Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời

Lắp ráp, góc nghiêng

Chúng tôi sẽ mô tả ngắn gọn về bản thân việc lắp đặt, cách kết nối các tấm pin mặt trời, vì dây buộc và các sắc thái khác cũng là những chủ đề riêng biệt. Việc lắp đặt bao gồm cố định các tấm trên khung, có một số loại kẹp, giá đỡ: trên đá phiến, trên kim loại, trên ngói, ẩn trên lớp phủ mái.

Thanh đỡ, thanh kẹp, thanh kẹp (cuối và giữa) được mua hoặc bao gồm trong bộ cho tùy chọn cài đặt đã chọn.

Các phần tử đối đầu kết nối tạo ra một khung từ các thanh ray cố định.Các phần tử đầu cuối và giá đỡ cho lõi cũng được sử dụng - chúng kết hợp khung nhôm và nối đất, cố định cáp.

Nếu việc lắp đặt được thực hiện trên mái nhà có độ dốc, thì góc tối ưu cho các tấm 30 ... 40 ° ở vĩ độ phía bắc sẽ lớn hơn, ví dụ: 45 °. Nói chung, để tự làm sạch mô-đun khi mưa, góc phải từ 15 °.

Các vị trí này được tạo ra bởi các thanh đỡ, thường tạo nên một cấu trúc có thể đóng mở, điều chỉnh, xoay thuận tiện.

Với sự chiếu sáng không đồng đều của mảng, bảng điều khiển ở nơi sáng hơn sẽ tạo ra nhiều dòng điện hơn, được dành một phần để làm nóng SB ít tải hơn. Để loại bỏ hiện tượng này, người ta sử dụng các điốt cắt, hàn giữa các mặt phẳng từ bên trong.

Nguyên lý hoạt động

Nếu không có dòng điện từ pin năng lượng mặt trời, bộ điều khiển đang ở chế độ nghỉ. Nó không sử dụng bất kỳ watt nào từ pin. Sau khi ánh sáng mặt trời chiếu vào bảng điều khiển, dòng điện bắt đầu chạy đến bộ điều khiển. Anh ta phải bật. Tuy nhiên, đèn LED báo, cùng với 2 bóng bán dẫn yếu, chỉ bật khi điện áp đạt 10 V.

Sau khi đạt đến điện áp này, dòng điện sẽ đi qua diode Schottky đến pin. Nếu điện áp tăng lên 14V, bộ khuếch đại U1 sẽ bắt đầu hoạt động, điều này sẽ làm bật bóng bán dẫn MOSFET. Kết quả là, đèn LED sẽ tắt và hai bóng bán dẫn không mạnh sẽ đóng lại. Pin sẽ không sạc. Lúc này, C2 sẽ được thải ra ngoài. Trung bình, nó mất 3 giây. Sau khi tụ C2 được phóng điện, độ trễ U1 sẽ được khắc phục, MOSFET sẽ đóng và pin sẽ bắt đầu sạc. Quá trình sạc sẽ tiếp tục cho đến khi điện áp tăng lên mức chuyển mạch.

Quá trình sạc diễn ra không liên tục.Đồng thời, thời lượng của nó phụ thuộc vào dòng sạc của pin và mức độ mạnh mẽ của các thiết bị kết nối với nó. Tiếp tục sạc cho đến khi điện áp đạt 14 V.

Mạch bật trong một thời gian rất ngắn. Sự bao gồm của nó bị ảnh hưởng bởi thời gian sạc C2 bởi dòng điện, điều này giới hạn bóng bán dẫn Q3. Dòng điện không thể lớn hơn 40 mA.

Các loại

Bật / Tắt

Loại thiết bị này được coi là đơn giản nhất và rẻ nhất. Nhiệm vụ chính và duy nhất của nó là tắt sạc vào ắc quy khi đạt đến điện áp tối đa để tránh quá nhiệt.

Tuy nhiên, loại này có một nhược điểm nhất định là tắt quá sớm. Sau khi đạt đến dòng điện tối đa, cần phải duy trì quá trình sạc trong vài giờ nữa và bộ điều khiển này sẽ ngay lập tức tắt nó.

Do đó, mức sạc pin sẽ đạt khoảng 70% mức tối đa. Điều này ảnh hưởng không tốt đến pin.

PWM

Loại này là Bật / Tắt nâng cao. Nâng cấp là nó được tích hợp sẵn hệ thống điều chế độ rộng xung (PWM). Chức năng này cho phép bộ điều khiển, khi đạt đến điện áp tối đa, không phải tắt nguồn cung cấp hiện tại, nhưng để giảm cường độ của nó.

Do đó, có thể sạc gần như hoàn toàn thiết bị.

MPRT

Loại này được coi là cao cấp nhất ở thời điểm hiện tại. Bản chất của công việc của ông là dựa trên thực tế là ông có thể xác định chính xác giá trị của điện áp tối đa cho một pin nhất định. Nó liên tục theo dõi dòng điện và điện áp trong hệ thống.Do liên tục thu nhận các thông số này, bộ xử lý có thể duy trì các giá trị dòng điện và điện áp tối ưu nhất, cho phép bạn tạo ra công suất tối đa.

