Контроллер акб: SCD0011, Программируемый контроллер заряда аккумулятора

Что такое контроллер заряда аккумуляторов и для чего он нужен

Что из себя представляет контроллер заряда АКБ и для чего он используется

Что такое контроллер заряда аккумуляторов и для чего он нужен

Зачем нужен контроллер заряда?

Контроллер заряда это устройство которое автоматически регулирует  уровень тока и напряжения от источника (например солнечных батарей) для обеспечения заряда аккумуляторных батарей, таким образом предохраняя аккумуляторы от повреждений.

Можно ли обойтись без контроллера заряда?

Имея некоторый опыт работы с электроприборами, умея пользоваться вольтметром и амперметром, внимательно изучив инструкцию аккумулятора на предмет зарядных и разрядных характеристик безусловно можно обойтись без контроллера заряда.

Заряд аккумулятора определяется напряжением между клеммами. Ничего не мешает подсоединить источник (например солнечные батареи) напрямую к аккумулятору, при этом контролируя значения напряжения на клеммах и силу тока от источника (чтобы аккумулятор не был поврежден). Когда напряжение на клеммах будет соответствовать максимуму заряда нужно просто отключить источник. Это позволит зарядить аккумулятор на 60-70% от максимальной емкости. Для того чтобы зарядить его на 100%, аккумулятору необходимо стабилизироваться – некоторое время после достижения максимального напряжения продолжать заряжаться при этом напряжении.

При таком способе заряда АКБ велика вероятность снижения номинальной емкости (в связи с систематическим недозарядом) или выхода из строя из-за высокого тока или напряжения. Именно поэтому используются различные контроллеры заряда.

Какие бывают контроллеры заряда?

В основном разделяют три типа контроллеров заряда – on/off контроллер, PWM (ШИМ)  контроллер и MPPT (ТММ) контроллеры.  В чем же их особенности и чем они отличаются:

on/off контроллер заряда

данное устройство выполняет функцию отключения аккумуляторов от источника при достижении определенного напряжения. Такой тип контроллеров на сегодняшний день практически не используется. Это простейшая альтернатива ручному контролю заряда аккумуляторов о котором мы говорили ранее.

PWM (ШИМ)  контроллер

Этот прибор является уже более продвинутым вариантом для заряда аккумуляторов, поскольку в автоматическом режиме контролирует уровень тока и напряжения, а также следит за наступлением максимума напряжения. После того как максимум напряжения достигнут, ШИМ контроллер удерживает его некоторое время для стабилизации аккумулятора и достижения его максимальной емкости. Как правило такие контроллеры стоят недорого и могут удовлетворить простым солнечным системам. 

О том как подобрать такой контроллер вы можете прочитать тут –

MPPT (ТММ) контроллеры

Данный контроллер является наиболее современным решением для солнечных электростанций. Солнечные панели вырабатывают дают мощность при строго определенном значении тока и напряжении (кривой ВАХ – вольт-амперной характеристики) – этот режим называется Точкой Максимальной Мощности (ТММ). MPPT контроллер позволяет отслеживать эту точку и может наиболее эффективно использовать энергию солнечных батарей, что в свою очередь увеличивает скорость заряда аккумуляторов. Такие контроллеры могут на 30-40% эффективнее заряжать аккумуляторы (банк аккумуляторов) , поэтому для резервных и автономных солнечных электростанций наиболее выгодным становится использование именно таких контроллеров не смотря на их высокую стоимость относительно ШИМ контроллеров.

Какой контроллер заряда выбрать?

Выбирая контроллер для солнечной системы прежде всего нужно понять масштаб самой системы. Если вы собираете небольшую солнечную системудля обеспечения наиболее необходимых бытовых приборов электричеством  (от 0.3 кВт до 2кВт) то вполне можно обойтись правильно подобранным ШИМ контроллером. Если же речь идет об автономной системе,  резервной системе или, возможно, о системе совместимой с сетевым электричеством, то в данном случае не обойтись без хорошего MPPT контроллера.

Вы также можете позвонить нам по телефону 8-800-100-82-43 или +7-499-7097509 и мы будем рады помочь вам подобрать контроллер в соответствии с вашей потребностью!

как сделать своими руками в домашних условиях

В состав портативных устройств в обязательном порядке входит аккумулятор, обычно для этих целей используется литиево-ионная батарея. Несмотря на то, что функциональные особенности современной электроники постоянно совершенствуются, сам аккумулятор практически остается неизменным.

Контроллеры для заряда аккумулятора

Емкость и функциональные особенности АКБ значительно выросли, но общий принцип работы остался тем же. Аккумулятор может значительно перегреваться при зарядке и выходить из строя. При переразряде напряжение может опуститься ниже критического уровня, что приведет к деградации элемента, и новая дозарядка станет невозможной. Потому для управления над процессом зарядки батареи используются электронные схемы, получившие название контроллеров.

Это оборудование используется в схемах мобильных телефонов, ноутбуков и другого переносного электронного оборудования. Контроллер аккумулятора необходим для солнечных и ветряных батарей. Его включают в состав источников бесперебойного питания и другой техники.

Алгоритм процесса заряда аккумулятора

Для того чтобы понять, как происходит заряд батареи, рассмотрим схему, в состав которой входят только резистор и сам аккумулятор.

Как проконтролировать заряд АКБ с помощью резистора

В нашем случае используется аккумулятор 18650, емкость которого составляет 2400 мА/ч, с пороговыми значениями напряжения 2,8-4,3 В, и блок питания на 5 вольт и максимальный ток в 1 А. Рассчитаем параметры необходимого резистора. При этом будем считать, что аккумулятор находится в нормальном состоянии, а не полностью разряжен. Проведем зарядку батареи. Сначала, когда напряжение на АКБ минимально, ток будет максимален, а Ur – падение напряжение на резисторе, должно составить 2,2 Вольта (это разница между Uип – напряжением блока питания 5 В и начальными показателями батареи).

Исходя из этих данных, рассчитываем R — начальное сопротивление на резисторе и Pr — мощность рассеивания:

R= Ur/I = 2.2/1 = 2.2 Ом, где I – это максимальный ток блока питания.

Pr=I2R =1х1х2.2 = 2.2 Вт.

Когда напряжение в аккумуляторе дойдет до 4,2 В, Iзар – ток заряда, составит:

Iзар=(Uи -4.2)/R=(5-4.2)/2.2 = 0.3 А.

Получается, что для зарядки нам понадобится резистор, который работает при данных показателях. Но в этой схеме все время придется проверять напряжение на аккумуляторе, чтобы не пропустить момент, когда оно достигнет максимального значения в 4,2 В.

Важно! Теоретически зарядить аккумулятор без отдельной схемы защиты возможно, но проследить при этом за напряжением и зарядным током не получится. Да, 1-2 раза такой вариант может быть использован, но гарантировать, что батарея при этом не выйдет из строя, нельзя.

Основные функции контроллеров

Существуют три главные задачи, которые выполняют контроллеры заряда:

• оптимизация системы питания;
• сохранение ресурсов;
• избежание фатальных поломок.

Контроллер для батареи

Контроллеры обладают разными функциями. Они корректирует подачу тока, следя за тем, чтобы показатели были меньше максимального заряда, но при этом превышали ток саморазряда. Устройства следят за прохождением всех этапов разряда-заряда аккумулятора, исходя из строения и химического состава АКБ.

Если речь идет о батареи для ноутбука, то контроллер дополнительно компенсирует энергетические потоки, которые возникают при одновременной зарядке и работе ПК. Иногда устройства оборудуются термодатчиками для аварийного отключения при перегреве или на холоде.

Если в системе используются сразу несколько аккумуляторов, контроллер обеспечивает заряд только для тех банок, которые еще не зарядились.

Для исключения утечек газа и взрыва в некоторых моделях контроллеров заряда аккумулятора используются датчики давления.

Обратите внимание! Работа любого контроллера должна обеспечивать правильное соотношение постоянный ток/постоянное напряжение (CC/CV ). Если при заряде количество поставляемой энергии избыточно, то эта лишняя часть выделяется на контроллере в виде тепла. Поэтому сам контроллер никогда не встраивается в батарею, он включается в общую схему, но всегда располагается отдельно. Но как сделать устройство своими руками?

Простые схемы

Одним из самых распространенных контроллеров является вариант на микросхеме на DW01. Его используют в большинстве мобильных устройств. По виду этот элемент представляет собой электронную плату, на которую монтируются все необходимые компоненты.

DW01 имеет 6 выходов, а полевые транзисторы смонтированы в одном корпусе с 8 выходами – это микросхема 8205А.

Контроллер с DW01

Вывод 1 защищает аккумулятор от разряда FET1 с пороговым значением напряжения в 2,4 В, а 2 – от переразряда FET2 с напряжением 4,25 В. Выход 2 идет на датчик, который фиксирует параметры напряжения на полевых транзисторах. Таким образом, происходит контроль над аккумулятором, и не возникает перегрузки по току. Порог срабатывания может меняться, в зависимости от значения переходного сопротивления транзисторов, которое является измерительным шунтом в схеме. Дополнительные паразитарные диоды в полевых транзисторах необходимы, для того чтобы зарядить аккумулятор, даже если сработала защита от глубокого разряда. Через эти же паразитарные диоды поступает ток разряда, когда транзистор FET2 перезаряжается или закрыт.

В данной схеме задача контроллера заряда отключить АКБ либо при полном разряде, либо при полной зарядке, то есть достижении значения в 4,25 В. Вместо DW01 можно использовать NE57600, G2J, G3J, S8261, S8210, K091, JW01, JW11 и другие аналогичные микросхемы.

Контроллер на микросхеме с интегрированными транзисторами

В микросхему LC05111CMT уже входят полевые транзисторы, здесь дополнительно используются только конденсатор и резисторы. В схеме используются встроенные транзисторы с переходным сопротивлением в 0,011 Ом. Это простая схема для создания аккумулятора своими руками. Между выводами S1 и S2 максимальное сопротивление составляет 24 В, а максимальные ток заряда/разряда – 10А.

Все сделанные самостоятельно устройства должны отвечать заданным параметрам, иначе обеспечить правильную работу аккумулятора не получится.

Видео

Оцените статью:

Описание контроллера заряда АКБ, детальное руководство по изготовлению

Аккумулятор вместе с генератором являются устройствами, обеспечивающими автомобиль электропитанием. От степени зарядки батареи зависит успешный старт машины и работа приборов, входящих в электрическую сеть при выключенном двигателе. Поэтому важно следить за ее зарядкой. Для контроля зарядки предназначен контроллер заряда автомобильной АКБ. В статье описывается принцип действия устройства, дается инструкция по изготовлению своими руками.

Если не контролировать зарядку, то недозаряд аккумулятора грозит тем, что в один прекрасный момент может не завестись двигатель, особенно в зимний период. Проверить напряжение на клеммах устройства можно с помощью мультиметра. Если говорит контрольная лампа заряда аккумуляторной батареи на приборной панели, это говорит о том, что у батареи низкая зарядка. Но горение лампочки малоинформативно.

Содержание

[ Раскрыть]

[ Скрыть]

Встроенный контроллер

Благодаря техническому прогрессу повышается комфорт обслуживания и поездки на машине. Многие современные автомобили оснащены бортовыми компьютерами. Одна из его функций – показывать напряжение АКБ. Но такая роскошь доступна не всем водителям. На старых моделях порой установлен аналоговый вольтметр, но по его показаниям трудно судить о состоянии зарядки. Поэтому стали производить специальные индикаторы заряда аккумуляторных батарей. Они выпускаются как встроенными в аккумулятор, так и в виде отдельных устройств, которые подключаются к бортовому компьютеру.

