1 Контроллеры для солнечных батарей

Электрический модуль, именуемый контроллером для солнечной батареи, предназначен делать целый ряд контрольных функций в процессе заряда/разряда аккума солнечной батареи.

Когда на поверхность солнечной панели, установленной, например, на крыше дома, падает солнечный свет, фотоэлементами устройства этот свет преобразуется в электронный ток.

Приобретенная энергия, на самом деле, могла бы подаваться конкретно на аккумулятор-накопитель. Но процесс зарядки/разрядки АКБ имеет свои тонкости (определённые уровни токов и напряжений). Если пренебречь этими тонкостями, АКБ за маленький срок эксплуатации просто выйдет из строя.

Чтоб не иметь таких печальных последствий, предназначен модуль, называемый контроллером заряда для солнечной батареи.

Кроме контроля уровня заряда аккума, модуль также выслеживает потребление энергии. Зависимо от степени разряда, схемой контроллера заряда аккума от солнечной батареи регулируется и устанавливается уровень тока, нужный для исходного и следующего заряда. Для контроллеров, рассчитанных под высочайшие уровни мощностей, на соединениях силовых цепей рекомендуется использовать кабели огромных сечений, оснащённые металлическими концевиками

К примеру, для массивных систем эти требования дополняются тем, что производители советуют брать кабель для линий силовых подключений, рассчитанный на плотность тока более чем 4 А/мм2. Другими словами, к примеру, для контроллера на ток 60 А нужен кабель для подключения к АКБ сечением не меньше 20 мм2.

Соединительные кабели непременно оснащаются медными наконечниками, плотно обжатыми особым инвентарем. Отрицательные клеммы солнечной панели и аккума нужно оснастить переходниками с предохранителями и выключателями.

Таковой подход исключает энерго утраты и обеспечивает неопасную эксплуатацию установки.

Структурная схема подключения массивного контроллера MPPT: 1 – солнечная панель; 2 – контроллер MPPT; 3 – клеммник; 4,5 – предохранители плавкие; 6 – выключатель питания контроллера; 7,8 – земельная шина

Перед подключением солнечных панелей к прибору следует убедиться, что напряжение на клеммах соответствует либо меньше напряжения, которое допустимо подавать на вход контроллера.

Подключение периферии к аппарату MTTP:

1. Выключатели панели и аккума перевести в положение «отключено».
2. Извлечь защитные предохранители на панели и аккуме.
3. Соединить кабелем клеммы аккума с клеммами контроллера для АКБ.
4. Подключить кабелем выводы солнечной панели с клеммами контроллера, обозначенными подходящим знаком.
5. Соединить кабелем клемму заземления с шиной «земли».
6. Установить температурный датчик на контроллере согласно аннотации.

После этих действий нужно воткнуть на место ранее извлечённый предохранитель АКБ и перевести выключатель в положение «включено». На дисплее контроллера появится сигнал обнаружения аккума.

Дальше, после недолговременной паузы (1-2 мин), поставить на место ранее извлечённый предохранитель солнечной панели и перевести выключатель панели в положение «включено».

Экран прибора покажет значение напряжения солнечной панели. Этот момент свидетельствует об успешном запуске энергетической солнечной установки в работу.

к меню ↑

4 Сопоставление контроллеров MPPT и PWM (ШИМ)

В солнечных и ветровых установках по производству электронной энергии употребляются два вида контроллеров, это МРРТ, о которых было написано выше и PWM (ШИМ) котроллеры.

ШИМ аппараты являются более дешевенькими устройствами, принцип деяния которых основан на использовании широтно-импульсной модуляции. Устройства данного типа разделяются на шунтовые и поочередные.

Для того, чтоб избрать более подходящий для определенной системы, необходимо их сопоставить, чтоб изучить плюсы и недочеты каждого типа схожих устройств.

к меню ↑

4.1 Плюсы устройств различного типа:

1. МРРТ контроллеры.

Конструктивная схема контроллера заряда аккумуляторной батареи на базе 2-ух микросхем

Описание схемы устройства

Существует закономерность, что для действенного выбора мощности модуль контроллера должен смотреть за точкой предельной мощности солнечной панели, другими словами точку, в какой и напряжение и ток, отдаваемые панелью, максимальны. Универсальные промышленные контроллеры, отслеживающие положение рабочей точки и рассчитанные на широкий спектр мощностей солнечных панелей, собранных в батареи, довольно дороги и сверхизбыточны в случае эксплуатации одиночной панели. Точка наибольшей мощности и температурный спектр эксплуатации указываются в паспортных данных высококачественных панелей.