Hướng dẫn sử dụng

Trước khi nghiên cứu hướng dẫn sử dụng bộ điều khiển, cần nhớ ba thông số phải quan sát khi vận hành các thiết bị điện tử này, đó là:

1. Điện áp đầu vào của thiết bị phải cao hơn điện áp hở mạch của tấm pin mặt trời từ 15 - 20%.
2. Đối với thiết bị PWM (PWM) - dòng định mức phải vượt quá 10% dòng ngắn mạch trong đường dây để kết nối các nguồn năng lượng.
3. MPPT - Bộ điều khiển phải phù hợp với dung lượng của hệ thống, cộng thêm 20% giá trị này.

Để vận hành thành công thiết bị, cần phải nghiên cứu các hướng dẫn sử dụng, các hướng dẫn sử dụng luôn được đính kèm với các thiết bị điện tử đó.

Hướng dẫn này thông báo cho người tiêu dùng về những điều sau:

Yêu cầu an toàn - phần này xác định các điều kiện mà hoạt động của thiết bị sẽ không dẫn đến điện giật cho người tiêu dùng và các hậu quả tiêu cực khác.

Đây là những cái chính:

• Trước khi cài đặt và cấu hình bộ điều khiển, cần ngắt kết nối các tấm pin mặt trời và pin khỏi thiết bị bằng cách chuyển đổi thiết bị;
• Ngăn nước xâm nhập vào thiết bị điện tử;
• Các kết nối tiếp xúc phải được siết chặt để tránh làm nóng chúng trong quá trình hoạt động.
• Đặc tính kỹ thuật của thiết bị - phần này cho phép bạn chọn một thiết bị theo yêu cầu đối với nó trong một mạch và vị trí lắp đặt cụ thể.

Theo quy luật, đây là:

• Các loại điều chỉnh và cài đặt của thiết bị;
• Các chế độ hoạt động của thiết bị;
• Mô tả các điều khiển và hiển thị của thiết bị.
• Phương pháp và nơi lắp đặt - mỗi bộ điều khiển được gắn theo yêu cầu của nhà sản xuất, cho phép bạn vận hành thiết bị trong thời gian dài và chất lượng đảm bảo.

Thông tin được cung cấp trên:

• Vị trí và bố trí không gian của thiết bị;
• Kích thước tổng thể được chỉ ra cho các mạng và thiết bị kỹ thuật, cũng như các yếu tố của cấu trúc tòa nhà, liên quan đến thiết bị được gắn;
• Kích thước lắp đặt được đưa ra cho các điểm lắp của thiết bị.
• Các phương pháp đưa vào hệ thống - phần này giải thích cho người tiêu dùng đến thiết bị đầu cuối nào và cách thức, kết nối nên được thực hiện để khởi động thiết bị điện tử.

Đã báo cáo:

• Thiết bị phải được đưa vào mạch làm việc theo trình tự nào;
• Các hành động và biện pháp không hợp lệ được chỉ ra khi thiết bị được bật.
• Thiết lập thiết bị là một hoạt động quan trọng mà hoạt động của toàn bộ sơ đồ của nhà máy điện mặt trời phụ thuộc vào độ tin cậy của nó.

Phần này cho bạn biết cách:

• Các chỉ số nào và như thế nào báo hiệu chế độ hoạt động của thiết bị và các trục trặc của nó;
• Thông tin được cung cấp về cách cài đặt chế độ hoạt động mong muốn của thiết bị theo thời gian trong ngày, chế độ tải và các thông số khác.
• Các loại bảo vệ - trong phần này nó được thông báo từ các chế độ khẩn cấp mà thiết bị được bảo vệ.

Ngoài ra, đây có thể là:

• Bảo vệ ngắn mạch trong đường dây kết nối thiết bị với bảng điều khiển năng lượng mặt trời;
• Bảo vệ quá tải;
• Bảo vệ ngắn mạch trong đường dây kết nối thiết bị với pin;
• Kết nối sai các tấm pin mặt trời (phân cực ngược);
• Kết nối pin không chính xác (phân cực ngược);
• Bảo vệ quá nhiệt thiết bị;
• Bảo vệ chống lại điện áp cao do giông bão hoặc các hiện tượng khí quyển khác.
• Lỗi và trục trặc - phần này giải thích cách tiến hành nếu vì lý do nào đó mà thiết bị không hoạt động chính xác hoặc hoàn toàn không hoạt động.

Kết nối được xem xét: sự cố - nguyên nhân có thể gây ra sự cố - một cách để loại bỏ sự cố.

• Kiểm tra và bảo trì - phần này cung cấp thông tin về những biện pháp phòng ngừa phải được thực hiện để đảm bảo thiết bị hoạt động không gặp sự cố.
• Nghĩa vụ bảo hành - cho biết khoảng thời gian thiết bị có thể được sửa chữa với chi phí của nhà sản xuất thiết bị, miễn là thiết bị được sử dụng đúng cách, phù hợp với hướng dẫn vận hành.