Встроенными индикаторами обычно оснащаются необслуживаемые аккумуляторные батареи. Они представляют собой поплавковые индикаторы, которые часто называют гидрометрами. По их цвету можно определить степень заряженности АКБ и уровень электролита. Для контроля состояния аккумулятора достаточно индикации одной ячейки. Перед тем, как воспользоваться индикатором, следует слегка постучать по нему. Это необходимо для того, чтобы вышли пузырьки воздуха, которые могут помешать вести наблюдения. Таким образом, можно будет четко видеть цвет индикатора.

При анализе следует учесть то, что когда батарея начинает заряжаться, то плотность электролита увеличивается ближе к электродам. Над электродами повышение плотности происходит за счет диффузии. Индикатор находится над электродами, соответственно будет реагировать на плотность в этой части батареи. Это может стать причиной неточных результатов.

Даже при полной зарядке индикатор может оставаться черного цвета. Объясняется такая ситуация тем, что не успели перемешаться слои электролита большей плотности со слоями меньшей плотности. Процесс диффузии может длиться несколько дней.

Точную зарядку можно определить с помощью тестера.

Конструкция

Схема встроенного индикатора выглядит следующим образом:

Конструкция аккумуляторного гидрометра

 Принцип действия

У большинства гидрометров одинаковый принцип действия, он основывается на трех положениях индикатора. Когда заряжается батарея, увеличивается плотность электролита. Благодаря этому зеленый шарик, выполняющий роль поплавка, всплывает по трубке и появляется в глазке индикатора. Обычно поплавок виден, если заряженность батареи превышает 65 %.

Виден зеленый поплавок

Если поплавок тонет в электролите, это означает, что плотность не отвечает норме и АКБ недостаточно заряжена. При этом глазок индикатора будет черного цвета. Такая ситуация говорит о том, что необходима подзарядка.

Глазок черного цвета

Существуют модели, в которых кроме зеленого шарика есть красный, поднимающийся по трубке при низкой плотности. В этом случае в глазке будет виден красный шарик.

Последним вариантом является низкий уровень электролита. В этом случае в глазок индикатора будет видна поверхность электролита. Это значит, что необходимо долить электролит или дистиллированную воду. Правда, в случае с необслуживаемым устройством, сделать это сложно.

Видна поверхность жидкости

Заводские контроллеры

Существуют промышленные устройства для контроля уровня зарядки АКБ. Рассмотрим некоторые из них.

Контроллер уровня зарядки DC-12 В представляет собой конструктор. Он подойдет тем, кто имеет знания по электротехнике. Устройство позволяет контролировать заряженность батареи и выполнять функцию реле-регулятора. Продается в виде набора деталей и собирается самостоятельно. Диапазон напряжений составляет от 2,5 до 18 В. Потребляемый ток – 20 мА. Размеры печатной платы: 43х20 мм (автор видео — DeXter Show).

Панель с индикатором от TMC пригодится автолюбителям, которые установили в свой автомобиль второй аккумулятор. Устройство состоит из алюминиевой панели, вольтметра и тумблера. С помощью тумблера осуществляется переключение между батареями.

Можно приобрести устройства контроля уровня заряда аккумулятора от фирмы Faria Euro Black Style, но у них очень высокая стоимость.

Инструкция по изготовлению

Если есть желание, знания по электронике и время, можно изготовить контроллер зарядки аккумулятора своими руками. Конструктивно устройство будет состоять из электронного блока, на корпусе которого будут расположены три диода красного, зеленого и синего цвета. Цвета диодов можно выбрать любые, главное, правильно оценивать полученные результаты.

Назначение данного устройства – контролировать работу автомобильного аккумулятора с напряжение электросети от 6 до 14 В. Этот прибор схож с тем, что продается в магазине. Речь идет о наборе DC-12 В, о котором упоминалось выше. Принцип действия обоих устройств одинаков.

Для изготовления контроллера понадобятся следующие детали:

• для размещения компонент печатная плата;
• транзисторы: ВС547 и ВС557;
• резисторы: сопротивлением 1 кОм – 2, 220 Ом – 3, 2,2 кОм – 1;
• диоды (стабилизаторы) на 9,1 и 10 В;
• набор светодиодов RGB (красный, зеленый, синий).

Перед сборкой следует проверить, чтобы контакты соответствовали цвету светодиодов. Проверку можно выполнить с помощью тестера.  Это можно сделать с помощью тестера. Монтируя компоненты, желательно светодиоды вывести на проводах длиной 5-20 см, а не припаивать их к плате. Такую конструкцию легче расположить на приборной панели автомобиля.

Сборка устройства осуществляется по следующей схеме:

Простейшая схема контроллера

При сборке следует размещать комплектующие на печатной плате как можно более компактно, чтобы он не занимали много места. После подключения к бортовой электросети контроллер будет показывать текущий уровень зарядки аккумулятора.

При этом он будет лишь сигнализировать об определенном уровне, не показывая конкретных значений:

• если загорается светодиод красного цвета, это означает, что напряжение находится в пределах от 6 до 10 В — это критичный уровень;
• если горит синий светодиод, то заряд составляет 11-13 В – это оптимальное значение, которое соответствует нормальной работе аккумуляторной батареи;
• если аккумулятор полностью заряженный, загорается светодиод зеленого цвета.

Собранную панель рекомендуется устанавливать и подключать к бортовой сети на обратной стороне панели приборов, а на лицевую сторону вывести светодиоды на проводах. Если выполнять все работы аккуратно, то это не отразится на внешнем виде приборной доски.

Установка контроллера позволяет контролировать заряженность аккумуляторной батареи, что дает возможность вовремя подзаряжать АКБ и не даст попасть в ситуацию, когда не заводится двигатель из-за разряженной батареи.

 Загрузка …

Видео «Индикатор разряда аккумулятора»

В этом видео демонстрируется, как собрать простое устройство для проверки заряженности батареи (автор ролика — Паяльник TV).

Контроллер заряда аккумуляторной батареи 12В-24В XH-M603 от 190 грн

Контроллер заряда аккумуляторной батареи 12В-24В XH-M603

Код товара: 144048

Производитель:
Описание: Контролер управления зарядки аккумулятора с индикатором, 12-24 В. Пороговые значения подстраиваются. Максимальный ток заряда: до 20А
U вх.: 10…30 VDC
Габариты: 82х58х18 мм
Вариант исполнения: Встраиваемый модуль

В наличии/под заказ
12 шт — склад Киев
2 шт — РАДИОМАГ-Киев
1 шт — РАДИОМАГ-Львов
2 шт — РАДИОМАГ-Харьков
2 шт — РАДИОМАГ-Днепр
2 шт — ожидается

1.Установка напряжения включения: нажатие кнопки 1 отображает напряжение включения, зажмите кнопку 1 на 3-5 секунд, показания индикатора начнут мигать. Нажимая кнопки 1 или 2 можно повышать или понижать напряжение. Установив нужное значение дождитесь пока индикатор перестанет мигать.

2.Установка напряжения выключения: нажатие кнопки 2 отображает напряжение выключения, зажмите кнопку 2 на 3-5 секунд, показания индикатора начнут мигать. Нажимая кнопки 1 или 2 можно повышать или понижать напряжение. Установив нужное значение дождитесь пока индикатор перестанет мигать.

3.Сброс настроек: во включенном состоянии зажмите одновременно кнопки 1 и 2 пока индикатор не отобразит 888 — это свидетельствует о сбросе настроек.

Контроллер замкнет реле и тем самым включит зарядное устройство если напряжение аккумулятора будет равно или ниже напряжения нижнего уровня. При достижении на батарее напряжения высокого уровня, контроллер разомкнет реле и тем самым выключит зарядное устройство, предохраняя аккумулятор от перезаряда (кипения).

Химия — Теплопроводящие материалы
Описание: Паста теплопроводная кремнийорганическая. Упаковка: тюбик.
Назначение: Паста теплопроводящая
Упаковка: 17 г
Тип препарата: Термопаста
Теплопроводность: 0,65 Вт/мК 10 шт — склад Киев
28 шт — РАДИОМАГ-Киев
33 шт — РАДИОМАГ-Львов
23 шт — РАДИОМАГ-Харьков
21 шт — РАДИОМАГ-Одесса
30 шт — РАДИОМАГ-Днепр
22 шт — ожидается 148 шт — склад Киев
29 шт — РАДИОМАГ-Киев
31 шт — РАДИОМАГ-Львов
1 шт — РАДИОМАГ-Харьков
20 шт — РАДИОМАГ-Днепр
50 шт — ожидается
1000 шт — ожидается 07. 07.2021 Производитель: YJ/Guerte
Диоды, диодные мосты, стабилитроны — Диодные мосты
Корпус: MB-25 (KBPC)
Uобр, V: 1000 V
I пр, A: 50 A
Тип диодного моста: Однофазный
Может заменить:: KBPC50005, KBPC5001, KBPC5002, KBPC5004, KBPC5006, KBPC5008, KBPC35005, KBPC3501, KBPC3502, KBPC3504, KBPC3506, KBPC3508, KBPC3510, KBPC25005, KBPC2501, KBPC2502, KBPC2504, KBPC2506, KBPC2508, KBPC2510, MB50005, MB5001, MB5002, MB5004, MB5006, MB5008, MB5
Монтаж: THT
Импульсный ток, А: 500 A 1031 шт — склад Киев
3 шт — РАДИОМАГ-Киев
44 шт — РАДИОМАГ-Львов
11 шт — РАДИОМАГ-Харьков
7 шт — РАДИОМАГ-Одесса
42 шт — РАДИОМАГ-Днепр
600 шт — ожидается 26.07.2021 1 шт — РАДИОМАГ-Киев
200 шт — ожидается 25.06.2021

Контроллеры заряда — SPARES.RU — Автономные и Инновационные Технологии, Солнечная и ветряная энергетика.

Контроллер заряда солнечной батареи.

Контроллер заряда — необходимый элемент солнечной энергосистемы, использующей аккумуляторные батареи для хранения полученной энергии. Стационарные и крупные мобильные солнечные электростанции в обязательном порядке оснащаются таким оборудованием.

Для чего нужен контроллер?

По большому счету, контроллер заряда служит для того, чтобы аккумуляторные батареи могли работать полноценно и полностью отслужить свой гарантийный срок.

Не вдаваясь в технический подробности, принцип заряда аккумуляторов с помощью солнечной батареи можно описать так:

По мере работы солнечной панели на клеммах аккумулятора растет напряжение. Как только оно дойдет до максимальной точки (предельное напряжение аккумулятора) начинает возникать перегрузка. Следствием этого будет «перезаряд» и выкипание электролита, что приведет к быстрому выходу аккумулятора из строя. Также при зарядке свинцово-кислотных АКБ крайне важно соблюдать стадийность заряда. Для избежания перезаряда аккумулятора и правильной его зарядки как раз и устанавливается контроллер заряда между солнечной батареей и аккумулятором.

Типы контроллеров заряда.

• Контроллер типа On/Off. Выключает зарядку в момент достижения предельного напряжения аккумулятора (на данный момент эта строка дань истории, таких контроллеров в массовом производстве уже нет).
• PWM контроллер. В процессе зарядки аккумулятора искусственно понижает напряжение поступающего с солнечной батареи тока и позволяет произвести зарядку аккумулятора полностью без перегрузок.
• MPPT контроллер. Отыскивает и производит контроль точки максимальной мощности заряда, фактически увеличивая КПД солнечной батареи.

Использовать солнечные электростанции без контроллера заряда можно, но недолго и опасно. Выбор между PWM и MPPT контроллером производится исходя из общей стоимости проекта и требований к выработке строящейся энергосистемы. Приблизительный экономический расчет показывает эффективность применения MPPT только после мощности системы более 600Вт — все, что меньше лучше дополнить мощностью панелей вместо покупки MPPT контроллера.