Принципная схема контроллера заряда на базе 2-ух микросхем типа LM385-2.5

Принципиально! Данная схема рассчитана на работу с одной солнечной батареей, способной производить наибольший ток 4,0 Ампера и аккумом, емкость которого составляет 3000 А/час.

По мере надобности комплектующие можно поменять, также усовершенствовать данную схему, если показаться такая необходимость.

Вот некие советы по подмене девайсов:

1. Если поменять микросхемы, то следует поменять и конденсатор С2 (его емкость должна соответствовать новым чертам микросхем).
2. При невозможности приобрести резисторы сопротивлением 92К (R8 и R10 на схеме), их следует поменять на два подключаемых поочередно, сопротивлениями 82 и 10 К.

К сведению! При использовании солнечных панелей, наибольший ток которых более 4,0 А, нужно использовать более массивные транзисторы и диоды, чем обозначенных в рассматриваемой схеме.

Механизм работы собираемой схемы

В черное время суток, когда солнечная батарея не производит электронный ток, контроллер находиться в режиме ожидания (спящий режим).

При попадании солнечных лучей на фотоэлектрические элементы гелио установки, начинается вырабатываться электронный ток, и при достижении напряжения, равного 10,0 В контроллер врубается в работу (электронный ток подается на клеммы аккума).

Когда напряжение станет равным 14,0 В, врубается в работу усилитель U1 и зарядка прекращается (в это время разряжается конденсатор С2).

После разрядки конденсатора напряжение падает и запирается мощнейший транзистор (VT3 на схеме) и зарядка АКБ возобновляется.

Обилие моделей готовых контроллеров заряда позволяет избрать подходящую по техническим чертам и в данном ценовом спектре к меню ↑

5.3 Калибровка

После окончания схемы, необходимо настроить нижний и верхний пороги. Калибровка батарейки нужна, чтоб предупредить чрезмерную разрядку либо зарядку. Я использую 12V в качестве нижнего предела и 14.9V в качестве верхнего. Это значит, что когда заряд батареи снижается до 12V, начинается зарядка и когда вольтаж подымается до 14.9V, реле активизируется, и схема перестает заряжать батарейку.

Чтоб настроить лимиты, вам пригодится мультиметр и два источника питания на 12V и 15V, либо один универсальный. Поначалу необходимо установить нижний порог. Для этого установите вольтаж на 12V и подключите его к схеме. Соедините землю с мультиметром и замерьте показатель на пине 2 схемы 555. Настройте вольтаж так, чтоб получить 1.66V. Потом переключите вольтаж на 14.9V и возьмите застыл на пине 6 схемы 555. Настройте вольтаж на 3.33V. Сейчас контроллер готов к работе.

к меню ↑

5.4 Соединение

Приложенная картина указывает электронную схему устройства. Поначалу соедините плюс от солнечной панели к центральному полюсу реле, потом соедините красноватый провод от батарейки с NO на реле. Соедините минус от солнечной панели с минусом на схеме, а потом присоедините минус батарейки к схеме.

к меню ↑

5.5 Сборка контроллера заряда аккума

Для того, чтоб было комфортно использовать собираемую конструкцию, нужно подобрать корпус, в каком будет расположена плата с установленными на нее электрическими составляющими и сделать саму эту плату.

В магазинах группы «Сделай САМ» можно приобрести особые заготовки для производства печатных плат, представляющие из себя диэлектрик (стеклотекстолит) в виде пластинки, на который нанесен слой меди либо другого токопроводящего материала.

Изготовка печатной платы осуществляется в последующей последовательности:

1. На бумаге рисуется шаблон, соответственный схеме, предполагаемой к размещению на печатной плате. На шаблоне прорисовываются дорожки меж элементами схемы, также места установки этих частей.
2. Подбирается заготовка печатной платы подходящего размера (если нужно, то избытки обрезаются с помощью ножовки по металлу).
3. Шаблон приклеивается с помощью клея «Момент» на приготовленную заготовку.
4. В местах крепления частей схемы просверливаются отверстия (сверло поперечником 0,7 – 0,8 мм).
5. Шаблон удаляется, а на заготовке платы, меж просверленными отверстиями, прорисовываются дорожки связи (для этого употребляется краска стойкая к аква растворам).
6. Когда дорожки и места пайки электрических составляющих прорисованы, можно приступать к травлению платы.

