Вичерпний посібник з контролерів сонячного заряду: Контролери заряду MPPT та PWM…

Що таке ШІМ-інвертор: типи та їх застосування

ШІМ-інвертор працює за принципом широтно-імпульсної модуляції. ШІМ-інвертор може вмикати та вимикати IGBT набагато швидше. Таким чином, можна отримати майже ідеальну синусоїдальну напругу, з дуже низьким рівнем гармонійних спотворень.

Інвертор. це пристрій силової електроніки, який перетворює сигнал постійного струму в сигнал змінного струму. Це статичний пристрій, який перетворює енергію від джерела постійного струму (наприклад, акумулятора, фотоелектричної панелі) до навантаження змінного струму. На відміну від генератора змінного струму, інвертор має компактні розміри.

Основне застосування перетворювача потужності. це подача високих струмів і напруг. Схеми, що використовуються для тих самих застосувань в електронній схемі (нижчий струм і напруга), називаються генераторами. Випрямляч виконує зворотну дію інвертора.

Що таке ШІМ-інвертор?

Винахід випрямлячів та інверторів був революційним в електротехніці. Далі, винахід інвертора призводить до нової ери генерації електроенергії з фотоелектричних панелей. На сьогоднішній день інвертор є ключовим керуючим пристроєм у виробництві електроенергії. Інвертори широко використовуються для перетворення постійної напруги сонячних фотоелементів в змінну напругу. Також ШІМ-інвертори широко використовуються в частотно-регульованих приводах.

вичерпний, посібник, контролер, сонячного, заряд

ШІМ розшифровується як широтно-імпульсна модуляція. Ширина імпульсу змінюється, підтримуючи миттєву величину такою ж, як і на вході. ШІМ. це техніка перемикання, яка контролює ширину імпульсу шляхом налаштування перемикачів між джерелом живлення та навантаженням. Частота процесу перемикання дуже висока, тому він не впливає на навантаження. З цієї причини техніка ШІМ є найбільш придатною для інерційних навантажень (двигунів).

Техніка ШІМ перевершує інші традиційні методи перемикання. Перевага використання ШІМ полягає в тому, що ми можемо змінювати величину і частоту вихідної напруги без збільшення кількості каскадів. Таким чином, можна усунути деякі гармоніки нижчих порядків і, таким чином, це покращує якість вихідного сигналу, зменшуючи вимоги до фільтрації.

Одиночна широтно-імпульсна модуляція

Це техніка ШІМ, в якій в кожному напівперіоді вихідного сигналу присутній лише один імпульс. У цій техніці схема компаратора спочатку порівнює несучий і опорний сигнал і видає сигнал для перемикання IGBT або силового транзистора. Частота опорного/модулюючого сигналу є визначальним фактором для частоти вихідної напруги.

Існує два типи методів одноімпульсної широтно-імпульсної модуляції в залежності від типу несучого сигналу.

Тип I

вичерпний, посібник, контролер, сонячного, заряд

У цьому типі ШІМ (одноімпульсна широтно-імпульсна модуляція) максимальна величина несучого сигналу збігається з початковою точкою модулюючого сигналу. І, перемикачі вмикаються на період, коли AmAc.

Тип-II

У цьому типі ШІМ максимальна величина несучого сигналу збігається з початковою точкою модулюючого сигналу. і, перемикачі вмикаються на період, коли Amc.

Тут дельта (Δ) може змінюватися шляхом зміни величини несучого сигналу або модуляції сигналу без зміни частоти. Відношення амплітуди опорного сигналу до несучого сигналу називається індексом модуляції.

вичерпний, посібник, контролер, сонячного, заряд

З Фур’є-аналізу форми вихідної напруги, вихідна напруга становить;

Де n. кількість гармонік. Вихідна напруга вільна від гармонік парного порядку завдяки HWS (симетрії половинної хвилі). Для усунення будь-якої конкретної гармоніки значення може бути скориговано, щоб зробити синусоїдальний член нульовим.

Багаторазова широтно-імпульсна модуляція

вичерпний, посібник, контролер, сонячного, заряд

У широтно-імпульсній модуляції в кожному напівперіоді присутній більше одного імпульсу. Ширина кожного імпульсу однакова і може змінюватися за рахунок зміни амплітуди несучого сигналу. Частота опорного сигналу визначає частоту вихідного сигналу. У цьому методі спотворення гармонік є меншими у порівнянні з попереднім. Несуча частота визначає кількість імпульсів на півперіод.

Кількість імпульсів за півциклу становить

Відповідно до наведеного вище малюнка,

Загальна тривалість імпульсу за кожен півперіод становить

Середньоквадратичне значення напруги на виході ;

З Фур’є представлення вихідної напруги є;

Синусоїдальна широтно-імпульсна модуляція

У цьому типі техніки синусоїдальний сигнал є опорним сигналом, а трикутний сигнал є несучим сигналом. Кількість імпульсів збільшується в кожному напівциклі, що покращує якість вихідного сигналу. Тому гармоніки нижчих порядків зменшуються. Гармоніки вищих порядків збільшуються, проте ми можемо легко відфільтрувати ці гармоніки. Існує три типи методів синусоїдальної ШІМ.

Тип I

вичерпний, посібник, контролер, сонячного, заряд

Нуль несучої збігається з нулем опорного сигналу

На наведеному вище малюнку синусоїдальний сигнал є опорним сигналом, а трикутний сигнал є несучим сигналом.

