نحوه انتخاب کنترلر شارژ خورشیدی کنترلرهای خورشیدی

یکی از مهم ترین اجزای یک نیروگاه خورشیدی خانگی، کنترل کننده شارژ باتری است. این دستگاه است که فرآیند شارژ/دشارژ باتری ها را نظارت می کند و حالت عملکرد بهینه آنها را حفظ می کند. طرح‌های کنترل‌کننده زیادی برای پانل‌های خورشیدی وجود دارد - از ساده‌ترین، که گاهی به روش خانگی ساخته می‌شوند تا بسیار پیچیده‌تر، با استفاده از ریزپردازنده‌ها. علاوه بر این، کنترل کننده های شارژ خانگی برای باتری های خورشیدی اغلب بهتر از دستگاه های صنعتی مشابه از همان نوع کار می کنند.

کنترلرهای شارژ باتری برای چیست؟

اگر باتری به طور مستقیم به پایانه های پنل های خورشیدی متصل شود، به طور مداوم شارژ می شود. در نهایت، باتری که از قبل به طور کامل شارژ شده است به دریافت جریان ادامه می دهد و باعث می شود ولتاژ چندین ولت افزایش یابد. در نتیجه باتری شارژ می شود، دمای الکترولیت افزایش می یابد و این دما به مقادیری می رسد که الکترولیت به جوش می آید و بخارات شدید از قوطی باتری خارج می شود. در نتیجه، تبخیر کامل الکترولیت و خشک شدن قوطی ها ممکن است رخ دهد. به طور طبیعی، این "سلامت" را به باتری اضافه نمی کند و عمر مفید آن را به شدت کاهش می دهد.

کنترل کننده در سیستم شارژ باتری خورشیدی

بنابراین، برای جلوگیری از چنین پدیده‌هایی، به منظور بهینه‌سازی فرآیندهای شارژ/دشارژ، به کنترل‌کننده‌هایی نیاز است.

سه اصل برای طراحی کنترلرهای شارژ

بر اساس اصل عملکرد، سه نوع کنترل کننده خورشیدی وجود دارد.
اولین و ساده ترین نوع دستگاهی است که بر اساس اصل "روشن/خاموش" ساخته شده است. مدار چنین دستگاهی یک مقایسه کننده ساده است که بسته به مقدار ولتاژ در پایانه های باتری، مدار شارژ را روشن یا خاموش می کند. این ساده‌ترین و ارزان‌ترین نوع کنترل‌کننده است، اما نحوه تولید شارژ نیز غیرقابل اطمینان‌ترین نوع آن است. واقعیت این است که با رسیدن به حد مجاز ولتاژ در پایانه های باتری، کنترل کننده مدار شارژ را خاموش می کند. اما در عین حال قوطی ها به طور کامل شارژ نمی شوند. حداکثر شارژ به دست آمده بیش از 90٪ از مقدار اسمی نیست. این کمبود دائمی شارژ به طور قابل توجهی عملکرد باتری و عمر مفید آن را کاهش می دهد.

مشخصه جریان ولتاژ ماژول خورشیدی

کنترلرهای نوع دوم- اینها دستگاه هایی هستند که بر اساس اصل PWM (مدولاسیون عرض پالس) ساخته شده اند. اینها دستگاه های پیچیده تری هستند که در آنها علاوه بر اجزای مدار گسسته، عناصر میکروالکترونیکی نیز وجود دارد. دستگاه های مبتنی بر PWM (انگلیسی - PWM) باتری ها را به صورت مرحله ای شارژ می کنند و حالت های شارژ بهینه را انتخاب می کنند. این انتخاب به صورت خودکار انجام می شود و بستگی به میزان تخلیه عمیق باتری ها دارد. کنترل کننده ولتاژ را افزایش می دهد و به طور همزمان جریان را کاهش می دهد و در نتیجه از شارژ کامل باتری اطمینان می دهد. اشکال بزرگ کنترلر PWM تلفات قابل توجه در حالت شارژ باتری - تا 40٪ است.

نوع سوم کنترلرهای MPPT هستندیعنی کار بر روی اصل یافتن نقطه حداکثر توان ماژول خورشیدی. در حین کار، دستگاه هایی از این نوع از حداکثر توان موجود برای هر حالت شارژ استفاده می کنند. در مقایسه با سایر دستگاه‌ها، دستگاه‌هایی از این نوع تقریباً 25 تا 30 درصد انرژی بیشتری را برای شارژ باتری‌ها نسبت به سایر دستگاه‌ها تأمین می‌کنند.

باتری با ولتاژ کمتری نسبت به انواع دیگر کنترلرها، اما با جریان بالاتر شارژ می شود. راندمان دستگاه های MPPT به 90٪ - 95٪ می رسد.

ساده ترین کنترلر خانگی

هنگام ساختن هر کنترل کننده ای خودتان، لازم است شرایط خاصی را رعایت کنید. در مرحله اول، حداکثر ولتاژ ورودی باید برابر با ولتاژ باتری بدون بار باشد. در مرحله دوم، نسبت باید حفظ شود: 1.2P

این دستگاه برای کار به عنوان بخشی از یک نیروگاه خورشیدی کم مصرف طراحی شده است. اصل عملکرد کنترلر بسیار ساده است. هنگامی که ولتاژ در پایانه های باتری به مقدار مشخص شده رسید، شارژ متوقف می شود. متعاقباً فقط به اصطلاح دراپ شارژ تولید می شود.

کنترل کننده PCB نصب شده

هنگامی که ولتاژ به زیر سطح تعیین شده کاهش می یابد، تامین انرژی به باتری ها از سر گرفته می شود. اگر هنگام کار با بار در صورت عدم شارژ، ولتاژ باتری کمتر از 11 ولت باشد، کنترل کننده بار را خاموش می کند. این از خالی شدن باتری ها در صورت نبود آفتاب جلوگیری می کند.

کنترل کننده آنالوگ برای سیستم های هلیوم کم توان

دستگاه های آنالوگ عمدتاً در سیستم های هلیوم که دارای قدرت کم هستند استفاده می شوند. در سیستم های قدرتمند، استفاده از دستگاه های سریال دیجیتال از نوع MPPT توصیه می شود. این کنترلرها در زمان شارژ کامل باتری جریان شارژ را قطع می کنند. مدار کنترل کننده آنالوگ پیشنهادی از یک اتصال موازی استفاده می کند. با این اتصال، ماژول خورشیدی همیشه از طریق یک دیود مخصوص به باتری متصل می شود. هنگامی که ولتاژ باتری به مقدار از پیش تعیین شده می رسد، کنترلر به موازات ماژول خورشیدی، مدار مقاومت بار را روشن می کند که انرژی اضافی ماژول را جذب می کند.

این دستگاه برای یک سیستم خاص متشکل از یک پنل خورشیدی با 36 سلول، با خروجی ولتاژ مدار باز 18 ولت و جریان اتصال کوتاه تا یک آمپر طراحی و مونتاژ شده است. ظرفیت باتری تا 50 آمپر ساعت، در ولتاژ اسمی 12 ولت است. قبل از گنجاندن دستگاه مونتاژ شده در پیکربندی کاری سیستم، لازم است آن را پیکربندی کنید. برای راه اندازی سریع، باید یک باتری از قبل شارژ شده بردارید. باتری خورشیدی، با رعایت قطبیت، باید طبق نمودار به پایانه های PV و باتری به پایانه های VAT متصل شود. یک ولت متر دیجیتال نیز باید به پایانه های باتری متصل شود.

اکنون برای استفاده حداکثری از پنل خورشیدی، باید آن را به سمت خورشید هدایت کنید. پس از این، به آرامی پیچ یک مقاومت متغیر بیست دور با مقدار اسمی 100 کیلو اهم را بچرخانید. پیچ تا زمانی که LED شروع به چشمک زدن کند می چرخد. پس از شروع چشمک زدن، پیچ باید به آرامی چرخانده شود تا زمانی که ولت متر ولتاژ مورد نظر را در پایانه های باتری نشان دهد. این کار راه اندازی دستگاه را کامل می کند.

در حین کار سیستم، هنگامی که ولتاژ در پایانه های باتری به یک مقدار محدود می رسد، LED شروع به انتشار پالس های نور کوتاه با فواصل طولانی می کند. با ادامه شارژ باتری، مدت زمان پالس های نور افزایش می یابد و برعکس، فاصله بین آنها کاهش می یابد.

البته، اگر دانش و مهارت خاصی دارید، می توانید یک دستگاه پیچیده تر، به عنوان مثال، MPPT را مونتاژ کنید، اما اگر به خرید تجهیزات گران قیمت برای یک نیروگاه خانگی می رسد، احتمالا خرید یک دستگاه صنعتی منطقی است. که مشمول گارانتی و گارانتی سازنده نیز می باشد. و باتری ها را در معرض خطر آسیب قرار ندهید.

کنترلر یک دستگاه الکترونیکی است که وظیفه نظارت و تنظیم شارژ باتری را بر عهده دارد. مدل های مختلف در طراحی و حالت عملکرد متفاوت هستند.

انواع کنترلر

کنترلر روشن/خاموش

ارزان ترین دستگاه ویژگی بارز این نوع دستگاه این است که وقتی می رسد پس از رسیدن به حداکثر ولتاژ مشخص، دستگاه پنل خورشیدی را از باتری ها جدا می کند و شارژ به حالت تعلیق در می آید. این نوع کنترلر به ندرت مورد استفاده قرار می گیرد، زیرا در هنگام استفاده، باتری ها به طور کامل شارژ نمی شوند که تاثیر بدی بر وضعیت آنها می گذارد و در دراز مدت منجر به خرابی کامل می شود. تنها مزیت این نوع کم هزینه بودن آن است.

PWM (PWM) - کنترل کننده

عملکرد این نوع دستگاه های الکترونیکی بر اساس مدولاسیون عرض پالس است. در حین کار، یک کنترلر از این نوع، با توقف شارژ باتری، پانل های خورشیدی را خاموش نمی کند، که اجازه می دهد باتری به طور کامل شارژ شود. به عنوان یک قاعده، چنین دستگاه هایی در تاسیسات کم مصرف، تا 2.0 کیلو وات استفاده می شود.

MPRT - کنترلر

اینها گران ترین دستگاه ها هستند. عملکرد دستگاه های این نوع بر اساس کنترل پیک هایی است که به حداکثر سطح انرژی می رسند. این نوع کنترلر در استفاده کارآمدتر بوده و دوره بازگشت سرمایه نیروگاه های خورشیدی را کاهش می دهد.

چه پارامترهای کنترلر باید در نظر گرفته شود

برای تعیین معیارهای انتخاب یک کنترلر، لازم است عملکردهایی را که انجام می دهد، فرموله کنید که شامل موارد زیر است:

• اطمینان از شارژ شدن باتری؛
• خاموش کردن باتری هنگام شارژ کامل در حالت خودکار؛
• خاموش شدن بار با حداقل شارژ در حالت خودکار.
• اتصال بارها هنگام بازیابی شارژ؛
• اتصال فتوسل ها هنگام شارژ باتری در حالت خودکار.