Đẳng cấp

Ngày nay có một số loại bộ điều khiển phí. Hãy xem xét một số trong số họ.

Bộ điều khiển MPPT

Từ viết tắt này là viết tắt của Maximum Power Point Tracking, nghĩa là theo dõi hoặc theo dõi điểm mà công suất là cực đại. Các thiết bị như vậy có thể hạ điện áp của bảng điều khiển năng lượng mặt trời xuống điện áp của pin. Trong trường hợp này, cường độ dòng điện trên pin năng lượng mặt trời giảm, do đó có thể giảm tiết diện của dây dẫn và giảm chi phí xây dựng. Ngoài ra, việc sử dụng bộ điều khiển này cho phép bạn sạc pin khi không có đủ ánh sáng mặt trời, chẳng hạn như trong thời tiết xấu. hoặc vào sáng sớm và trong buổi tối. Nó là phổ biến nhất vì tính linh hoạt của nó. Được sử dụng cho kết nối nối tiếp. Bộ điều khiển MPPT có một loạt các cài đặt, đảm bảo sạc hiệu quả nhất.

Thông số thiết bị:

• Chi phí của các thiết bị như vậy cao, nhưng nó được đền đáp khi sử dụng các tấm pin mặt trời trên 1000 watt.
• Tổng điện áp đầu vào cho bộ điều khiển có thể đạt 200 V, có nghĩa là một số tấm pin mặt trời có thể được kết nối nối tiếp với bộ điều khiển, trung bình lên đến 5 tấm. Trong thời tiết nhiều mây, tổng điện áp của các tấm kết nối nối tiếp vẫn cao, điều này đảm bảo cung cấp điện không bị gián đoạn.
• Bộ điều khiển này có thể hoạt động với điện áp không tiêu chuẩn, ví dụ, 28 V.
• Hiệu suất của bộ điều khiển MPPT đạt 98%, có nghĩa là gần như toàn bộ năng lượng mặt trời được chuyển thành năng lượng điện.
• Khả năng kết nối các loại pin khác nhau, chẳng hạn như chì, lithium-iron-phosphate và các loại khác.
• Dòng điện nạp tối đa là 100 A, với giá trị dòng điện cho trước, công suất phát tối đa của bộ điều khiển có thể đạt 11 kW.
• Về cơ bản, tất cả các mẫu bộ điều khiển MPPT đều có khả năng hoạt động ở nhiệt độ từ -40 đến 60 độ.
• Để bắt đầu sạc pin, cần có điện áp tối thiểu là 5 V.
• Một số mô hình có khả năng làm việc đồng thời với một biến tần lai.

Bộ điều khiển loại này có thể được sử dụng cả trong các doanh nghiệp thương mại và nhà ở nông thôn, vì có nhiều kiểu máy với hiệu suất khác nhau. Đối với nhà ở nông thôn, bộ điều khiển MPPT có công suất tối đa là 3,2 kW, với điện áp đầu vào tối đa là 100 V.

Bộ điều khiển PWM

Công nghệ của thiết bị này đơn giản hơn MPPT.Nguyên tắc hoạt động của một thiết bị như vậy là trong khi điện áp của pin dưới giới hạn 14,4 V, pin mặt trời được kết nối với pin gần như trực tiếp, và quá trình sạc xảy ra đủ nhanh, sau khi đạt đến giá trị, bộ điều khiển sẽ thấp hơn điện áp của pin là 13 .7V để sạc đầy pin.

Thông số thiết bị:

• Điện áp đầu vào không quá 140 V.
• Làm việc với các tấm pin mặt trời 12 và 24 V.
• Hiệu quả gần như là 100%.
• Khả năng làm việc với nhiều loại pin khác nhau.
• Dòng điện đầu vào tối đa đạt 60 A.
• Nhiệt độ hoạt động -25 đến 55 ºC.
• Khả năng sạc pin từ đầu.

Vì vậy, bộ điều khiển PWM được sử dụng thường xuyên nhất khi tải không quá lớn và năng lượng mặt trời là đủ. Các thiết bị như vậy phù hợp hơn cho chủ sở hữu của những ngôi nhà nhỏ ở nông thôn, nơi lắp đặt các tấm pin mặt trời có công suất thấp.

Bộ điều khiển MPPT, như đã đề cập ở trên, cho đến nay là phổ biến nhất, vì nó có hiệu suất cao và có thể hoạt động ngay cả trong điều kiện thiếu ánh sáng mặt trời. Bộ điều khiển MPPT cũng có khả năng hoạt động ở công suất cao hơn, lý tưởng cho một ngôi nhà lớn ở nông thôn. Tuy nhiên, khi chọn một loại cụ thể, bạn cần phải xem xét lượng dòng điện đầu vào và đầu ra, cũng như mức độ của các chỉ số công suất và điện áp.