вичерпний, посібник, контролер, сонячного, заряд

Кількість імпульсів у кожному напівперіоді становить;

Тип-II

вичерпний, посібник, контролер, сонячного, заряд

Пік несучої збігається з нулем опорного сигналу

У цьому випадку кількість імпульсів на півперіод становить;

Вихідна напруга прямо пропорційна індексу модуляції (m=Am/Ac)

Вихідна напруга прямо пропорційна індексу модуляції та вхідній напрузі постійного струму, середньоквадратичне значення напруги можна змінювати, змінюючи індекс модуляції, а миттєву напругу можна змінювати, змінюючи вхідну напругу постійного струму. Таким чином, ШІМ-інвертор може одночасно змінювати вихідну напругу і частоту.

Тип-III

У цьому типі техніки ШІМ ми підтримуємо індекс модуляції більше одиниці, для чого вихідна напруга змінного струму залишається майже постійною. Форма вихідного сигналу виглядає як проста квадратна хвиля. Це також називається випадком надмірної модуляції (m 1).

Вичерпний посібник з контролерів заряду сонячних батарей: MPPT і PWM контролери заряду в автономних сонячних електростанціях

Контролер заряду сонячної батареї, також відомий як “регулятор заряду” або пристрій для обслуговування сонячних батарей. це пристрій, який керує зарядкою і розрядкою сонячної батареї в системі сонячних панелей.

Запобігання перезарядженню батареї важливо лише тому, що напруга, яка генерується навіть 12-вольтовою сонячною панеллю, насправді є вищою. від 16 до 20 В.

Такі напруги є занадто високими для батарей на 12 В (які повністю заряджаються при напрузі близько 14-14 В).5В), оскільки вони можуть зменшити термін служби батареї і навіть пошкодити батарею.

Таким чином, у випадку сонячної батареї з більш високою напругою (при використанні панелі на 24В або при послідовному з’єднанні двох сонячних панелей на 12В), контролер сонячного заряду є обов’язковим.

Тут перераховані основні функції контролера заряду в системі сонячних панелей:

Підводячи підсумок, контролер заряду. це менеджер заряду акумулятора.

Ось інші важливі функції контролерів заряду сонячних батарей:

Які типи сонячних контролерів заряду найбільш широко використовуються?

Існує два основних типи контролерів заряду. ШІМ (широтно-імпульсна модуляція) і MPPT (відстеження точки максимальної потужності).

Вони дуже відрізняються один від одного, оскільки засновані на різних принципах роботи.

В цілому, в той час як ШІМ-контролери коштують дешевше і використовуються в невеликих системах сонячних панелей, контролери заряду MPPT використовуються у великих сонячних електростанціях, є більш досконалими і коштують дорожче.

Що таке ШІМ-контролер заряду?

ШІМ-контролери здійснюють прямий зв’язок між сонячною батареєю та акумуляторною батареєю.

ШІМ-контролери використовують широтно-імпульсну модуляцію для заряджання акумулятора.

ШІМ-контролер надсилає на батарею не постійний вихід, а серію коротких зарядних імпульсів.

Залежно від поточного стану заряду батареї, контролер вирішує, як часто надсилати такі імпульси і якою має бути тривалість кожного з них.

Для майже повністю зарядженого акумулятора імпульси будуть короткими та рідкісними, тоді як для розрядженого акумулятора вони будуть довгими та надходитимуть майже постійно.

ШІМ-контролери підходять для невеликих автономних систем сонячних панелей, невеликих потужностей і низьких напруг. тобто там, де вам потрібно використовувати менше енергії та ефективності. Ці сонячні контролери часто використовуються в сонячних енергетичних системах на 12 В для автофургонів як економічно ефективний засіб обслуговування сонячних батарей для автофургонів.

ШІМ-контролери заряду сонячних батарей коштують дешевше, ніж їх більш досконалі аналоги MPPT, але вони мають характерний недолік. створюють перешкоди для радіо- і телевізійного обладнання через різкі імпульси, що генеруються для заряду акумуляторних батарей.

У денний час, коли акумулятор заряджається від сонячних панелей, ШІМ-контролер знижує напругу, що генерується сонячною батареєю, до напруги акумулятора, яка для більшості типових автономних систем становить менше 12 В постійного струму.

Напруга, що генерується сонячною батареєю на 12 В постійного струму, повинна бути вищою, щоб мати можливість заряджати акумулятор, і становить близько 17-18 В. Сонячні панелі на 24В постійного струму, однак, генерують напругу 36В постійного струму.

Якщо ви підключаєте сонячні панелі 24В постійного струму до батареї 12В постійного струму, ШІМ-контролер заряду знизить напругу до 12В постійного струму, що означає, що ви втрачаєте частину електроенергії, виробленої сонячними панелями, в контролері заряду.

Якщо вам потрібно подати напругу від сонячних панелей 24 В постійного струму на батарею 12 В постійного струму, не втрачаючи при цьому згенеровану напругу, вам потрібна функція “пониження”, яку пропонують контролери заряду MPPT.

Більшість ШІМ-контролерів заряду не пропонують таку функцію зниження напруги.

Отже, з ШІМ-контролером, якщо вихідна напруга сонячної батареї становить 24В (що може бути досягнуто як однією 24В сонячною панеллю, так і двома 12В сонячними панелями, з’єднаними послідовно), то напруга вашої акумуляторної батареї також повинна бути 24В, оскільки:

Що таке MPPT контролер заряду?

Функція відстеження точки максимальної потужності дозволяє вхідній потужності контролера MPPT дорівнювати його вихідній потужності.

