Контролер заряду сонячної батареї: види, схема, як вибрати

1. Для чого потрібен контролер заряду для сонячної батареї?
2. Види контролерів для сонячної батареї
3. Що таке Точка Максимальної Потужності?
4. Чи можна обійтися без контролера?
5. На що дивитися при виборі?
6. висновок

Наши партнеры ArtmMisto

Альтернативна енергетика з кожним роком поширюється усе більше. Відповідно зростає попит на сонячні батареї і контролери заряду для акумуляторів. І це не дивно, адже одним з класичних прикладів вільної енергії є енергія сонця. Її використовують трьома основними способами:

1. Геліоколектор.
2. Сонячний концентратор.
3. Сонячна батарея.

Якщо перші два методи полягають в концентрировании і передачі тепла, то третій дозволяє перетворити сонячне світло в електроенергію. Однак в альтернативній енергетиці є одна істотна проблема, щоб в ній розібратися, потрібно провести аналогію з класичними методами «видобутку» електроенергії.

Справа в тому, що в звичних ТЕЦ і АЕС генератор надає руху парова турбіна, на ГЕС - протягом води. Це процес безперервний. У разі альтернативної енергетики все трохи інакше. Ні вітер, ні сонце не світить постійно. Буває штиль, хмарність, ніч, в кінці кінців. А електроенергія, більшою мірою, потрібно саме в темний час доби. Як же бути? Необхідно зробити запас її в акумулятори.

Для чого потрібен контролер заряду для сонячної батареї?

Контролер для сонячних батарей
Акумулятори були винайдені для того, щоб в них запасати енергію. Тому вони знайшли широке застосування в альтернативній енергетиці, в установках малих і великих масштабів. Але є ряд проблем:

1. Сонячне світло протягом світлого часу доби має різну інтенсивність.
2. Залежно від схеми з'єднань вашої СЕС на вихідних клемах панелей може бути різна величина напружень.

Контролер заряду сонячної батареї якраз і потрібен для того, щоб перетворити енергію, яку віддають пристрої в правильний для акумулятора «вид». З його допомогою потоки енергії розподіляються таким чином, щоб забезпечити зарядку приладів в правильному режимі.

Пристрій не тільки допомагає зарядити акумулятор, а й завдяки тому, що цей процес стає досить оптимізованим - термін її життя значно подовжується.

Види контролерів для сонячної батареї

Види контролерів заряду сонячної батареї

У сучасному світі виділяють три типи контролерів:

- On-Off;

- ШІМ;

- MPPT-контролер;

On-Off - це найпростіше рішення для заряду, такий контролер безпосередньо підключає сонячні батареї до акумулятора, коли його напруга досягне 14,5 вольта. Однак таке напругу не свідчить про повну заряді акумулятора. Для цього потрібно якийсь час підтримувати струм, щоб АКБ набрала необхідну для повного заряду енергію. В результаті ви отримуєте хронічний недозаряд акумуляторів і скорочення їх терміну служби.

ШІМ-контролери підтримують потрібне напруження для зарядки акумулятора просто «зрізуючи» зайве. Таким чином, зарядка приладу відбувається незалежно від напруги, що видається сонячною батареєю. Головна умова, щоб воно було вище, ніж необхідне для заряду. Для акумуляторів на 12 В, напруга в повністю зарядженому стані знаходиться на рівні 14.5 В, а в розрядженому близько 11. Цей тип контролерів є більш простим, ніж MPPT, однак, має менший ККД. Вони дозволяють наповнити АКБ на 100% від ємності, що дає значну перевагу перед системами типу «On-Off».

MPPT-контролер - має більш складний пристрій, здатний аналізувати режим роботи сонячної батареї . Його назва в повному вигляді звучить, як «Maximum power point tracking», що російською мовою означає - «Відстеження точки максимальної потужності». Потужність, яку видає панель, дуже залежить від кількості світла, який на неї падає.