Как итог: для оснащения бюджетных солнечных электростанций, рассчитанных на эпизодическую работу можно использовать PWM контроллер, а для энергосистем, рассчитанных на постоянную работу с высокой нагрузкой, экономически разумнее применение более продуктивных MPPT контроллеров.

Возможности современных контроллеров заряда.

К сожалению, в плане технологий кардинальных перемен не было максимум — поддержка новых литиевых накопителей. Разработчики, а точнее уже дизайнеры работают над формой – благодаря этому теперь доступны к заказу контроллеры с онлайн контролем, блутус подключением, поддержкой Wi-Fi, сухим контактом, сенсорными экранами и все это в одной коробке без необходимости приобретения дополнительных аксессуаров.

Выбор контроллера заряда — Alfa.Solar

Контроллер заряда — это электронное устройство, которое контролирует и управляет процессом зарядки аккумуляторной батареи (АКБ).

Контроллер защитит АКБ от перезарядки, утечки тока на солнечную панель в ночное время, предотвратит понижение напряжения и поможет контролировать состояние батарей.

Как работают контроллеры заряда?

Солнечные электростанции, ветряные, приливные и т. д. являются прерывистыми по своей природе, что означает, что эти источники энергии не производят электричество постоянно, с неизменной мощностью и на протяжении всего дня.

По этой причине им требуется АКБ для хранения электроэнергии.

Аккумулятор не выполняет никакой трансформации электрического тока, он просто его хранит.

Всякий раз, когда электроэнергии недоступно, накопленный заряд внутри батареи используется для обеспечения стабильности питания нагрузок.

Контроллеры зарядки установлены для оптимальной и наиболее эффективной работы аккумулятора, а также для защиты аккумулятора от перегрузки и подзарядки.

Существуют два основных типа контроллеров заряда: MPPT и PWM.

Контроллер PWM

По сути является коммутатором, который соединяет солнечную батарею с батареей. В результате напряжение массива будет сведено до уровня батареи.

Контроллер заряда PWM является хорошим недорогим решением только для небольших систем.

Контроллер MPPT

Является более сложным (и более дорогим): он будет регулировать входное напряжение, чтобы собрать максимальную мощность от солнечной батареи, а затем преобразовать эту мощность для заряда и нагрузки.

Чтобы полностью использовать потенциал контроллера MPPT, напряжение массива должно быть значительно выше напряжения батареи. Контроллер

MPPT является оптимальным решением для более мощных систем.

Напряжение и заряд батареи

Между зарядкой / разрядом батарей и его напряжением существует интересная взаимосвязь.

Когда аккумулятор начинает разряжаться, напряжение на выходе постепенно падает. Это соотношение используется при работе контроллера заряда.

Контроллеры заряда имеют встроенные измерители напряжения (потенциометры), которые определяют выходное напряжение.

В зависимости от выходного напряжения контроллер заряда определяет процент заряда батареи.

Можно запрограммировать большое количество параметров, в зависимости от требований пользователя.

Современный контроллер заряда выполняет несколько других полезных функций (кроме основной):

Блокирование реверсивного тока

Эта функция облегчает однонаправленный поток тока от солнечных панелей к АКБ и блокирует обратный поток в ночное время. Это помогает предотвратить излишнюю разрядку батарей и увеличивает время работы батареи.

Защита от недостаточного напряжения

Если АКБ разряжается на 80%, то есть остаточная мощность составляет 20% от номинальной емкости — контроллер отсекает разряженный АКБ от потребителя. Таким образом продлевает его срок службы.

Предотвращение перезарядки аккумулятора

Перезаряд батарей может значительно сократить срок службы батарей — поэтому не рекомендуется. Контроллер заряда останавливает заряд батарей, если они достаточно заряжены (напряжение достигает оптимального значения). 

Настройка контрольных точек заряда

Иногда требуется более тонкая настройка циклов заряда и разряда аккумулятора — для обеспечения максимальной эффективности и более длительного срока службы.

Устранение неполадок и история заряда

Некоторые контроллеры имеют встроенную память для сохранения событий и аварийных сигналов с интеграцией даты и времени. Эта история событий и аварийных сигналов помогает быстро диагностировать и устранить неполадки.

Предварительная настройка

Ниже Вы найдете четыре ключевых параметра, которые могут быть запрограммированы в любых контроллерах заряда.

Максимальное напряжение

Это максимальное заданное напряжение. Любой контроллер заряда защищает батарею от перенапряжения — превышающего установленное значение. В момент, когда напряжение на АКБ достигает предельного значения — контроллер прекратит зарядку аккумулятора.

Установка низкого напряжения

Это минимальное заданное напряжение. Любой контроллер не позволит батарее достичь напряжения ниже этого напряжения. Когда напряжение на АКБ достигает минимального установленного значения — контроллер отключит нагрузку, чтобы предотвратить дальнейший разряд батареи (при глубоких разрядах уменьшается ресурс и срок службы АКБ).

Установка запаздывания включения при низком напряжении

Устанавливается задержка подключения нагрузки после возобновления заряда АКБ.

Установка запаздывания включения при высоком напряжении

Когда АКБ полностью заряжены и нет потребителей — контроллер поддерживает аккумулятор в оптимальном состоянии.

Итак, мы определились с технологией заряда (MPPT/PWM), теперь приступим к главному.

Выбор контроллера заряда

Допустим у нас к контроллеру заряда подключаются солнечная панель (напряжением 12В, мощностью 150Вт) и АКБ (12В емкостью 100Ач). По упрощенной формуле рассчитываем ток, который должен выдать контроллер заряда (делим мощность панели на коефициент 13):

150 / 13 = 11,5 А

Лучше всего подбирать оборудование по большему значению в модельном ряде. Соответственно нам нужен контроллер заряда 12В, 20А.

Для более детального подбора обращайте к нашим специалистам.

Контроллер заряда на 2 АКБ EPIPDB-COM PWM 10 А, 12/24 В

Контроллеры заряда  EPSolar EPIPDB-COM 10А это современные контроллеры для солнечных батарей (СБ), предназначенные для одновременной зарядки сразу двух раздельных блоков аккумуляторных батарей (АКБ). Применяется в «домах на колесах», яхтах, катерах или лодках для заряда двух аккумуляторных батарей от одной солнечной панели. Есть возможность подключения выносного цифрового дисплея MT-1 (входит в комплект). При подключении данного устройства вы сможете отследить напряжение на аккумуляторных батареях, напряжение на солнечной панели, температуру по локальному и выносному температурным датчикам, процент заряда на первой и второй АКБ с шагом измерения заряда в 20%.

В этой модели контроллера нет отдельного выхода на нагрузку (напряжение нужно подключать к АКБ напрямую или через инвертор, для подключения переменного тока сети 220 вольт).

Контроллер отдает приоритет зарядки первому аккумулятору и распределяет поступающую от СБ энергию в соответствии с настройками (от 10% до 90% тока заряда идет на 1-ю АКБ, остаток — на 2-ю АКБ).

При полном заряде первого аккумулятора, вся энергия от солнечных батарей поступает на зарядку второй (дополнительной АКБ).

Модификация контроллера заряда EPIPDB-COM 10А поддерживает работу с солнечными батареями мощностью до 120 Вт при нагрузке аккумуляторов 12 Вольт или до 240 Вт при нагрузке аккумуляторов 24 Вольта.

Страна производителя Китай

Технология заряда	PWM (4 стадии)
Макс. ток солнечных батарей, А	10
Макс. ток заряда, А	10
Макс. ток нагрузки, А	нет
Напряжение, В (автовыбор)	12/24 (авто)
Напряжение отключения нагрузки, В	11,1 (22,2)
Напряжение подключения нагрузки, В	13,2 (26,4)
Макс. напряж. на входе с солнечных батарей	30/55
Макс. входная мощ. солнечной панели	120
Цифровой, графический дисплей	Нет
Выносной цифровой, графический дисплей	опция
Рабочий температурный диапазон, oC:	-35…+55
Максимальное сечение подключаемых проводов, мм2	4 мм3
Выключатель нагрузки	Есть
Выбор типа аккумуляторной батареи	AGM / GEL / Flooded
Собственное потребление, mA	4 (ночью) / 10 (днем)
Температурная компенсация	есть ( -30мВ/oC@12 В )
Класс защиты	IP22
Габаритные размеры, мм	153 x 76 x 37
Вес, кг	0,35

Контроллер заряда

| Регуляторы заряда и аккумулятора

Дополнительная информация о контроллерах заряда

Что такое контроллеры заряда от солнечных батарей и как они работают?

Узнайте основы контроллера заряда солнечной энергии, что он делает, как работает и как выбрать правильный размер для автономной солнечной энергосистемы. Контроллер заряда является важным компонентом солнечной системы на основе батарей и не используется в системах с прямыми сетками.

Типы контроллеров заряда

• Контроллеры заряда солнечных батарей используются для регулирования и оптимизации заряда от солнечных панелей, а также для защиты батарей в солнечных энергетических системах.
• Контроллеры солнечного освещения предлагает как контроллер заряда солнечной энергии, так и программируемый контроллер освещения в одном устройстве. Лампы постоянного тока или другие нагрузки постоянного тока могут запускаться непосредственно от контроллера солнечного освещения в запланированное время, что потенциально устраняет необходимость в отдельном таймере или контроллере нагрузки.
• Зарядные устройства переменного тока используют источник переменного тока (AC), такой как настенная розетка, для зарядки аккумуляторной батареи постоянного тока (DC). Доступны различные модели, обеспечивающие более быструю зарядку, или различные входы и выходы напряжения.
• Контроллеры отклонения (сброса) нагрузки могут быть либо контроллером заряда солнечной энергии, либо контроллером нагрузки постоянного тока, или контроллером отклоняющей нагрузки.
• Датчики температуры позволяют источнику зарядки, например солнечному контроллеру заряда или зарядному устройству переменного тока, определять температуру батареи. Это побуждает источник зарядки отрегулировать настройки, чтобы обеспечить соответствующую зарядку, а также защитить аккумулятор.

OutBack FLEXmax 100

В этом видео с выставки Solar Power International 2017 мы знакомимся с OutBack Power и узнаем об их новом контроллере FLEXmax 100 MPPT с более высоким напряжением.Это очень гибкий и конфигурируемый элемент солнечной батареи — его можно подключить к последовательному соединению 6 или 7 солнечных панелей для высоковольтной и слаботочной работы с солнечной батареей. Это позволяет использовать провода меньшего размера для меньшего падения напряжения. FLEXmax 100 соответствует стандарту NEMA3, что позволяет устанавливать его снаружи рядом с солнечной батареей.

FLEXmax 100 поставляется со встроенной защитой от замыкания на землю и совместим с батареями как на 24 В, так и на 48 В. Он обеспечивает выходную мощность 100 А и позволяет заряжать аккумуляторную батарею мощностью до 5 кВт.

Как работают контроллеры заряда?

Нас часто спрашивают: как на самом деле работают контроллеры заряда и что они делают в солнечной энергетической системе? Или зачем мне она вообще нужна в моей солнечной системе — нельзя ли просто подключить солнечные панели напрямую к батареям?

Контроллеры заряда

необходимы, потому что они защищают ваши батареи от перезарядки солнечными панелями и блокируют любой обратный ток от батарей к панелям в ночное время. Кроме того, они защищают все аспекты вашей солнечной энергетической системы.

Датчики температуры — недорогое дополнение, которое помогает контроллеру заряда более точно регулировать заряд аккумуляторной батареи.

Функция отключения при низком напряжении (LVD) позволяет подключать нагрузку постоянного тока с таким же напряжением, что и аккумуляторная батарея, и позволяет контроллеру отключать ее при низком уровне заряда аккумуляторной батареи. Это защищает батареи от полного разряда, также известного как «глубокая разрядка».