Принципиально! Перед нанесением краски на поверхность печатной платы ее следует обезжирить с помощью бензина, ацетона либо обычного моющего средства.

Вариант прорисовки шаблона печатной платы с нанесением девайсов и электронных дорожек

К сведению! Травление, в домашних критериях, можно выполнить при помощи перекиси водорода либо веществом хлорного железа.

Травление осуществляется последующим образом, а конкретно:

• В специальную емкость, стойкую к воздействиям хим веществ (стекло, эмалированная посуда и т.д.) наливается приготовленный раствор;
• Потом в раствор погружается интегральная схема с нанесенным на него рисунком.
• Когда токопроводящий слой, в местах, где отсутствует краска, раствориться, плата достается из раствора, после этого обливается проточной водой;
• После чего заготовка вытирается насухо и с ее поверхности удаляется краска, обозначающая электронные дорожки (употребляется наждачка).

Когда краска будет удалена, интегральная схема готова к размещению электрических частей схемы.

Наружняя интегральная схема сделанная своими руками

В согласовании с избранной схемой и шаблоном размещения девайсов, производится впаивание частей конструкции, в местах где просверлены монтажные отверстия.

Готовая плата помещается в приготовленный корпус, на котором устанавливаются места вывода контактов к источнику электронного тока (солнечная батарея) и накопительному элементу гелио системы (аккумуляторная батарея).

Проверятся работоспособность собранной схемы, и производится установка собранного контроллера в избранном месте размещения.

к меню ↑

6 Как хорошо избрать контроллер заряда аккума?

Для того, чтоб избрать подходящий контроллер, нужно обусловиться с функцией, которую будет нести данное устройство и с масштабом всей установки. Если подразумевается сборка маленький галлактики, которая будет держать под контролем бытовые приборы с мощностью менее 2-ух кв, то довольно установки PWM контроллера. Если же идет речь о более сильной системе, которая будет держать под контролем сетевое электричество и работать в автономном режиме, тогда нужна установка MTTP контроллера. Все находится в зависимости от напряжения которое поступает на контроллер аккумулирующего устройства. PWM-контроллера способны выдержать характеристики до 5 кВт, в свою очередь MTTP-модули выдерживают до 50 кВт.

к меню ↑

6.1 Подбор по мощности массива солнечных батарей

Основной параметр контроллера солнечного заряда это рабочее напряжение и наибольшая сила тока, с которой может работать контроллер заряда. Очень принципиально знать такие характеристики солнечных батарей, как:

• Номинальное напряжение – рабочее напряжение контура солнечных батарей, замкнутого на нагрузку, т.е. на контроллер;

• Напряжение открытого контура – наибольшее достигаемое напряжение контура солнечных батарей, не присоединенного к нагрузке. Также же это напряжение именуется напряжением холостого хода. При подключении к контроллеру солнечных батарей, контроллер должен выдерживать данное напряжение.

• Наибольшая сила входного тока от солнечных батарей, сила тока контура солнечных батарей в режиме недлинного замыкания. Этот параметр довольно изредка указывается в свойствах контроллера. Для этого нужно выяснить номинал предохранителя в контроллере и посчитать величину тока недлинного замыкания солнечных модулей в контуре. Для солнечных батарей ток недлинного замыкания обычно всегда указан. Ток недлинного замыкания всегда выше наибольшего рабочего тока.

• Номинальный рабочий ток. Ток присоединенного контура солнечных батарей, который вырабатывается солнечными батареями при обычных критериях эксплуатации. Данный ток обычно ниже обозначенного тока в свойствах для контроллера, потому что производители, как обычно, указывают наивысшую силу тока контроллера.

• Номинальная мощность подключаемых солнечных батарей. Данная мощность представляет произведение рабочего напряжения на рабочий ток солнечных батарей. Мощность солнечных батарей, присоединенных к контроллеру должна быть равна обозначенной либо меньше, но никак не больше. При превышении мощности, контроллер при отсутствии предохранителей может сгореть. Хотя большая часть контроллеров, естественно, имеют предохранители, рассчитанные на перегрузку в 10-20% в течение 5-10 минут.

к меню ↑

6.2 Покупка контроллера заряда АКБ – на что направить внимание

Выбирая контроллер, следует направить внимание на ряд технических характеристик, которые позволят получить лучшую по мощности систему электроснабжения. Сначала, необходимо знать о технологических различиях контроллеров, которые реализованы в главных видах этих устройств, имеющихся на сегодня.