Việc lắp đặt bộ điều khiển MPPT ở những khu vực nhỏ là không thực tế, vì nó sẽ không mang lại hiệu quả. Nếu tổng điện áp của pin năng lượng mặt trời lớn hơn 140 V, thì nên sử dụng bộ điều khiển MPPT. Bộ điều khiển PWM có giá cả phải chăng nhất, vì giá của chúng bắt đầu từ 800 rúp.Có những mẫu với giá 10 nghìn, khi giá thành của một bộ điều khiển MPPT xấp xỉ 25 nghìn.

Bộ điều khiển tự chế: các tính năng, thành phần

Thiết bị này được thiết kế để chỉ hoạt động với một tấm pin mặt trời, tạo ra dòng điện có cường độ không vượt quá 4 A. Dung lượng của pin, việc sạc pin được điều khiển bởi bộ điều khiển, là 3.000 Ah.

Để sản xuất bộ điều khiển, bạn cần chuẩn bị các yếu tố sau:

• 2 chip: LM385-2.5 và TLC271 (là bộ khuếch đại hoạt động);
• 3 tụ điện: C1 và C2 là công suất thấp, có 100n; C3 có công suất 1000u, định mức 16V;
• 1 đèn LED báo (D1);
• 1 Diode Schottky;
• 1 diode SB540. Thay vào đó, bạn có thể sử dụng bất kỳ diode nào, điều chính là nó có thể chịu được dòng điện tối đa của pin năng lượng mặt trời;
• 3 bóng bán dẫn: BUZ11 (Q1), BC548 (Q2), BC556 (Q3);
• 10 điện trở (R1 - 1k5, R2 - 100, R3 - 68k, R4 và R5 - 10k, R6 - 220k, R7 - 100k, R8 - 92k, R9 - 10k, R10 - 92k). Tất cả chúng có thể là 5%. Nếu bạn muốn chính xác hơn, thì bạn có thể lấy 1% điện trở.

Năng lượng mặt trời được sử dụng ở đâu và như thế nào?

Các tấm linh hoạt được sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau. Trước khi lập một dự án cung cấp năng lượng tại nhà với những tấm pin mặt trời này, hãy tìm hiểu xem chúng được sử dụng ở đâu và đặc điểm của việc sử dụng chúng trong khí hậu của chúng ta là gì.

Phạm vi của tấm pin mặt trời

Việc sử dụng các tấm pin mặt trời linh hoạt là rất rộng rãi. Chúng được sử dụng thành công trong lĩnh vực điện tử, điện khí hóa các tòa nhà, chế tạo ô tô và máy bay, và các vật thể không gian.

Trong xây dựng, các tấm như vậy được sử dụng để cung cấp điện cho các tòa nhà dân cư và công nghiệp.

Bộ sạc di động dựa trên pin mặt trời linh hoạt có sẵn cho tất cả mọi người và được bán ở khắp mọi nơi.Các tấm pin du lịch lớn linh hoạt để tạo ra điện ở mọi nơi trên thế giới rất được du khách ưa chuộng.

Một ý tưởng rất khác thường nhưng thực tế là sử dụng nền đường làm cơ sở cho pin linh hoạt. Các yếu tố đặc biệt được bảo vệ khỏi các tác động và không sợ tải nặng.

Ý tưởng này đã được thực hiện. Con đường "năng lượng mặt trời" cung cấp năng lượng cho các làng xung quanh, đồng thời không chiếm thêm một mét đất nào.

Các tính năng của việc sử dụng các tấm vô định hình linh hoạt

Những người có kế hoạch bắt đầu sử dụng các tấm pin mặt trời linh hoạt làm nguồn điện cho ngôi nhà của họ nên biết các tính năng hoạt động của chúng.

Các tấm pin mặt trời có đế kim loại dẻo được sử dụng khi có các yêu cầu tăng lên về khả năng chống mài mòn của các nhà máy điện mini:

Trước hết, người dùng quan tâm đến câu hỏi, phải làm gì vào mùa đông, khi thời gian ánh sáng ban ngày ngắn và không đủ điện cho hoạt động của tất cả các thiết bị?

Có, trong thời tiết nhiều mây và ban ngày ngắn, hiệu suất của các tấm giảm. Sẽ là tốt khi có một giải pháp thay thế dưới dạng khả năng chuyển sang nguồn cung cấp điện tập trung. Nếu không, bạn cần dự trữ pin và sạc vào những ngày thời tiết thuận lợi.

Một tính năng thú vị của các tấm pin mặt trời là khi tế bào quang điện bị đốt nóng, hiệu suất của nó giảm đi đáng kể.

Số ngày rõ ràng mỗi năm thay đổi theo khu vực. Tất nhiên, ở miền Nam, sử dụng pin linh hoạt sẽ hợp lý hơn vì mặt trời chiếu ở đó lâu hơn và thường xuyên hơn.

Vì trong ngày Trái đất thay đổi vị trí so với Mặt trời, tốt hơn nên đặt các tấm pin trên toàn cầu - nghĩa là ở phía nam một góc khoảng 35-40 độ. Vị trí này sẽ phù hợp cả vào buổi sáng và buổi tối và buổi trưa.

Tại sao bạn nên kiểm soát sạc và bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời hoạt động như thế nào?