Узнайте больше о контроллерах заряда солнечных батарей, включая MPPT vs.Контроллеры PWM, в нашем блоге: «Контроллеры заряда от солнечных батарей».

Контроллер заряда Midnite Solar’s The Kid на солнечной батарее

Хотите узнать больше о контроллере заряда MPPT, который идеально подходит для автономной солнечной системы или морского применения? Посмотрите наше видео о «The Kid» от Midnite Solar. Этот контроллер чрезвычайно универсален и может управлять питанием от солнечных панелей к различным батареям глубокого цикла, включая AGM, гелевые, заливные свинцово-кислотные, литиевые, кальциевые и даже нестандартные батареи.Продолжая тему универсальности, The Kid можно использовать в системах на 12, 24 и 48 В.

The Kid также предлагает возможность группировки нескольких детей вместе в зависимости от потребностей и типа солнечной системы, которую вы используете. Kid прост в установке и предлагает мощные возможности настройки, так что вы можете настроить его в соответствии со своими требованиями.

Поиск и устранение неисправностей солнечного контроллера заряда

Посмотрите наше видео о том, как устранить неполадки контроллера.В этом видео мы покажем вам, как убедиться, что ваша солнечная энергосистема правильно заряжает аккумулятор с помощью контроллера заряда. Познакомиться с оборудованием, из которого состоит ваша солнечная энергетическая система, стоит того, особенно если ваша система установлена ​​в удаленном автономном месте.

Мы покажем вам, как измерить ток, идущий от устройства к батарее, используя мультиметр для считывания ампер, чтобы убедиться, что ваша система работает. Мультиметры — важная часть оборудования, которое необходимо иметь под рукой, чтобы помочь диагностировать проблемы с внесетевыми солнечными системами. Большинство мультиметров могут считывать значения как постоянного, так и постоянного тока, что позволит вам выйти за рамки простого измерения вольт. Смотрите и узнавайте больше!

Комплекты для зарядки солнечных панелей

12В для караванов, автодомов, катеров, яхт, морских судов

Как выбрать контроллер заряда от солнечных батарей

Контроллер заряда от солнечных батарей (или регулятор, как их иногда называют) является неотъемлемой частью каждого комплекта для зарядки от солнечных батарей. Основная роль контроллера — защищать и автоматизировать зарядку аккумулятора.Это делается несколькими способами:

1. СНИЖЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ СОЛНЕЧНОЙ ПАНЕЛИ

• Без контроллера между солнечной панелью и батареей панель перезаряжала бы батарею, создавая слишком высокое напряжение для ее работы, что серьезно повредило бы батарею.
• Чрезмерная зарядка аккумулятора может привести к взрыву аккумулятора!

2. МОНИТОРИНГ НАПРЯЖЕНИЯ ВАШЕЙ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

• Контроллер определяет, когда напряжение аккумулятора слишком низкое. Когда напряжение аккумулятора падает ниже определенного уровня, контроллер отключает нагрузку от аккумулятора, чтобы предотвратить разряд аккумулятора.
• Полностью разряженный аккумулятор теряет часть своей общей емкости.
• Низкое напряжение может повредить аккумулятор, если подключена нагрузка.

3. ПРЕКРАЩЕНИЕ ОБРАТНОГО ТОКА НА НОЧЬ

• Контроллер не позволяет току течь обратно в солнечную панель в ночное время.
• Это предотвращает повреждение вашего комплекта для зарядки от солнечных батарей.

ПРИМЕЧАНИЕ: Контроллер также может регулировать ток от нагрузки, когда нагрузка подключена к контроллеру. Терминал нагрузки на контроллере предназначен для прямого подключения нагрузки к контроллеру — в отличие от контроллера ветряной турбины, это НЕ сброс нагрузки. Контроллер может работать в обычном режиме, если к нему не подключена нагрузка.

Эта диаграмма иллюстрирует возможность подключения типичного комплекта солнечной энергии, включая солнечную панель, контроллер заряда солнечной батареи, батарею и нагрузку (например,грамм. лампочка). Солнечная панель подключается к контроллеру через положительный и отрицательный провода, создавая функцию зарядки только тогда, когда контроллер подключен к батарее. В этом случае нагрузка отвечает за функцию разгрузки от контроллера (если он подключен к контроллеру).

NB: В некоторых редких случаях солнечная панель может быть подключена напрямую к батарее, без контроллера. Этого можно достичь, если номинальное напряжение панели ниже 17-18 В, и если солнечная панель намного меньше, чем заряжаемый аккумулятор e.g .. панель 10 Вт, заряжающая аккумулятор 100 Ач.

На рынке представлено множество различных типов контроллеров. Выбор правильного контроллера зависит от солнечной энергосистемы, которую вы хотите создать.

Великолепное маленькое устройство, которое может похвастаться совместимостью, простотой и утилитарным пониманием солнечных панелей, батарей и нагрузок: оно входит в большинство наших комплектов малого и среднего размера.

Поскольку он использует технологию PWM, величина тока и напряжения, которые теряются между панелью и батареей, практически отсутствуют.Он может продлить срок службы батареи, а также защитить ее от перезарядки, недозарядки, короткого замыкания и перегрева.

Этот контроллер заряда необязательно использовать только на одной панели и одной батарее; Кабина ШИМ-контроллера на 10 А используется для регулирования заряда массива солнечных панелей, подключенных параллельно, общей мощностью 160 Вт. Если бы вы приобрели ШИМ-контроллер на 20 А, вы могли бы регулировать мощность блока солнечных панелей до 320 Вт для батарей на 12 В и 640 Вт для батарей на 24 В.Контроллер PWM также можно использовать для подключения солнечных панелей к батарее из батарей 12 В при условии, что батареи одинакового размера и находятся в хорошем состоянии. Контроллер 10A также удобен в компактных размерах, всего 14 x 7 см.

Программируемые функции позволяют пользователю настраивать процесс зарядки, устанавливая тип и емкость аккумулятора, выбирая зарядные напряжения на каждой стадии, устанавливая параметры защиты, а также путем включения и выключения нагрузки по таймеру.

Эти контроллеры передают власть в руки владельца и делают солнечную схему более совершенной и управляемой. ЖК-дисплей предоставляет информацию о многих вещах, в том числе:

-ток / напряжение солнечной панели, ток / напряжение батареи

— состояние заряда АКБ

-температура

-токовая ступень зарядки

Может использоваться для контроля и регулирования двух независимых (электрически изолированных) батарей одновременно.

Это незаменимый предмет для тех, кто хочет зарядить как аккумулятор для отдыха, так и аккумулятор двигателя, а также для тех, кто хочет одновременно зарядить несколько аккумуляторов для отдыха на 12 В и стартерную аккумуляторную батарею.

У пользователя есть два варианта зарядки: для зарядки обеих подключенных батарей с одинаковой скоростью или для задания приоритета зарядки одной батареи (например, 80% мощности идет на аккумулятор двигателя и 20% на аккумулятор для отдыха). Этот контроллер может быть оснащен удаленным дисплеем, чтобы пользователь мог лучше контролировать регулировку между двумя батареями. Несмотря на то, что его называют «контроллером с двумя батареями», он также может использоваться для зарядки одной батареи — вторую батарею можно добавить позже.

Эти контроллеры специально разработаны для влажных сред.

По функциональности они практически полностью идентичны стандартному ШИМ-контроллеру на 10А. Он имеет несколько настроек для работы с нагрузкой с таймером, что идеально подходит для уличного освещения и идеально подходит для тех, кто хочет установить комплект для зарядки от солнечных батарей на своей лодке.

Наряду с ШИМ существует еще один метод регулирования заряда солнечной энергии, который считается наиболее эффективным: MPPT (отслеживание максимальной мощности).

Контроллеры

MPPT — самые эффективные и мощные контроллеры, которые мы предлагаем, но их следует использовать только тогда, когда напряжение солнечной панели намного выше, чем напряжение батареи. Система MPPT способна снизить напряжение панели (или массива солнечных панелей), которое до десяти раз выше, чем напряжение батареи, чтобы соответствовать напряжению батареи, без потери тока в процессе. Контроллер MPPT работает с более высокой эффективностью, чем контроллер PWM; в то время как контроллер PWM работает с КПД 75% -80%, контроллер MPPT работает с КПД 92-95%.

Контроллеры

MPPT также увеличивают ток, идущий к батарее, который может варьироваться в зависимости от погоды, температуры, уровня заряда батареи и других факторов. Не будет никаких негативных последствий от использования контроллера MPPT на солнечной панели с напряжением, близким к напряжению батареи, но преимущества MPPT в такой системе будут намного меньше.

Он имеет те же защитные функции, что и контроллеры PWM. Мы включаем контроллер MPPT на 20 А в наши комплекты на 200 Вт / 250 Вт, поскольку контроллер MPPT позволяет панели работать на максимально возможном уровне. Некоторые из них имеют встроенные ЖК-дисплеи, а другие имеют разъемы RJ45 для удаленного измерителя, которые позволяют контролировать процесс зарядки.

Мы надеемся, что эта информация поможет вам найти подходящий контроллер. Если у вас есть вопросы, свяжитесь с нами, и мы с радостью на них ответим.

OtterBox изготовил батарею для контроллера Xbox, которую можно заменить в середине игры.

Если вы игрок PlayStation или Nintendo Switch, вы знаете, что вам нужно держать под рукой шнур на случай, если ваш контроллер разрядится в середине игры. Однако, если вы геймер Xbox, это немного сложнее — эти геймпады по-прежнему полагаются на батареи AA, поэтому, хотя вы можете легко вставить новый набор, когда это необходимо, вам, возможно, придется повторно синхронизировать контроллер с вашей консолью, что может быть настоящая неприятность, когда вы находитесь в середине матча.OtterBox, более известный своими защитными чехлами, теперь пытается сделать вашу зарядку беспроблемной с помощью своих аккумуляторов Power Swap Controller.

Эти новые батареи — не просто обычные перезаряжаемые батареи — они не решат распространенную проблему потери связи с вашей системой при переключении. Вместо этого Otterbox придумала клетку, которую вы вставляете в батарейный отсек, а затем вставляете в нее каждую батарею. Ключом к беспроблемной замене является небольшая резервная ячейка в отсеке, которая поддерживает питание контроллера в течение примерно 30 секунд, что примерно достаточно, чтобы вытащить разряженную батарею и заменить ее новой из док-станции.

OtterBox

На каждой батарее есть индикатор низкого заряда, так что вам понадобится дополнительная помощь, чтобы заменить батарею; вас не поймают врасплох сообщение на экране или неотвечающий контроллер. Батарейки также можно вытащить одной рукой, так что вам никогда не придется прекращать игру.

Каждый набор за 60 долларов поставляется с двумя батареями, так что прямо из коробки у вас есть одна для игры и одна для зарядки в зарядном устройстве. Есть док-станция для одновременного включения обоих устройств, хотя вы также можете подключить прилагаемый шнур USB-C для зарядки батарей прямо в контроллере.Также в комплект входят две клетки: одна для геймпада Xbox One и одна для Xbox Series X | S, поэтому вам не нужно беспокоиться о покупке «правильного» набора для вашей системы или необходимости подбирать замену, если вы решите обновить консоль позже.

OtterBox

Даже если у вас нет Xbox, вы все равно можете воспользоваться батареями контроллера Power Swap, поскольку геймпады Xbox совместимы как с настольными компьютерами Windows, так и с Mac и даже с мобильными устройствами — Otterbox позаботился о том, чтобы новая батарея не мешала вместе с клипом для мобильных игр, который он представил еще в январе.А дополнительного места в футляре для переноски для игр должно хватить, чтобы вместить дополнительную батарею и кабели.

