Rodzaje, funkcje i zastosowania kontrolerów ładowania słonecznego

Rodzaje, funkcje i zastosowania kontrolerów ładowania słonecznego

Kontroler ładowania słonecznego to zasadniczo regulator napięcia lub prądu, który ładuje baterię i zapobiega przeładowaniu ogniw elektrycznych. Kieruje napięcie i prąd pochodzący z paneli słonecznych do ogniwa elektrycznego. Generalnie tablice / panele 12 V wystawiają w polu 16 do 20 V, więc jeśli nie ma regulacji, ogniwa elektryczne ulegną uszkodzeniu w wyniku przeładowania. Ogólnie rzecz biorąc, elektryczne urządzenia magazynujące wymagają około 14 do 14,5 V. Kontrolery ładowania słonecznego są dostępne we wszystkich funkcjach, kosztach i rozmiarach. Zakres kontrolerów ładowania wynosi od 4,5 A do 60 do 80 A.



Rodzaje kontrolera ładowarki słonecznej:

Istnieją trzy różne typy kontrolerów ładowania słonecznego, są to:


  1. Proste sterowanie 1 lub 2 stopniowe
  2. PWM (modulowana szerokość impulsu)
  3. Śledzenie maksymalnego punktu mocy (MPPT)

Proste sterowanie 1 lub 2: Posiada tranzystory bocznikowe do kontroli napięcia w jednym lub dwóch krokach. Ten kontroler po prostu zwiera panel słoneczny po osiągnięciu określonego napięcia. Ich głównym paliwem do utrzymania tak znanej reputacji jest niezachwiana jakość - mają tak niewiele segmentów, że jest bardzo mało do zerwania.





PWM (modulowana szerokość impulsu): Jest to tradycyjny kontroler ładowania, na przykład wąglik, błękitne niebo i tak dalej. Są to obecnie zasadniczo standardy branżowe.

Śledzenie maksymalnego punktu mocy (MPPT): Kontroler ładowania słonecznego MPPT to błyszcząca gwiazda współczesnych systemów słonecznych. Te kontrolery naprawdę identyfikują najlepsze robocze napięcie i natężenie panelu słonecznego i dopasowują je do banku ogniw elektrycznych. Rezultatem jest dodatkowe 10-30% więcej mocy z klastra zorientowanego na słońce w porównaniu z kontrolerem PWM. Zwykle warto spekulować w przypadku jakichkolwiek słonecznych systemów elektrycznych powyżej 200 watów.



Cechy kontrolera ładowania słonecznego:

  • Chroni akumulator (12V) przed przeładowaniem
  • Ogranicza konserwację systemu i wydłuża żywotność baterii
  • Wskaźnik naładowania automatycznego
  • Niezawodność jest wysoka
  • 10 do 40 amperów prądu ładowania
  • Monitoruje przepływ prądu wstecznego

Funkcja kontrolera ładowania słonecznego:

Najbardziej istotny regulator ładowania w zasadzie kontroluje napięcie urządzenia i otwiera obwód, zatrzymując ładowanie, gdy napięcie akumulatora wzrośnie do określonego poziomu. Więcej kontrolerów ładowania wykorzystywało przekaźnik mechaniczny do otwierania lub zamykania obwodu, zatrzymywania lub rozpoczynania zasilania kierującego do elektrycznych urządzeń magazynujących.


Generalnie systemy energii słonecznej wykorzystują baterie 12V. Panele słoneczne mogą przenosić znacznie większe napięcie niż jest to wymagane do ładowania baterii. Napięcie ładowania można utrzymać na najlepszym poziomie, a czas potrzebny do całkowitego naładowania elektrycznych urządzeń magazynujących jest skrócony. Dzięki temu systemy solarne mogą stale optymalnie pracować. Poprzez doprowadzenie wyższego napięcia w przewodach od paneli słonecznych do regulatora ładowania, rozpraszanie mocy w przewodach jest zasadniczo zmniejszone.

Kontrolery ładowania słonecznego mogą również sterować odwrotnym przepływem mocy. Kontrolery ładowania mogą rozróżnić, kiedy energia nie pochodzi z paneli słonecznych i otworzyć obwód oddzielający panele słoneczne od urządzeń akumulatorowych i zatrzymując przepływ prądu wstecznego.

