Pengawal cas solar: litar, prinsip operasi, kaedah sambungan

Tenaga suria setakat ini terhad (di peringkat isi rumah) kepada penciptaan panel fotovoltaik dengan kuasa yang agak rendah. Tetapi tanpa mengira reka bentuk penukar fotolistrik cahaya matahari menjadi arus, peranti ini dilengkapi dengan modul yang disebut pengawal cas solar.

Sesungguhnya, skema pemasangan fotosintesis bateri solar merangkumi bateri simpanan - peranti simpanan tenaga yang diterima dari panel solar. Sumber tenaga sekunder inilah yang disalurkan terutamanya oleh pengawal.

Dalam artikel yang kami sampaikan, kami akan memahami peranti dan prinsip operasi peranti ini, dan juga mempertimbangkan cara menyambungkannya.

Pengawal solar

Modul elektronik, yang disebut pengawal untuk bateri suria, dirancang untuk melakukan sejumlah fungsi kontrol selama proses pengisian / pengosongan bateri solar.

Apabila cahaya matahari jatuh di permukaan panel suria yang dipasang, misalnya, di atas bumbung rumah, cahaya ini diubah menjadi arus elektrik oleh fotokel peranti.

Tenaga yang diterima, sebenarnya, dapat dibekalkan terus ke bateri simpanan. Walau bagaimanapun, proses mengecas / melepaskan bateri mempunyai kehalusan tersendiri (tahap arus dan voltan tertentu). Sekiranya anda mengabaikan kehalusan ini, bateri untuk jangka masa operasi akan habis.

Agar tidak membawa akibat yang menyedihkan, modul yang disebut pengawal cas untuk bateri solar dirancang.

Selain memantau tahap bateri, modul ini juga memantau penggunaan tenaga. Bergantung pada tahap pelepasan, litar pengawal cas bateri dari bateri solar mengatur dan menetapkan tahap semasa yang diperlukan untuk pengisian awal dan seterusnya.

Bergantung pada kapasiti pengawal cas bateri loji tenaga suria, reka bentuk peranti ini boleh mempunyai konfigurasi yang sangat berbeza

Secara umum, secara sederhana, modul ini memberikan "jangka hayat" yang mudah untuk bateri, yang secara berkala berkumpul dan memberi tenaga kepada peranti pengguna.

Jenis Praktikal

Di peringkat perindustrian, dua jenis alat elektronik telah dilancarkan dan sedang dibuat, pelaksanaannya sesuai untuk pemasangan di litar sistem tenaga suria:

1. Peranti siri PWM.
2. Peranti siri MPPT.

Jenis pengawal pertama untuk bateri solar boleh dipanggil "orang tua." Skema seperti itu dikembangkan dan mulai beroperasi pada awal pembentukan tenaga suria dan angin.

Prinsip operasi litar pengawal PWM didasarkan pada algoritma modulasi lebar nadi. Fungsi peranti sedemikian agak lebih rendah daripada peranti siri MPPT yang lebih maju, tetapi secara umum ia juga berfungsi dengan cukup cekap.

Salah satu model yang paling popular dalam sistem pengecasan solar untuk pengawal caj bateri stesen solar, walaupun rangkaian peranti dibuat menggunakan teknologi PWM, yang dianggap usang

Reka bentuk yang menggunakan teknologi Tracking Power Point Maksimum (mengesan had kuasa maksimum) dibezakan dengan pendekatan moden untuk penyelesaian litar dan memberikan lebih banyak fungsi.

Tetapi jika anda membandingkan kedua-dua jenis alat kawalan dan, terutamanya, dengan berat sebelah terhadap bidang domestik, peranti MPPT tidak kelihatan dalam cahaya terang di mana ia diiklankan secara tradisional.

Pengawal jenis MPPT:

• mempunyai kos yang lebih tinggi;
• mempunyai algoritma penalaan yang canggih;
• memberikan keuntungan hanya pada panel kawasan yang signifikan.

Jenis peralatan ini lebih sesuai untuk sistem tenaga suria global.

Pengawal, dirancang untuk beroperasi sebagai sebahagian daripada reka bentuk loji tenaga suria. Merupakan wakil kelas peranti MPPT - lebih maju dan cekap

Lebih menguntungkan untuk membeli dan mengoperasikan pengawal PWM (PWM) dengan kesan yang sama untuk keperluan pengguna biasa dari persekitaran domestik, yang biasanya mempunyai panel kawasan kecil.