Батареи для контроллеров с заменой питания OtterBox будут доступны на otterbox.com с 15 июня, хотя вы также увидите их на microsoft.com и Amazon. А это 60 долларов за весь набор; Сейчас аккумуляторы не будут продаваться сами по себе, но не исключено, что это новое решение для зарядки станет популярным.

Все продукты, рекомендованные Engadget, выбираются нашей редакционной группой, независимо от нашей материнской компании.Некоторые из наших историй содержат партнерские ссылки. Если вы покупаете что-то по одной из этих ссылок, мы можем получать партнерскую комиссию.

Контроллер заряда батареи

для увеличения срока службы батареи

Контроллер заряда аккумулятора для увеличения срока службы аккумулятора Статья Учебники по альтернативной энергии 25.02.2013 05.12.2021 Учебники по альтернативной энергии

Контроллеры заряда для увеличения срока службы батареи

Для многих людей создание собственной системы солнечных панелей и жизнь в автономном режиме становится реальностью, а не мечтой.Подключение солнечных панелей напрямую к одному аккумулятору или банку аккумуляторов для зарядки может работать, но это не лучшая идея. Что необходимо, так это контроллер заряда аккумулятора, чтобы безопасно заряжать и разряжать аккумулятор глубокого разряда, чтобы продлить срок его службы.

Стандартная солнечная панель на 12 вольт, которую можно использовать для подзарядки батареи, на самом деле может выдавать почти 20 вольт на полном солнце, что намного больше напряжения, чем нужно батарее. Эта разница в напряжении между необходимыми 12 вольтами, необходимыми для батареи, и фактическими 20 вольтами, генерируемыми солнечной панелью, приводит к большему току, протекающему в батарее.

В результате слишком большой нерегулируемый солнечный ток приведет к перезарядке батареи, что приведет к перегреву раствора электролита в батареях, что приведет к сокращению срока службы батареи и, в конечном итоге, к полному выходу батареи из строя. Тогда качество заряда будет напрямую влиять на срок службы любой подключенной батареи, поэтому чрезвычайно важно защитить батареи солнечной системы зарядки от перезарядки или даже недозарядки, и мы можем сделать это с помощью устройства регулирования заряда батареи, называемого Контроллер заряда аккумулятора .

Контроллер заряда аккумулятора

Контроллер заряда аккумулятора, также известный как регулятор напряжения аккумулятора, представляет собой электронное устройство, используемое в автономных системах и системах привязки к сети с резервным аккумулятором. Контроллер заряда регулирует постоянно меняющиеся выходное напряжение и ток от солнечной панели из-за угла наклона солнца, а также согласовывает его с потребностями заряжаемых батарей.

Контроллер заряда делает это, управляя потоком электроэнергии от источника заряда к батарее на относительно постоянном и контролируемом значении.Таким образом поддерживается максимально возможный уровень заряда батареи, защищая ее от перезарядки источником и от чрезмерной разрядки подключенной нагрузкой. Поскольку батареи любят стабильный заряд в относительно узком диапазоне, колебания выходного напряжения и тока необходимо строго контролировать.

Контроллер заряда солнечной батареи

Тогда наиболее важными функциями контроллеров заряда аккумуляторных батарей, используемых в системе альтернативной энергетики, являются:

• Предотвращает чрезмерную зарядку аккумулятора: это слишком ограничивает энергию, подаваемую в аккумулятор зарядным устройством, когда аккумулятор полностью заряжен.
• Предотвращает чрезмерную разрядку аккумулятора: автоматическое отключение аккумулятора от электрических нагрузок, когда аккумулятор достигает низкого уровня заряда.
• обеспечивает функции управления нагрузкой: автоматическое подключение и отключение электрической нагрузки в заданное время, например, управление осветительной нагрузкой от заката до восхода солнца.

Солнечные панели производят постоянный или постоянный ток, то есть солнечное электричество, вырабатываемое фотоэлектрическими панелями, течет только в одном направлении.Таким образом, чтобы заряжать аккумулятор, солнечная панель должна иметь более высокое напряжение, чем заряжаемая батарея. Другими словами, напряжение панели должно быть больше, чем противоположное напряжение заряжаемой батареи, чтобы в батарею протекал положительный ток.

При использовании альтернативных источников энергии, таких как солнечные панели, ветряные турбины и даже гидрогенераторы, вы получите колебания выходной мощности. Контроллер заряда обычно размещается между зарядным устройством и аккумуляторным блоком и контролирует поступающее напряжение от этих зарядных устройств, регулируя количество электричества постоянного тока, протекающего от источника питания к батареям, двигателю постоянного тока или насосу постоянного тока.

Контроллер заряда отключает ток цепи, когда батареи полностью заряжены и напряжение на их клеммах превышает определенное значение, обычно около 14,2 В для 12-вольтной батареи. Это защищает аккумуляторы от повреждений, поскольку не позволяет им чрезмерно заряжаться, что сокращает срок службы дорогих аккумуляторов. Чтобы обеспечить надлежащую зарядку аккумулятора, регулятор поддерживает информацию о состоянии заряда (SoC) аккумулятора. Это состояние заряда оценивается на основе фактического напряжения аккумулятора.

В периоды инсоляции ниже среднего и / или в периоды чрезмерного использования электрической нагрузки энергии, вырабатываемой фотоэлектрической панелью, может быть недостаточно, чтобы поддерживать полностью заряженный аккумулятор. Когда напряжение на клеммах батарей начинает падать ниже определенного значения, обычно около 11,5 В, контроллер замыкает цепь, чтобы ток от зарядного устройства снова заряжал батарею.

В большинстве случаев контроллер заряда является важным требованием в автономной фотоэлектрической системе, и его размер должен соответствовать напряжениям и токам, ожидаемым при нормальной работе.Любой контроллер заряда аккумулятора должен быть совместим как с напряжением аккумуляторной батареи, так и с номинальной силой тока системы зарядного устройства. Но он также должен быть рассчитан на работу с ожидаемыми пиковыми или импульсными условиями от генерирующего источника или необходимыми электрическими нагрузками, которые могут быть подключены к контроллеру.

Сегодня доступны несколько очень сложных контроллеров заряда . Усовершенствованные контроллеры заряда используют широтно-импульсную модуляцию или ШИМ. Широтно-импульсная модуляция — это процесс, обеспечивающий эффективную зарядку и длительный срок службы батареи. Однако более продвинутые и дорогие контроллеры используют отслеживание точки максимальной мощности или MPPT.

Отслеживание точки максимальной мощности максимизирует зарядные токи аккумулятора за счет снижения выходного напряжения, что позволяет им легко адаптироваться к различным комбинациям аккумуляторов и солнечных панелей, таким как 24 В, 36 В, 48 В и т. Д. В этих контроллерах используются преобразователи постоянного тока в постоянный для соответствия напряжению. и использовать цифровую схему для измерения фактических параметров много раз в секунду для соответствующей регулировки выходного тока. Большинство контроллеров солнечных панелей MPPT поставляются с цифровыми дисплеями и встроенными компьютерными интерфейсами для лучшего мониторинга и управления.

Выбор подходящего контроллера заряда от солнечной батареи

Мы видели, что основная функция контроллера заряда батареи — регулировать мощность, передаваемую от генерирующего устройства, будь то солнечная панель или ветряная турбина к батареям. Они помогают в надлежащем обслуживании аккумуляторов системы солнечной энергии, предотвращая их перезарядку или недозаряд, тем самым обеспечивая длительный срок службы аккумуляторов.

Солнечный ток, регулируемый контроллером заряда аккумуляторов, не только заряжает аккумуляторы, но также может быть передан на инверторы для преобразования постоянного постоянного тока в переменный переменный ток для питания электросети.

Для многих людей, которые хотят жить «вне сети», контроллер заряда является ценным элементом оборудования как часть солнечной панели или системы питания ветряной турбины. Вы найдете множество производителей контроллеров заряда в Интернете, но выбор подходящего иногда может быть довольно запутанным, и, что еще больше усугубляет ваши опасения, они тоже недешевы, поэтому поиск хорошего качественного солнечного регулятора заряда действительно имеет значение.

Лучше не покупать более дешевые низкокачественные, так как они могут нанести вред сроку службы батареи и в долгосрочной перспективе увеличить ваши общие расходы. Для некоторого душевного спокойствия почему бы не нажать здесь и не проверить некоторые из лучших контроллеров заряда батареи, доступные на Amazon, и узнать больше о различных типах контроллеров заряда солнечной энергии, доступных как часть вашей солнечной энергетической системы, помогая вам сэкономить деньги и среда.

Что такое контроллер заряда солнечной батареи?

Что такое контроллер заряда?

Контроллер заряда является неотъемлемой частью почти всех энергосистем, которые заряжают батареи, независимо от того, являются ли они источником энергии фотоэлектрической, ветровой, гидроэнергетической, топливной или коммунальной.Его цель состоит в том, чтобы ваши батареи были правильно запитаны и безопасны в течение длительного времени.

Основные функции контроллера довольно просты. Контроллеры заряда блокируют обратный ток и предотвращают перезарядку аккумулятора. Некоторые контроллеры также предотвращают чрезмерную разрядку батареи, защищают от электрической перегрузки и / или отображают состояние батареи и поток энергии. Давайте рассмотрим каждую функцию по отдельности.

Блокировка обратного тока

Фотоэлектрические панели работают, прокачивая ток через батарею в одном направлении.Ночью панели могут пропускать небольшой ток в обратном направлении, вызывая небольшую разрядку аккумулятора. (Наш термин «батарея» обозначает либо отдельную батарею, либо группу батарей.) Потенциальная потеря незначительна, но ее легко предотвратить. Некоторые типы ветряных и гидрогенераторов также потребляют обратный ток при остановке (большинство из них не работают, за исключением аварийных состояний).

В большинстве контроллеров зарядный ток проходит через полупроводник (транзистор), который действует как вентиль для управления током.Его называют «полупроводником», потому что он пропускает ток только в одном направлении. Он предотвращает обратный ток без каких-либо дополнительных усилий и затрат.

FREE Solar Battery Guide

В некоторых контроллерах электромагнитная катушка размыкает и замыкает механический переключатель. Это называется реле. (Вы можете слышать, как оно включается и выключается.) Реле выключается ночью, чтобы заблокировать обратный ток.

Если вы используете фотоэлектрическую матрицу только для непрерывной зарядки батареи (очень маленький массив по сравнению с размером батареи), то вам может не понадобиться контроллер заряда.Это редкое приложение. Примером может служить крошечный модуль обслуживания, который предотвращает разряд аккумулятора в припаркованном автомобиле, но не выдерживает значительных нагрузок. В этом случае вы можете установить простой диод, чтобы заблокировать обратный ток. Диод, используемый для этой цели, называется «блокирующим диодом».

Предотвращение перезарядки

Когда аккумулятор полностью заряжен, он больше не может накапливать поступающую энергию. Если энергия продолжает подаваться с полной скоростью, напряжение батареи становится слишком высоким.Вода разделяется на водород и кислород и быстро пузырится. (Похоже, он кипит, поэтому мы иногда его так называем, хотя на самом деле он не горячий. ) Имеется чрезмерная потеря воды и вероятность того, что газы могут воспламениться и вызвать небольшой взрыв. Батарея также быстро разряжается и может перегреться. Избыточное напряжение также может вызвать перегрузку ваших нагрузок (освещение, бытовые приборы и т. Д.) Или привести к отключению инвертора.

Предотвращение перезаряда — это просто вопрос уменьшения потока энергии к батарее, когда батарея достигает определенного напряжения.Когда напряжение падает из-за более низкой интенсивности солнечного света или увеличения потребления электроэнергии, контроллер снова разрешает максимально возможный заряд. Это называется «регулировкой напряжения». Это самая важная функция всех контроллеров заряда. Контроллер «смотрит» на напряжение и в ответ регулирует заряд аккумулятора.