Тому, якщо вихідна напруга сонячної батареї (24В, 48В або більше) вища за напругу акумуляторної батареї (яка зазвичай становить 12В), контролер MPPT знижує її до 12В, але компенсує “падіння” за рахунок збільшення струму, так що потужність залишається незмінною.

Оскільки ви не втрачаєте вироблену сонячну енергію, MPPT-контролери надають вам можливість підключати багато сонячних панелей послідовно, збільшуючи таким чином загальну напругу масиву, не боячись втратити частину виробленої сонячної енергії.

Принцип MPPT полягає в тому, щоб вичавити з сонячної панелі максимально можливу потужність, що генерується сонячною енергією, змушуючи її працювати при найбільш ефективній комбінації напруги і струму, також відомої як “точка максимальної потужності”.

Контролер заряду MPPT перетворює напругу, згенеровану сонячною батареєю, в оптимальну напругу, щоб забезпечити максимальний зарядний струм для акумулятора.

Основна мета MPPT контролера заряду сонячної батареї. не тільки запобігти втратам вашої сонячної електросистеми від сонячної енергії, але й отримати максимальну потужність від сонячної батареї.

Регулятор заряду сонячної батареї MPPT змушує сонячну панель працювати при напрузі, близькій до точки її максимальної потужності.

Ще одна перевага MPPT-контролера полягає в тому, що він зменшує розмір дроту (калібр), необхідний для проводів, що з’єднують сонячну батарею з контролером.

Це відбувається завдяки широкому діапазону вхідної напруги, що дозволяє підключати багато сонячних панелей послідовно, що збільшує напругу, але сила струму залишається незмінною.

MPPT-контролери дорожчі за ШІМ-контролери, але також більш ефективні з точки зору додавання додаткових втрат до системи.

Багато контролерів MPPT, доступних на ринку, додають лише 2% до загальних втрат вашої автономної системи.

Що відбувається, коли ви підключаєте високовольтні панелі до контролера заряду не MPPT?

Якщо ви підключаєте сонячну панель на 24 В (де максимальна напруга може досягати 36 В), не-MPPT (також відомий як “стандартний”) контролер заряду знижує напругу, що генерується сонячною батареєю, до напруги заряду акумулятора на 12 В, тобто до 13 В.5-14.5V.

Однак, таким чином, ви втратите багато енергії, оскільки зменшення напруги, що генерується сонячною батареєю, не призведе до збільшення струму, що генерується сонячною батареєю.

Наприклад, якщо у вас є сонячна панель потужністю 100 Вт, яка генерує номінальну напругу 36В і номінальний струм 2.78 А (36В х 2.78А = 100Вт), то після підключення її до стандартного (скажімо, ШІМ) контролера, він знизить напругу до 14В, при цьому сила струму буде такою ж, оскільки стандартний контролер не може відстежувати MPPT (а MPPT регулятори заряду сонячної батареї можуть). Тому на виході такого контролера ваша сонячна потужність буде на рівні 2.78A x 13.5V = 37.5 Вт, що є значною втратою майже 64%!

Отже, щоб отримати повну потужність, що генерується сонячною батареєю, вам потрібен контролер MPPT.

Бонусом є те, що контролери MPPT мають досить широкий діапазон вхідної напруги. до 120-150В постійного струму, що дозволяє підключати більшу кількість панелей послідовно.

В автономних системах це зазвичай робиться заради роботи з низькими амперами і проводами меншого перерізу для підключення сонячних панелей. Якщо розглянути наведений вище приклад, то MPPT контролер знизить напругу до 13.5В, але збільшує струм до 100Вт / 13.5V = 7.4 ампера.

Саме в цьому випадку контролери MPPT є найбільш ефективними:

Довгі дроти завжди означають більше падіння напруги і втрату потужності, що може зробити зарядку акумулятора на 12 В від сонячної батареї з вихідною напругою всього 12 В складним завданням. Спосіб подолати це. використовувати провід більшого перерізу (низького калібру), що завжди дорого коштує.

Якщо ви, однак, з’єднаєте чотири сонячні панелі послідовно, загальна напруга сонячної батареї збільшиться (з 12В до 48В), тому напруга, що надходить на контролер, все одно буде достатньо високою для зарядки акумулятора.

Чи завжди потрібен контролер заряду сонячної батареї?

Як згадувалося вище, відсутність пристрою для обслуговування сонячних батарей піддасть батарею частим перезарядженням і перерозрядженням, що різко скоротить термін її служби.

Це особливо актуально для герметичних батарей, де контролер заряду дійсно необхідний.

В іншому випадку така герметична батарея може або пошкодитися, або стати загрозою для безпеки.

Однак вам не потрібен контролер для обслуговування сонячних батарей, якщо у вас сонячна панель дуже малої потужності. менше 10 Вт. і батарея ємністю 100 ампер-годин або більше.

Безумовно, така малопотужна панель не здатна перезарядити батарею такої великої ємності.

З іншого боку, велика ємність батареї гарантує, що акумуляторна батарея ніколи не буде повністю розряджена.

Це справедливо тільки в тому випадку, якщо навантаження завжди підключено до вищезгаданої сонячної конфігурації. сонячна панель потужністю 10 Вт і акумуляторна батарея ємністю 100 Ач.

На практиці, якщо ця конфігурація встановлена на човні або автомобілі для відпочинку, дуже ймовірно, що навантаження може бути вимкнено тижнями, і є ризик можливого перезарядження.

