Интернет магазин VINUR
Корзина
Мы работаем в штатном режиме! Доставляем Вам товар с учетом безопасности!

Принципы работы контроллера заряда для солнечной батареи

  • 31.07.2018

Устанавливая солнечные панели, нужно знать принцип работы контроллера солнечной батареи. Фотоэлементы подсоединяют к аккумулятору через контроллер. Правильная схема работы контроллера солнечной батареи обеспечивает эффективный заряд накопителя. Ведь панели вырабатывают напряжение довольно малого номинала, и поэтому вначале накапливают энергию для дальнейшего преобразования. Далее постоянное напряжение трансформируется инвертором в переменное 220 В и используется для запитки обычных электроприборов.

принципы работы контроллера заряда для солнечной батареи

Функции контроллеров

Аккумуляторы — капризны, при неправильной эксплуатации они теряют свою емкость или вовсе перестают работать. Это происходит по двум причинам:

  • перезаряд
  • недозаряд

Первая причина обусловлена тем, что напряжение заряда больше номинального напряжения аккумулятора. Если не отсоединить устройство в тот момент, когда оно зарядилось до номинального значения — происходит вскипание жидкости в его ячейках с дальнейшим испарением жидкого электролита. А это служит причиной потери емкости. Ячейки с электролитом могут утратить герметичность, вследствии высокого давления, образующегося при кипении жидкости. В таком случае девайс теряет свойство накапливать энергию.

Вторая причина заключается в том, что аккумуляторы не любят, когда их заряжают не полностью. И через несколько циклов заряда разряда могут потерять первоначальную емкость. В большинстве случаев это обратимый процесс, все зависит от изношенности батареи. Утрата емкости обусловлена так называемым «эффектом памяти». Особенно это явление актуально у свинцовых накопителей. Существуют экземпляры с электродами из других материалов, которым этот эффект практически не присущ. Но стоят они дороже. Свинцовые накопители хороши тем, что могут давать большие пиковые токи, что хорошо при питании двигателей и потребителей индуктивного и емкостного характера.

На практике аккумуляторы подключают к панелям последовательно с контроллером заряда. Это приспособление помогает функционировать батареям в оптимальном режиме независимо от всего и оберегает их от преждевременного износа. Эти модули следят за состоянием батареи и в зависимости от этого подают на клеммы определенные значения напряжения и тока. При дневном освещении модуль фотоэлементов генерирует определенную мощность. Ее значение указывают в инструкции, но следует помнить, что она была снята в режиме холостого хода. При подсоединении аккумулятора они уменьшатся, так как он имеет некоторое внутреннее сопротивление. Рекомендовано производить заряд током в 10 раз меньшим, чем мощность батареи. На практике этого сложно добиться так как сопротивление аккумулятора меняется при заряде. В разряженном состоянии оно наибольшее, в заряженном — наименьшее. Поэтому правильно регулировать зарядный ток динамически.

Типы схемотехники

Принцип работы контроллера зависит от его типа. Он может быть построен по двум основным схемотехникам, каждая из которых имеет свои плюсы и минусы:

  • PWP
  • MPPT

Первая подразумевает использование широтно импульсной модуляции, а ее аббревиатура является сокращением от Power Width Modulation. Чем больше заряжается батарея, тем больше скважность заряжающих импульсов тока. То есть зарядка происходит импульсами одинаковой амплитуды. Частота повторения импульсов тем выше, чем меньше напряжение на клеммах.

Второй тип совершеннее первого, и хотя и использует ШИМ, но намного разумнее. Дело в том, что сопротивление батареи в ходе заряда меняется, то есть нелинейно. Солнечная панель же выдает на холостом ходу стабильное значение мощности. При работе на батарею, напряжение, выдаваемое источником, - проседает. Ток также уменьшается. Рассогласование сопротивлений ведет к потерям мощности. MPPT контроллеры имеют постоянное внутреннее сопротивление для входящего тока. А это позволяет наиболее полно использовать мощность. Далее она попадает на преобразователь, отдающий такое напряжение и ток, которые в данный момент времени оптимальны. Встроенный преобразователь устанавливает на клеммах такой ток и напряжение, которые в данный момент эффективнее ее зарядят. В результате батарея не испытывает перегрузок и автоматически отключается после цикла зарядки.

схема работы контроллера заряда солнечной батареи

Сравнение типов схемотехники

MPPT контроллеры совершеннее тем, что наиболее полно вытягивают из источника электроэнергии мощность. Их КПД выше, что заметно при наличии большого числа панелей. Но их схемотехника сложнее, а значит и дороже. Для многих маломощных электростанций вполне применимы и PWP-девайсы, а потери не так существенны. MPPT модули более “умные” и могут работать не только в режиме накопления, но и питания нагрузки.