Некоторые контроллеры регулируют поток энергии к батарее, полностью или полностью отключая ток. Это называется «управление включением / выключением». Другие снижают ток постепенно.Это называется «широтно-импульсной модуляцией» (ШИМ). Оба метода хорошо работают при правильной настройке для вашего типа батареи.

ШИМ-контроллер поддерживает постоянное напряжение. Если он имеет двухступенчатое регулирование, он сначала будет поддерживать напряжение на безопасном максимуме, чтобы аккумулятор полностью зарядился. Затем он снизит напряжение, чтобы поддерживать «завершающий» или «непрерывный» заряд. Двухступенчатое регулирование важно для системы, которая может испытывать много дней или недель избытка энергии (или небольшого использования энергии).Он поддерживает полный заряд, но сводит к минимуму потерю воды и стресс.

Напряжения, при которых контроллер изменяет скорость заряда, называются уставками. При определении идеальных уставок существует некоторый компромисс между быстрой зарядкой до захода солнца и небольшой перезарядкой аккумулятора. Определение уставок зависит от предполагаемых моделей использования, типа батареи и, в некоторой степени, от опыта и философии разработчика системы или оператора. Некоторые контроллеры имеют регулируемые уставки, а другие нет.

Контрольные уставки в зависимости от температуры

Идеальные контрольные точки для контроля заряда зависят от температуры батареи. Некоторые контроллеры имеют функцию, называемую «температурной компенсацией». Когда контроллер обнаруживает низкую температуру батареи, он повышает заданные значения. В противном случае, когда аккумулятор холодный, он слишком быстро снизит заряд. Если ваши батареи подвергаются колебаниям температуры более чем примерно на 30 ° F (17 ° C), компенсация необходима.

Некоторые контроллеры имеют встроенный датчик температуры.Такой контроллер должен быть установлен в месте, где температура близка к температуре батарей. У лучших контроллеров есть удаленный датчик температуры на небольшом кабеле. Датчик должен быть подключен непосредственно к батарее, чтобы сообщать о своей температуре контроллеру.

Альтернативой автоматической температурной компенсации является ручная регулировка заданных значений (если возможно) в соответствии с сезонами. Может быть, достаточно делать это только два раза в год, весной и осенью.

Контрольные уставки vs.Тип батареи

Идеальные уставки для контроля заряда зависят от конструкции батареи. В подавляющем большинстве систем возобновляемой энергии используются свинцово-кислотные батареи глубокого цикла либо затопленного, либо герметичного типа. Залитые батареи залиты жидкостью. Это стандартные экономичные батареи глубокого разряда.

В герметичных батареях между пластинами используются пропитанные прокладки. Их также называют «регулируемыми клапанами» или «абсорбирующим стекломатом» или просто «необслуживаемыми». Их нужно регулировать до немного более низкого напряжения, чем залитые батареи, иначе они высохнут и выйдут из строя.В некоторых контроллерах есть средства для выбора типа батареи. Никогда не используйте контроллер, не предназначенный для аккумулятора вашего типа.

Типичные уставки для свинцово-кислотных аккумуляторов 12 В при 77 ° F (25 ° C)

• (Типичные значения, представлены здесь только для примера. )
• Верхний предел (залитый аккумулятор): 14,4 В
• Верхний предел (герметичный аккумулятор): 14,0 В
• Возобновление полной зарядки: 13,0 В
• Отключение при низком напряжении: 10,8 В
• Повторное подключение: 12,5 В
• Температурная компенсация для аккумулятора 12 В:
• -.03 В на ° C отклонение от стандарта 25 ° C

Низковольтный выключатель (LVD)

Батареи глубокого цикла, используемые в системах возобновляемых источников энергии, рассчитаны на разряд примерно на 80 процентов. Если они разряжаются на 100 процентов, они сразу же повреждаются. Представьте себе кастрюлю с водой, кипящую на кухонной плите. В момент высыхания кастрюля перегревается. Если подождать, пока прекратится пропаривание, уже слишком поздно!

Точно так же, если вы подождете, пока свет не станет тусклым, значит, некоторое повреждение батареи уже произошло.Каждый раз, когда это происходит, емкость и срок службы батареи будут немного уменьшаться. Если аккумулятор находится в таком чрезмерно разряженном состоянии в течение нескольких дней или недель, он может быстро выйти из строя.

Единственный способ предотвратить чрезмерную разрядку, когда все остальное не работает, — это отключить нагрузки (приборы, освещение и т. Д.), А затем повторно подключить их только после восстановления напряжения из-за некоторой значительной зарядки. Когда приближается чрезмерная разрядка, батарея на 12 В падает ниже 11 вольт (батарея на 24 В падает ниже 22 В).

FREE Solar Racking Guide

Цепь отключения при низком напряжении отключает нагрузку при достижении этой уставки. Он будет повторно подключать нагрузки только тогда, когда напряжение батареи существенно восстановится из-за накопления некоторого заряда. Типичная точка сброса LVD составляет 13 В (26 В в системе 24 В).

Все современные инверторы постоянного тока имеют встроенный LVD, даже дешевые карманные. Инвертор выключится, чтобы защитить себя и ваши нагрузки, а также вашу батарею. Обычно инвертор подключается непосредственно к батареям, а не через контроллер заряда, потому что его потребляемый ток может быть очень высоким и потому, что он не требует внешнего LVD.

Если у вас есть нагрузки постоянного тока, у вас должен быть LVD. Некоторые контроллеры заряда имеют один встроенный. Вы также можете приобрести отдельное устройство LVD. В некоторых системах LVD есть «переключатель милосердия», позволяющий потреблять минимальное количество энергии, по крайней мере, достаточно долго, чтобы найти свечи и спички! Холодильники постоянного тока имеют встроенный LVD.

Если вы покупаете контроллер заряда со встроенным LVD, убедитесь, что он имеет достаточную емкость для обработки ваших нагрузок постоянного тока. Например, предположим, что вам нужен контроллер заряда для работы с током заряда менее 10 ампер, но у вас есть нагнетательный насос постоянного тока, который потребляет 20 ампер (на короткие периоды) плюс 6-амперная световая нагрузка постоянного тока.Подойдет контроллер заряда с LVD на 30 ампер. Не покупайте контроллер заряда на 10 ампер с нагрузочной способностью только 10 или 15 ампер!

Защита от перегрузки

Цепь перегружается, когда ток, протекающий в ней, превышает ее безопасную выдержку. Это может привести к перегреву и даже к возгоранию. Перегрузка может быть вызвана неисправностью (коротким замыканием) в проводке или неисправным прибором (например, замерзшим водяным насосом). Некоторые контроллеры заряда имеют встроенную защиту от перегрузки, обычно с кнопкой сброса.

Встроенная защита от перегрузки может быть полезной, но для большинства систем требуется дополнительная защита в виде предохранителей или автоматических выключателей. Если у вас есть цепь с размером провода, для которого безопасная пропускная способность (допустимая нагрузка) меньше, чем предел перегрузки контроллера, вы должны защитить эту цепь с помощью предохранителя или прерывателя с подходящим более низким номинальным током. В любом случае соблюдайте требования производителя и Национальный электротехнический кодекс в отношении любых требований к внешним предохранителям или автоматическим выключателям.

Дисплеи и измерения

Контроллеры заряда включают в себя множество возможных дисплеев, от одного красного светового индикатора до цифровых дисплеев напряжения и тока. Эти индикаторы важны и полезны. Представьте себе поездку по стране без приборной панели в машине! Система отображения может отображать поток энергии в систему и из нее, приблизительное состояние заряда вашей батареи и время достижения различных пределов.

Однако, если вам нужен полный и точный мониторинг, потратьте около 200 долларов США на отдельное цифровое устройство, которое включает в себя ампер-час.Он действует как электронный бухгалтер, отслеживая количество энергии, доступной в вашей батарее. Если у вас есть отдельный системный монитор, то наличие цифровых дисплеев в самом контроллере заряда не имеет значения. Даже самая дешевая система должна включать в себя вольтметр в качестве минимального индикатора функционирования и состояния системы.

Иметь все вместе с центром питания

Если вы устанавливаете систему для электроснабжения современного дома, вам потребуются защитные отключения и межсоединения для работы с большим током. Электрооборудование может быть громоздким, дорогим и трудоемким в установке. Чтобы вещи были экономичными и компактными, приобретите готовый энергоцентр. Он может включать в себя контроллер заряда с LVD и цифровым мониторингом в качестве опции. Это позволяет электрику легко подключать основные компоненты системы и соответствовать требованиям безопасности Национального электротехнического кодекса или местных властей.

Контроллеры заряда для ветряных и гидроэнергетических установок

Контроллер заряда для ветроэлектрической или гидроэлектрической системы зарядки должен защищать аккумуляторы от перезаряда, как и фотоэлектрический контроллер.Однако на генераторе должна быть постоянная нагрузка, чтобы турбина не превышала скорость. Вместо того, чтобы отключать генератор от батареи (как и большинство фотоэлектрических контроллеров), он направляет избыточную энергию на специальную нагрузку, которая поглощает большую часть энергии от генератора. Эта нагрузка обычно представляет собой нагревательный элемент, который «сжигает» избыточную энергию в виде тепла. Если вы можете использовать тепло с пользой, прекрасно!

Это работает?

Как узнать, что контроллер неисправен? Следите за вольтметром, когда батареи полностью заряжаются.Достигает ли напряжение (но не превышает ли оно) соответствующих уставок для вашего типа батареи? Используйте свои уши и глаза — батареи сильно пузыряются? На верхних частях аккумуляторных батарей скопилось много влаги? Это признаки возможного завышения цен. Получаете ли вы ожидаемую от аккумуляторной батареи емкость, которую ожидаете? В противном случае может быть проблема с вашим контроллером, и он может повредить ваши батареи.

Заключение

Контроль заряда аккумуляторов настолько важен, что большинство производителей высококачественных аккумуляторов (с гарантией на пять лет и более) устанавливают требования к регулированию напряжения, отключению при низком напряжении и температурной компенсации.Когда эти ограничения не соблюдаются, обычно батареи выходят из строя менее чем через четверть своего обычного ожидаемого срока службы, независимо от их качества или стоимости.

Хороший контроллер заряда стоит недорого по отношению к общей стоимости энергосистемы. И это не так уж и загадочно. Я надеюсь, что эта статья дала вам общую информацию, необходимую для правильного выбора элементов управления для вашей системы питания.

В Unbound Solar мы будем рады помочь найти продукты, которые подходят именно вам.Для получения информации о ценах и продуктах позвоните нам. Мы также ответим на любые ваши вопросы о вашей системе.

Как выбрать контроллер заряда солнечной батареи для вашей фотоэлектрической системы

Дуглас Граббс, инженер по приложениям, Morningstar Corporation

В своих основных формах солнечные фотоэлектрические системы — это очень простая задача. Подключите солнечную панель к нагрузке постоянного тока, и она будет работать, пока не сядет солнце. Подключите солнечные панели к инвертору, подключенному к сети, и, пока светит солнце, энергия будет подаваться в сеть.Все довольно просто — пока солнце не перестанет светить.

Сложнее становится накопление энергии для использования, когда не светит солнце или когда сеть не работает. Для хранения электроэнергии для дальнейшей полезной работы требуются батареи, подключенные к солнечной фотоэлектрической системе. После добавления аккумулятора контроллер заряда становится одним из наиболее важных компонентов системы.

Всем, кто отключается от сети или желает использовать гибридную систему, которая может продавать вырабатываемую солнечными батареями электроэнергию в течение дня и хранить эту энергию для использования ночью, во время сбоев или в часы пик, потребуется контроллер заряда солнечной энергии.