Отже, якщо у вас є човен або автофургон, або з якихось причин ви відключаєте навантаження від сонячної системи з банком великої ємності на дуже тривалий час, вам варто задуматися про використання регулятора заряду сонячної батареї.

Який контролер заряду сонячної батареї найкращий?

Вибір “правильного” типу контролера заряду не означає вирішити, яка технологія контролера заряду краща. PWM або MPPT. а скоріше оцінити, який тип контролера заряду більше підходить для вашої сонячної системи.

Ідея полягає не тільки в тому, щоб уникнути створення системи, яка не буде добре працювати, але і заощадити гроші на покупку дорогого пристрою, який вам насправді не потрібен.

Який контролер заряду найкращий?

Як вибрати контролер заряду сонячної батареї?

При виборі контролера заряду сонячних панелей слід враховувати головне:

Який тип зарядного пристрою вибрати, залежить від конкретного випадку і є компромісом між максимізацією виробленої сонячної енергії та продовженням терміну служби батареї.

ШІМ-контролери дешевші.

Вони дуже підходять для сонячних електросистем малої потужності.

Більш того, їх ефективність аналогічна ефективності контролера заряду сонячної панелі MPPT в умовах жаркого клімату.

Неправильно підібраний контролер заряду може призвести до втрати 50% сонячної енергії, що генерується мобільною сонячною панеллю.

Це поширена помилка, яку зазвичай роблять з контролерами заряду власники караванів, кемперів, будинків на колесах та автобудинків.

Вони отримують високовольтну сонячну панель з найнижчою вартістю за Ватт і підключають цю сонячну панель або ці сонячні панелі до ШІМ-контролера заряду, і згодом втрачають майже 50% відсотків доступної сонячної енергії.

Ось приклад того, як може виникнути така ситуація.

Розглянемо сонячну панель потужністю 220 Вт:

Припустимо, що така сонячна панель підключена до простої мобільної сонячної електросистеми, що складається з контролера заряду сонячної панелі та акумуляторної батареї на 12 В.

Розмір ШІМ-контролера заряду залежить від струму, що подається сонячною батареєю.

Це означає, що ШІМ контролер заряду забезпечує зарядний струм в 7.56А на 12В акумуляторну батарею.

Якщо знехтувати всіма втратами компонентів цієї сонячної електросистеми, ШІМ видасть лише 7.56 x 12В = 90 Вт потужності на акумуляторну батарею.

Таким чином, ви можете втратити близько 130 Вт з наявної потужності сонячної панелі 220 Вт!

Якщо ви використовуєте контролер заряду з відстеженням точки максимальної потужності (MPPT), то струм, що подається на акумуляторну батарею, збільшується до 220 Вт / 12В = 18.3А таким контролером.

Таке посилення в амперах виробляється за допомогою бустера струму, який є вбудованою частиною кожного контролера заряду MPPT.

В даному випадку банк акумуляторів отримує 18.3А х 12В = 220 Вт потужності.

В ідеальному випадку за відсутності компонентних втрат вся вироблена сонячною батареєю енергія буде зберігатися в акумуляторній батареї.

Тому, якщо ви хочете мінімізувати втрати потужності з ШІМ-контролером заряду, ви завжди повинні підключати сонячну панель з максимальною напругою точки потужності Vmpp ближче до напруги акумуляторної батареї.

Другий варіант. розглянути використання MPPT контролера заряду.

Хоча цей контролер є найдорожчим, його висока ефективність окупиться в довгостроковій перспективі.

Вибір контролера заряду

Основне завдання підбору контролера заряду. розрахувати напругу і струм сонячної батареї, і на основі розрахованих значень підібрати відповідну модель.

Однак, перш за все, слід визначити, який тип регулятора заряду сонячної батареї буде оптимальним для вашої системи, щоб не заплатити більше грошей, ніж вам потрібно, і не купити пристрій, який може призвести до зниження продуктивності вашої системи або навіть пошкодити інші компоненти.

При виборі розміру контролера заряду слід враховувати коефіцієнт запасу міцності 1.25 слід використовувати.

Враховуючи цей фактор, максимальна вхідна напруга і струм контролера додатково збільшуються на 25%, щоб контролер міг витримати деякі спорадичні підвищення напруги і струму через високу температуру, відбиття світла і т.д.

1) Вибір розміру ШІМ-контролера заряду

При виборі розміру ШІМ-контролера потужності слід дотримуватися кількох основних принципів:

  • Якщо номінальна напруга ШІМ-контролера заряду не дорівнює номінальній напрузі сонячної батареї та акумуляторної батареї, ви втратите частину виробленої сонячної енергії.
  • Регулятор заряду повинен витримувати максимальний струм сонячної батареї при максимальній температурі навколишнього середовища.
  • Максимальна напруга сонячної батареї повинна бути нижчою, ніж максимальна вхідна напруга постійного струму контролера. В іншому випадку контролер може бути пошкоджений при найнижчій температурі навколишнього середовища.
  • Напруга постійного струму сонячної батареї завжди повинна бути вищою, ніж мінімальна напруга постійного струму контролера; це правило гарантує, що ШІМ-контролер завжди буде працювати і відстежувати сонячну батарею при найвищій температурі навколишнього середовища.

Майте на увазі, що якщо сонячна батарея складається лише з паралельно з’єднаних сонячних панелей, то напруга сонячної батареї дорівнює напрузі окремої сонячної панелі, а струм сонячної батареї буде сумою струмів окремої панелі.