Lý do chính:

1. Cho phép pin kéo dài hơn! Sạc quá mức có thể gây ra cháy nổ.
2. Mỗi pin hoạt động với một điện áp nhất định. Bộ điều khiển cho phép bạn chọn chữ U mong muốn.

Bộ điều khiển sạc cũng ngắt kết nối pin khỏi các thiết bị tiêu thụ nếu pin gần hết. Ngoài ra, nó ngắt kết nối pin khỏi pin mặt trời nếu nó được sạc đầy.

Do đó, bảo hiểm xảy ra và hoạt động của hệ thống trở nên an toàn hơn.

Nguyên lý hoạt động vô cùng đơn giản. Thiết bị giúp duy trì sự cân bằng và không để điện áp giảm hoặc tăng quá nhiều.

Các loại bộ điều khiển để sạc pin năng lượng mặt trời

1. Tự chế.
2. Tàu điện ngầm.
3. Bật / Tắt.
4. con lai.
5. Các loại PWM.

Dưới đây, chúng tôi mô tả ngắn gọn các tùy chọn này cho pin lithium và các loại pin khác.

Bộ điều khiển tự làm

Khi có kinh nghiệm và kỹ năng về điện tử vô tuyến, thiết bị này có thể được chế tạo độc lập. Nhưng chưa chắc một thiết bị như vậy sẽ mang lại hiệu quả cao. Một thiết bị tự chế rất có thể phù hợp nếu trạm của bạn có công suất thấp.

Để xây dựng thiết bị sạc này, bạn sẽ phải tìm mạch của nó. Nhưng hãy nhớ rằng sai số phải là 0,1.

Đây là một sơ đồ đơn giản.

MPRT

Có khả năng giám sát giới hạn năng lượng sạc lại lớn nhất.Bên trong phần mềm là một thuật toán cho phép bạn theo dõi mức điện áp và dòng điện. Nó tìm thấy một sự cân bằng nhất định trong đó toàn bộ cài đặt sẽ hoạt động với hiệu quả tối đa.

Thiết bị mppt được coi là một trong những thiết bị tốt nhất và tiên tiến nhất cho đến nay. Không giống như PMW, nó làm tăng 35% hiệu quả của hệ thống. Một thiết bị như vậy là phù hợp khi bạn có nhiều tấm pin mặt trời.

Loại công cụ ONOF

Nó là một trong những đơn giản nhất trên thị trường. Nó không có nhiều tính năng như những cái khác. Thiết bị sẽ tắt sạc pin ngay khi điện áp tăng đến mức tối đa.

Thật không may, loại bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời này không thể sạc đến 100%. Ngay sau khi dòng điện tăng đến mức tối đa, sự tắt máy sẽ xảy ra. Kết quả là, một lần sạc không đầy đủ làm giảm tuổi thọ hữu ích của nó.

con lai

Áp dụng dữ liệu cho thiết bị khi có hai loại nguồn hiện tại, chẳng hạn như nắng và gió. Cấu trúc của chúng dựa trên PWM và MPPT. Sự khác biệt chính của nó so với các thiết bị tương tự là các đặc tính của dòng điện và điện áp.

Mục đích của nó là cân bằng tải cho pin. Điều này là do dòng điện từ máy phát điện gió không đồng đều. Vì điều này, tuổi thọ của các thiết bị lưu trữ năng lượng có thể bị giảm đáng kể.

PWM hoặc PWM

Hoạt động dựa trên điều chế độ rộng xung của dòng điện. Cho phép bạn giải quyết vấn đề sạc không đầy đủ. Nó làm giảm dòng điện và do đó mang lại mức sạc lại 100%.

Kết quả của hoạt động pwm, không có hiện tượng quá nhiệt của pin. Kết quả là, bộ điều khiển năng lượng mặt trời này được coi là rất hiệu quả.

Các loại bộ điều khiển năng lượng mặt trời

Trong thế giới hiện đại, có ba loại bộ điều khiển:

- Bật-tắt;

- PWM;

- Bộ điều khiển MPPT;

Bật-Tắt là giải pháp đơn giản nhất để sạc, một bộ điều khiển như vậy kết nối trực tiếp các tấm pin mặt trời với pin khi điện áp của nó đạt 14,5 volt. Tuy nhiên, điện áp này không chỉ ra rằng pin đã được sạc đầy. Để làm điều này, bạn cần duy trì dòng điện trong một thời gian để pin nhận được năng lượng cần thiết cho một lần sạc đầy. Kết quả là bạn sẽ bị sạc thiếu pin kinh niên và tuổi thọ pin bị rút ngắn.

Bộ điều khiển PWM duy trì điện áp cần thiết để sạc pin bằng cách đơn giản là "cắt bỏ" phần dư thừa. Như vậy, thiết bị được sạc không phụ thuộc vào điện áp do pin năng lượng mặt trời cung cấp. Điều kiện chính là nó cao hơn mức cần thiết cho phí. Đối với acquy 12V, điện áp sạc đầy là 14,5V và điện áp xả khoảng 11V, loại điều khiển này đơn giản hơn MPPT, tuy nhiên, hiệu suất thấp hơn. Chúng cho phép bạn làm đầy pin đến 100% dung lượng của nó, mang lại lợi thế đáng kể so với các hệ thống như "Bật-Tắt".