Контроллер заряда ProStar PWM от Morningstar

Что делает контроллер заряда солнечной батареи

Думайте о солнечном контроллере заряда как о регуляторе. Он подает питание от фотоэлектрической батареи на нагрузку системы и аккумуляторную батарею. Когда аккумуляторная батарея почти заполнена, контроллер будет снижать зарядный ток, чтобы поддерживать напряжение, необходимое для полной зарядки аккумулятора, и поддерживать его на высоком уровне. Имея возможность регулировать напряжение, солнечный контроллер защищает аккумулятор.Ключевое слово — «защищает». Батареи могут быть самой дорогой частью системы, а контроллер солнечного заряда защищает их как от перезаряда, так и от недозаряда.

Вторая роль может быть более сложной для понимания, но работа аккумуляторов в «частичном состоянии заряда» может значительно сократить их срок службы. Длительные периоды частичного заряда приводят к сульфатированию пластин свинцово-кислотных аккумуляторов и значительному сокращению срока службы, а химический состав литиевых аккумуляторов в равной степени уязвим для хронической недозарядки.Фактически, разряд батарей может быстро их убить. Поэтому контроль нагрузки для подключенных электрических нагрузок постоянного тока очень важен. Переключатель низкого напряжения (LVD), включенный в контроллер заряда, защищает батареи от чрезмерной разрядки.

Чрезмерная зарядка всех типов аккумуляторов может нанести непоправимый ущерб. Избыточная зарядка свинцово-кислотных аккумуляторов может вызвать чрезмерное выделение газа, которое может фактически «вскипятить» воду, повредив пластины аккумулятора, обнажив их. В худшем случае перегрев и высокое давление могут стать причиной взрыва при выпуске.

Обычно меньшие контроллеры заряда включают в себя схему управления нагрузкой. На более крупных контроллерах, таких как Morningstar TriStar, отдельные переключатели и реле управления нагрузкой также могут использоваться для управления нагрузкой постоянного тока до 45 или 60 ампер. Наряду с контроллером заряда драйвер реле также обычно используется для включения и выключения реле для управления нагрузкой. Драйвер реле включает четыре отдельных канала для определения приоритета более критических нагрузок, чтобы они работали дольше, чем менее критические нагрузки. Это также полезно для автоматического управления запуском генератора и уведомления о тревоге.

Более совершенные контроллеры заряда солнечной батареи также могут контролировать температуру и регулировать зарядку аккумулятора для соответствующей оптимизации заряда. Это называется температурной компенсацией, при которой происходит зарядка более высокого напряжения при низких температурах и более низкого напряжения при высоких температурах.

Многие контроллеры заряда солнечных батарей включают локальный и удаленный мониторинг данных. Morningstar предлагает варианты последовательной связи, поэтому контроллеры можно контролировать локально или удаленно с помощью совместимого коммуникационного оборудования.Кроме того, возможна связь через Ethernet для локального мониторинга в локальной сети или удаленно через Интернет.

По этим и другим причинам солнечный контроллер можно рассматривать как сердце и мозг системы. Он обеспечивает длительную работоспособность батареи при любых условиях эксплуатации, а также обеспечивает функции контроля критической нагрузки и мониторинга системы.

Два основных типа контроллера заряда

Хотя контроллеры заряда имеют широкий диапазон цен, номинальных мощностей и функций, все они попадают в одну из двух основных категорий: широтно-импульсная модуляция (PWM) и отслеживание точки максимальной мощности (MPPT).

Типы

PWM относительно просты, в них используется переключатель между фотоэлектрической решеткой и батареей. Переключатель может быстро открываться и закрываться, таким образом, имея возможность пульсировать или «дросселировать» электричество, поступающее от солнечной панели, чтобы снизить зарядный ток по мере заполнения батарей. Поскольку контроллеры ШИМ работают только с переключателем, напряжение массива во время работы равно напряжению батареи. Это означает, что вам необходимо использовать солнечные панели номинального напряжения с ШИМ-контроллером (панели с 36 ячейками для номинала 12 В и панели с 72 ячейками для номинала 24 В).

Даже при номинальном напряжении, ШИМ-контроллер будет работать ниже максимального напряжения питания (Vmp). Когда на улице холодно или когда напряжение батареи падает, ШИМ-контроллер будет работать значительно ниже Vmp и максимальной мощности (Pmp) солнечной батареи. Чтобы в полной мере использовать максимальную выходную мощность фотоэлектрического массива, вам понадобится контроллер MPPT.

Контроллеры

MPPT сравнительно сложнее. Они могут регулировать (или отслеживать) входное напряжение и ток фотоэлектрической батареи, чтобы найти оптимальное рабочее напряжение, которое будет генерировать наибольшую мощность в данный момент.Ниже приведены графики зависимости тока от напряжения (IV) и тока от мощности (IP) для фотоэлектрической батареи с номинальным напряжением. Постоянно отслеживая и работая на Vmp, контроллер MPPT сможет генерировать больше энергии, чем контроллер PWM во время массовой зарядки.

Контроллеры

MPPT также могут использоваться с фотоэлектрическими массивами с более высоким напряжением, превышающим номинальное напряжение. Это позволяет использовать различные солнечные фотоэлектрические панели, которые могут стоить меньше или быть более оптимальными по размеру. Например, 60-ячеечные модули стоят меньше, чем 36-ячеечные, и имеют более удобный размер для монтажа, чем более крупные 72-ячеечные модули.Массивы с более высоким напряжением также позволяют использовать меньшее количество параллельных цепочек, что приводит к меньшему количеству предохранителей блока сумматора, меньшему току массива и меньшему падению напряжения, поэтому можно использовать меньшие провода, а это означает, что контроллеры MPPT могут сэкономить деньги за счет сокращения дорогостоящей медной проводки, особенно для более длинных проводов массива бежит.

Обратите внимание, что, хотя технология MPPT дороже, она не обязательно лучше. Для системы правильного размера контроллеры MPPT и PWM отлично справятся с поддержанием заряда батарей. Выбор PWM или MPPT действительно зависит от приложения и местоположения.

Контроллер заряда TriStar MPPT от Morningstar

Если нет длинных проводов и используются солнечные модули с номинальным напряжением, ШИМ-контроллер часто является лучшим выбором. То же самое верно и для мест, где также может быть много постоянного и надежного солнечного света — в пустынях или тропиках. В этих местах контроллеры PWM являются правильным инструментом для работы, поскольку некоторая часть потраченной впустую солнечной электроэнергии не является критичной. Любое преимущество использования контроллера MPPT может быть минимальным, поскольку напряжение массива ниже в теплых условиях.Еще одно соображение — размер системы. Контроллеры PWM часто используются в небольших, чувствительных к стоимости системах, где дополнительные затраты на MPPT не окупаются.

В местах с переменным солнечным светом, колебаниями температуры и затенения, в северных или южных широтах со снегопадом зимой, MPPT намного более желателен, поскольку он может максимизировать производительность в сложных условиях. Все сводится к правильному инструменту для работы.

На что обратить внимание в контроллере заряда

Важно правильно выбрать контроллер заряда с точки зрения размера и характеристик.Для удаленных систем очень важны надежность и производительность. Более дешевые солнечные контроллеры часто не самые надежные и могут не соответствовать жизненно важным требованиям к зарядке. Низкая производительность или надежность могут в конечном итоге привести к тому, что стоимость контроллера солнечной батареи во много раз превысит стоимость замены батарейного блока, посещения объекта и потери рабочего времени.

Контроллеры заряда солнечных батарей должны быть спроектированы так, чтобы выдерживать удары, поскольку они справляются с большим количеством тепла и должны управлять им должным образом.Преимущество небольших контроллеров заряда в том, что они безвентиляторные — они избавляются от тепла за счет простого пассивного охлаждения. Исключая вентилятор, они получают три преимущества:

1. Более высокая надежность — вентиляторы имеют движущиеся части, обычно это единственный компонент с движущимися частями на контроллере заряда. Устраните вентилятор, и вы устраните одну из наиболее частых точек отказа.
2. Более длительный срок службы — вентиляторы втягивают грязь, пыль и даже насекомых, которые могут забить внутренние части контроллера заряда и сократить срок его службы.
3. Повышенная эффективность — Вентиляторы требуют электричества для работы, и это электричество поступает от солнечной энергии, протекающей от панелей. Вентиляторы — это «паразитная нагрузка» в системе, отводящая и потребляющая мощность, которую можно было бы использовать в другом месте.

В некоторых более крупных контроллерах (включая все контроллеры Morningstar) также используется пассивное охлаждение без вентиляторов, включая усовершенствованную термомеханическую конструкцию и программное обеспечение. Они предпочтительны в удаленных критически важных установках, где обслуживание нечасто, а замена затруднительна.

Меньшие контроллеры заряда часто имеют только предустановленные настройки заряда. Если эти предустановки не обеспечивают достаточного удовлетворения требований к зарядке аккумулятора, можно выбрать контроллер с дополнительными параметрами настроек. Пользовательские настройки могут быть простыми корректировками заданных значений напряжения, конкретных приложений или условий. Например, система, которая не имеет большого количества циклов, может быть настроена с уменьшенным суточным временем поглощения, которое представляет собой количество времени до того, как батарея перейдет в плавучее состояние.

Контроллеры

Select Morningstar также имеют индивидуальные параметры настройки для ежедневного управления включением / выключением освещения.Этот тип управления автоматически регулирует включение / выключение освещения независимо от времени года, поэтому свет будет включаться, когда темнеет вечером, и / или утром, прежде чем станет светло.

Каким бы ни было ваше приложение, местоположение или бюджет, наиболее важным шагом в управлении инвестициями в солнечную батарею + является трата времени и внимание на выбор подходящего контроллера заряда. За последнюю четверть века компания Morningstar продала более 4 миллионов контроллеров заряда в 100 странах, и пока ни один клиент не сказал нам, что хотел бы сэкономить на этом критически важном компоненте системы.

---

Дуглас Граббс (Douglas Grubbs) — инженер по приложениям в Morningstar Corporation, который предоставляет приложения для продуктов и техническую поддержку продаж, а также обеспечивает соответствие техническим и электрическим нормам. Он имеет более чем 11-летний опыт работы в фотоэлектрической индустрии. До прихода в Morningstar Дуглас проектировал сетевые солнечные фотоэлектрические системы для интеграторов на северо-востоке, а также отвечал за исследования и разработки солнечных фотоэлектрических систем в муниципальном колледже округа Бакс, преподавая курсы начального уровня.Его прошлый опыт включает почти десять лет работы в Федеральной комиссии по связи (FCC) в качестве инженера-электронщика. Дуглас получил степень бакалавра естественных наук в Университете Мэриленда и ранее был сертифицированным специалистом по установке солнечных фотоэлектрических систем, сертифицированным NABCEP.

---

Заявление об отказе от ответственности: Мы не можем предоставить консультации по конкретным потребностям вашего проекта. Свяжитесь с производителями контроллеров заряда для получения дополнительной информации или помогите друг другу в разделе комментариев ниже.

Charge Controller — обзор

7.2.2 Контроллер заряда солнечной батареи

Контроллер заряда солнечной батареи используется для зарядки батареи путем регулирования и управления выходной мощностью солнечной фотоэлектрической батареи; он также защищает аккумулятор от перезарядки или чрезмерной разрядки. При перезарядке аккумулятора из электролита выделяются газообразные водород и кислород, что может вызвать взрыв и выход из строя. Если аккумулятор допускает чрезмерный разряд тока, заряд аккумулятора будет истощен. Таким образом, срок службы аккумулятора сократится и вызовет преждевременный выход аккумулятора из строя.