При виборі розміру контролера заряду, ось основні параметри однієї сонячної панелі, які слід враховувати:

У нашій книзі “Позамережева та мобільна сонячна енергія для всіх: ваш розумний сонячний путівник” ви можете знайти детальну інформацію про вибір розміру ШІМ-контролера як для житлових, так і для мобільних сонячних панелей.

Ви також можете скористатися нашим безкоштовним калькулятором ШІМ-контролера заряду сонячної батареї, щоб вибрати найкращий ШІМ-контролер заряду для вашої системи.

Будь ласка, не забудьте прочитати файл допомоги під калькулятором разом із супровідними демонстраційними прикладами.

2) Визначення розміру контролера заряду MPPT

Найпоширеніші контролери заряду мають вихідну напругу 12В, 24В або 48В.

Номінальні значення вхідної напруги і струму зазвичай становлять до 60 В і до 60 А відповідно.

З контролерами MPPT, однак, діапазон вхідної напруги може збільшуватися до 150 В, що дає вам більше свободи для послідовного підключення багатьох сонячних панелей, особливо у великих системах сонячних панелей.

Ось кілька простих кроків, як вибрати розмір контролера заряду MPPT для вашої автономної системи:

Vmp_panel на кількість послідовно з’єднаних панелей. Щоб контролер міг працювати з сонячною батареєю, Vmp_array має бути в межах діапазону вхідної напруги контролера.

Аналогічно до вищесказаного, ви отримуєте Voc_array шляхом множення напруги холостого ходу сонячної панелі Voc_panel на кількість послідовно з’єднаних панелей.

Слід зазначити, що виробники сонячних батарей пропонують інструменти для визначення розмірів сонячних контролерів заряду. Ці інструменти можуть допомогти вам вибрати правильний розмір контролера заряду для вашої автономної системи.

Ви можете знайти покрокову інструкцію з визначення розміру контролера заряду MPPT разом з усіма необхідними формулами в нашій книзі “Повний посібник з проектування сонячних електростанцій”: Від теорії до практики.

Типові помилки під час встановлення контролера заряду

Припустимо, ви знайшли правильний тип і розмір контролера заряду для вашої автономної домашньої або мобільної сонячної електростанції. Ваш наступний крок. підключити його до системи разом з іншими компонентами.

Як відомо, дроти та з’єднання є жилами кожної системи сонячних панелей. Ось деякі загальні правила, яких слід дотримуватися при підключенні контролера заряду:

  • До виходу контролера заряду слід підключати тільки навантаження постійного струму. Навантаження змінного струму слід підключати до виходу інвертора.
  • Деякі прилади, такі як низьковольтні холодильники, повинні підключатися безпосередньо до батареї.
  • У невеликій системі постійного струму з контролером заряду вам не потрібні запобіжники, крім вбудованого в контролер заряду. У великих системах постійного струму необхідно передбачити запобіжник на позитивній клемі батареї.
  • Контролер заряду завжди повинен бути встановлений близько до акумулятора, оскільки точне вимірювання напруги акумулятора є важливою частиною функцій контролера заряду. Тому слід уникати навіть найменших перепадів напруги.
  • Звичайний контролер заряду має три клеми. для масиву, для батареї та для навантаження постійного струму. Контролер заряду відключає акумулятор, щоб запобігти його перезарядженню, і відключає навантаження постійного струму, підключені до клеми “Навантаження постійного струму” контролера, щоб запобігти перерозрядженню акумулятора.
  • Кожен пристрій, підключений безпосередньо до акумулятора замість клеми “DC навантаження” контролера заряду, робить марною функцію запобігання перерозряду акумулятора контролера заряду.
  • Інвертор повинен бути безпосередньо підключений до клеми “DC навантаження” контролера заряду.
  • Підключаючи інвертор до клеми “DC навантаження” контролера заряду, перевірте в технічному паспорті контролера заряду, чи є ця клема достатньо потужною для забезпечення вхідного струму інвертора. В іншому випадку підключіть інвертор більшої потужності безпосередньо до акумуляторної батареї. В такому випадку ви зробите марною функцію контролера заряду, яка запобігає перерозряду акумулятора.

Дешеві контролери заряду мають слабкострумовий термінал “навантаження постійного струму.

Тому їх єдина функція. запобігання перезарядці акумулятора.

До цієї клеми можна підключити лише малопотужну лампу 12 В або інший малопотужний пристрій постійного струму.

Ця клема вимикається, щоб запобігти перерозряду акумулятора.

В такому випадку решту навантажень постійного струму слід підключати безпосередньо до акумулятора, оскільки немає можливості відключити їх від акумулятора в разі перерозрядження.

Існує сувора послідовність, якої слід дотримуватися при підключенні контролера заряду до сонячної електросистеми під час підключення та відключення проводів між сонячною панеллю, контролером заряду та акумуляторною батареєю:

Якщо акумулятор не підключити до контролера заряду попередньо, вища напруга сонячної панелі може пошкодити навантаження.