Bộ điều khiển MPPT - có một thiết bị phức tạp hơn có thể phân tích chế độ hoạt động của pin năng lượng mặt trời. Tên đầy đủ của nó nghe giống như "Theo dõi điểm công suất tối đa", trong tiếng Nga có nghĩa là "Theo dõi điểm công suất tối đa". Công suất mà bảng điều khiển phát ra phụ thuộc rất nhiều vào lượng ánh sáng chiếu vào.

Thực tế là bộ điều khiển PWM không phân tích trạng thái của các tấm pin theo bất kỳ cách nào, mà chỉ tạo ra các điện áp cần thiết để sạc pin. MPPT giám sát nó, cũng như các dòng điện do tấm pin năng lượng mặt trời tạo ra và hình thành các thông số đầu ra tối ưu để sạc pin lưu trữ.Do đó, dòng điện trong mạch đầu vào được giảm bớt: từ tấm pin mặt trời đến bộ điều khiển, và năng lượng được sử dụng hợp lý hơn.

Các loại mô-đun điều khiển là gì

Trước khi chọn một bộ điều khiển sạc, sẽ không thừa để hiểu các đặc tính kỹ thuật chính của thiết bị. Sự khác biệt chính giữa các mô hình phổ biến của bộ điều chỉnh điện tích năng lượng mặt trời là phương pháp bỏ qua giới hạn điện áp. Ngoài ra còn có các đặc điểm chức năng ảnh hưởng trực tiếp đến tính thiết thực và dễ sử dụng của thiết bị điện tử "thông minh". Hãy xem xét các loại bộ điều khiển phổ biến và thông dụng cho các hệ thống năng lượng mặt trời hiện đại.

1) Bộ điều khiển Bật / Tắt

Cách thức nguyên thủy nhất và không đáng tin cậy nhất để phân phối các nguồn năng lượng. Hạn chế chính của nó là dung lượng lưu trữ bị tính phí lên đến 70–90% dung lượng danh nghĩa thực tế. Nhiệm vụ chính của các kiểu Bật / Tắt là ngăn pin quá nóng và sạc quá mức. Bộ điều khiển cho khối pin năng lượng mặt trời sẽ sạc lại khi đạt đến giá trị giới hạn của điện áp đến "trên". Điều này thường xảy ra ở 14,4V.

Các bộ điều khiển năng lượng mặt trời như vậy sử dụng một chức năng lỗi thời để tự động tắt chế độ sạc lại khi đạt đến các chỉ số tối đa của dòng điện được tạo ra, điều này không cho phép sạc đầy 100% pin. Do đó, nguồn năng lượng liên tục bị thiếu hụt, ảnh hưởng tiêu cực đến tuổi thọ của pin. Do đó, không nên sử dụng các bộ điều khiển năng lượng mặt trời như vậy khi lắp đặt các hệ thống năng lượng mặt trời đắt tiền.

2) Bộ điều khiển PWM (PWM)

Các mạch điều khiển điều chế độ rộng xung thực hiện công việc của chúng tốt hơn nhiều so với các thiết bị Bật / Tắt.Bộ điều khiển PWM ngăn chặn tình trạng quá nhiệt của pin trong các tình huống quan trọng, tăng khả năng tiếp nhận điện tích và kiểm soát quá trình trao đổi năng lượng trong hệ thống. Bộ điều khiển PWM cũng thực hiện một số chức năng hữu ích khác:

• được trang bị một cảm biến đặc biệt để tính đến nhiệt độ của chất điện phân;
• tính toán bù nhiệt độ ở các điện áp sạc khác nhau;
• hỗ trợ làm việc với các loại bể chứa khác nhau cho gia đình (GEL, AGM, axit lỏng).

Chỉ cần điện áp dưới 14.4V, pin được kết nối trực tiếp với tấm pin năng lượng mặt trời, giúp quá trình sạc rất nhanh. Khi các chỉ số vượt quá giá trị tối đa cho phép, bộ điều khiển năng lượng mặt trời sẽ tự động hạ điện áp xuống 13,7 V - trong trường hợp này, quá trình sạc sẽ không bị gián đoạn và pin sẽ được sạc đến 100%. Nhiệt độ hoạt động của thiết bị dao động từ -25 ℃ đến 55 ℃.

3) Bộ điều khiển MPPT

Loại điều chỉnh này liên tục theo dõi dòng điện và điện áp trong hệ thống, nguyên lý hoạt động dựa trên việc dò tìm điểm “công suất cực đại”. Nó cung cấp những gì trong thực tế? Sử dụng bộ điều khiển MPPT có lợi vì nó cho phép bạn loại bỏ điện áp dư thừa từ các tế bào quang điện.

