронным устройством, действие которого основано на работе чипа, гарантирующего контроль над системой, а также управляющего аккумулятором. Процессы, которые регулируются контроллером, позволяют снизить риск полной разрядки батареи, а также накопление избыточного заряда. Когда акб заполняется до максимального уровня, то контроллер заряда для солнечных батарей снижает уровень тока фотоэлементов.

Результатом выполнения подобной задачи становится подача тока, который призван компенсировать саморазряд. Если же наблюдается обратная ситуация и батарея разряжена, то с помощью устройства будет отключена нагрузка, подававшаяся на него.

Чтобы обобщить те задачи, которые призван решить контроллер, можно указать следующие функции:

  • Обеспечение многостадийного заряда акб;
  • Отключение заряда или нагрузки при максимальном уровне заряда или разряда;
  • Подача тока от солнечных панелей для накопления заряда аккумуляторной батареей.

Разновидности контроллеров

Производители сегодня предлагают большой выбор оборудования, поэтому подобрать устройство можно для решения любых задач. Так контроллеры заряда батареи On/Off для восполнения емкости акб являются самыми простыми среди всех моделей данного класса. Такие агрегаты применяют с целью остановить заряд батареи, когда он будет приближаться к максимальному показателю. Выполнение подобной функции обеспечивает предотвращение возможного перегрева или накопление избыточного заряда. Но так как устройства решали только ограниченные задачи, то производители разработали более совершенные контроллеры.

Читайте также:  Устанавливаем солнечные батареи своими руками

Контроллеры PWM

Так появился PWM контроллер, работа которого основывается на широтно-импульсной модуляции тока. Принцип действия устройства базируется на том, чтобы снизить значение заряжающего тока, когда тот будет находиться на придельных значениях напряжения. Благодаря такому подходу заряд выполняется 100-процентно. Переход на использование данного контроллера позволил обеспечить прирост эффективности для солнечных батарей в 30%.

На рынке также можно видеть и модели устройств, благодаря которым настройка тока зависит также от температуры ОС. Подобный эффект оказывает положительное воздействие на сохранность устройства, снижая его нагрев. Это в результате приводит к лучшему приему заряда. Процесс накопления емкости становится более регулируемым. Устройства данного типа рекомендуется применять в том случае, когда солнечная активность очень высокая. Не редко они встречаются в небольших гелиосистемах, в которых мощность не превышает 2 кВт. Поэтому и устанавливают их на батареи со средней емкостью.

Регуляторы типа MPPT

Другой вариант устройства представляет собой MPPT контроллер, конструкция которого отличается своей высокой технологичностью. С его помощью удается сделать работу гелиосистем более производительной. Работа агрегата предполагает обеспечение генерации тока при использовании различных батарей. Принцип действия подобных моделей контроллеров основан на том, чтобы определить максимальное значение емкости. Для этого чип регулярно мониторит напряжение в системе. Собранные данные обеспечивают для микропроцессора возможность подсчитать оптимальное соотношение показателей, позволяющих достичь лучших значений выработки. Подстройка напряжения происходит с учетом этапа заряда акб.

Устройства дают возможность снять напряжение с модулей, если оно отличает высокими значениями, после чего происходит его преобразование в оптимальное для работы. Если оценивать производительность оборудования, то MPPT превосходит PWM контроллер заряда солнечных батарей примерно на 20-35 процентов. К достоинствам агрегата стоит отнести также работу в условиях затененности панелей. В процессе сборки гелиосистемы возможно воспользоваться проводами с небольшим сечением.

Принцип работы контроллера

Когда интенсивность солнечных лучей снижается, то фотоэлементы переходят в спящий режим. Включение контроллера происходит только в том случае, когда энергия от солнца превышает напряжение в 10 В. При достижении указанного показателя устройство включается при помощи диода Шоттки, чтобы возобновить подачу тока на акб. Процедура возобновления заряда будет продолжена до того момента, пока напряжение не превысит 14 В в электрическом эквиваленте. В этот момент контроллер прекратит восполнение заряда солнечной батареи, а процесс будет возобновлен только после падения напряжения до необходимой величины. Время, требуемое устройству для подобной операции, составляет в пределах 3 секунд.

Читайте также:  Датчик протечки воды своими руками

Как сделать контроллер самостоятельно?