Sekat gambarajah pengawal

Diagram skema pengawal PWM dan MPPT untuk dipertimbangkan oleh pandangan mereka yang sempit - ini terlalu rumit sesaat, ditambah dengan pemahaman elektronik yang halus. Oleh itu, adalah logik untuk mempertimbangkan skema struktur sahaja. Pendekatan ini dapat difahami oleh pelbagai individu.

Pilihan # 1 - Peranti PWM

Voltan dari panel suria melalui dua konduktor (tambah dan tolak) datang ke elemen penstabil dan rantai resistif pemisah. Oleh kerana bahagian litar ini, potensi penyamaan voltan input diperoleh dan, hingga tahap tertentu, mereka mengatur perlindungan input pengawal daripada melebihi had voltan input.

Perlu ditekankan di sini: setiap model peranti individu mempunyai had khusus untuk voltan input (ditunjukkan dalam dokumentasi).

Seperti inilah gambaran struktur peranti berdasarkan teknologi PWM. Untuk operasi sebagai sebahagian daripada stesen domestik kecil, pendekatan litar sedemikian memberikan kecekapan yang cukup

Selanjutnya, voltan dan arus terhad kepada nilai yang diperlukan oleh transistor kuasa. Komponen litar ini, pada gilirannya, dikendalikan oleh cip pengawal melalui cip pemacu. Akibatnya, voltan output sepasang transistor kuasa menetapkan nilai voltan dan arus normal untuk bateri.

Juga di litar ada sensor suhu dan pemacu yang mengendalikan transistor daya, yang mengatur daya beban (perlindungan terhadap pelepasan bateri yang dalam). Sensor suhu memantau status pemanasan elemen penting pengawal PWM.

Biasanya tahap suhu di dalam casing atau pada radiator transistor kuasa. Sekiranya suhu melampaui had yang ditetapkan dalam tetapan, peranti memutuskan semua talian kuasa aktif.

Pilihan # 2 - Instrumen MPPT

Kerumitan skema dalam kes ini disebabkan oleh penambahannya pada sejumlah elemen yang membina algoritma kawalan yang diperlukan dengan lebih berhati-hati, berdasarkan keadaan kerja.

Tahap voltan dan arus dipantau dan dibandingkan dengan litar pembanding, dan daya output maksimum ditentukan dari hasil perbandingan.

Gambarajah litar struktur untuk pengawal cas berdasarkan teknologi MPPT. Algoritma yang lebih canggih untuk mengawal dan mengawal peranti periferal sudah dinyatakan di sini.

Perbezaan utama antara jenis pengawal ini dan peranti PWM ialah mereka dapat menyesuaikan modul tenaga suria dengan daya maksimum, tanpa mengira keadaan cuaca.

Litar peranti sedemikian menerapkan beberapa kaedah kawalan:

• gangguan dan pemerhatian;
• peningkatan kekonduksian;
• sapuan semasa;
• voltan malar.

Dan di segmen akhir tindakan umum, algoritma untuk membandingkan semua kaedah ini juga digunakan.

Cara untuk menghubungkan pengawal

Mengingat topik sambungan, perlu segera diperhatikan: untuk memasang setiap peranti individu, ciri khas adalah kerja dengan rangkaian panel suria tertentu.

Jadi, sebagai contoh, jika pengawal digunakan yang dirancang untuk voltan masukan maksimum 100 volt, satu siri panel suria harus menghasilkan tidak lebih dari nilai ini pada output.

Mana-mana loji tenaga suria beroperasi mengikut peraturan keseimbangan voltan output dan input tahap pertama. Had atas voltan pengawal mesti sesuai dengan had voltan atas panel

Sebelum menyambungkan peranti, perlu menentukan tempat pemasangan fizikalnya. Menurut peraturan, bilik kering dan berventilasi baik harus dipilih sebagai tempat pemasangan. Kehadiran bahan mudah terbakar berhampiran peranti tidak termasuk.

Kehadiran sumber getaran, panas dan kelembapan di kawasan berdekatan peranti tidak boleh diterima. Tapak pemasangan mesti dilindungi dari pemendakan dan cahaya matahari langsung.

Teknik Penyambungan Model PWM

Hampir semua pengeluar pengawal PWM perlu mengikuti urutan tepat peranti penyambung.

Teknik menghubungkan pengawal PWM ke peranti periferal tidak terlalu rumit. Setiap papan dilengkapi dengan terminal berlabel. Ini hanya memerlukan anda mengikuti urutannya

Peranti periferal mesti disambungkan sepenuhnya sesuai dengan sebutan terminal hubungan:

1. Sambungkan wayar bateri di terminal peranti bateri sesuai dengan kekutuban yang ditunjukkan.
2. Pada titik hubungan wayar positif, hidupkan fius pelindung.
3. Pada kenalan pengawal yang dimaksudkan untuk panel suria, pasangkan konduktor yang berasal dari panel panel solar. Perhatikan kekutuban.
4. Sambungkan lampu uji voltan yang sepadan (biasanya 12 / 24V) ke terminal beban peranti.