Các mô hình bộ điều chỉnh này sử dụng chuyển đổi độ rộng xung trong mỗi chu kỳ riêng lẻ của quá trình sạc lại pin, cho phép bạn tăng sản lượng của các tấm pin mặt trời. Trung bình tiết kiệm được khoảng 10-30%

Điều quan trọng cần nhớ là dòng điện đầu ra từ pin sẽ luôn cao hơn dòng điện đầu vào đến từ tế bào quang điện.

Công nghệ MPPT đảm bảo sạc pin ngay cả khi trời nhiều mây và không đủ bức xạ mặt trời.Sẽ thích hợp hơn khi sử dụng các bộ điều khiển như vậy trong các hệ thống năng lượng mặt trời có công suất từ ​​1000 W trở lên. Bộ điều khiển MPPT hỗ trợ hoạt động với điện áp không chuẩn (28 V hoặc các giá trị khác). Hiệu suất được giữ ở mức 96-98%, có nghĩa là hầu như tất cả các nguồn năng lượng mặt trời sẽ được chuyển thành dòng điện một chiều. Bộ điều khiển MPPT được coi là lựa chọn tốt nhất và đáng tin cậy nhất cho các hệ thống năng lượng mặt trời trong nước.

4) Bộ điều khiển phí kết hợp

Đây là lựa chọn tốt nhất nếu sơ đồ cung cấp điện kết hợp được sử dụng làm nhà máy điện cho nhà riêng, bao gồm nhà máy năng lượng mặt trời và máy phát điện gió. Các thiết bị lai có thể hoạt động bằng công nghệ MPPT hoặc PWM, nhưng đặc tính dòng điện-điện áp sẽ khác.

Các tuabin gió tạo ra điện không đều, dẫn đến tải không ổn định trên pin - chúng hoạt động ở cái gọi là "chế độ căng thẳng". Khi xảy ra tải trọng tới hạn, bộ điều khiển năng lượng mặt trời hỗn hợp sẽ xả năng lượng dư thừa bằng cách sử dụng các bộ phận làm nóng đặc biệt được kết nối riêng với hệ thống.

yêu cầu bộ điều khiển.

Nếu các tấm pin mặt trời phải cung cấp năng lượng cho một số lượng lớn người tiêu dùng, thì bộ điều khiển sạc pin hybrid sản xuất tại nhà sẽ không phải là một lựa chọn tốt - về độ tin cậy, nó vẫn sẽ thua kém đáng kể so với các thiết bị công nghiệp. Tuy nhiên, để sử dụng trong gia đình, một vi mạch có thể được lắp ráp - mạch của nó rất đơn giản.

Nó chỉ thực hiện hai nhiệm vụ:

• ngăn không cho pin bị sạc quá mức, có thể dẫn đến cháy nổ;
• loại bỏ tình trạng xả hết pin, sau đó không thể sạc lại.

Sau khi đọc bất kỳ bài đánh giá nào về những mẫu xe đắt tiền, có thể dễ dàng chắc chắn rằng đây chính xác là những gì ẩn sau những dòng chữ và khẩu hiệu quảng cáo lớn.Để tự cung cấp cho vi mạch chức năng thích hợp là một nhiệm vụ khả thi; điều chính là việc sử dụng các bộ phận chất lượng cao để bộ điều khiển sạc pin lai từ các bảng không bị cháy trong quá trình hoạt động.

Các yêu cầu sau được áp dụng đối với thiết bị tự làm chất lượng cao:

• nó sẽ hoạt động theo công thức 1.2P≤UxI, trong đó P là tổng công suất của tất cả các tế bào quang điện, I là dòng điện đầu ra và U là điện áp trong mạng có pin trống;
• U cực đại ở đầu vào phải bằng tổng điện áp của tất cả các pin trong thời gian không tải.

Khi tự tay lắp ráp thiết bị, bạn cần đọc đánh giá về tùy chọn được tìm thấy và đảm bảo rằng mạch của thiết bị đáp ứng các thông số này.

Lắp ráp một bộ điều khiển đơn giản.

Trong khi bộ điều khiển sạc hỗn hợp cho phép bạn kết nối nhiều nguồn điện áp, một bộ điều khiển đơn giản phù hợp với các hệ thống chỉ bao gồm các tấm pin mặt trời. Nó có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các mạng lưới có một số lượng nhỏ người tiêu dùng năng lượng. Mạch của nó bao gồm các phần tử điện tiêu chuẩn: phím, tụ điện, điện trở, bóng bán dẫn và bộ so sánh để điều chỉnh.

Nguyên tắc hoạt động của thiết bị rất đơn giản: nó phát hiện mức độ sạc của pin được kết nối và ngừng sạc khi điện áp đạt giá trị lớn nhất. Khi nó rơi, quá trình sạc sẽ tiếp tục. Dòng tiêu thụ dừng lại khi U đạt đến giá trị nhỏ nhất (11 V) - điều này không cho phép các tế bào được phóng điện hoàn toàn khi không có đủ năng lượng mặt trời.