Контроллеры заряда солнечных батарей перенаправляют или отключают весь массив или его часть, чтобы уменьшить ток, протекающий к батарее, когда она становится полной. Если батарея разряжается ниже заданного напряжения, которое является предустановленной точкой низкого напряжения, происходит отключение некоторых или всех нагрузок. Чтобы защитить аккумулятор от перезарядки, контроллер заряда имеет точку отключения высокого напряжения (HVD). Таким образом, контроллер будет иметь уставки, такие как отключение при низком напряжении (LVD) и HVD.Напряжение контроллера должно быть совместимо с номинальным напряжением системы, и он должен выдерживать максимальный ток, производимый фотоэлектрической батареей.

Контроллер заряда солнечных батарей защищает аккумуляторы от перезаряда солнечными фотоэлектрическими батареями / модулями в течение дня. Ночью, когда солнечные панели не генерируют и имеют нулевое напряжение, от батареи к солнечным панелям будет течь ток. Контроллер заряда обеспечивает управление за счет включения блокирующего диода или реле для предотвращения обратного потока тока от батареи к массиву, чтобы избежать разряда батарей во время низкой солнечной освещенности или в ночное время.Это означает, что батареи не разряжаются в течение дня и что электричество не возвращается за ночь обратно к солнечным панелям и не разряжает батареи. Некоторые контроллеры солнечного заряда, такие как тот, который используется для уличного освещения, заботятся об управлении освещением в качестве дополнительной функции. Кроме того, для некоторых контроллеров заряда солнечной энергии доступна функция управления нагрузкой.

Типы контроллеров заряда: Существует два основных типа контроллеров заряда, используемых для небольших фотоэлектрических систем: последовательные и шунтирующие.Это одноступенчатые контроллеры, которые отключают массив, когда напряжение батареи достигает высокого уровня во время зарядки.

Контроллер шунта — шунтирует часть солнечной батареи и перенаправляет зарядный ток от батареи. Во время шунтирования солнечной батареи происходит рассеяние тепла, и для рассеивания избыточного тока требуется большой радиатор.

Контроллер серии

— между массивом и батареей встроен последовательный переключатель.Последовательный переключатель в контроллере будет открыт в зависимости от состояния заряда батареи, чтобы прервать зарядный ток от фотоэлектрической батареи. Контроллер этой серии имеет ограничение относительно способности компонентов обрабатывать ток во время операций переключения.

На разных этапах зарядки аккумулятора требуются разные уровни зарядного тока. Таким образом, многоступенчатые контроллеры используются для обеспечения более эффективного метода зарядки аккумулятора.По мере того, как батарея приближается к полному SOC, ее внутреннее сопротивление увеличивается, и при использовании более низкого зарядного тока тратится меньше энергии.

В целом, существуют две различные топологии контроллеров заряда солнечных батарей: трекер максимальной мощности (MPPT) и широтно-импульсная модуляция (PWM). Производительность каждого из этих контроллеров не одинакова, и MPPT имеет лучшую производительность по сравнению с контроллером PWM.

7.2.2.1 Контроллер заряда солнечной энергии — тип ШИМ

ШИМ имеет менее дорогую топологию контроллера заряда солнечной энергии.Солнечные фотоэлектрические модули / массивы, а также батареи подключаются непосредственно к контроллеру заряда солнечной батареи для работы; в основном он используется для домашнего освещения на солнечных батареях или домашних энергосистем.

Солнечный фотоэлектрический модуль / массив постоянно подключен к батарее, и более высокое напряжение солнечной фотоэлектрической батареи снижается до уровня напряжения на клеммах батареи. Во время зарядки батареи с помощью солнечной фотоэлектрической батареи напряжение батареи увеличивается, и контроллер заряда гарантирует, что выходное напряжение солнечной батареи выше, чем напряжение батареи.

Солнечный фотоэлектрический модуль, известный как номинальное напряжение 12 В, разработан для обеспечения выходной мощности около 18 В (с учетом изменения выходного напряжения солнечного фотоэлектрического модуля из-за повышения температуры, падения напряжения на кабеле), который может заряжать аккумулятор до 14,4 В. В (максимальный заряд для залитой свинцово-кислотной аккумуляторной батареей). Как можно понять, если солнечный фотоэлектрический модуль и батарея имеют одинаковое напряжение, то зарядка батареи с помощью солнечного фотоэлектрического модуля будет невозможна. Следовательно, необходимо проектировать фотоэлектрический модуль на более высокое напряжение, чем батарея.

Для зарядки аккумуляторной батареи на 24 В нам необходимо подключить два солнечных фотоэлектрических модуля (с В _mp 18 В каждый), и аналогично для зарядки аккумуляторной батареи на 48 В потребуются четыре солнечных фотоэлектрических модуля ( V _mp = 18 V).

Если использовать два солнечных фотоэлектрических модуля ( В _mp = 18 В) последовательно для зарядки батареи 12 В, будет потеряна половина емкости солнечного фотоэлектрического модуля, что не является оптимальным использованием солнечных фотоэлектрических модулей. емкость модуля.Аналогичным образом, если предполагается заряжать аккумуляторную батарею 24 В с помощью одного солнечного фотоэлектрического модуля ( В, , _mp = 18 В), зарядить аккумулятор не удастся, и в конечном итоге произойдет разрядка аккумулятора. аккумулятор. Рис. 7.4 и 7.5 объясняется потеря энергии при подключении модуля 12 В к батарее 12 В и модуля 24 В, подключенного к батарее 12 В.

Рис. 7.4. Потеря энергии при подключении модуля 12 В с аккумулятором 12 В с ШИМ контроллером заряда.

Фиг.7.5. Потеря энергии при подключении модуля 24 В с аккумулятором 12 В с ШИМ контроллером заряда.

ШИМ-контроллеры заряда солнечных батарей — это контроллеры постоянного напряжения с двухступенчатым регулированием. На первом этапе контроллер заряжает аккумулятор более высоким напряжением, чтобы аккумулятор мог быть заряжен на 100%. На втором этапе, после того, как батарея полностью заряжена, она понижает напряжение от солнечной батареи, чтобы подзарядить батарею, чтобы батарея оставалась заряженной на уровне заряда 100%.Этот тип зарядки поддерживает 100% уровень заряда аккумулятора, сводя к минимуму потерю воды и перезарядку аккумулятора.

7.2.2.2 Контроллер заряда солнечной энергии — тип MPPT

Контроллер MPPT считается лучшим контроллером заряда солнечной батареи по сравнению с контроллером ШИМ.

Максимальная точка мощности кривой I — В зависит от рабочей температуры модуля и мощности излучения, падающего на модуль. Итак, точка солнечной батареи V _mp постоянно меняется из-за изменения погодных условий.Контроллер отслеживает V _mp (напряжение в точке максимальной мощности) и понижает напряжение солнечной батареи до напряжения батареи. Ввиду снижения В _mp , поскольку мощность является произведением напряжения и тока, в конечном итоге происходит повышение тока, чтобы поддерживать мощность солнечной батареи на том же уровне, и мощность массива, генерируемая в этот момент, доступна для использования.

В идеале, солнечный фотоэлектрический модуль с 36 солнечными элементами с напряжением В _mp 18 В можно использовать для зарядки блока батарей на 12 В.Кроме того, можно использовать типичный фотоэлектрический модуль с более чем 36 элементами (используемый для сетевой системы: скажем, фотоэлектрический модуль на 60 элементов) для зарядки батареи 12 В. Точно так же два солнечных фотоэлектрических модуля могут заряжать аккумуляторную батарею на 24 В, а три солнечных фотоэлектрических модуля могут заряжать аккумуляторную батарею на 48 В. Использование солнечных фотоэлектрических модулей с более чем 36 ячейками с контроллером MPPT открывает путь для гибкого использования других солнечных фотоэлектрических модулей для автономных систем.

7.2.2.3 Функции контроллеров заряда

Защита от перезарядки

Батарея, которая достигает 100% уровня заряда (SOC), не может принимать энергию, поступающую от солнечной батареи.Когда солнечная батарея подает ток с полной скоростью, вероятно, что напряжение батареи возрастет до высокого уровня. Эта дополнительная энергия не поглощается и расщепляет воду в электролите на водород и кислород. Это разделение воды приводит к потере воды в батарее и может вызвать небольшой взрыв. Кроме того, эта перезарядка приведет к ухудшению качества аккумулятора и, вероятно, к его перегреву. Кроме того, более высокое напряжение может привести к отключению инвертора или вызвать проблемы с нагрузкой.

Следовательно, требуется защита от перезаряда, которая поможет снизить количество энергии в батарее, достигающей указанного предела перенапряжения.А когда напряжение снижается из-за низкой солнечной радиации или увеличения нагрузки, контроллер должен обеспечивать максимальный заряд. Вышеуказанное явление называется регулированием напряжения или защитой от перезарядки, что является наиболее важной функцией контроллера солнечного заряда.

Отключение по низкому напряжению и защита от переразряда

Срок службы аккумулятора зависит от глубины разряда. Когда нагрузки подключены постоянно, аккумулятор может быть глубоко разряжен и полностью разряжен. Благодаря этой глубокой разрядке емкость и срок службы батареи сокращаются на определенную величину.Если аккумулятор находится в таком чрезмерно разряженном состоянии в течение нескольких дней или недель, он может быстро выйти из строя. Защита от чрезмерного разряда в контроллерах заряда обычно достигается путем размыкания цепи соединения между батареей и электрической нагрузкой, когда батарея достигает предварительно установленного или регулируемого заданного значения отключения низковольтной нагрузки (LVD). Как только аккумулятор заряжен до определенного уровня, нагрузки снова подключаются к аккумулятору.

Защита от перегрузки

Когда поддерживается более высокий ток, чем указанный предел тока, это приводит к ситуации перегрузки, которая небезопасна для схемы.Эта ситуация перегрузки или перегрузки по току приведет к перегреву и создаст опасность пожара. Перегрузка может быть вызвана коротким замыканием в проводе или неисправными нагрузками. Контроллер заряда солнечной батареи имеет встроенную защиту от перегрузки с кнопкой сброса. Встроенная защита от перегрузки очень полезна и осуществляется либо автоматическим выключателем, либо предохранителем.

Зарядка свинцово-кислотных аккумуляторов

Свинцово-кислотные аккумуляторы глубокого разряда необходимо заряжать контролируемым образом с помощью энергии, генерируемой солнечными батареями.Существует четыре этапа зарядки: заряд постоянным током (этап накопления), добавочный заряд (этап поглощения) и плавающий заряд, как показано на рис. 7.6. Выравнивание — четвертый этап, следующий за обратным расслоением.

Рис. 7.6. Различные этапы зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов.

Этап 1 — Массовая зарядка : Если аккумулятор находится на низком уровне заряда, таком как 20%, контроллер заряда заряжает аккумулятор в режиме постоянного тока при высоком напряжении. Этот процесс заполняет аккумуляторную батарею до указанной программой емкости, которая составляет примерно 80–90% от его полной емкости.Это называется зарядкой постоянным током или объемной зарядкой.

Этап 2 — Абсорбционная зарядка : После того, как этап основной зарядки пройден, аккумулятор будет примерно на 80–90% от своей полной емкости. Напряжение достигает пика, а затем сила тока снижается по мере увеличения внутреннего сопротивления контроллера заряда.

Этап 3 — Плавающая зарядка : Когда этот этап достигнут, аккумуляторная батарея почти заполнена. Однако, если заряд поступает из аккумуляторной батареи различными способами, помимо обычного использования батареи, контроллеры заряда отправляют небольшие импульсы заряда в аккумуляторную батарею в качестве поддерживающей зарядки.Напряжение питания обычно немного выше напряжения аккумуляторной батареи, чтобы предотвратить перезарядку.

Этап 4 — Выравнивание и десульфатация : Выравнивание — это процесс преднамеренной перезарядки аккумуляторной батареи для устранения негативных химических эффектов, таких как расслоение и сульфатирование.

No related posts.