  • Поп MSE, Лачо, Дімі Аврам MSE, 2018, Позамережева та мобільна сонячна енергія для всіх: ваш розумний сонячний путівник. Digital Publishing Ltd
  • Поп MSE, Лачо, Дімі Аврам MSE, 2015, The Ultimate Solar Power Design Guide: Менше теорії, більше практики. Digital Publishing Ltd
  • Pop MSE, Lacho, Dimi Avram MSE, 2017, Новий простий та практичний посібник із сонячних компонентів. Digital Publishing Ltd
  • Pop MSE, Lacho, Dimi Avram MSE, 2016, Топ-40 дорогих помилок, яких припускаються новачки в сонячній енергетиці: Ваш розумний путівник по дому та бізнесу на сонячних батареях, Digital Publishing Ltd

Лачо Поп, магістр технічних наук

Лачо Поп, магістр інженерії, має ступінь магістра в галузі електроніки та автоматики. Він має понад 15 років досвіду в розробці та впровадженні різних складних електронних, сонячних енергетичних та телекомунікаційних систем. Автор і співавтор кількох практичних книг у галузі сонячної енергетики та сонячної фотоелектрики. Всі книги були добре сприйняті громадськістю. Ви можете дізнатися більше про його книги-бестселери про сонячну енергетику на Amazon на сторінці його профілю тут: Лачо Поп, профіль MSE

Про мене

Лачо Поп, магістр технічних наук

Лачо Поп, MSE, має ступінь магістра в галузі електроніки та автоматики. Він має більш ніж 15-річний досвід у розробці та впровадженні різних складних електронних, сонячних та телекомунікаційних систем. Автор та співавтор кількох практичних книг у галузі сонячної енергетики та сонячної фотоелектрики. Всі книги були добре прийняті громадськістю. Ви можете дізнатися більше про його бестселери про сонячну енергетику на Amazon на сторінці його профілю тут: Лачо Поп, профіль MSE

Зміст блогу

  • Змішування сонячних панелей. що можна і що не можна
  • Типи сонячних панелей. плюси та мінуси найпоширеніших фотоелектричних сонячних панелей
  • Як вибрати найкращі сонячні панелі для вашої сонячної електростанції
  • Чи економлять сонячні панелі ваші гроші?
  • Скільки сонячних панелей мені потрібно?
  • Безкоштовні сонячні панелі: У чому підступ
  • З чого зроблені сонячні панелі. як працюють сонячні панелі
  • Де використовуються сонячні панелі
  • Які сонячні панелі найкраще підходять для кемпінгу?
  • Сонячні панелі для автофургонів
  • Сонячні панелі для каравану: Який найкращий тип?
  • Найкраща сонячна панель для будинку на колесах
  • Монтаж сонячних панелей на відкритому повітрі
  • Основні рекомендації щодо мобільних сонячних електростанцій для автофургонів, караванів, кемперів та човнів
  • Сонячні електростанції для дому чи бізнесу
  • Представлені сонячні енергетичні системи: Остаточний посібник
  • 15 помилок, які можуть зруйнувати ваш проект сонячної енергетики
  • Демістифікація компонентів сонячної енергетичної системи
  • Які проблеми з сонячною енергією
  • Сонячна енергія
  • Використання сонячної енергії
  • Скільки коштує використання сонячної енергії
  • Енергоефективність та перехід на сонячну енергію
  • Поширені запитання про сонячну енергію
  • Чи можуть сонячні панелі живити будинок?
  • Як виконати обстеження сонячної ділянки: Дорогі сонячні помилки, пов’язані з обстеженням сонячної ділянки
  • Підготовка до сонячної енергії. важливі поради перед тим, як перейти на сонячну енергію
  • Ідеальний набір для автономної та мобільної сонячної енергетики: 2 книги в 1
  • Позамережева сонячна енергія та сонячна енергія для автофургонів для всіх
  • Повний посібник з проектування сонячних електростанцій: Менше теорії, більше практики
  • Книга “Правда про сонячні панелі
  • Новий простий і практичний посібник з вибору сонячних компонентів: Ваш особистий сонячний радник
  • Виявлено 40 найпоширеніших помилок у сонячній енергетиці, що призводять до значних витрат
  • Безкоштовна книга “Демістифікована сонячна енергія
  • Безкоштовна електронна книга: Розкрито основи сонячних панелей
  • Безкоштовна електронна книга: 20 найпоширеніших помилок у сонячній енергетиці
  • Вичерпне керівництво по MPPT і PWM контролерам заряду в автономних сонячних електростанціях
  • Калькулятор ШІМ-контролера заряду
  • Монітори сонячних батарей демістифіковані: Монітор заряду батареї для автофургонів та автономних сонячних електростанцій
  • Калькулятор сонячного навантаження для позамережевих та автофургонів сонячних електростанцій
  • Безкоштовний калькулятор сонячних панелей для автономних сонячних систем
  • Безкоштовний калькулятор розміру сонячного кабелю
  • Безкоштовний калькулятор сонячних батарей: Легко і швидко розрахуйте ємність сонячної батареї та кількість батарей, з’єднаних послідовно або паралельно
  • Безкоштовний калькулятор контролера заряду ШІМ
  • Калькулятор вихідної потужності сонячних панелей. оцініть реальну енергію, яку ви можете отримати від своїх сонячних панелей
  • Програмне забезпечення для розрахунку сонячних батарей

Розкриття інформації про Amazon Associates

solarpanelsvenue.com є учасником програми Amazon Services LLC Associates Program, партнерської рекламної програми, призначеної для надання сайтам можливості заробляти рекламні збори шляхом розміщення реклами та посилань на Amazon.com

Отримайте більше порад та БЕЗКОШТОВНІ посібники про сонячні панелі та сонячну енергію. Підписатися зараз!