پس از تصمیم گیری در مورد عملکردهایی که کنترل کننده مسئولیت آنها را بر عهده دارد، می توانیم پارامترهایی را که باید هنگام انتخاب دستگاه در نظر گرفته شوند، فرموله کنیم.

دو پارامتر اصلی وجود دارد:

مدل‌های کنترل‌کننده مدرن به انواع مکانیسم‌های حفاظتی و قابلیت عملکرد در حالت‌های مختلف مجهز هستند. وجود چنین عناصری در طراحی یک دستگاه خاص بر پارامترهای اصلی هنگام انتخاب آن تأثیر نمی گذارد، اما علاوه بر این، خرید یک مدل خاص را تحریک می کند.

چنین عناصر حفاظتی عبارتند از:

• حفاظت از قطبیت معکوس؛
• حفاظت ورودی در برابر اتصال کوتاه؛
• حفاظت در هنگام بارها از اتصال کوتاه؛
• حفاظت از گرمای بیش از حد؛
• حفاظت ورودی در برابر بارهای ولتاژ بالا؛
• حفاظت در برابر صاعقه؛
• طرح هایی برای جلوگیری از تخلیه شبانه باتری ها؛
• فیوزهای الکترونیکی

نحوه انتخاب کنترلر برای شارژ پنل های خورشیدی

برای انتخاب کنترلر مورد نیاز، باید تصمیم بگیرید که کدام پنل های خورشیدی نصب شده است.
یا قرار است نصب شود. در مرحله بعد، شما باید قدرت آنها را محاسبه کنید، تعیین کنید که برای چه ولتاژ کاری طراحی شده اند، و سایر پارامترهای سیستم در حال شکل گیری را روشن کنید.

سپس پارامترهای مورد نیاز برای کنترلر را مطالعه می کنند و آنها را با ویژگی های سیستمی که دستگاه در آن کار می کند پیوند می دهد. هنگامی که مقادیر فنی تعیین می شود و الزامات مربوط به آنها را برآورده می کند، باید کشور و شرکت سازنده دستگاه را انتخاب کنید و تصمیم بگیرید که کنترل کننده از کدام محدوده قیمت انتخاب شود. در مورد محل خرید تصمیم بگیرید و دستگاه انتخابی را خریداری کنید.

چگونه با دستان خود یک کنترلر بسازیم

اگر دانشی در زمینه الکترونیک دارید و توانایی استفاده از هویه لحیم کاری را دارید می توانید خودتان از مواد ضایعاتی شارژ کنترلر بسازید. البته این ساده‌ترین نوع کنترلر است که به آن نوع کنترلر «روشن/خاموش» می‌گویند.

در مدار زیر، سیگنال دریافتی از پنل های خورشیدی با استفاده از قطعات الکترونیکی تولید می شود. ترانزیستورهای نصب شده در مدار عملکرد دومی را کنترل می کنند، مقاومت ها پارامترهای تغییر حالت های عملکرد را تنظیم می کنند و ریز مدارها به عنوان تقویت کننده عملیاتی و کنترل کننده پارامتر عمل می کنند.

اگرچه از نمودار بالا مشخص است که ساختن چنین عنصر سیستمی دشوار نیست، علاوه بر این، این طرح همیشه قابل تکمیل و اصلاح است، اما با وجود سادگی آشکار، استفاده از کنترلرهایی که با وسایل بداهه ساخته شده اند توصیه نمی شود. به منظور جلوگیری از عواقب نامطلوب، مانند خروجی از باتری های ساختمان.

آیا می توان بدون کنترلر برای باتری خورشیدی انجام داد؟

گاهی اوقات، هنگام توسعه مستقل یک نیروگاه خورشیدی، این سوال مطرح می شود: آیا می توان بدون کنترلر انجام داد؟ برای پاسخ به سوال مطرح شده باید نقش این دستگاه را در سیستم تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی الکتریکی به خاطر داشت. به طور خلاصه، کنترل کننده فرآیند شارژ باتری ها را کنترل می کند.

در غیاب این عنصر از مدار کنترل، الکترولیت در باتری ممکن است بجوشد، که به نوبه خود منجر به آسیب به باتری می شود که هزینه آن به طور قابل توجهی از هزینه کنترلر بیشتر است. از این نتیجه می‌گیریم که کارکردن نیروگاه خورشیدی در حالت اتوماتیک بدون کنترل‌کننده غیرقابل قبول است.

تنها موردی که امکان حذف کنترلر از مدار کنترل وجود دارد، استفاده کوتاه مدت از پنل های خورشیدی است. در این حالت یک ولت متر در مدار شارژ باتری نصب می شود و در لحظاتی که شارژ به مقادیر اوج می رسد، باتری ها به صورت دستی خاموش می شوند. پس از گذراندن بارهای اوج، مدار شارژ مجدداً در حالت دستی به کار می افتد.

در حال حاضر تعداد زیادی از شرکت های داخلی و خارجی در زمینه ساخت انواع دستگاه های الکترونیکی فعالیت دارند. هزینه کنترلرهای انواع مختلف از 5.0 تا 10.0 هزار روبل متغیر است، بنابراین نیازی به ساخت چنین دستگاه الکترونیکی پیچیده ای نیست و یا به طور کامل آن را از مدار کنترل نیروگاه خورشیدی حذف کنید.

با کمی صرفه جویی در صورت از کار افتادن باتری، می توانید موارد بیشتری را از دست بدهید، علاوه بر این، کار در حالت خودکار، که توسط دستگاهی ساخته شده توسط حرفه ای ها انجام می شود، به شما امکان می دهد در زمان مالک صرفه جویی کنید، و در دنیای مدرن، زمانی که همه چیز در جریان است و به سرعت اتفاق می افتد، این یک عامل مهم است. با این حال، هرکسی یک انتخاب فردی برای خود انجام می دهد، خوشبختانه این یک انتخاب است، همیشه وجود دارد.

در حال حاضر، سیستم هایی که نیازی به اتصال به منبع تغذیه ندارند، به طور فزاینده ای محبوب می شوند. این سیستم شامل: یک مولد انرژی، یک کنترل کننده (PWM، MPPT، به عنوان مثال، آردوینو)، یک رله، یک اینورتر (جریان را می چرخاند) و سیم ها. در زیر گزینه های مختلفی برای به دست آوردن انرژی با استفاده از منابع طبیعی و تبدیل انرژی آنها وجود دارد.

کنترلر شارژ خورشیدی نمایشگر دیجیتال Morningstar

سیستم های تامین انرژی خودمختار

ژنراتورهای بادی

آنها در مناطقی با بادهای شدید مورد تقاضا هستند، در غیر این صورت سودآوری آنها به طور قابل توجهی کاهش می یابد. کارکرد و نگهداری این سیستم ها آسان است.

اصل کار مولدهای بادی تبدیل انرژی جنبشی باد به انرژی مکانیکی پره های متصل به روتور و سپس به انرژی الکتریکی است.

• این سیستم کاملاً مستقل است و نیازی به سوخت ندارد.

• طراحی ساده که نیازی به نگهداری گران قیمت ندارد. تعمیر به یک بازرسی پیشگیرانه خلاصه می شود.
• برای عملکرد بدون وقفه، نیازی به خاموش کردن سیستم نیست. در غیاب باد، انرژی از باتری ها به مصرف کنندگان می رسد.
• عملکرد بی صدا سیستم از طریق مواد پیشرفته و طراحی ژنراتورهای بادی به دست می آید.

برای دستیابی به عملکرد مطلوب، شرایط زیر باید رعایت شود:

• باد ثابت. قبل از نصب، لازم است اطمینان حاصل شود که جنگل و پارک در نزدیکی وجود ندارد و همچنین شاخص هایی از سرعت و قدرت جریان باد وجود دارد.

پنل های خورشیدی (باتری)

در مقایسه با ژنراتورهای بادی، پانل های خورشیدی فرآیند ساخت پیچیده تری دارند و بنابراین هزینه آنها بالاتر خواهد بود. اما چنین سیستم هایی به دلیل تعدادی از مزایا از نظر فناوری پیشرفته تر هستند:

• درست مانند ژنراتورهای بادی، پنل های خورشیدی نیازی به سوخت ندارند و بی صدا و بدون وقفه کار می کنند.

• بادوام تر. زمان بهره برداری از ژنراتورهای بادی 10 سال بیشتر است.
• انرژی جنبشی قابل دسترس تر. نور خورشید ثابت تر از وزش باد است.
• منطقه نصب. انرژی خورشیدی بسیار مقرون به صرفه تر از باد است.
• تنظیم قدرت. ژنراتورهای بادی دارای توان ثابت هستند، اما پنل های خورشیدی توانایی تنظیم توان مورد نیاز را بسته به نیاز دارند.

تنها نقطه ضعف پنل های خورشیدی طول روز بسته به منطقه زمانی است. به عنوان مثال، در منطقه مورمانسک در ماه دسامبر-ژانویه، پنل های خورشیدی به دلیل شروع شب قطبی و کمبود نور خورشید غیرقابل استفاده خواهند بود.

پنل های خورشیدی نصب شده بر روی سقف یک ساختمان مسکونی

سیستم های هیبریدی

با ترکیب ژنراتورهای بادی و پنل های خورشیدی به سیستمی دست خواهیم یافت که در آن کاستی های تولید انرژی جبران می شود. منبع اصلی مولد باد است، هزینه نصب کمتری نیاز دارد و نگهداری آن آسان تر است. پانل های فتوولتائیک خورشیدی به عنوان منبع اضافی انرژی استفاده می شود. در صورت آرامش، وظیفه تولید برق را بر عهده خواهند گرفت.

کنترل کننده ها

یکی از مهم ترین قطعات کنترل کننده شارژ هستند. آنها برای نظارت و تنظیم شارژ پانل های باتری خدمت می کنند.

این یک واقعیت شناخته شده است که تخلیه کامل و همچنین شارژ بیش از حد بر عملکرد بیشتر باتری ها تأثیر می گذارد. پنل های باتری سرب اسیدی بسیار حساس هستند. رگولاتور برای محافظت از باتری ها در برابر این بارها استفاده می شود. هنگامی که باتری (باتری قابل شارژ) با استفاده از کنترلرها به طور کامل شارژ می شود، سطح جریان کاهش می یابد و هنگامی که شارژ به مقادیر بحرانی کاهش می یابد، منبع انرژی قطع می شود.

انواع کنترلر

چندین نوع تنظیم کننده وجود دارد: روشن/خاموش، PWM و MPPT.

قبل از انتخاب دستگاه، باید به دو سوال اساسی پاسخ دهید:

• ولتاژ ورودی چقدر است؟

کنترل کننده شارژ خودکار با رگولاتور MPPT برای پنل های خورشیدی

مانند بسیاری از دستگاه ها، یک حاشیه ایمنی مورد نیاز است. حداکثر ولتاژ کنترل کننده باید 20 درصد بیشتر از کل ولتاژ باشد. برای تعیین ذخیره جریان نامی، باید 10 تا 20 درصد به جریان اتصال کوتاه صفحات خورشیدی اضافه کنید؛ این مقدار به نوع تنظیم کننده نیز بستگی دارد. این داده ها را می توان در برگه های اطلاعات فنی کنترل کننده ها یافت. به عنوان مثال، برای کنترلر پنل خورشیدی SOL4UCN2 (PWM)، ولتاژ خروجی مقادیر 3 ولت، 6 ولت، 12 ولت را می گیرد. همچنین امکان انتخاب کنترلرهایی با ولتاژ خروجی 36 یا 48 ولت وجود دارد. علاوه بر این، ارائه یک اینورتر برای تبدیل جریان ضروری است.

کنترلرها روشن/خاموش

در خط کنترلرها آنها ساده ترین و بر این اساس ارزان هستند. هنگامی که شارژ باتری به حد مجاز خود می رسد، کنترل کننده اتصال بین پنل خورشیدی و باتری را از طریق یک رله قطع می کند. در واقعیت، باتری به طور کامل شارژ نمی شود، که بر عملکرد بیشتر باتری تأثیر می گذارد. بنابراین با وجود هزینه کم، بهتر است از این نوع رگلاتور استفاده نکنید.

کنترل کننده روشن/خاموش پنل های خورشیدی

کنترلرهای PWM (PWM).

این نوع کنترلر از فناوری مدولاسیون عرض پالس استفاده می کند. مزیت این است که شارژ باتری بدون قطع ماژول های خورشیدی متوقف می شود، که به شما امکان می دهد شارژ باتری را تا حداکثر سطح ادامه دهید. منطقه کاربردی توصیه شده سیستم های کم قدرت (تا 48 ولت) است.

MPRT - کنترلرها

کنترل کننده ردیاب نقطه حداکثر قدرت در دهه 80 ظاهر شد. این نوع کنترل کننده به درستی مؤثرترین در نظر گرفته می شود. حداکثر پیک انرژی را کنترل می کند و ولتاژ را کاهش می دهد اما جریان را بدون تغییر قدرت افزایش می دهد. به لطف راندمان بالای کنترلرهای MRPT، دوره بازپرداخت ایستگاه های خورشیدی را کاهش می دهند. ولتاژ خروجی بین 12 تا 48 ولت است.

کنترلرهای خانگی

البته می توانید خودتان یک کنترلر بسازید. به عنوان نمونه اولیه خدمت می کند. در مدار آن از یک رله برای سوئیچ سیگنال دریافتی از ژنراتورهای بادی یا پنل های خورشیدی استفاده می شود. رله توسط یک مدار آستانه و یک کلید ترانزیستور اثر میدان کنترل می شود. مقاومت های تریمر آستانه های تغییر حالت را تنظیم می کنند.

طرحی برای ایجاد یک کنترلر با دستان خود

این مدار از 8 مقاومت به عنوان بار برای استفاده از انرژی استفاده می کند. این نمودار اولیه است، می توانید خودتان آن را ساده کنید یا می توانید از منابع معتبر استفاده کنید. علیرغم سادگی آشکار طراحی، استفاده از کنترلرهای DIY برای جلوگیری از عواقب نامطلوب مانند آسیب به باتری، به عنوان مثال (در ولتاژهای 36-48 ولت) توصیه نمی شود.

کنترلر هیبریدی کنترل کننده ای است که از انرژی باد و خورشید استفاده می کند. مزیت آن امکان استفاده از دو منبع تغذیه (ژنراتور بادی یا باتری خورشیدی) با هم یا متناوب است. برای تولید مستقل ضروری است.

عملکردهای اضافی باتری

پیشرفت ثابت نمی ماند و به لطف آن می توان کنترل کننده ای با ویژگی های لازم برای هر مصرف کننده به صورت جداگانه انتخاب کرد. مدل کنترلر ممکن است شامل نمایشگری با اطلاعات باتری، رله، پنل های خورشیدی، میزان شارژ، ولتاژ (ولت)، جریان باشد. همچنین ممکن است یک سیستم هشدار هنگام تخلیه تخلیه و یک تایمر برای فعال کردن حالت شب وجود داشته باشد. کنترلرهایی وجود دارند که می توانند به کامپیوتر متصل شوند.

کنترلر با قابلیت اتصال به کامپیوتر I-Panda SMART 2

پلت فرم کنترلر

یکی از بهترین گزینه ها پلتفرم آردوینو است. مزایای بسیار زیادی وجود دارد. مزیت اصلی دسترسی است، زیرا پوسته نرم افزار رایگان است. بردهای مدار چاپی به صورت رایگان در دسترس هستند. به لطف معماری باز سیستم، هیچ مشکلی برای افزودن به خط وجود نخواهد داشت. این کنترلرها از موتورهایی با ولتاژ تا 12 ولت پشتیبانی می کنند؛ می توانید یک رله را وصل کنید. آردوینو همچنین سخت افزار و نرم افزار دیگری تولید می کند. به عنوان مثال، میکروکنترلرهایی که برای تغذیه آنها به ولتاژ 5 ولت یا 3.3 ولت نیاز دارند. علاوه بر این، برنامه نویسان به قابلیت های پورت ویژه (PWM، ADC) دسترسی دارند.

بسیاری از پیشرفت ها را می توان خودتان انجام دهید. اما در سال 2008، این شرکت به دو بخش تقسیم شد که نامی مشابه، اما وب سایت های متفاوت (arduino.cc و arduino.org) باقی گذاشت. در انتخاب محصولات باید به این نکته توجه کنید، زیرا با وجود گذشته مشترک، اکنون محصولات آردوینو متفاوت هستند.

دستگاهی که به سیگنال کمک می کند تا 1800 دور بپیچد و جریان مستقیم را به جریان متناوب تبدیل کند. در این حالت فرکانس و/یا ولتاژ تغییر می کند. تعداد بسیار زیادی مدار اینورتر وجود دارد که رایج ترین آنها سه نوع است.

مدار اینورتر پل بدون ترانسفورماتور

نوع اول اینورترهای پل بدون ترانسفورماتور است که برای تاسیسات با ولتاژ بالا (از 220 تا 360 ولت) استفاده می شود. نوع دوم شامل اینورترها با ترمینال صفر ترانسفورماتور است؛ آنها در سیستم هایی با ولتاژ پایین (12-24 ولت) استفاده می شوند. و نوع سوم اینورترهای پل با ترانسفورماتور هستند. آنها برای محدوده های وسیع ولتاژ برق (48 ولت) استفاده می شوند.

کشورهای تولید کننده

کنترلرهای شارژ زیادی در بازار وجود دارد که با تغییرات متفاوتی از نظر قیمت و کیفیت متفاوت هستند. در میان کنترلرهای ساخت روسیه، بهترین گزینه ها تولید کنندگان زیر هستند: Emicon، Avtomatika-s، Aries. این شرکت ها سال هاست که در بازار کنترلر حضور دارند و خود را به خوبی ثابت کرده اند. در بین کنترلرهای ساخت خارجی، آلن برادلی، میکرولوژیکس (یکی از شرکت های تابعه آلن بردلی) و SLC 500 پیشتاز در نظر گرفته می شوند. معیار اصلی انتخاب این سازندگان، گستره کاربرد زیاد است، یعنی می توان از کنترلرهای این شرکت ها استفاده کرد. در مناطق مختلف و برای اهداف مختلف.

کنترلرهای ساخت خارجی MicroLogix

محاسبه سیستم

سپس عملکرد تقریبی ارزیابی می شود. برای انجام این کار، باید حداقل و حداکثر فعالیت خورشیدی را برای چرخه سالانه محاسبه کنید. این مقادیر به موقعیت جغرافیایی نیز بستگی دارد.

باتری های قابل شارژ با توجه به ظرفیت کار و جریان، بسته به نیاز مصرف کننده انتخاب می شوند. اتصال باتری ها هم به صورت سری و هم به صورت موازی امکان پذیر است. برای اطمینان بیشتر، توصیه می‌شود که باتری‌ها از ظرفیت یکسانی برخوردار باشند و به طور ایده‌آل در یک دسته تولید شوند. باتری های سرب اسیدی عمدتا مورد استفاده قرار می گیرند، اما اخیراً به دلیل قیمت پایین تر، باتری های لیتیوم یون رقابتی شده اند. تفاوت آنها در ظرفیت ویژه بیشتر آنها نهفته است، اما باتری های لیتیوم یونی به شارژر خاصی نیاز دارند؛ بسیاری از رگولاتورها به سادگی برای آنها مناسب نیستند.

کنترلر شارژ خورشیدی MPPT Tracer 1215RN

هنگام استفاده از کنترلرهای MPPT، لازم است حداکثر جریان خروجی کنترلر را در نظر بگیرید، نه منبع اولیه. کنترلرهای PWM این ویژگی را ندارند.

جنبه دیگری که نیاز به توجه دارد انتخاب رله و سیم است. طول آنها باید حداقل باشد تا از تلفات اضافی جلوگیری شود. البته سیم ها باید بسته به نیاز انتخاب شوند، زیرا ویژگی های آنها به سطح مقطع سیم و ماده ای که از آن ساخته شده اند بستگی دارد. سیم ها باید ولتاژ مشخص شده 12 تا 48 ولت را تحمل کنند. همچنین از مواد عایق غافل نشوید، این به طور مستقیم بر هدایت حرارتی سیم ها تأثیر می گذارد.

صرف نظر از نوع تنظیم کننده (PWM، MPRT یا خودساخته)، لازم است پارامترهای کل سیستم را برای عملکرد بیشتر (از جمله ولتاژ 12 تا 48 ولت) در نظر بگیرید. اکنون انتخاب مدل های موجود در بازار نامحدود است، اما نباید اولین موردی را که با آن مواجه می شوید انتخاب کنید، باید به دقت با ویژگی ها آشنا شوید، زیرا دوام و قابلیت اطمینان اجزای باقی مانده به این بستگی دارد.

اصل عملکرد کنترل کننده شارژ خورشیدی

با انتخاب صحیح اجزای سیستم، زوایای چرخش پنل های خورشیدی و موقعیت جغرافیایی آنها، می توانید یک سیستم تولید انرژی اقتصادی و بدون منابع انرژی اضافی ایجاد کنید. علاوه بر این، می توانید کارهای زیادی را با دستان خود انجام دهید و فقط قطعات اصلی را خریداری کنید (به عنوان مثال، پلت فرم آردوینو)، بدون نیاز به هزینه های اضافی.

ژنراتور باد DIY و کنترلر باتری خورشیدی

ژنراتور بادی و کنترل کننده باتری خورشیدی خودتان انجام دهید در حال حاضر، سیستم هایی که نیازی به اتصال به شبکه منبع تغذیه ندارند، به طور فزاینده ای محبوب می شوند. که در

انرژی ارزان: باتری خورشیدی DIY

انرژی خورشیدی به سرعت در حال افزایش محبوبیت در جامعه است. درصد علاقه به پنل های خورشیدی به دلیل مالکان خانه های روستایی، کلبه ها و ویلاها به سرعت در حال افزایش است. صاحبان مزارع ویلا، که انرژی خورشیدی ارزان برای آنها نیز ضروری است، کنار نمی آیند.

گزینه پنل خورشیدی کاهش قابل توجهی در هزینه های نگهداری هر ملک را نوید می دهد. صورتحساب پرداخت برای مصرف انرژی الکتریکی به طور سنتی در کتاب رکوردهای گینس گنجانده شده است. و در اینجا - جریان الکتریکی عملا رایگان است.

تعریف سلول خورشیدی

از نظر ساختاری، باتری خورشیدی مداری است که یک نوع انرژی را به دیگری تبدیل می کند. به طور خاص، انرژی نور به انرژی الکتریکی تبدیل می شود. علاوه بر این، نتیجه تبدیل یک جریان الکتریکی با قدر ثابت است.

عناصر فعال طراحی پنل خورشیدی، نیمه هادی هایی هستند که دارای خواص سنتز فتوشیمیایی هستند. به عنوان مثال، سیلیکون (Si) که استفاده از آن اولین تحقیقات در زمینه تولید برق خورشیدی را نشان داد.

ساده ترین مجموعه پنل خورشیدی و باتری ماشین در حال حاضر طراحی یک سیستم انرژی واقعی خانه را تشکیل می دهد

در حال حاضر، سیلیکون دیگر یک عنصر شیمیایی غیر جایگزین در نظر گرفته نمی شود، که بر اساس آن ساخت پانل های خورشیدی از پانل ها، از جمله با دستان خود، منطقی است.

دیگر نمایندگان جدول تناوبی اکنون امیدوارکننده تر و مؤثرتر به نظر می رسند (ارقام بازگشت انرژی در پرانتز):

1. گالیم آرسنید GaAs (کریستالی 25.1).
2. ایندیم فسفیت InP (21.9).
3. فسفات ایندیم با گالیم + آرسنید گالیم + ژرمنیوم GaInP + GaAs + Ge (32).

یک پنل خورشیدی را باید از دید یک فرد معمولی به عنوان یک ویفر نیمه هادی (سیلیکون و غیره) دید که هر طرف آن یک الکترود مثبت و منفی است.

تحت تأثیر نور خورشید، در نتیجه فتوسنتز شیمیایی، پتانسیل های الکتریکی در الکترودهای پانل تشکیل می شود. به نظر می رسد که همه چیز ساده است. تنها چیزی که باقی می ماند اتصال سیم ها به بار و استفاده از برق است. اما در واقعیت همه چیز تا حدودی متفاوت است.

کارایی پنل های خورشیدی

دستیابی به درجه بالایی از کارایی با استفاده از باتری خورشیدی بسیار مشکل ساز است. علاوه بر این، زمانی که باتری خورشیدی با دست ساخته می شود و تلاش می شود برای نیازهای خانگی کل خانه یا نیازهای اقتصادی یک کلبه تابستانی انرژی به دست آید.

چنین تاسیسات خانگی صنعتی 150 وات برق در ولتاژ شبکه 12 ولت تولید می کند. درست است، قدرت اعلام شده با یک آسمان کاملاً باز خورشیدی تضمین می شود

برای به دست آوردن حداکثر بازده از یک مولد برق خورشیدی، امپدانس بار باید به طور مداوم تعیین و دقیقاً مطابقت داده شود.

هیچ راهی برای انجام این کار بدون استفاده از دستگاه های الکترونیکی پیشرفته - کنترل کننده های کنترل وجود ندارد. اما ساختن چنین کنترل کننده ای با دستان خود کار دشواری است.

فتوسل ها که بر اساس آنها ساختار پانل های خورشیدی ساخته شده است، با ناپایداری دما مشخص می شوند. عمل استفاده نشان دهنده افت قابل توجهی در عملکرد فتوسل ها در نتیجه افزایش دمای سطح آنها است.

این کار دیگری را ایجاد می کند که نه کمتر دشوار است. راه حل آن مستلزم استفاده از نور خورشید، بدون گرما است. انجام کاری مشابه در شرایط موقت، ایده ای بیهوده به نظر می رسد.

و معایب بیشتر انرژی های جایگزین:

• نیاز به مناطق قابل توجهی برای قرار دادن پانل های باتری؛
• عدم فعالیت نصب در تاریکی؛
• وجود مواد سمی در اجزای باتری (سرب، گالیم، آرسنیک و غیره)؛
• هزینه های عملیاتی قابل توجه

با این حال، تولید حرفه ای ژنراتورهای انرژی خورشیدی به طور پیوسته در حال افزایش است. در حال حاضر حداقل پنج شرکت آماده ارائه سازه های مدرن برای نصب هستند، از جمله سازه هایی که برای املاک و مستغلات مسکونی در نظر گرفته شده است:

انرژی خورشیدی DIY در خانه

تولید مستقل باتری مبتنی بر پنل های خورشیدی، مناسب برای نیازهای خانوارهای خصوصی، به نظر می رسد یک تلاش واقعی تنها در چارچوب پروژه های کوچک باشد.

به عنوان مثال، ساخت یک باتری خورشیدی با دستان خود برای شارژ مجدد یک باتری کوچک که انرژی آن برای تغذیه دو یا سه چراغ قوه کم مصرف (6 - 12 ولت) مصرف می شود.

برای چنین پروژه هایی، تأسیساتی ساخته می شوند که ولتاژی بیش از 20 ولت در جریانی بیش از 1 A تولید نمی کنند. بیایید یکی از گزینه های ممکن برای ایجاد باتری خورشیدی با ویژگی های عملکرد مشابه را در نظر بگیریم.

برای اجرای پروژه شما نیاز دارید:

1. ویفرهای فتوسل سیلیکونی.
2. آهن لحیم کاری برقی.
3. قلع لحیم کاری.
4. اتانول.
5. کلوف کاج برای لحیم کاری.
6. ابزار برقکار.
7. قطعات و ماژول های الکترونیکی کمکی.

قطعات آماده برای مونتاژ پنل خورشیدی خانگی (کشوری). هر یک از عناصر منبع انرژی فردی هستند. آنها نیاز به اتحاد دارند

ساده ترین راه برای خرید ویفرهای فتوسل (سیلیکونی) آماده است، به عنوان مثال، در Aliexpress. در آنجا طرح های کاملا مناسب در اندازه های مختلف با قیمتی مقرون به صرفه به فروش می رسد.

یک برقکار که با الکترونیک آشنایی دارد معمولاً یک ابزار به طور پیش فرض دارد. تجهیزات کمکی به یک تنظیم کننده شارژ باتری و یک اینورتر نیاز دارند.

مونتاژ باتری خورشیدی: دستورالعمل های گام به گام

مونتاژ گام به گام یک ژنراتور پنل خورشیدی چیزی شبیه به این است:

1. لحیم کردن صفحات جداگانه با فتوسل به یک باتری خورشیدی.
2. بررسی عملکرد باتری مونتاژ شده با دستگاه اندازه گیری.
3. قرار دادن پانل ها در داخل ساختار محافظ.
4. اتصال باتری مونتاژ شده از طریق کنترل کننده شارژ به باتری.
5. تبدیل انرژی باتری به ولتاژ مورد نیاز.

لحیم کاری پانل های جداگانه به یک باتری کار پر زحمتی است که نیاز به مهارت و توجه لحیم کاری دارد. پیچیدگی اقدامات مونتاژ کننده به دلیل طراحی شکننده ویفرهای سیلیکونی است.

لحیم کاری روی صفحات با دقت با آهن لحیم کاری با قدرت مناسب انجام می شود که قبلاً نوک آن را با زاویه 45 درجه با استفاده از لحیم کاری با کیفیت بالا تیز کرده باشید.

مناطق لحیم کاری باید از قبل با الکل اتیلیک درمان شوند. توصیه می شود با حداقل استفاده از کلوفون و قلع لحیم کاری انجام شود.

پس از اتمام لحیم کاری، باید ساختار را از نظر عملکرد بررسی کنید. این روش به روش معمول، با استفاده از یک دستگاه اندازه گیری - یک تستر (اشاره گر، الکترونیکی) انجام می شود.

بررسی عملکرد باتری خورشیدی خودتان با استفاده از ابزار دیجیتال معمولی برای اندازه گیری ولتاژ، جریان، مقاومت

در هادی های خروجی، ولتاژ و جریان خروجی در شرایط حداکثر و حداقل روشنایی بوم اندازه گیری می شود. با لحیم کاری با کیفیت تمام صفحات و بدون وجود نقص، نتیجه معمولا مثبت است.

کنترلر شارژ باتری

اگر یک کنترل کننده شارژ (دشارژ) باتری در مدار آن قرار گیرد، نصب برق خورشیدی قابل اطمینان تر و ایمن تر خواهد شد. این دستگاه را می توان به صورت آماده خریداری کرد.

اما اگر در الکترونیک مهارت دارید و میل به کمال دارید، ساختن کنترلر شارژ خودتان کار سختی نیست. برای مرجع، می توانید توضیح دهید: دو نوع چنین دستگاهی توسعه یافته است:

1. PWM (مدولاسیون عرض پالس).
2. MPPT (حداکثر ردیابی نقطه قدرت).

اگر به روسی ترجمه شود، اولین نوع دستگاه بر اساس اصول مدولاسیون عرض پالس عمل می کند. نوع دوم دستگاه برای محاسبه حداکثر نقطه قدرت طراحی شده است.

در هر صورت، هر دو مدار بر روی یک پایه عنصر کلاسیک مونتاژ می شوند، با تنها تفاوت این است که دستگاه های دوم دارای طرح های مدار پیچیده تری هستند. کنترل کننده های شارژ به شرح زیر در سیستم گنجانده شده است:

بلوک دیاگرام کلاسیک روشن کردن کنترلر شارژ: 1 - پنل خورشیدی. 2 - کنترل کننده شارژ/دشارژ باتری؛ 3 - باتری؛ 4 - اینورتر ولتاژ 12/220 ولت; 5 - چراغ بار

وظیفه اصلی کنترل کننده شارژ باتری یک تاسیسات برق خورشیدی نظارت بر سطح ولتاژ در پایانه های باتری است. جلوگیری از فراتر رفتن ولتاژ از مرزها در صورت نقض شرایط عملکرد باتری.

به لطف وجود کنترلر، عمر باتری ثابت باقی می ماند. البته علاوه بر این، دستگاه دما و سایر پارامترها را کنترل می کند و از ایمنی باتری و کل سیستم اطمینان می دهد.

برای مونتاژ یک کنترل کننده MPPT با دستان خود، می توانید راه حل های مدار زیادی را انتخاب کنید. هیچ مشکلی در یافتن مدار وجود ندارد، فقط باید درخواست مربوطه را در موتور جستجو انجام دهید.

به عنوان مثال، می توانید یک کنترلر را بر اساس این بلوک دیاگرام ساده در نگاه اول جمع آوری کنید:

بر اساس این بلوک دیاگرام، یک دستگاه نظارت بر شارژ باتری نسبتا موثر و قابل اعتماد با استفاده از فناوری MPPT مونتاژ شده است.

با این حال، برای اهداف خانگی، یک کنترل کننده ساده PWM کاملاً کافی است، زیرا نیروگاه های خانگی، به عنوان یک قاعده، از پانل های خورشیدی عظیم استفاده نمی کنند. برای کنترلرهای نوع MPPT، یک ویژگی مشخصه این است که با پانل های پرقدرت کار می کنند.

در توان های پایین، پیچیدگی مدار خود را توجیه نمی کنند. برای کاربر، خرید چنین دستگاه هایی هزینه های غیر ضروری را به همراه دارد. بنابراین، منطقی است که یک دستگاه PWM ساده را برای استفاده خانگی توصیه کنید، که توسط خودتان مونتاژ شده است، به عنوان مثال، طبق این طرح:

نمودار شماتیک یک کنترلر PWM ساده برای نصب خورشیدی خانگی. با خروجی پانل 17 ولت و باتری معمولی ماشین کار می کند

باتری خورشیدی: مدار اینورتر

انرژی دریافتی از خورشید انباشته می شود. در خانه معمولاً از یک باتری ماشین استاندارد (یا چندین باتری) برای ذخیره انرژی استفاده می شود.

ولتاژ و جریان باتری برای تامین برق لوازم خانگی کم مصرف که برای ولتاژ ۱۲ (۲۴) ولت طراحی شده اند، کاملاً کافی است. با این حال، این گزینه همیشه مناسب نیست.

بنابراین، علاوه بر ساختار مونتاژ شده، یک اینورتر متصل می شود - دستگاهی که ولتاژ باتری را به ولتاژ متناوب 127/220 ولت تبدیل می کند، مناسب برای تغذیه لوازم خانگی یا لوازم خانگی.

یافتن مدار اینورتر مناسب کار دشواری نیست. ایده های زیادی در این مورد وجود دارد. به طور سنتی، مدار اینورتر شامل اجزای زیر است:

• پنل خورشیدی نیمه هادی،
• مدار مجتمع نوع SG3524 (تنظیم کننده شارژ)،
• باتری،
• مدار مجتمع برای کنترل ترانزیستورهای MOS،
• ماسفت های قدرتی،
• تبدیل کننده.

بلوک دیاگرام رگولاتور جفت شده با اینورتر چیزی شبیه به این است:

بلوک دیاگرام یک تنظیم کننده ولتاژ باتری در ارتباط با یک مبدل-اینورتر ولتاژ برای یک نیروگاه خورشیدی

ساختار محافظ پنل خورشیدی

یک باتری خورشیدی که از ویفرهای سیلیکونی شکننده مونتاژ شده است باید علاوه بر این از تأثیرات خارجی محافظت شود. کیف محافظ از یک ماده شفاف ساخته شده است که به راحتی تمیز می شود.

گوشه های قاب پلی اورتان یا آلومینیوم و شیشه های ارگانیک شفاف کاملاً مناسب هستند. توضیح پیچیدگی های مونتاژ محفظه محافظ بی فایده است. این یک مونتاژ ساده است که با دستان خود با استفاده از مجموعه ای از ابزارهای خانگی مونتاژ می شود.

به نظر من، پنل های خورشیدی آینده هستند، اما در حال حاضر آنها هنوز به اندازه کافی برای استفاده انبوه "آماده" نیستند، آنها مانند اولین رایانه هایی هستند که فضای زیادی را اشغال کردند و به اندازه هر کدام، حتی بهترین ها، موثر نبودند. گوشی های هوشمند ارزان قیمت در حال حاضر است. بنابراین، "تنظیم" این سیستم منبع تغذیه برای تولید انبوه به زمان نیاز دارد تا فضای زیادی را اشغال نکند و حتی در شب نیز کار کند.

استفاده از انرژی جایگزین در کنار مولدهای بادی و ترموالکتریک ایده خوبی است. سازگار با محیط زیست است. چنین نیروگاهی در 1-2 سال هزینه خود را پرداخت می کند. وقتی برق قطع می شود، می توان جایگزینی در قالب چنین وسیله ای پیدا کرد.

انرژی جایگزین آینده است، هر چه که می توان گفت، کره زمین به زودی کربوهیدرات تمام خواهد شد، و هیچ شرکت نفتی و غیره وجود نخواهد داشت، بنابراین وقت آن است که به انرژی جایگزین روی بیاوریم، اگرچه هنوز گران است، اما در نهایت شما همچنان در طول زمان صرفه جویی خواهید کرد!

در اروپا چندین دهه است که استفاده از انرژی خورشیدی برای تولید انرژی الکتریکی شناخته شده است. معروف ترین نمونه اسرائیل است که در آن برنامه دولتی وجود دارد. دولت پنل های خورشیدی را برای همه تامین می کند که انرژی آنها نه تنها برای نیازهای شخصی استفاده می شود، بلکه به دولت نیز فروخته می شود. هزینه تجهیزات و کار نصب به صورت مساوی محاسبه می شود یا با انرژی تامین شده بازپرداخت می شود.

مقاله فاقد یک نکته مهم است، یعنی محاسبات مالی. هزینه این نصب چقدر خواهد بود؟

در یک زمان، من هزینه یک "نیروگاه خورشیدی" را با تمام تجهیزات لازم محاسبه کردم: یک اینورتر (تبدیل جریان مستقیم به جریان متناوب، که اکثر لوازم خانگی را اجرا می کند)، تعداد کافی باتری و غیره. تمام قطعات منحصراً در داخل تولید می شوند (سایر قطعات چندین برابر گران تر هستند).

بنابراین، پروژه نتیجه نمی دهد. از کلمه مطلقا. عمر باتری حدود 10 سال است. برای خرید و نصب تجهیزات باید همان مبلغی را بپردازید که برای 15 (!) سال استفاده از برق (حتی اگر افزایش 15 درصدی هزینه کیلووات ساعت را هر شش ماه یکبار در نظر بگیرید).

انرژی ارزان: باتری خورشیدی DIY

باتری خورشیدی برای نیازهای یک خانه شخصی یا خانه روستایی. ساخت باتری خورشیدی با دستان خود - پروژه های واقعی و واقعی

چگونه یک کنترلر برای پنل های خورشیدی انتخاب کنیم؟ کنترلر باتری خورشیدی DIY

انتقال به منابع انرژی جایگزین چند سالی است که در حال انجام است و حوزه های مختلفی را پوشش می دهد. اگرچه مفهوم تولید انرژی رایگان جذاب است، اما اجرای آن در عمل آسان نیست. هم مشکلات فنی و هم مشکلات مالی به وجود می آید. با این وجود، در مورد پروژه های کوچک مقیاس، تامین انرژی جایگزین توجیه پذیر است. به عنوان مثال، یک کنترلر باتری خورشیدی به شما امکان می دهد از برق رایگان برای وسایل الکتریکی حتی در خانه استفاده کنید. این جزء عملکرد باتری را تنظیم می کند و امکان استفاده بهینه از شارژ تولید شده را فراهم می کند.

چه پارامترهای کنترلر باید در نظر گرفته شود؟

اول از همه، باید از کل توان و ولتاژ ورودی سیستمی که کنترل کننده برای آن انتخاب شده است، اقدام کنید. یعنی توان باتری یا مجموعه باتری نباید از حاصل ضرب ولتاژ سیستم و جریان خروجی دستگاه کنترل بیشتر شود. علاوه بر این، کنترل کننده باتری خورشیدی بر اساس ولتاژ موجود در باتری تخلیه شده انتخاب می شود. علاوه بر این، در صورت افزایش فعالیت خورشیدی باید 20 درصد ذخیره ولتاژ در نظر گرفته شود.

کنترلر از نظر انطباق با ولتاژ ورودی نیز محاسبه می شود. این مقدار برای موارد مشابه فعالیت پرتوهای غیرعادی به شدت تنظیم می شود. در بازار، کنترل کننده باتری خورشیدی در انواع مختلفی ارائه می شود، که هر یک نیاز به ارزیابی خاص خود از ویژگی های توصیف شده دارد.

ویژگی های انتخاب کنترلرهای PWM

انتخاب این نوع دستگاه کنترل یک رویکرد ساده دارد - کاربر آینده فقط باید شاخص های جریان اتصال کوتاه بهینه را در ماژول مورد استفاده تعیین کند. مقداری حاشیه نیز باید ارائه شود. به عنوان مثال، اگر یک ژنراتور خورشیدی 100 وات در جریان اتصال کوتاه 6.7 آمپر به طور پایدار کار کند، کنترل کننده باید دارای درجه جریان حدود 7.5 آمپر باشد.

گاهی اوقات جریان تخلیه نیز در نظر گرفته می شود. در نظر گرفتن این موضوع در هنگام کار با کنترلرهایی با عملکرد کنترل بار بسیار مهم است. در این حالت، انتخاب یک کنترل کننده برای باتری خورشیدی به گونه ای انجام می شود که جریان تخلیه از مقدار نامی مشابه در دستگاه کنترل تجاوز نکند.

ویژگی های انتخاب کنترلرهای MPPT

این نوع کنترلرها با توجه به معیار قدرت انتخاب می شوند. بنابراین، اگر حداکثر جریان دستگاه 50 A باشد و سیستم با ولتاژ 48 ولت به طور بهینه کار کند، با در نظر گرفتن اضافه شدن پتانسیل بیمه، حداکثر توان کنترلر حدود 2900 وات خواهد بود. و در اینجا یک جنبه دیگر مهم است. واقعیت این است که ولتاژ ژنراتورهای خورشیدی هنگام تخلیه می تواند کاهش یابد. بر این اساس، قدرت ممکن است کسری قابل توجهی از درصد کاهش یابد. اما این بدان معنا نیست که شما می توانید برای عملکرد خود کنترل کننده هزینه هایی در نظر بگیرید - پتانسیل توان آن باید دقیقاً حداکثر مقادیر را پوشش دهد.

علاوه بر این، هنگام انتخاب یک کنترل کننده برای پانل های خورشیدی MPPT، ویژگی های تابش ساطع شده نیز باید در نظر گرفته شود. در سطح زمین، شدت نور خورشید 20 درصد دیگر به ظرفیت زیرساخت باتری اضافه می کند. چنین پدیده هایی را نمی توان یک قاعده نامید، اما حتی به عنوان یک حادثه باید در محاسبه قدرت کنترل کننده گنجانده شود.

چگونه خودتان یک کنترلر بسازید؟

یک نسخه معمولی از یک کنترلر خانگی شامل استفاده از مجموعه ای متوسط ​​از عناصر است. از جمله آنها یک ترانزیستور است که می تواند جریان تا 49 A را تحمل کند، یک تنظیم کننده رله از ماشین، یک مقاومت 120 کیلو اهم و یک عنصر دیود. سپس رله به باتری متصل می شود و سپس سیم از طریق مقاومت به دروازه ترانزیستور می رسد. در حین کار رله تنظیم کننده، سیگنال مثبت باید قفل دروازه را باز کند و جریان ماژول نور خورشیدی از طریق پایه های ترانزیستور به باتری عبور می کند.

اگر در حال ساخت یک کنترل کننده جهانی برای باتری خورشیدی با دستان خود هستید، با این انتظار که مصرف خود به خودی انرژی انباشته شده را حذف کنید، ادغام یک دیود در سیستم اجباری خواهد بود. در شب، برای پنل خورشیدی روشنایی ایجاد می کند و مصرف انرژی اضافی توسط ماژول را حذف می کند.

آیا بدون کنترل پنل خورشیدی امکان پذیر است؟

قبل از پاسخ به این سوال، باید به یاد داشته باشید که عملکرد کلی کنترلر به عنوان بخشی از ماژول خورشیدی چیست. با کمک آن، مالک می تواند به طور مستقل فرآیند شارژ بسته باتری را با استفاده از انرژی نور کنترل کند. اگر کنترل‌کننده‌ای وجود نداشته باشد، فرآیند پر شدن با انرژی می‌تواند تا زمانی که الکترولیت بجوشد اتفاق بیفتد. یعنی بدون وسیله ای برای کنترل تعامل بین پنل خورشیدی و باتری کاملا غیرممکن است. نکته دیگر این است که کنترل کننده باتری خورشیدی را می توان با یک ولت متر جایگزین کرد. اگر مقادیر اوج شارژ و ولتاژ شناسایی شود، کاربر می تواند به طور مستقل فرآیند را با جدا کردن بسته باتری متوقف کند. این رویکرد البته در مقایسه با کنترل خودکار ناخوشایند است، اما در صورت استفاده نادر از سیستم، می تواند خود را توجیه کند.

نتیجه

امروزه بسیاری از شرکت ها کنترل کننده های خورشیدی و سایر قطعات را برای این نوع ماژول ها تولید می کنند. این بخش دیگر مجزا و خاص در نظر گرفته نمی شود. در بازار چنین قطعاتی را می توان با قیمت 10-15 هزار روبل خریداری کرد و کیفیت خوبی دارند. البته، یک کنترل‌کننده خانگی برای باتری خورشیدی با استفاده از مقاومت‌های اقتصادی و قطعات الکتریکی خودرو چندین برابر کمتر هزینه خواهد داشت، اما به سختی می‌تواند سطح مناسبی از قابلیت اطمینان را تضمین کند. و بحث پایداری و ایمنی عملیاتی به ویژه در عملکرد پنل های خورشیدی اهمیت ویژه ای دارد، البته باتری آن نیز ذکر نشده است. اگر ماژول خورشیدی با موفقیت به یک کنترلر با کیفیت بالا مجهز شود، مالک می تواند روی انباشت خودکار برق بدون نیاز به مداخله در فرآیند تولید حساب کند.

چگونه یک کنترلر برای پنل های خورشیدی انتخاب کنیم؟ کنترلر باتری خورشیدی DIY

این مقاله به کنترل کننده های پنل های خورشیدی اختصاص دارد. تفاوت های ظریف انتخاب این دستگاه و همچنین توصیه هایی برای تولید مستقل آن در نظر گرفته شده است.

کنترلر شارژ باتری خورشیدی را خودتان انجام دهید

برای ذخیره انرژی به دست آمده از ژنراتورهای بادی و پنل های خورشیدی، از باتری های قابل شارژ (اغلب 12 ولت) استفاده می شود. هنگامی که باتری شارژ می شود، کنترل کننده شارژ منبع تغذیه را از باتری به بالاست بار تغییر می دهد. تمام مطالب ارائه شده در زیر ترجمه رایگان صفحه انگلیسی مایک دیویس در مورد کنترلر شارژ جدید و بهبود یافته طراحی شده بر روی تایمر سری 555 است. این پروژه در مسابقه Utility (مسابقه طراحی رده 555) مقام اول را کسب کرد!

کنترلر شارژ DIY برای باتری خورشیدی

مایک دیویس روایت می کند.

مدار کنترل کننده شارژ باتری جدید

کنترل کننده شارژ باتری جزء جدایی ناپذیر هر سیستم برق بادی یا خورشیدی است. ولتاژ باتری را کنترل می کند، وقتی باتری ها کاملاً شارژ می شوند، شارژ را خاموش می کند (شارژ به بار معادل - بالاست می رود) و هنگامی که به سطح تخلیه از پیش تعیین شده رسیدند آنها را به هم وصل می کند. این یک اجرای جدید و بهبود یافته از کنترل کننده شارژ بر اساس تراشه دیجیتال سری 555 است.

اجرای اولیه شارژ کنترل سال ها در این زمینه مورد استفاده قرار گرفت و افراد زیادی در سراسر جهان آن را تکرار کردند (این نسخه از کنترلر را می توانید در صفحه مولد باد خانگی بیابید).

مشکل این است که ساخت و راه اندازی آن برای افرادی که تجربه ای در زمینه الکترونیک ندارند دشوار است (مدار برای مبتدیان الکترونیک بسیار پیچیده و گیج کننده است و همچنین در یافتن قطعات لازم مشکلاتی وجود داشت). بنابراین، هدف من این است که مدار کنترل کننده شارژ را به طور قابل توجهی ساده کنم، در صورت امکان آن را روی یک تراشه واحد قرار دهم و تعداد اجزای دیگر را کاهش دهم. یکی از دوستانم پیشنهاد داد که تمام مدارهای آنالوگ را با میکروکنترلر تعویض کنم. با این حال، این برای کسانی که مایل به ساخت چنین کنترل کننده شارژ هستند بسیار دشوار است.

در اینجا مدار کنترل کننده شارژ اصلی من است (نمودار مدار 100٪). قلب مدار کنترل کننده شارژ از یک تقسیم کننده ولتاژ، دو مقایسه کننده و یک فلیپ فلاپ SR تشکیل شده است. ابتدا می خواستم آن را با یک آی سی مقایسه کننده چهارگانه LM339 مهندسی معکوس کنم. مدتی سعی کردم این ایده را پیاده کنم و حتی چندین نسخه آزمایشی ساختم، اما مشکلاتی پیش آمد که در نتیجه پروژه را مدتی به تعویق انداختم و کارهای دیگر را انجام دادم.

بلوک دیاگرام تایمر NE555. در این مدت من روی یک کنترلر موتور پمپ PWM کار می کردم که در آن کنترل کننده سرعت از یک آی سی تایمر سری 555 استفاده می کند. با نگاهی به طراحی ساختار داخلی تراشه سری 555، از شباهت آن به مدار کنترل کننده شارژ اصلی من شگفت زده شدم. ناگهان متوجه شدم که با استفاده از یک تراشه سری 555، می توانم مدار کنترل کننده شارژ را بازسازی کنم، آن را به طور قابل توجهی ساده کرده و تعداد قطعات را کاهش دهم.

مدار کنترل کننده شارژ اصلی من با بخش های اختصاصی.

بلوک دیاگرام تراشه تایمر NE555.

با مقایسه این نمودارها، شباهت های مدار کنترل کننده شارژ اصلی من و بلوک تایمر NE555 را نیز خواهید دید. مستطیل های رنگی بخش های مشابهی را نشان می دهند. تایمر سری 555 می تواند جایگزین 7 جزء در مدار اصلی شده و آن را تا حد زیادی ساده کند. این یک استفاده بسیار غیر متعارف از تراشه 555 است، زیرا من اصلاً از آن به عنوان تایمر استفاده نمی کنم.

برای ادامه روی دکمه شماره 2 کلیک کنید

ساخت و تست کنترلر شارژ باتری به روز

من دست به کار شدم و در مدت زمان کوتاهی یک چیدمان کاری تولید کردم. در اولین تلاش کار کرد، که برای من نادر است (تقریبا همیشه هنگام اجرا اشتباه می کنم).

در اینجا یک نمودار از کنترل کننده شارژ جدید (نمودار اندازه کامل) آمده است.

من فقط از قطعات رایج استفاده کردم. NE555 احتمالاً محبوب ترین آی سی در تاریخ الکترونیک است. سالانه میلیاردها عدد از آنها تولید می شد. ترانزیستور می تواند 2N2222، NTE123، 2N3904 یا سایر اهداف عمومی مشابه (ترانزیستور NPN کوچک) باشد. ماسفت IRF540 یا مشابه آن است. من تعداد زیادی IRF540 از پروژه های دیگر باقی مانده بود، بنابراین به جای خریدن یکی دیگر از یکی از آنها استفاده کردم. از آنچه می توانید پیدا کنید استفاده کنید.

تمام مقاومت ها 1/8 وات هستند. اگر مقاومت های 1/8 واتی ندارید، می توان مقاومت های 1/4 وات یا بالاتر را جایگزین کرد. من از دو مقاومت قابل تنظیم R1 و R2 (مقاومت متغیر با دقت 10K) استفاده کردم، زیرا قبلاً آنها را در دست داشتم. هر رتبه بندی بین 10K و 100K باید خوب کار کند، تحمل 10٪ برای همه اجزای غیرفعال کافی است. مدار به قطعات دقیق نیاز ندارد.

به روز رسانی. مدار فوق را با اضافه کردن مقاومت های R8 و R9 اصلاح کردم. این مقاومت های 330 اهم برای عملکرد مدار مورد نیاز نیستند، اما به محافظت از آن در برابر اتصالات تصادفی (مانند فشار دادن دکمه ها) کمک می کنند. طراحی اولیه عمدا مینیمالیست بود.

رله. من از رله های خودرو با 40 آمپر استفاده کردم. پیدا کردن آنها بسیار آسان است. من یک رله برای اتصال آسان اضافه کردم. 40 آمپر ممکن است اضافی به نظر برسد، اما امکان گسترش آینده را فراهم می کند. می‌توانید با یک پنل خورشیدی کوچک شروع کنید و سپس چندین، بعداً یک توربین بادی و یک بانک باتری بزرگ‌تر اضافه کنید. تمام قسمت های دیگر در زیر لیست شده است.

لیست قطعات کنترل کننده شارژ

IC1 - 7805 - تنظیم کننده ولتاژ 5 ولت

R3، R4، R5 - 1K Ohm 1/8 W 10%

IC2 - NE555 - تایمر

R6 - 330 اهم 1/8 وات 10%

PB1، PB2 - دکمه های تماس بدون تثبیت

R7 - 100 اهم 1/8 وات 10%

LED1 - LED سبز

Q1 - 2N2222 یا ترانزیستور NPN مشابه

LED2 - LED زرد

Q2 - IRF540 یا ماسفت قدرت مشابه

رله خودرو RLY1 – 40 آمپر SPDT

C1 - 0.33uF 35V 10%

D1 - 1N4001 یا مشابه

C2 - 0.1 µF 35V 10%

R1، R2 - 10K - پتانسیومترهای چند چرخشی

R8 -R9 - مقاومت‌های اضافی 330 اهم 1/2 وات (متن را ببینید)

چیدمان کاری نمونه اولیه برای آزمایش میدانی برای اولین بار کار کرد.

توجه داشته باشید که من استفاده از نسخه 78L05 رگولاتور 5 ولتی را در یک بسته کوچک TO-92، به اندازه ترانزیستور 2N2222 انتخاب کردم. این مستطیل سیاه کوچک در گوشه سمت چپ بالای تخته است. این راه حل باعث صرفه جویی زیادی در فضای برد می شود و تنها به شما اجازه می دهد 100 میلی آمپر را مدیریت کنید، اما این برای تغذیه این مدار کافی است. اگر نمی توانید 78L05 را پیدا کنید، می توانید از نسخه TO-220 7805 استفاده کنید که بسیار رایج تر است (این کار باعث افزایش کمی برد می شود).

اگر مداری ساخته اید، وقت آن است که آن را پیکربندی کنید. من از 11.9 ولت و 14.9 ولت به عنوان حد ولتاژ پایین و بالایی برای کنترلر استفاده می کنم. اینها نقاطی هستند که از شارژ باتری ها تا تخلیه بار معادل و بالعکس (اگر از توربین بادی استفاده می کنید، بار معادل مورد نیاز است، زمانی که فقط با پنل های خورشیدی کار می کنید، ممکن است خط بار معادل باز بماند).

احتمالاً بهترین راه برای راه اندازی مدار، اتصال منبع تغذیه DC به پایانه های باتری است. منبع تغذیه را روی 11.9 ولت تنظیم کنید. ولتاژ را در نقطه آزمایش 1 اندازه گیری کنید. ولتاژ R1 را در نقطه آزمایش تنظیم کنید، آن را تا حد امکان به 1.667 ولت نزدیک کنید. اکنون آن را روی 14.9 ولت تنظیم کنید و ولتاژ را در نقطه آزمایش 2 اندازه گیری کنید، R2 را تنظیم کنید تا ولتاژ در نقطه آزمایش تا حد امکان به 3.333 ولت نزدیک شود.

عملکرد کنترلر شارژ را با اعمال ولتاژ کمی بیشتر و کمتر به ورودی (بین 11.7 تا 15.1 ولت) بررسی کنید. باید بشنوید که رله در حدود 14.9 ولت بسته می شود و در حدود 11.9 ولت باز می شود. هنگامی که ولتاژ ورودی بین دو نقطه تنظیم است، می توان از دکمه های PB1، PB2 برای تغییر وضعیت کنترلر استفاده کرد.

کنترلر شارژ آماده هنگامی که کنترلر راه اندازی شد، آن را در یک محفظه نیمه ضد آب و هوا نصب کردم. رله در سمت چپ است. برای سیم کشی، من از سیم جریان بالا (طراحی شده تا 40 آمپر) استفاده کردم. من همچنین یک فیوز برای خط ورودی خورشیدی/باد قرار دادم.

این هم عکس دیگری از شارژ کنترلر با روکش. چیزی که من در مورد آن دوست دارم این است که می توانم LED ها را از طریق پوشش نیمه شفاف ببینم و در نگاه اول مشخص است که کنترل کننده شارژ در چه وضعیتی است (برای آزمایش راحت است).

این عکس تمام اتصالات بیرونی کنترلر را نشان می دهد: یک اتصال برای باتری مثبت، یک ورودی مثبت از پنل خورشیدی یا ژنراتور باد، به علاوه یک بار معادل اضافی (بالاست) و سه اتصال به زمین وجود دارد.

هنگام اتصال کنترل کننده شارژ، ابتدا باتری باید وصل شود (به این ترتیب الکترونیک می تواند انرژی دریافتی خود را آزاد کند). اگر پنل های خورشیدی یا ژنراتور باد ابتدا وصل شوند، کنترل کننده در حالت ناپایدار قرار می گیرد.

من باید در مورد بار معادل (بالاست) صحبت کنم: هنگامی که کنترل کننده شارژ احساس می کند که باتری ها (باتری) کاملاً شارژ شده اند، به معادل بار (فقط یک بانک خارجی بزرگ از مقاومت ها با درجه توان بالا) تغییر می کند تا باد را انتخاب کند. توان خروجی ژنراتور و نگه داشتن آن تحت بار. اگر از توربین بادی تجاری ساخته شده با محافظ داخلی استفاده می‌کنید، یا فقط از پنل‌های خورشیدی استفاده می‌کنید، بار معادل مورد نیاز نیست و می‌توانید این خط را بدون اتصال رها کنید. در صفحه توربین بادی من می توانید اطلاعات بیشتری در مورد بار معادل (بالاست) بخوانید.

در اینجا نمای جانبی دیگری از دکمه های شارژ و بالاست وجود دارد. هنگامی که ولتاژ باتری به حد کم و زیاد می رسد، کنترل کننده شارژ به طور خودکار بین شارژ و بالاست سوئیچ می کند. این دکمه ها به من این امکان را می دهند که کنترل کننده شارژ را به صورت دستی بین دو حالت تغییر دهم.

اینم عکس تست شارژ کنترلر جدید. یکی از پانل های خورشیدی 60 وات خانگی من در خارج از کارگاه من نصب شده بود و برای شارژ باتری های چرخه عمیق با استفاده از یک کنترل کننده شارژ جدید استفاده می شد. همه چیز عالی کار کرد. کنترل کننده شارژ، زمانی که باتری به طور کامل شارژ شد، به بالاست تبدیل شد.

در اینجا یک عکس نزدیک از آزمایش است. ولت متر 12.64 ولت را روی باتری نشان می دهد که در اصل کاملاً شارژ شده است. تنها زمان کوتاهی طول کشید تا پنل خورشیدی شارژ کامل شود و کنترلر شارژ به بالاست تغییر کند. تنها مشکلی که در طول آزمایش داشتم این بود که تشخیص اینکه کدام یک از LED ها در نور شدید خورشید روشن می شوند، مشکل بود.

نمودار یک پنل خورشیدی معمولی و سیستم توربین بادی (نمودار اندازه کامل). چندین پنل خورشیدی و/یا توربین های بادی را می توان به طور همزمان متصل کرد. منابع فعلی را می توان به صورت موازی متصل کرد. هر پنل خورشیدی یا ژنراتور بادی باید دیود مسدود کننده خود را داشته باشد. در اینجا نمودار یک سیستم معمولی با یک توربین بادی و دو پنل خورشیدی است که کنترل کننده شارژ را تغذیه می کند. به طور معمول، یک مبدل AC برای تامین برق AC به بار در سیستم گنجانده شده است.

مردم برای من نامه می نویسند و می پرسند که چرا یک کنترلر شارژ و یک باتری لازم است. چرا فقط صفحات خورشیدی یا یک توربین بادی را مستقیماً به اینورتر وصل نکنید و از جریانی که تولید می کنند استفاده نکنید؟ خوب، واقعیت این است که خورشید همیشه نمی تابد و باد همیشه نمی وزد، اما مردم همیشه به انرژی نیاز دارند. باتری ها آن را برای استفاده در صورت نیاز در دسترس نگه می دارند.

به روز رسانی. دوست من Jason Markham یک طرح PCB برای این پروژه ایجاد کرد.

به روز رسانی. مردم از من می پرسند که آیا این کنترل کننده شارژ را می توان با سیستم های 24 ولت استفاده کرد و چه تغییراتی برای انجام این کار لازم است. مدار باید در سیستم های 24 ولت به خوبی کار کند. رله باید برای ولتاژ سیم پیچ 24 ولت جایگزین شود، و کنترل کننده باید برای محدودیت های جدید بالا و پایین برای ولتاژ باتری بالاتر کالیبره شود. تنظیم کننده ولتاژ 7805 طوری طراحی شده است که در حالت های حداکثر 35 ولت ولتاژ ورودی کار می کند، بنابراین هیچ تغییر دیگری در مدار لازم نیست.

به روز رسانی. در تلاش برای ایجاد یک سیستم انرژی خورشیدی جمع و جور، منظم و قابل حمل، یک کنترلر شارژ را در بالای بسته باتری نصب کردم. من همچنین یک اینورتر جریان روی جعبه نصب کردم - جعبه باتری برق صنعتی.

اینم یه عکس دیگه از نصب یک فندک برای تغذیه بار 12 ولت در اینجا گنجانده شده است. این یک سیستم کامل انرژی خورشیدی در یک بسته کوچک (اما سنگین) است، فقط باید پنل خورشیدی را وصل کنید.

کنترل کننده شارژ روی یک بسته باتری جدید نصب شده است. من بانک باتری قدیمی ام را تقریبا رایگان گرفتم، اما بسیار سنگین و حجیم بود. من در نهایت یک باتری بزرگ به اندازه و وزن باتری ماشین خریدم (این یک طراحی چرخه عمیق است)، برای سیستم های خورشیدی/بادی عالی است. قدرت آن تقریباً به اندازه بانک باتری قدیمی من است، اما بسیار کوچکتر و سبک تر است. قیمت آن حدود 200 دلار است، اما پشت من برای همیشه از شما تشکر خواهد کرد، و دیگر مجبور نیستم بانک قدیمی 14 باتری را برداریم.

به روز رسانی. این طرح کنترلر شارژ سری 555 در مسابقه طراحی Utility 555 رتبه اول را کسب کرد. یاهووو

کنترلر شارژ باتری خورشیدی را خودتان انجام دهید

کنترل کننده شارژ باتری خورشیدی برای ذخیره انرژی به دست آمده از ژنراتورهای بادی و پنل های خورشیدی، از باتری های قابل شارژ (اغلب 12 ولت) استفاده می شود. چه زمانی

این کنترل کننده شارژ خورشیدیطراحی شده برای شارژ باتری سرب اسید از پنل خورشیدی. این مدار برای پنل های خورشیدی با توان 15 وات به بالا مناسب بوده و دارای نشانگر نوری از روند عملکرد کنترلر می باشد.

باتری خورشیدی منبع ولتاژ پیوسته ای است که به ورودی کنترلر تامین می شود و یک باتری به خروجی کنترلر متصل می شود. در نتیجه باتری بیش از حد شارژ نمی شود و عمر مفید آن افزایش می یابد.

شرح عملکرد کنترلر شارژ باتری خورشیدی

ولتاژ پانل خورشیدی ابتدا از دیود D6 (ترجیحاً دیود شاتکی) عبور می کند که از تخلیه مجدد باتری از طریق پانل در زمانی که خورشید نمی تابد جلوگیری می کند. بعد از دیود D6 یک رگولاتور خطی کلاسیک مبتنی بر LM317 می آید. ولتاژ خروجی رگولاتور با نسبت مقاومت مقاومت های R20 و R1 تعیین می شود.

ولتاژ خروجی باید حدود 13.6...13.8 ولت باشد. مقدار دقیق را می توان با انتخاب مقاومت R19 تنظیم کرد که مقدار آن به صورت تجربی تعیین می شود. در این مورد خاص، مقاومت آن (R19) 390K بود، بنابراین این مقدار را می توان به عنوان نقطه شروع در نظر گرفت.

دیود D5 محافظ است. بعد از تثبیت کننده LM317 یک مدار نشانگر نور متشکل از سه LED (D2، D3، D4) وجود دارد. LED D2 می درخشد که نشان می دهد باتری کاملاً شارژ شده است (ولتاژ 13 ولت).

LED D3 برای نشان دادن ولتاژ صفحه خورشیدی (15.5 ولت) استفاده می شود. آخرین LED D4 روند شارژ باتری را نشان می دهد. مقدار آستانه 50 میلی آمپر برای راه اندازی نشان انتخاب شده است.

برای کار با LED D3، از یک مقایسه کننده در تقویت کننده عملیاتی LM339 استفاده می شود که ولتاژ خروجی پنل خورشیدی را با ولتاژ مرجع به دست آمده با استفاده از دیود زنر D1 مقایسه می کند. برای صرفه جویی در مصرف باتری، LED ها مستقیماً از پنل خورشیدی از طریق یک تثبیت کننده 78L12 تغذیه می شوند.

راه اندازی کنترلر شارژ باتری خورشیدی

پس از نصب قطعات و بررسی خطاها، باید یک منبع تغذیه تنظیم شده را به ورودی (به جای پنل خورشیدی) وصل کنید و ابتدا یک ولتاژ 17 ... 20 ولت اعمال کنید. با تغییر مقاومت مقاومت R19، لازم است ولتاژ خروجی تثبیت کننده را در ناحیه 13.6...13.8 ولت تنظیم کنید. پس از این، ولتاژ ورودی از منبع تغذیه باید در حدود 13.1 ولت انتخاب شود و برای اطمینان از روشن شدن LED D2 باید از مقاومت پیرایش R18 استفاده شود. هنگامی که ولتاژ منبع تغذیه به زیر 13 ولت می رسد، LED D2 باید خاموش شود.

سپس ولتاژ ورودی را روی 15.5 ولت قرار دهید و با چرخاندن تنظیم کننده R4 از روشن شدن LED D3 مطمئن شوید. برای تنظیم نشانگر شارژ، به باتری نیاز دارید. آن را از طریق آمپرمتر به کنترلر متصل کنید و ولتاژ منبع تغذیه را طوری تنظیم کنید که باتری با جریانی حدود 50 میلی آمپر شارژ شود. پس از این، مقاومت R14 را طوری تنظیم کنید که D4 روشن شود. هنگامی که جریان به زیر 40 میلی آمپر می رسد، LED D4 باید خاموش شود. مصرف خود کنترلر (از باتری) حدود 9-10 میلی آمپر است که در هنگام استفاده از باتری سرب اسیدی ناچیز است.

http://www.pctun.czechian.net/solarko/solarko.html

در قرن بیست و یکم، دیگر بر کسی پوشیده نیست که انرژی خورشید می تواند به جریان الکتریکی تبدیل شود. این تحول با استفاده از تجهیزات ویژه به دست می آید -. اما همه نمی دانند که چگونه و در چه صنایعی می توان از پنل های خورشیدی استفاده کرد.

ابتدا باید گفت که این تجهیزات هم در سیستم های مستقل و هم در سیستم های تحت شبکه قابل استفاده است. به این معنی که در بسیاری از زمینه ها از جمله:

• صنعت کشاورزی؛
• مخابرات؛
• سیستم های ناوبری؛
• روشنایی علائم جاده در شب؛
• سیستم های روشنایی خیابان و غیره

اما استفاده از تاسیسات فتوولتائیک می تواند بازده پایینی را نشان دهد اگر کنترل کننده شارژ برای کنترل فرآیند درگیر نباشد. این دستگاه می تواند به عنوان یک واحد مجزا عمل کند یا در اینورترها یا منابع تغذیه بدون وقفه نصب شود. انواع مختلفی از کنترل کننده شارژ باتری خورشیدی وجود دارد - PWM و MPRT.

کنترلرهای MPRT

چنین کنترل کننده هایی دارای یک ویژگی عملکردی مهم هستند - جستجو برای نقطه حداکثر قدرت.انرژی الکتریکی تولید شده توسط باتری ها باید تا حد امکان در بار استفاده شود - یکی از اصول اصلی این نوع کنترلرها.

برای داشتن درک روشنی از عملکرد کنترلرهای MPPT، ابتدا باید بفهمید که حداکثر نقطه قدرت چیست. در یک نقطه معین، مقدار ولتاژ، و همچنین قدرت جریان، توسط چندین جنبه تعیین می شود، که مهمترین آنها روشنایی نور، گرم شدن باتری و زاویه تابش پرتوها است. از آنجایی که این مقادیر ثابت نیستند، نقطه حداکثر توان نیز موقعیت خود را تغییر می دهد. و برای اینکه تجهیزات کارآمدترین کار را داشته باشند و تا حد ممکن الکتریسیته از خورشید تولید کنند، باتری مورد نیاز است که با پارامترهای مرتباً در حال تغییر سازگار باشد. اما حتی او قادر به "گرفتن" دقیق نقطه حداکثر قدرت نیست - و اینجاست که کنترل کننده های شارژ MPRT به کمک می آیند.

بر اساس نتایج تحقیقات، این فناوری می‌تواند تا ۲۵ درصد بازدهی پنل‌های خورشیدی را افزایش دهد.

کنترلرهای PWM

فناوری مورد استفاده در کنترلرهای PWM به لطف سوئیچینگ باتری خورشیدی، دستیابی به ولتاژ شارژ باتری ثابت را ممکن می سازد. طرح عملکرد این دستگاه ها به شرح زیر است: هنگامی که مقدار ولتاژ اعلام شده روی باتری می رسد، کنترل کننده عملکرد کاهش جریان شارژ و جلوگیری از گرم شدن بیش از حد باتری را انجام می دهد. همچنین، چنین کنترل کننده هایی "سن" باتری ها را در نظر می گیرند، درجه تولید گاز را کاهش می دهند (به استثنای فناوری های AGM و GEL که به هیچ وجه گاز منتشر نمی کنند)، توانایی پذیرش شارژ را افزایش می دهند و اطمینان حاصل می کنند. یکسان سازی کیفیت عناصر فردی آنها.

انرژی دریافتی توسط باتری خورشیدی در صورت نصب یک کنترلر PWM به بهترین شکل استفاده می شود - 30 درصد انرژی بیشتر برای باتری ها، کاهش هزینه سیستم، استفاده از برق به حداکثر سود.

یک کنترلر را انتخاب کنید - MPRT یا PWM

دستگاه های MPRT به شما امکان می دهد در مقایسه با PWM کارایی بیشتری داشته باشید، اما معایب آنها شامل قیمت - تقریبا دو برابر بیشتر است. بر این اساس، برای ظرفیت های کوچک، زمانی که از 1-2 ماژول خورشیدی استفاده می شود، بهتر است یک کنترل کننده PWM خریداری کنید - در چنین "مقیاس" کوچکی از نصب، MPPT تقریباً همان کارایی PWM را نشان می دهد، فقط کمی بیشتر. اگر قبلاً ظرفیت کمی از ماژول های خورشیدی دارید، اما در آینده می خواهید با اضافه کردن تجهیزات جدید آن را افزایش دهید، توصیه می شود یک کنترلر MPPT خریداری کنید.

همانطور که قبلاً از مواد بالا می توانید متوجه شوید، پانل های خورشیدی باید به کنترل کننده های شارژ مجهز شوند تا عملکرد بسیار کارآمدی داشته باشند. از این گذشته ، کنترل کننده یکی از مهمترین اجزای کل سیستم است که عملکردهای قابل توجهی را انجام می دهد - کنترل دما ، حالت شارژ و موارد دیگر.

متأسفانه همه فروشندگان این تجهیزات، چه در فروشگاه های زمینی و چه در اینترنت، به خوبی به دستگاه هایی که می فروشند، آشنایی ندارند. به همین دلیل قبل از خرید بهتر است اطلاعات کاملی در مورد آنها جمع آوری کنید تا انتخاب درستی داشته باشید. همچنین توصیه می شود از فروشگاه های معتبری که از اعتماد مشتریان و شهرت خوبی برخوردار هستند خرید کنید.

کنترلرهای شارژ مدرن به تعداد زیادی محافظ مختلف مجهز شده اند. به طور خاص، این محافظت در برابر شارژ بیش از حد، گرمای بیش از حد، جلوگیری از اتصال کوتاه و غیره است. به همین دلیل عملکرد قابل اعتماد، با کیفیت و پایدار دستگاه حاصل می شود. و قبل از انتخاب یک کنترلر یا دیگری، مطمئن شوید که دستگاه دارای چه مدارهای محافظ خاصی است و آیا به اندازه کافی محافظت می شود.

امروزه خرید کنترلر شارژ مشکلی ندارد - بسیاری از فروشگاه ها چنین تجهیزاتی را به مشتریان خود ارائه می دهند. اما گاهی اوقات این اتفاق می افتد که مصرف کننده متوجه می شود که کنترل کننده برای باتری خورشیدی کاملاً مناسب نیست، نوعی "ناسازگاری" وجود دارد و کار آنها با هم چیزهای زیادی را به همراه دارد. بنابراین، هنگام انتخاب این دستگاه ها مراقب باشید و فقط به فروشندگان قابل اعتمادی اعتماد کنید که در زمینه خود حرفه ای محسوب می شوند - در این صورت، خرید شما را ناامید نخواهد کرد و برای مدت طولانی "وفادارانه" خدمت خواهد کرد.