Справа в тому, що ШІМ-контролер ніяк не аналізує стан панелей, а лише формує необхідні напруги для зарядки АКБ. MPPT відстежує його, а також струми, що видаються сонячною панеллю, і формує вихідні параметри оптимальні для заряду накопичувальних елементів живлення. Таким чином, знижується струм у вхідному ланцюзі: від сонячної панелі до контролера, і раціональніше використовується енергія.

Види контролерів сонячних панелей до змісту ↑

Що таке Точка Максимальної Потужності?

ВАХ елементів сонячної панелі не лінійна. Вона здатна видавати номінальні струми до певного вихідного напруги. При досягненні потрібних параметрів струм, що віддається батареєю, знижується. Точкою Максимальної Потужності називається стан, коли панель дає максимальні напруга і струм, після цієї точки при підвищенні вихідного напруги падає і струм. MPPT-контролер прагне використовувати саме той режим сонячної батареї, при якому створені умови для досягнення ТММ. Виходячи з цього, слід, що потужність, що віддається такими приладами, буде вище.

Однак існує один нюанс, про який уважні читачі вже могли здогадатися. Якщо ШІМ-контролер незалежно ні від чого видає свої Вольти і ампери, акумулятори будуть заряджатися навіть при мінімальному освітленні панелі, коли її вихідні параметри малі. Тоді як MTTP контролер може просто не відреагувати на це. Також існують окремі моделі з можливістю настройки і адаптації під різні умови навколишнього середовища.

Увага! Використання цього типу контролерів може дати приріст ефективності установки (ККД) до 30%.

до змісту ↑

Чи можна обійтися без контролера?

Грамотно обраний контролер знижує подальші вкладення на обслуговування вашої системи альтернативного електропостачання. Неправильні процеси заряду акумулятора ведуть до зниження його ресурсу. Що буде якщо не використовувати контролерів взагалі? У разі, коли сонячна батарея підключається безпосередньо до АКБ, струм заряду не контролюватиме. Справа в тому, що напруга в точці максимальної потужності для 12-ти вольтних моделей сонячних панелей досягає значень вище 15,5 вольт. Великий струм заряду викличе закипання осередків в акумуляторах, що спричинить за собою виділення тепла і пошкодження цілісності батарей.

Правильний режим заряду збереже ресурс пристрою, і вам не потрібно буде проводити непланові заміну.

На що дивитися при виборі?

При покупці контролера заряду потрібно враховувати:

• Потужність установки.
• Кількість батарей.
• Напруга системи (12, 24 вольта, або інші, залежно від конструкції і з'єднання панелей).
• Струм заряду.

Деякі батареї продаються з можливістю використання в ланцюгах 12 і 24 вольта, наприклад, BlueSolar MPPT.

Струм заряду - характеризує швидкість зарядки ваших АКБ. Зазвичай його вибирають за формулою «Місткість / 10», тобто для акумулятора ємністю в 50 А / ч досить струму в 5 А. Однак, якщо у вас стоїть ціла батарея акумуляторів, загальною ємністю в 200 А / ч, тоді знадобиться контролер здатний видати струм до 20 А, це мінімум.

думка експерта

Олексій Бартош

Спеціаліст по ремонту, обслуговування електроустаткування і промислової електроніки.

Важливо! Краще якщо ваш контролер буде видавати струм, що перевищує передбачуваний на 20 відсотків, тобто. Е. Для описаної вище ситуації потрібно приблизно 25 А. Якщо ви встановите занадто слабкий контролер заряду, виникнуть проблеми з тим, що потужність сонячних панелей буде надмірною, при цьому акумулятори не встигнуть зарядитися. Тоді як навантаження буде висаджувати їх з розрахунковою швидкістю.

висновок

Контролер заряду не тільки заощадить гроші, але і забезпечить нормальний режим роботи всієї системи. А це дозволить вам користуватися електрикою без перебоїв і підключення міської електромережі, тобто автономно. Досвід різних ентузіастів показує, що MPPT контролери краще працюють в умовах повного освітлення панелей і яскравого сонця, а ШІМ-контролери - при похмурій погоді і слабкому сонце. При цьому результати неоднозначні і точаться суперечки про придатність тих чи інших контролерів для роботи в різних ситуаціях.