[Безкоштовно] Отримуйте електронний лист, коли ми випускаємо відео та нові версії наших безкоштовних посібників по сонячним панелям

Які існують різні типи контролерів сонячного заряду? ШІМ vs MPPT

вичерпний, посібник, контролер, сонячного, заряд

MPPT vs PWM | Два основних типи контролерів сонячного заряду:

Як показано в таблиці нижче, ШІМ-контролери, як правило, менші за розміром і працюють при напрузі акумулятора, тоді як контролери MPPT використовують новішу технологію для роботи при максимальній напрузі живлення. Це максимізує кількість виробленої енергії, що стає більш важливим у холодних умовах, коли напруга масиву стає дедалі вищою за напругу батареї. Контролери MPPT також можуть працювати з набагато вищою напругою і меншим струмом масиву, що може означати меншу кількість паралельно з’єднаних струн і менші розміри проводів, оскільки падіння напруги менше.

ШІМ-контролери повинні використовуватися з масивами, які відповідають напрузі акумулятора, що обмежує можливості використання модулів. Існує багато 60-елементних модулів з максимальною напругою живлення (Vmp) близько 30 В, які можна використовувати з контролерами MPPT, але які просто не підходять для контролерів PWM.

Щоб відповісти на питання: Що краще, ШІМ або MPPT? За інших рівних умов, MPPT. це новіша технологія, яка дозволяє отримати більше енергії. Однак переваги MPPT над ШІМ-контролерами мають свою ціну, тому іноді менш дорогий ШІМ-контролер може бути правильним вибором, особливо для невеликих систем і в теплому кліматі, де підвищення напруги MPPT не таке значне.

ШІМ проти. Порівняння сонячних контролерів заряду MPPT

ШІМ-контролери MPPT-контролери
Напруга масиву “підтягується” до напруги акумулятора Перетворює надлишкову вхідну напругу в силу струму
Зазвичай працюють нижче Vmp Працюють при Vmp
Підходить для невеликих модульних конфігурацій Підходить для великих модульних конфігурацій, які мають нижчу вартість за ват
Часто вибирають для дуже спекотного клімату, який не дасть стільки підвищення MPPT Забезпечують більший заряд, ніж ШІМ, особливо в холодні дні та/або при низькій напрузі акумулятора

Кожен контролер сонячного заряду Morningstar PWM і MPPT перерахований на сторінці серії продуктів Morningstar. Кожен перерахований продукт має гіпертекстове посилання на сторінку продукту, яка містить технічні характеристики, інструкції з експлуатації та іншу корисну інформацію.

Зарядка ШІМ

Традиційні сонячні регулятори з ШІМ (широтно-імпульсною модуляцією) заряджають батареї, підключаючи їх безпосередньо до сонячної батареї. Під час об’ємного заряджання, коли є безперервне з’єднання масиву з батареєю, вихідна напруга масиву “тягнеться” вниз до напруги батареї. Напруга акумулятора дещо підвищується залежно від сили струму, що видається масивом, а також розміру та характеристик акумулятора.

Зарядка MPPT

Контролери Morningstar MPPT оснащені технологією TrakStar, призначеною для швидкого і точного визначення Vmp (максимальної напруги живлення) сонячної батареї. Контролери TrakStar MPPT “сканують” вхідний сигнал сонячної батареї, щоб визначити напругу, при якій масив виробляє максимальну кількість енергії. Контролер збирає енергію від масиву при цій напрузі Vmp і перетворює її на напругу акумулятора, збільшуючи зарядний струм в процесі.

Чому вибирати ШІМ замість MPPT

Попереднє обговорення ШІМ проти. MPPT може змусити декого замислитися, чому ШІМ-контролер був обраний на користь MPPT-контролера. Існують випадки, коли ШІМ-контролер може бути кращим вибором, ніж MPPT, і є фактори, які зменшують або зводять нанівець переваги, які може надати MPPT. Найбільш очевидним фактором є вартість. Контролери MPPT, як правило, коштують дорожче, ніж їхні аналоги PWM. Приймаючи рішення про вибір контролера, додаткові витрати на ШІМ повинні бути проаналізовані з урахуванням наступних факторів:

Зарядні пристрої з низькою потужністю (зокрема, низьким струмом) можуть мати такий самий або кращий збір енергії з ШІМ-контролером. ШІМ-регулятори будуть працювати з відносно постійною ефективністю збирання незалежно від розміру системи (за інших рівних умов ефективність буде однаковою, незалежно від того, чи використовується масив потужністю 30 Вт або 300 Вт). MPPT-регулятори зазвичай мають помітно знижену ефективність збору врожаю (порівняно з їх піковою ефективністю) при використанні в системах з низькою потужністю. Криві ефективності для кожного контролера Morningstar MPPT надруковані у відповідних посібниках і повинні бути переглянуті при прийнятті рішення регулятором. (Посібники доступні для завантаження на веб-сайті Morningstar).

Найбільша перевага регулятора MPPT буде спостерігатися в холодному кліматі (Vmp вище). І навпаки, в більш жаркому кліматі Vmp зменшується. Зменшення Vmp зменшить збір MPPT порівняно з PWM. Середня температура навколишнього середовища на місці встановлення може бути досить високою, щоб звести нанівець будь-які переваги зарядки, які має MPPT над ШІМ. Використання MPPT в такій ситуації не є економічно вигідним. Середня температура на ділянці повинна бути фактором, який слід враховувати при виборі регулятора

Системи, в яких вихідна потужність масиву значно перевищує споживану потужність навантажень системи, вказують на те, що батареї будуть проводити більшу частину часу на повному або майже повному заряді. Така система може не отримати вигоду від підвищеної здатності регулятора MPPT до збору врожаю. Коли батареї системи заповнені, надлишкова сонячна енергія залишається невикористаною. Перевага MPPT у зборі врожаю може бути непотрібною в цій ситуації, особливо якщо автономність не є важливим фактором.