Если человек обладает познаниями в области электротехники, а также умеет работать паяльником, то создать контроллер своими руками будет не сложно. Для изготовления устройства используется схема типа «On/Off». Такой контроллер обеспечивает отправку импульса, формируемого с помощью электронных компонентов. Транзисторы, включенные в схему, обеспечивают контроль в процессе ее работы, а резисторы отвечают за регулировку параметров при переходе между рабочими режимами. Микросхема выступает в качестве усилителя, а также регулятора характеристик.

Схему не сложно повторить в домашних условиях. При желании она может быть расширена и доработана, чтобы повысить производительность и надежность гелиосистемы. Но специалисты не рекомендуют пользоваться устройствами, созданными собственными руками. Это позволит избежать возможных негативных последствий, включая выход из строя аккумулятора.

Подключения контроллера PWM или MPPT

Монтаж PWM-устройства не составляет проблем, если выполнять все задачи с соблюдением установленных требований. Так при подключении периферийных устройств всегда учитывают обозначения, которые наносятся на контактные клеммы. Процедура установки контроллера выглядит следующим образом:

  • Подключить провода акб на клеммах устройства, учитывая заданную полярность;
  • В точке контакта на положительной клемме подключается защитный предохранитель;
  • Контакты устройства, предназначенные для панелей, дополнить проводниками, исходящими от солнечной батареи;
  • Подключить на нагрузку устройства контрольную лампу (в большинстве случаев это 12/24В).

Перед тем, как заняться установкой контроллера MPPT, следует удостовериться в том, что напряжение на клеммах ниже того, которое используется для подачи на вход устройства. После этого можно приступать к непосредственному монтажу:

  • Отключить панель и перевести батарею в позицию «отключено»;
  • Изъять предохранители с солнечной панели и акб;
  • Подключить с помощью кабеля выходы панели на клеммах устройства, учитывая знаки указанных обозначений;
  • Установить заземление;
  • Подключить датчик температуры в соответствии с инструкцией.
Читайте также:  Как убедиться, что ваш умный дом безопасен

Рекомендации при покупке контроллера

Многие задаются вопросом о том, как выбрать контроллер, чтобы добиться оптимального заряда для солнечной батареи? Для заданной цели потребуется определиться с теми функциями, которые устройство должно выполнять. Контроллер должен следить за зарядом батареи, а также отключать питание при полном заряде. Эти задачи должны выполняться в автоматическом режиме.

Устройство отвечает за подключение нагрузки после восстановления зарядки. Включение солнечных панелей должно выполнять в автоматическом режиме. Когда параметры будут определены, то можно переходить к определению ключевых параметров оборудования, которыми являются:

  • Номинальный ток;
  • Напряжение на входе.

В первом случае характеристика отражает количественный показатель, который должен превышать показатель токов КЗ  на 10%. Такое значение справедливо для устройства PWM. MPPT изделие выбирают так, чтобы мощность превышала произведение выходного тока на напряжение гелиосистемы.

Чтобы обеспечить запас по мощности, нужно также прибавить 20% от полученного результата. Это требуется для того, чтобы обеспечить бесперебойную работу в моменты высокой активности солнца.

Производители также используют для устройств различные защитные элементы, наличие которых позволяет обеспечить работу при любом режиме. Подобные компоненты не оказывают влияния на основные рабочие показатели, но их наличие будет оказывать только положительный эффект на работу любой модели.

Современные модели контроллеров оснащены разнообразными защитными механизмами и возможностью работы в разных режимах. Наличие подобных элементов в конструкции того или иного прибора не влияет на основные параметры при его выборе, но дополнительно стимулирует приобретение той или иной модели.

Можно ли обойтись без контроллера?

Современная солнечная батарея позволяет накапливать энергию, вырабатываемую солнцем. Подобная гелиосистема отличается своей сложностью, поэтому возникает вопрос о том, сможет ли она функционировать без контроллера заряда?

Разобраться в вопросе довольно просто. Достаточно учесть, что отсутствие устройства может стать причиной кипения электролита в батарее, что приводит к незамедлительной деформации. Покупателю не сложно подсчитать, что замена батареи обойдется дороже, чем установка контроллера. Поэтому специалисты даже не рассматривают возможность использовать гелиосистему без устройства.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here