Urutan yang ditentukan tidak boleh dilanggar. Sebagai contoh, dilarang sama sekali menyambungkan panel solar dengan bateri yang tidak bersambung. Dengan tindakan sedemikian, pengguna berisiko "membakar" peranti. Dalam barang ini gambarajah pemasangan panel solar dengan bateri dijelaskan dengan lebih terperinci.

Juga untuk pengawal siri PWM, tidak dibenarkan menyambungkan penyongsang voltan ke terminal beban pengawal. Penyongsang harus disambungkan terus ke terminal bateri.

Prosedur untuk menyambungkan peranti MPPT

Keperluan umum untuk pemasangan fizikal untuk alat jenis ini tidak berbeza dengan sistem sebelumnya. Tetapi pemasangan teknologi sering kali agak berbeza, kerana pengawal MPPT sering dianggap sebagai peranti yang lebih berkuasa.

Untuk pengawal yang dirancang untuk tahap daya tinggi, disarankan untuk menggunakan kabel keratan rentas besar yang dilengkapi dengan penamatan logam pada sambungan litar kuasa

Sebagai contoh, untuk sistem yang kuat, keperluan ini ditambah dengan fakta bahawa pengeluar mengesyorkan mengambil kabel untuk talian sambungan kuasa, yang direka untuk ketumpatan arus sekurang-kurangnya 4 A / mm². Iaitu, sebagai contoh, untuk pengawal dengan arus 60 A, anda memerlukan kabel untuk menyambung ke bateri dengan keratan rentas sekurang-kurangnya 20 mm².

Kabel penyambung mesti dilengkapi dengan kancing tembaga, ditutup rapat dengan alat khas. Terminal negatif panel solar dan bateri mesti dilengkapi dengan penyesuai dengan sekering dan suis.

Pendekatan ini menghilangkan kehilangan tenaga dan memastikan operasi pemasangan selamat.

Gambarajah blok sambungan pengawal MPPT yang kuat: 1 - panel solar; 2 - Pengawal MPPT; 3 - blok terminal; 4,5 - sekering; 6 - suis kuasa pengawal; 7.8 - tayar tanah

Sebelum menyambung panel solar ke peranti, pastikan voltan di terminal sesuai atau kurang daripada voltan yang dibenarkan untuk digunakan pada input pengawal.

Menyambungkan periferal ke peranti MTTP:

1. Tukar panel dan suis bateri ke posisi "mati".
2. Tanggalkan sekering pelindung pada panel dan bateri.
3. Sambungkan terminal bateri ke terminal pengawal untuk kabel bateri.
4. Sambungkan kabel ke terminal panel suria dengan terminal pengawal ditandakan dengan tanda yang sesuai.
5. Sambungkan terminal darat ke bas tanah dengan kabel.
6. Pasang sensor suhu pada pengawal mengikut arahan.

Selepas langkah-langkah ini, perlu untuk mengganti sekering bateri yang sebelumnya dikeluarkan dan meletakkan suis pada posisi "hidup". Isyarat pengesanan bateri akan muncul di skrin pengawal.

Kemudian, setelah berhenti sebentar (1-2 minit), pasangkan sekering panel suria yang telah dikeluarkan sebelumnya dan letakkan suis panel pada posisi "hidup".

Skrin instrumen akan menunjukkan nilai voltan panel suria. Momen ini menunjukkan kejayaan pelancaran loji tenaga suria yang beroperasi.

Kesimpulan dan video berguna mengenai topik tersebut

Industri ini menghasilkan peranti pelbagai aspek dari segi penyelesaian litar. Oleh itu, adalah mustahil untuk memberikan cadangan yang jelas mengenai penyambungan semua pemasangan tanpa kecuali.

Walau bagaimanapun, prinsip utama untuk semua jenis peranti tetap sama: tanpa menyambungkan bateri ke bas pengawal, sambungan dengan panel fotovoltaik tidak dapat diterima. Keperluan serupa berlaku untuk dimasukkan dalam skema. penyongsang voltan. Ia harus dianggap sebagai modul terpisah yang disambungkan ke bateri melalui hubungan langsung.

Sekiranya anda mempunyai pengalaman atau pengetahuan yang diperlukan, kongsikan kepada pembaca kami. Tinggalkan komen anda di kotak di bawah. Di sini anda boleh mengemukakan soalan mengenai topik artikel.