Kontroler ładowania słonecznego

Kontroler ładowania słonecznego

Aplikacje:

W ostatnich dniach proces wytwarzania energii elektrycznej ze światła słonecznego cieszy się większą popularnością niż inne alternatywne źródła, a panele fotowoltaiczne są całkowicie wolne od zanieczyszczeń i nie wymagają skomplikowanej konserwacji. Oto kilka przykładów wykorzystania energii słonecznej.

  • Światła uliczne wykorzystują ogniwa fotowoltaiczne do przekształcania światła słonecznego w ładunek elektryczny prądu stałego. Ten system wykorzystuje kontroler ładowania słonecznego do przechowywania prądu stałego w bateriach i wykorzystuje go w wielu obszarach.
  • Systemy domowe wykorzystują moduł PV do zastosowań domowych.
  • Hybrydowy układ słoneczny wykorzystuje wiele źródeł energii do zapewnienia stałego zasilania rezerwowego dla innych źródeł.

Przykład kontrolera ładowania słonecznego :

Z poniższego przykładu, w tym przypadku do ładowania baterii używany jest panel słoneczny. Zestaw wzmacniaczy operacyjnych służy do ciągłego monitorowania napięcia panelu i prądu obciążenia. Jeśli bateria jest w pełni naładowana, wskazanie będzie sygnalizowane zieloną diodą LED. Aby wskazać stan niedoładowania, przeładowania i głębokiego rozładowania, zastosowano zestaw diod LED. MOSFET jest używany jako przełącznik półprzewodnikowy mocy przez regulator ładowania słonecznego, aby zapewnić odcięcie obciążenia w stanie niskim lub przeciążeniu. Energia słoneczna jest omijana za pomocą tranzystora do obciążenia zastępczego, gdy bateria jest w pełni naładowana. Chroni to akumulator przed przeładowaniem.

To urządzenie spełnia 4 główne funkcje:

  • Ładuje baterię.
  • Wskazuje, kiedy bateria jest w pełni naładowana.
  • Monitoruje napięcie akumulatora i gdy jest minimalne, odcina zasilanie przełącznika obciążenia, aby usunąć podłączenie obciążenia.
  • W przypadku przeciążenia wyłącznik obciążenia jest w stanie wyłączonym, co zapewnia odcięcie obciążenia od zasilania z akumulatora.
Schemat blokowy kontrolera ładowania słonecznego

Schemat blokowy kontrolera ładowania słonecznego

Panel słoneczny to zbiór ogniw słonecznych. Panel słoneczny przekształca energię słoneczną w energię elektryczną. Panel słoneczny wykorzystuje materiał omowy do połączeń, a także zacisków zewnętrznych. Zatem elektrony utworzone w materiale typu n przechodzą przez elektrodę do przewodu podłączonego do akumulatora. Poprzez baterię elektrony docierają do materiału typu p. Tutaj elektrony łączą się z dziurami. Kiedy panel słoneczny jest podłączony do akumulatora, zachowuje się jak inny akumulator, a oba systemy są połączone szeregowo, podobnie jak dwa akumulatory połączone szeregowo. Panel słoneczny całkowicie składał się z czterech etapów procesu, przeciążenia, niedoładowania, niskiego poziomu naładowania baterii i głębokiego rozładowania. Wyjście z panelu słonecznego jest podłączone do przełącznika, a stamtąd wyjście jest zasilane z akumulatora. I stamtąd nastawa przechodzi do przełącznika obciążenia i wreszcie na obciążenie wyjściowe. System ten składa się z 4 różnych wskazań i wykrywania przepięcia części, wykrywania przeładowania, wskaźnika przeładowania, wskaźnika niskiego poziomu baterii i wykrywania. W przypadku przeładowania moc z panelu słonecznego jest bocznikowana przez diodę do przełącznika MOSFET. W przypadku niskiego naładowania zasilanie przełącznika MOSFET jest odcięte, aby był w stanie wyłączonym, a tym samym odłączenie zasilania obciążenia.

Energia słoneczna to najczystsze i najbardziej dostępne odnawialne źródło energii. Nowoczesna technologia może wykorzystać tę energię do różnych zastosowań, w tym do produkcji energii elektrycznej, dostarczania światła i ogrzewania wody do zastosowań domowych, komercyjnych lub przemysłowych.

Kredyt zdjęciowy: