Solární regulátor nabíjení baterie: proč je potřeba a jak funguje. Solární ovladače

Přechod na alternativní zdroje energie probíhá již pěkných pár let a týká se různých oblastí. Přestože je koncept výroby volné energie atraktivní, není snadné jej v praxi zavést. Vznikají technické i finanční potíže. Nicméně v případě projektů malého rozsahu je alternativní zásobování energií opodstatněné. Ovladač například umožňuje využívat volné napájení pro elektrospotřebiče i doma. Tato součást reguluje provoz baterie a umožňuje optimální využití generovaného náboje.

Jaké parametry regulátoru je třeba vzít v úvahu?

Nejprve byste měli vycházet z celkového výkonu a vstupního napětí systému, pro který je regulátor vybrán. To znamená, že výkon baterie nebo bateriového komplexu by neměl překročit součin systémového napětí a výstupního proudu řídicího zařízení. Kromě toho se regulátor volí na základě napětí ve vybité baterii. Navíc by měla být zajištěna 20procentní rezerva na napětí pro případ zvýšené sluneční aktivity.

Regulátor se počítá i z hlediska dodržení vstupního napětí. Tato hodnota je přísně regulována pro stejné případy anomální radiační aktivity. Na trhu je regulátor pro solární baterii prezentován v různých typech, z nichž každý vyžaduje vlastní specifické posouzení popsaných charakteristik.

Vlastnosti výběru PWM regulátorů

Volba tohoto typu ovládacího zařízení má jednoduchý přístup – budoucímu uživateli stačí určit optimální indikátory zkratového proudu v použitém modulu. Měla by být také poskytnuta určitá rezerva. Pokud například proud 100W solárního generátoru pracuje stabilně při 6,7 A, pak by měl mít regulátor nominální hodnotu proudu asi 7,5 A.

Někdy se bere v úvahu i vybíjecí proud. To je zvláště důležité vzít v úvahu při provozu regulátorů s funkcí řízení zátěže. V tomto případě je volba regulátoru pro solární baterii provedena tak, aby vybíjecí proud nepřekročil stejnou jmenovitou hodnotu v řídicím zařízení.

Vlastnosti výběru MPPT regulátorů

Tento typ regulátorů se volí podle výkonového kritéria. Pokud je tedy maximální proud zařízení 50 A a systém pracuje optimálně s napětím 48 V, pak bude špičkový výkon regulátoru asi 2900 W, s přihlédnutím k pojistnému potenciálu. A zde je důležitý ještě jeden aspekt. Faktem je, že napětí solárních generátorů se může snížit, když jsou vybité. V souladu s tím může výkon klesnout o významný zlomek procenta. To ale neznamená, že je možné počítat s výkonem samotného regulátoru – jeho výkonový potenciál by měl pokrývat přesně maximální hodnoty.

Navíc při výběru regulátoru pro solární panely MPPT je třeba vzít v úvahu také vlastnosti emitovaného záření. Na povrchu země intenzita slunečního záření přidává dalších 20 % ke kapacitě bateriové infrastruktury. Takové jevy nelze nazvat pravidlem, ale i jako nehoda by měly být zahrnuty do výpočtu výkonu regulátoru.

Jak si vyrobit ovladač sami?

Typická verze domácího ovladače zahrnuje použití skromné ​​sady prvků. Mezi nimi bude tranzistor, který odolá proudu až 49 A, reléový regulátor z automobilu, odpor 120 kOhm a diodový prvek. Dále je relé připojeno k baterii a poté drát přes odpor prochází do brány tranzistoru. Během provozu relé-regulátoru by měl kladný signál odemknout bránu a proud z modulu solárního světla projde nohama tranzistoru do baterie.

Pokud se vyrábí univerzální regulátor s očekáváním eliminace samovolné spotřeby akumulované energie, pak bude integrace diody do systému povinná. V noci vytvoří osvětlení, čímž se eliminuje další spotřeba energie modulem.

Je možné se obejít bez ovladače solárního panelu?

Než odpovíte na tuto otázku, musíte si zapamatovat, jaká je obecná funkce regulátoru jako součásti solárního modulu. S jeho pomocí může majitel autonomně řídit proces nabíjení baterie pomocí světelné energie. Pokud není k dispozici žádný regulátor, proces plnění energií může probíhat, dokud se elektrolyt nevyvaří. To znamená, že je absolutně nemožné se obejít bez prostředků pro řízení interakce mezi solárním panelem a baterií. Další věc je, že ovladač pro solární baterii lze nahradit voltmetrem. Pokud jsou zjištěny špičkové hodnoty nabití a napětí, může uživatel nezávisle zastavit proces odpojením bateriového bloku. Tento přístup je samozřejmě nepohodlný ve srovnání s automatickým řízením, ale v případě ojedinělého použití systému se může ospravedlnit.

Závěr

Mnoho společností dnes vyrábí solární regulátory a další komponenty pro tyto typy modulů. Tento segment již není považován za samostatný a specifický. Na trhu lze takové komponenty zakoupit za 10-15 tisíc rublů a jsou dobré kvality. Samozřejmě, domácí regulátor pro solární baterii využívající rozpočtové odpory a automobilové elektrické díly bude stát několikrát méně, ale stěží může zaručit správnou úroveň spolehlivosti. A otázka provozní stability a bezpečnosti je při provozu solárních panelů obzvláště důležitá, o baterii nemluvě. Pokud je solární modul úspěšně vybaven kvalitním regulátorem, může majitel počítat s automatickou akumulací elektřiny bez nutnosti zasahovat do procesu výroby.

V systémech elektráren napájených solárními panely se k napájení přijímané energie používají různá schémata připojení, která jsou vytvořena pomocí různých algoritmů založených na technologii mikroprocesorové elektroniky. Na základě takových obvodů byla vytvořena zařízení nazývaná ovladače solárních panelů.

Princip fungování

Existuje několik způsobů přenosu elektřiny ze solárních článků do baterie:

• Bez použití spínacích a nastavovacích zařízení přímo.
• Prostřednictvím ovladačů pro

První způsob způsobí, že průchod elektrického proudu ze zdroje do baterií zvýší jejich napětí. Nejprve napětí stoupne na určitou mezní hodnotu, která závisí na typu a provedení baterie a okolní teplotě. Tuto úroveň dále překročí.

Během počátečního období se baterie nabíjejí normálně. Poté začnou procesy, které se vyznačují negativními aspekty: nabíjecí proud dále protéká, způsobuje zvýšení napětí nad přípustnou hodnotu, dochází k přebíjení a v důsledku toho se zvyšuje teplota elektrolytu. To způsobí jeho var a uvolňování vodní páry se značnou intenzitou z jednotlivých článků baterie. Tento proces může pokračovat, dokud plechovky nevyschnou. Je jasné, že životnost baterií díky tomuto jevu neroste.

K omezení nabíjecího proudu používají speciální zařízení - regulátory nabíjení, nebo to dělají ručně. Poslední zmíněnou metodu téměř nikdo nepoužívá, protože je nepohodlné hlídat úroveň napětí na zařízeních, ručně provádět spínače a je nutné k tomu přidělit speciálního pracovníka, který bude obsluhovat ovladače solárních panelů.

Provoz ovladače během nabíjení

Regulátory pro solární panely jsou vyráběny v různých modifikacích založených na principech a složitosti metody omezení napětí:

• Snadné vypnutí a zapnutí. Regulátor přepne nabíječku na baterii v závislosti na hodnotě napětí na svorkách.
• Proměny.
• Ovládání maximálního výkonu.

První princip jednoduchého přepínání

Toto je nejjednodušší typ práce, ale je méně spolehlivý. Hlavní nevýhodou metody je, že při zvýšení napětí na svorkách baterie na maximální hodnotu nedochází ke konečnému nabití. Nabití dosahuje 90 % nominální hodnoty. Baterie jsou neustále ve stavu podbití. To má neblahý vliv na jejich životnost.

Princip šířky pulzu

Taková zařízení jsou vyráběna na bázi mikroobvodů. Řídí napájecí jednotku tak, aby udržovala vstupní napětí v určitém rozsahu pomocí zpětnovazebních signálů.

Regulátory s regulací šířky pulzu mají následující možnosti:

• Změřte teplotu elektrolytu ve vzdálené nebo vestavěné baterii.
• Teplotu kompenzujte nabíjecím napětím.
• Přizpůsobte se vlastnostem konkrétního typu baterie s různými hodnotami podle grafu napětí.

Čím více funkcí zabudovaných do regulátorů solárních panelů, tím vyšší je jejich spolehlivost a cena.

Harmonogram provozu solární baterie

Omezení napětí na základě bodu špičkového výkonu

Tato zařízení mohou také pracovat metodou šířky pulzu. Jejich přesnost je vysoká, protože se bere v úvahu maximální hodnota energie dodávané solární baterií. Hodnota výkonu se vypočítá a uloží.

U solárních baterií s napětím 12 voltů je maximální výkon 17,5 voltů. Jednoduchý ovladač vypne nabíjení baterie již při 14 V a ovladač se speciální technologií umožňuje využít rezervu solární baterie až 17,5 V.

Čím více je baterie vybitá, tím větší ztráty energie ze solárních článků regulátory pro solární panely tyto ztráty snižují. Výsledkem je, že ovladače pomocí transformací šířky pulzu zvyšují energetický výkon solární baterie během všech nabíjecích cyklů. Procento úspory může dosáhnout až 30 % v závislosti na různých faktorech. Výstupní proud baterie bude vyšší než vstupní proud.

Vlastnosti

Při výběru typu regulátoru je třeba dbát nejen na zásady fungování, ale také na podmínky určené pro jeho provoz. Tyto indikátory zařízení jsou:

• Hodnota vstupního napětí.
• Hodnota celkového výkonu solárních článků.
• Typ zátěže.

Napětí

Obvod regulátoru může přijímat napětí z několika baterií, které jsou zapojeny různými způsoby. Pro správnou funkci zařízení je nutné, aby celková hodnota napětí včetně napětí naprázdno nepřesáhla mez stanovenou výrobcem v návodu.

Jmenujme některé faktory, kvůli kterým je nutné udělat 20% rezervu napětí:

• Je třeba vzít v úvahu faktor reklamního nadhodnocení údajů správce.
• Procesy probíhající ve fotočláncích jsou nestabilní s nadměrnými slunečními erupcemi světla, energie, která vytváří napětí baterie naprázdno, může být překročena.

Solární energie

Tato hodnota je důležitá při provozu regulátoru, protože zařízení musí mít dostatečný výkon, aby jej převedlo do baterií, pokud není dostatek energie, obvod zařízení selže.

Pro výpočet výkonu se hodnota výstupního proudu z regulátoru vynásobí generovaným napětím, přičemž se nezapomíná na 20% rezervu.

Typ zátěže

Ovladač musí být používán k určenému účelu. Není potřeba jej používat jako běžný zdroj napětí ani k němu připojovat různá domácí zařízení. Možná budou některé fungovat normálně a nepoškodí ovladač.

Další otázkou je, jak dlouho to bude trvat. Zařízení pracuje na principu transformací typu pulsní šířky a využívá technologie výroby mikroprocesorů. Tyto technologie berou v úvahu zatížení, které je vlastní vlastnostem baterie, a nikoli různé typy spotřebičů, které mají zvláštní vlastnosti chování při změně zatížení.

Jak vyrobit ovladač vlastníma rukama

K výrobě takového zařízení stačí mít určité znalosti z elektrotechniky a elektroniky. Domácí zařízení bude z hlediska funkčnosti a účinnosti horší než průmyslový model, ale pro jednoduché sítě s nízkým výkonem je takový domácí ovladač docela vhodný.

Domácí ovladač musí mít následující parametry:

• 1,2 P ≤ I × U. V tomto výrazu se používá označení celkový výkon zdrojů (P), výstupní proud regulátoru (I) a napětí při vybití baterie (U).
• Nejvyšší vstupní napětí regulátoru by mělo odpovídat celkovému napětí baterií při nečinnosti bez zátěže.

  Jednoduché schéma domácího řídicího modulu:

Samostatně smontované ovladače solárních panelů mají následující vlastnosti:

• Nabíjecí napětí je 13,8 V, mění se v závislosti na jmenovitém proudu.
• Spínací napětí je 11 voltů, lze upravit.
• Spínací napětí je 12,5V.
• Úbytek napětí na klávesách je 20 milivoltů při proudu 0,5 A.

Regulátory pro solární panely jsou součástí všech solárních systémů, stejně jako systémů založených na solárních panelech a větrných generátorech. Umožňují vytvořit běžný režim nabíjení baterií, zvyšují účinnost a snižují opotřebení a lze je sestavit svépomocí.

Analýza obvodu regulátoru pro hybridní napájení

Například budeme uvažovat zdroj nouzového osvětlení nebo bezpečnostní alarm fungující 24 hodin denně.

Využití energie solárních baterií umožňuje snížit spotřebu elektrické energie z centrální napájecí sítě a také chránit elektrická zařízení před možností kolísavých výpadků proudu.

Ve tmě, když není žádné sluneční světlo, se systém přepne na 220 V síťové napájení. Záložním zdrojem byla 12voltová baterie. Tento systém funguje za každého počasí.

Obvod nejjednoduššího regulátoru

Fotorezistor řídí tranzistory T1 a T2.

Během dne, když je sluneční světlo, se tranzistory vypínají. Z panelu je přes diodu D2 přiváděno napětí 12 voltů. Zabraňuje vybití baterie přes panel. Při dostatečném osvětlení panel produkuje proud 15 wattů, 1 ampér.

Když jsou baterie plně nabité na 11,6 V, zenerova dioda se otevře a rozsvítí se červená LED. Když napětí na kontaktech baterie klesne na 11 voltů, červená LED zhasne. To znamená, že baterie vyžaduje nabití. Rezistory R1 a R3 omezují proud LED a Zenerovy diody.

V noci, nebo ve tmě, kdy není světlo ze slunce, klesá odpor fotobuňky, jsou zapojeny tranzistory T1 a T2. Baterie se nabíjí z napájecího zdroje. Nabíjecí proud z 220V napájecího vedení je přiváděn do baterie přes transformátor, usměrňovač, rezistor a tranzistory. Kapacita C2 vyhlazuje zvlnění síťového napětí.

Limit světelného toku, při kterém se fotosenzor zapíná, se nastavuje proměnným rezistorem.

Důležitým kritériem pro výběr ovladače je cena ovladače. Když vyvstane otázka, jaký regulátor koupit, dražší nebo levnější, v případě malých solárních elektráren nastává rozhodnutí: je jednodušší a levnější koupit regulátor a rozdíl v ceně použít na nákup dalších dvou solárních panelů .

Pokud chcete nainstalovat jednoduchý, měli byste zvolit levný, ale vysoce kvalitní PWM regulátor s rezervou výkonu 20-30%.

Pokud jste k elektrárně velmi kritičtí, jsou pro vás důležité všechny parametry stanice, vysoká účinnost, ovládání parametrů, možnosti dálkového ovládání, ale i přepínání mezi elektrárnou a elektrickou sítí nebo automatické zapínání generátoru , pak se vyplatí pořídit pokročilý, moderní MPPT ovladač s mnoha funkcemi, vestavěnými ochranami, schopností ovládat externí zařízení a přerozdělovat zátěže.

Výběr výrobce

Důležitým aspektem je výběr výrobce regulátoru. Při výběru výrobce ovladače zvažte následující faktory:

1) Specializace výrobce. Co tato společnost vyrábí? Specializuje se na výrobu komponentů pro autonomní elektrárny, nebo se regulátor vyrábí dodatečně mezi další různou neseriózní elektronikou? Stává se také, že se podnik specializovaný na elektrická a elektronická zařízení rozhodl vyrobit přídavný regulátor nabíjení pro solární baterie, a přestože mají seriózní přístup a dobrou součástkovou základnu, jejich zařízení mohou být často nedomyšlená a mají málo funkcí. Je to dáno tím, že pro uvolnění regulátoru nebylo otevřeno speciální oddělení, které by se podílelo na vývoji produktu, testování, úpravách, údržbě a podpoře regulátoru v provozu. S největší pravděpodobností společnost získala patent na výrobu ovladače od třetí strany pro načtení nevyužité kapacity. Tento ovladač bude navíc zastaralý; je nepravděpodobné, že by někdo z předchozí generace prodal patent na zcela nové, technologicky pokročilé zařízení.

2) Země výroby. Pokud je to pro vás důležité, lze ovladače vybrat podle země výroby. Hlavní rozdělení je na:

Evropský. Nejkvalitnější, promyšlené a drahé.

Americký. Podobné jako ty evropské.

Ruština. Trh s našimi ovladači se teprve rozvíjí. Ale už existují docela promyšlené kontroléry, které mohou konkurovat evropským kontrolérům. Jednou z výhod je možnost záruční opravy nebo výměny v krátké době.

Čínština. Takové ovladače lze rozdělit do dvou kategorií:

1) Od značkových výrobců specializujících se na výrobu komponentů solárních elektráren.

2 ) Další čínští výrobci neznámých značek. Takové ovladače se vyznačují nízkou cenou, nízkou kvalitou a absencí jakýchkoli pokynů, záruk nebo podpory výrobce.

K čemu jsou solární regulátory nabíjení baterie a k čemu jsou?

Mezi moderními solárními systémy se staly velmi oblíbené ty, které fungují autonomně a nejsou připojeny k elektrické síti. To znamená, že pracují v uzavřeném režimu. Například v rámci dodávek energií do jednoho domu. Takové systémy zahrnují solární panely (a/nebo větrný generátor), regulátor nabíjení, invertor, relé, baterii a dráty. Ovladač v tomto obvodu je klíčovým prvkem. V tomto článku si povíme, k čemu je potřeba regulátor solárního panelu, jaké existují typy a jak takové zařízení vybrat.

Jak již bylo zmíněno, regulátor nabíjení je klíčovým prvkem solárního systému. Jedná se o elektronické zařízení napájené čipem, který řídí provoz systému a řídí nabíjení baterie. Solární regulátory zabraňují úplnému vybití nebo přebití baterie. Když je nabití baterie na maximální úrovni, proud z fotočlánků klesá. V důsledku toho je dodáván proud nezbytný pro kompenzaci samovybíjení. Pokud je baterie nadměrně vybitá, regulátor od ní zátěž odpojí.

Můžeme tedy shrnout funkce, které regulátor solárního panelu vykonává:

• vícestupňové nabíjení baterie;
• vypnutí nabíjení nebo zatížení při maximálním nabití nebo vybití;
• zapnutí zátěže po obnovení nabití baterie;
• automatické zapínání proudu z fotobuněk pro nabíjení baterie.

Můžeme dojít k závěru, že takové zařízení prodlužuje životnost baterií a jejich rozpad.

Možnosti výběru

Na co si dát pozor při výběru ovladače pro solární panely? Hlavní charakteristiky jsou uvedeny níže:

• Vstupní napětí. Maximální napětí uvedené v technickém listu musí být o 20 procent vyšší než napětí „naprázdno“ fotočlánkové baterie. Tento požadavek vznikl z toho důvodu, že výrobci často ve specifikacích nastavují nadsazené parametry regulátorů.
• Navíc při vysoké sluneční aktivitě může být napětí vyšší, než je uvedeno v dokumentaci;

Jmenovitý proud. U regulátoru typu PWM by měl být jmenovitý proud o 10 procent větší než zkratový proud baterie. Regulátor typu MPPT musí být zvolen podle výkonu. Jeho výkon musí být stejný nebo vyšší než napětí solárního systému vynásobené výstupním proudem regulátoru. Systémové napětí se odebírá pro vybité baterie. V obdobích vysoké sluneční aktivity by se k přijatému výkonu v rezervě mělo přidat 20 procent.

Na této zásobě není třeba šetřit. Úspory totiž mohou mít v období vysokého slunečního záření neblahý vliv. Systém může selhat a ztráty budou mnohem větší.

Typy ovladačů

Zapnutí/vypnutí ovladačů

Tyto modely jsou nejjednodušší z celé třídy regulátorů nabíjení pro solární panely.

Použití ovladačů On/Off nezajistí úplné nabití baterie. Zde totiž k vypnutí dochází v okamžiku, kdy je dosaženo maximálního proudu. A proces nabíjení na plnou kapacitu je stále třeba udržovat několik hodin. Úroveň nabití v době odstavení se pohybuje někde kolem 70 procent nominální kapacity. To samozřejmě negativně ovlivňuje stav baterie a snižuje její životnost.

PWM regulátory

Při hledání řešení neúplného nabíjení baterie v systému s On/Off zařízeními byly vyvinuty řídicí jednotky založené na principu pulzně šířkové modulace (zkráceně PWM) nabíjecího proudu. Účelem takového regulátoru je, že snižuje nabíjecí proud při dosažení maximální hodnoty napětí. S tímto přístupem dosahuje nabití baterie téměř 100 procent. Efektivita procesu se zvyšuje až o 30 procent.

Existují modely PWM, které dokážou regulovat proud v závislosti na provozní teplotě. To má dobrý vliv na stav baterie, snižuje se zahřívání a lépe se přijímá náboj. Proces se reguluje automaticky.

Odborníci doporučují používat PWM regulátory nabíjení pro solární baterie v oblastech, kde je vysoká sluneční aktivita. Často je lze nalézt v solárních systémech s nízkým výkonem (méně než dva kilowatty). Zpravidla fungují na malokapacitní baterie.

Regulátory typu MPPT

MPPT regulátory nabíjení jsou dnes nejpokročilejšími zařízeními pro regulaci procesu nabíjení baterií v solárních systémech. Tyto modely zvyšují efektivitu výroby elektřiny ze stejných solárních panelů. Princip činnosti zařízení MPPT je založen na stanovení maximálního bodu výkonu.

MPPT nepřetržitě monitoruje proud a napětí v systému. Na základě těchto údajů vypočítá mikroprocesor optimální poměr parametrů pro dosažení maximálního výkonu. Při úpravě napětí se bere v úvahu i fáze procesu nabíjení. Ovladače solárních panelů MPPT dokonce umožňují odstranit vysoké napětí z modulů a následně je převést na optimální. Optimálním rozumíme ten, který zajistí plné nabití baterie.

Pokud budeme hodnotit výkon MPPT v porovnání s PWM, pak se účinnost solárního systému zvýší z 20 na 35 procent.

Další výhodou je možnost pracovat se zastíněním solárních panelů až do 40 procent. Vzhledem ke schopnosti udržovat na výstupu regulátoru vysoké napětí, lze použít kabeláž malého průřezu. Solární panely a jednotku můžete také umístit do větší vzdálenosti než v případě PWM.

Hybridní regulátory nabíjení

V některých zemích, například v USA, Německu, Švédsku, Dánsku, je značná část elektřiny vyráběna větrnými generátory. V některých malých zemích zaujímá alternativní energie velký podíl v energetických sítích těchto států. Větrné systémy také zahrnují zařízení pro řízení procesu nabíjení. Pokud je elektrárna kombinací větrného generátoru a solárních panelů, pak se používají hybridní regulátory.

co tě zajímá?

Díky tomu, že se člověk naučil přeměňovat sluneční záření na elektřinu, jsme schopni zajistit našim domovům elektřinu pomocí slunce, aniž bychom poškozovali životní prostředí. Soukromý dům s mnoha různými zařízeními a systémy, které spotřebovávají elektřinu, vyžaduje výstavbu celé solární elektrárny. Je vybaveno zařízeními jako je ovladač a samozřejmě solární panely. Seznámíme se s podrobnými informacemi o tom, proč je v tomto systému potřeba ovladač, princip jeho fungování a také typy tohoto zařízení a dozvíme se, jak vybrat regulátor nabíjení baterie pro solární baterii.

Účel a princip činnosti Regulátor je elektronické zařízení, které, jak název napovídá, řídí úroveň nabití a vybití solárních baterií.

Sluneční světlo dopadá na povrch baterie, kde zahájí proces jeho přeměny na elektrický proud pomocí fotočlánků. Do baterie teče konstantní proud. Střídač mění stejnosměrný proud na střídavý, než jej distribuuje mezi spotřebitele elektřiny. Solární regulátor nabíjení baterií zabraňuje úplnému vybití a přebití baterií.

Sledování úrovně nabití je velmi důležité z několika důvodů.

Za prvé, Je třeba dodržovat maximální a minimální hodnoty nabití, které se liší a závisí na typu baterie . To výrazně prodlouží životnost baterie a v některých případech pomůže vyhnout se jejímu poškození. Dobíjení některých typů baterií může způsobit uvolnění škodlivých látek nebo dokonce výbuch zařízení.

Za druhé, mnoho modelů baterií pracuje s různým napětím. Ovladač solárního panelu nastavuje požadovanou úroveň, na které může konkrétní zařízení fungovat.

Baterie navíc přeruší přívod proudu ze solární baterie do maximálně nabitého zásobníku a odpojí maximálně vybité zařízení od spotřebičů elektřiny.

Obecně toto zařízení plní širokou škálu funkcí:

1. Poskytování vícestupňového nabíjení baterie.
2. Automatické odpojení a připojení zařízení od zdrojů energie nebo od spotřebitelů v závislosti na úrovni nabití.

Regulátor nabíjení tak monitoruje provozní podmínky baterií a zajišťuje je proti prostojům, přebíjení a nadměrné zátěži. Tyto funkce prodlužují životnost zařízení.

Typy zařízení

Regulátory pro solární panely jsou k dispozici v několika typech:

• Zapnutí/vypnutí zařízení.
• PWM regulátory.
• MPPT regulátory.
• Hybridní zařízení.
• Domácí ovladače.

Pojďme se seznámit s každým z těchto typů. Dnes jsou nejoblíbenější PWM regulátor a MPPT regulátor.

Zapnutí/vypnutí zařízení

Tyto regulátory nabíjení baterie jsou nejjednodušší ze všech modelů na současném trhu. Jejich funkčnost je velmi omezená. Zařízení tohoto typu vypnou proces nabíjení baterie při dosažení maximální hodnoty napětí. Tím se zabrání přehřátí a přebití baterie.

To je důležité zdůraznit Tento typ ovladače nebude schopen zajistit 100% úroveň nabití baterie . Tato nuance je vysvětlena skutečností, že k vypnutí dojde při dosažení maximální hodnoty proudu. V době výpadku se může úroveň nabití pohybovat od 70 do 90 %. Plné nabití baterie bude trvat ještě několik hodin. Neúplné nabití nepříznivě ovlivňuje funkci zařízení a snižuje jeho životnost.

Regulátory typu PWM

Regulátor úrovně nabití PWM (Pulse-Width Modulation) se také nazývá PWM. PWM regulátor je zařízení, jehož princip činnosti je založen na pulzně šířkové modulaci proudu. Zařízení je navrženo tak, aby eliminovalo problém s neúplným nabíjením. 100% úrovně je dosaženo díky tomu, že mechanismus při detekci maximální hodnoty proudu ji snižuje a tím prodlužuje nabíjení baterie.

Popsané zařízení zabraňuje přehřátí baterie a pomáhá zvýšit přijatelnost nabití. Obecně to má dobrý vliv na její stav. Zařízení tohoto typu je považováno za velmi efektivní, ale MPPT regulátor je ve srovnání jeho principu činnosti s PWM výhodnější variantou z hlediska řady funkcí.

MPPT regulátory

MPPT kontrolér (Maximum Power Point Tracking) je zařízení, které hlídá maximální limit nabíjecího výkonu. Tento typ zařízení pomocí složitého algoritmu monitoruje aktuální a napěťové hodnoty napájecího systému a určuje optimální rovnováhu parametrů pro zajištění maximální produktivity celé solární elektrárny.

Bez nadsázky můžeme říci, že MPPT regulátor je nejpokročilejší a nejefektivnější model ve srovnání s ostatními. Pro srovnání: MPPT regulátor zvyšuje produktivitu napájecího systému až o 35 % v porovnání s PWM .

Dnes je MPPT regulátor považován za vhodnější pro systémy, ve kterých solární panely zabírají velké plochy. Ale vysoké náklady na zařízení tohoto typu zavádějí určitá omezení jejich použití. Proto je model PWM k dispozici pro použití v napájecích systémech soukromých domů.

Hybridní zařízení

Používá se v případě zásobování energií kombinací zdrojů energie, například větru a slunce. V Vývoj hybridního zařízení je založen naprincip fungování MRRT a PWM regulátory . Jediné, čím se liší od ostatních modelů, jsou parametry proud-napětí.

Hlavním cílem hybridních modelů je nějak vyrovnat zátěž baterií. Tento problém vzniká v důsledku provozu větrných generátorů, které produkují proud různé velikosti. Baterie zároveň pracují v rozšířeném režimu, což výrazně snižuje jejich životnost.

Domácí zařízení

V některých případech, pokud máte patřičné zkušenosti a dovednosti, sestavujete ovladač baterie pro solární panel sami. Ale s největší pravděpodobností bude takové zařízení z hlediska funkčnosti a účinnosti výrazně horší. Zařízení tohoto typu jsou vhodná pouze pro velmi malý napájecí systém, který pracuje s nízkým výkonem.

K výrobě regulátoru nabíjení baterie budete potřebovat jeho schéma zapojení. Provozní chyba domácího regulátoru by měla umožnit zaznamenat rozdíly v naměřených hodnotách s přesností na jednu desetinu.

Způsoby připojení zařízení

Regulátor pro solární panely může být buď zabudován do měniče nebo napájecího zdroje, nebo může být samostatným zařízením.

Při výběru způsobu připojení všech součástí systému je třeba vzít v úvahu poměr hodnot. Například napětí ze solárních panelů by nemělo překročit maximální hodnotu, se kterou může regulátor pracovat. Před připojením zařízení k okruhu byste pro něj měli zvolit suché místo při dodržení pravidel požární bezpečnosti. Níže je popsán způsob připojení nejběžnějších typů regulátorů: PWM a MPPT.

PWM

Při připojování regulátorů PWM musíte dodržovat jasně definovanou sekvenci:

1. Připojte vodiče baterie ke svorkám solárního regulátoru nabíjení.
2. Zapněte ochrannou pojistku poblíž kladného vodiče.
3. Připojte výstupy solárního panelu ke kontaktům regulátoru.
4. Připojení žárovky požadovaného napětí 12 voltů (standardní normální hodnota) k zátěžovým svorkám regulátoru.

Při těchto akcích je důležité připojovat zařízení s přísným dodržením označení svorek a polarity. Porušení pořadí připojovaných zařízení může vést k jejich poruše. Střídač nelze připojit ke svorkám regulátoru. Musí být připojen ke svorkám baterie.

MPPT

MPPT kontrolér jako výkonnější zařízení je technologicky zapojen trochu jinak. Ačkoli jsou dodržovány obecné požadavky týkající se fyzické instalace, jak je popsáno výše.

Kabely, které propojují MPPT ovladač s jinými zařízeními, jsou vybaveny měděnými krimpovacími očky. Svorky se zápornou polaritou připojené k regulátoru by měly být vybaveny adaptéry s vypínači a pojistkami. To vám pomůže zabránit ztrátám energie a také zajistí bezpečné používání systému. Je důležité zkontrolovat, zda hodnoty napětí na solárních panelech odpovídají stejným hodnotám na zařízení.

Před připojením zařízení do systému je nutné přepnout koncové spínače do vypnutého stavu a vyjmout pojistky. Proces probíhá v několika fázích:

1. Připojte svorky ovladače a baterie.
2. Připojte solární panely k ovladači.
3. Připojte uzemnění.
4. Nainstalujte teplotní čidlo na regulátor.

To vše musí být provedeno v souladu s označením svorek a polaritou. Po dokončení instalace otočte spínač do stavu „zapnuto“ a vložte pojistky. Pokud je instalace správně dokončena, měly by se na obrazovce objevit indikátory nabití baterie.

Kritéria výběru ovladače

Regulátor nabíjení baterie pro solární panely je velmi důležitým prvkem systému napájení. Pestrá škála modelů může při výběru zařízení trochu zamotat hlavu.

Je snazší vybrat správný model, pokud při nákupu zohledníte následující kritéria:

1. Indikátor vstupního napětí. Tato hodnota vybraného zařízení by měla být vyšší přibližně o 20 % napětí baterií, které generují měniče slunečního záření na proud.
2. Celková hodnota energie baterie. Neměl by být vyšší než výstupní proud.

Moderní modely mají řadu dalších funkcí navržených pro zvýšení bezpečnosti při použití regulátorů procesu nabíjení. Zařízení, která řídí procesy nabíjení a vybíjení, mohou být chráněna před povětrnostními vlivy, nadměrnou zátěží, zkraty, přehřátím a také před nesprávným zapojením (jde o nedodržení polarity). Zařízení byste proto měli vybírat nejen podle popsaných kritérií, ale také s ohledem na ochranné funkce, které nejlépe zajistí bezpečný provoz zařízení.