Các đặc điểm của thiết bị bảng điều khiển năng lượng mặt trời như sau:

• tiêu chuẩn đầu vào hiện tại U - 13,8 V, có thể được điều chỉnh;
• ngắt kết nối pin xảy ra khi U nhỏ hơn 11 V;
• tiếp tục sạc ở điện áp pin 12,5 V;
• bộ so sánh TLC 339 được sử dụng;
• ở cường độ dòng điện 0,5 A thì hiệu điện thế giảm không quá 20 mV.

Phiên bản lai với bàn tay của riêng bạn.

Bộ điều khiển năng lượng mặt trời hỗn hợp tiên tiến cho phép bạn sử dụng năng lượng suốt ngày đêm - khi không có mặt trời, dòng điện một chiều được cung cấp từ máy phát điện gió. Mạch thiết bị bao gồm các tông đơ được sử dụng để điều chỉnh các thông số. Việc chuyển mạch được thực hiện bằng một rơ le, được điều khiển bằng các phím bóng bán dẫn.

Nếu không, phiên bản hybrid không khác với phiên bản đơn giản. Mạch có thông số giống nhau, nguyên lý hoạt động của nó cũng tương tự. Bạn sẽ phải sử dụng nhiều bộ phận hơn, vì vậy việc lắp ráp nó sẽ khó khăn hơn; đối với mỗi yếu tố được sử dụng, bạn nên đọc bài đánh giá để đảm bảo chất lượng của nó.

Khi bạn cần một bộ điều khiển

Cho đến nay, năng lượng mặt trời đã bị hạn chế (ở cấp hộ gia đình) trong việc tạo ra các tấm quang điện có công suất tương đối thấp. Nhưng bất kể thiết kế của bộ chuyển đổi quang điện từ ánh sáng mặt trời thành dòng điện, thiết bị này được trang bị một mô-đun gọi là bộ điều khiển sạc pin năng lượng mặt trời.

Thật vậy, sơ đồ lắp đặt để quang hợp ánh sáng mặt trời bao gồm một pin có thể sạc lại - một thiết bị lưu trữ năng lượng nhận được từ một tấm pin mặt trời. Đây là nguồn năng lượng thứ cấp được phục vụ chủ yếu bởi bộ điều khiển.

Tiếp theo, chúng ta sẽ tìm hiểu thiết bị và nguyên lý hoạt động của thiết bị này, cũng như nói về cách kết nối nó.

Nhu cầu về thiết bị này có thể được giảm xuống các điểm sau:

1. Sạc pin là nhiều giai đoạn;
2. Điều chỉnh bật / tắt pin khi sạc / xả thiết bị;
3. Kết nối pin ở mức sạc tối đa;
4. Kết nối sạc từ tế bào quang điện ở chế độ tự động.

Bộ điều khiển sạc pin cho các thiết bị năng lượng mặt trời rất quan trọng vì việc thực hiện tất cả các chức năng của nó trong tình trạng tốt sẽ làm tăng đáng kể tuổi thọ của pin tích hợp.

Đặc thù

Bộ điều khiển phí có một số tính năng quan trọng. Điều quan trọng nhất là các chức năng bảo vệ phục vụ để tăng mức độ tin cậy của hoạt động của thiết bị này.

Cần lưu ý các loại bảo vệ phổ biến nhất trong các cấu trúc như vậy:

thiết bị được trang bị bảo vệ đáng tin cậy chống lại kết nối sai cực;
điều rất quan trọng là ngăn ngừa khả năng đoản mạch ở tải và ở đầu vào, vì vậy các nhà sản xuất cung cấp cho bộ điều khiển khả năng bảo vệ đáng tin cậy trước những tình huống như vậy;
quan trọng là bảo vệ thiết bị khỏi sét, cũng như các hiện tượng quá nhiệt khác nhau;
thiết kế bộ điều khiển được trang bị bảo vệ đặc biệt chống quá áp và xả pin vào ban đêm.

Ngoài ra, thiết bị còn được trang bị nhiều loại cầu chì điện tử và màn hình hiển thị thông tin đặc biệt. Màn hình cho phép bạn tìm hiểu thông tin cần thiết về trạng thái của pin và toàn bộ hệ thống.

Ngoài ra, rất nhiều thông tin quan trọng khác được hiển thị trên màn hình: điện áp pin, mức sạc và nhiều thông tin khác. Thiết kế của nhiều mẫu bộ điều khiển bao gồm các bộ hẹn giờ đặc biệt, do đó chế độ ban đêm của thiết bị được kích hoạt. Thiết kế của nhiều mẫu bộ điều khiển bao gồm các bộ hẹn giờ đặc biệt, do đó chế độ ban đêm của thiết bị được kích hoạt.

Thiết kế của nhiều mẫu bộ điều khiển bao gồm các bộ hẹn giờ đặc biệt, do đó chế độ ban đêm của thiết bị được kích hoạt.

Ngoài ra, có nhiều mô hình phức tạp hơn của các thiết bị như vậy có thể điều khiển đồng thời hoạt động của hai pin độc lập. Trong tên của các thiết bị như vậy có một tiền tố Duo.