Чому варто обирати MPPT, а не PWM

Збільшення збору енергії:

MPPT-контролери керують напругою масиву вище напруги акумулятора і збільшують збір енергії від сонячних батарей на 5-30% порівняно з PWM-контролерами, залежно від кліматичних умов.

Робоча напруга і сила струму масиву регулюється протягом дня контролером MPPT таким чином, щоб вихідна потужність масиву (сила струму X напруга) була максимальною.

Менше модульних обмежень:

Оскільки MPPT-контролери працюють з масивами при напрузі, що перевищує напругу акумулятора, вони можуть використовуватися з більш широким спектром сонячних модулів і конфігурацій масивів. Крім того, вони можуть підтримувати системи з меншими розмірами проводів.

Підтримка великих масивів

На відміну від ШІМ-контролерів, MPPT-контролери можуть підтримувати великі масиви, які в іншому випадку перевищують максимальну робочу потужність контролера заряду. Контролер робить це, обмежуючи споживання струму масиву в періоди дня, коли надходить велика кількість сонячної енергії (зазвичай в середині дня).

У той час як енергія від масиву обмежена або знімається в середині дня, великий масив здатний забезпечити більшу потужність в ранній і пізній час доби в порівнянні з меншим масивом, який не має великих розмірів.

Завантажити наш технічний документ PWM vs MPPT

Будь ласка, натисніть тут, щоб завантажити технічний документ “Традиційна ШІМ та технологія TrakStar™ MPPT від Morningstar”. MPPT-контролери заряду Morningstar використовують алгоритм розширеного управління TrakStar MPPT для збору максимальної потужності з точки пікової потужності сонячної батареї. Загальноприйнято вважати, що навіть найпростіший MPPT-контролер забезпечить додаткові 10-15% зарядної здатності, якщо порівнювати зі стандартним ШІМ-регулятором. Окрім цієї можливості додаткового заряду, є ще кілька важливих відмінностей та переваг між технологіями MPPT та PWM, які описані в цьому технічному документі.

У чому різниця між ШІМ і MPPT контролерами заряду сонячних батарей?

вичерпний, посібник, контролер, сонячного, заряд

Коли потрібен контролер заряду сонячної батареї? Як випливає з назви, контролер сонячного заряду модулює силу струму (а отже, і напругу), що надходить до акумуляторів від сонячних панелей. Це регулятор, який запобігає перезарядці акумуляторів. Перезарядка може призвести до нагрівання та вибуху, що становить загрозу безпеці. Нагрівання також знижує ефективність системи. Коли батареї розряджаються для забезпечення електроенергією вашого домогосподарства, контролер регулює швидкість розряду відповідно до потреби. Отже, контролер сонячного заряду є важливою частиною установки.

Чи потрібен вам контролер сонячного заряду чи ні?

Тепер, якщо вам цікаво, чи потрібен вам сонячний контролер заряду чи ні, ось що вам слід знати. Кожна частина сонячної панелі потребує контролера сонячного заряду. Однак загальна система визначає, чи потрібен вам сонячний інвертор із вбудованим контролером заряду або додатковий контролер заряду.

Широтно-імпульсна модуляція (ШІМ)

Цей тип широтно-імпульсної модуляції дешевший, а отже, зазвичай використовується для автономних сонячних систем у домогосподарствах та комерційних цілях. Сонячна панель на 12 В може заряджати батарею на 12 В. Для батареї на 24 В потрібно дві послідовно з’єднані панелі на 12 В або одна панель на 24 В, і так далі.

ШІМ вимагає узгодження напруги масиву панелей з напругою акумуляторної батареї. В іншому випадку відбудеться втрата потужності заряду. І чим більша невідповідність, тим більшою буде втрата потужності. Отже, ШІМ дешевше, але має меншу гнучкість та ефективність.

Переваги: ШІМ-контролери перевірені часом, оскільки вони існують вже давно. До того ж дешевше.

Недоліки: Вони не надають вам великої гнучкості для зростання системи. Крім того, напруга акумуляторної батареї повинна відповідати номінальній напрузі сонячної батареї.

Новітня технологія, яка все частіше використовується для контролерів заряду. це контролери заряду:

Відстеження точки максимальної потужності (MPPT)

Контролери MPPT дорожчі, але дають більшу гнучкість з точки зору кількості панелей. Напруга від фотомодуля знижується, з відповідним збільшенням сили струму, щоб відповідати напрузі акумуляторної батареї. Збільшення сили струму призведе до швидшого заряду. Ці сонячні контролери заряду будуть автоматично регулюватися відповідно до рівняння P = V x A. В результаті ви отримаєте більше енергії для заряду акумулятора і не буде ніяких втрат, на відміну від ШІМ.

Переваги MPPT полягають у наступному:

  • Контролер MPPT дозволяє масив панелей мати вищу напругу, ніж акумуляторна батарея. Це актуально для районів з низьким рівнем опромінення або взимку з меншою кількістю годин сонячного світла.
  • Вони забезпечують збільшення ефективності зарядки до 30% в порівнянні з ШІМ
  • Більша гнучкість для зростання системи. Це актуально для комерційних установ
  • Зазвичай вони мають вищі гарантійні терміни, ніж ШІМ-контролери

Тепер, коли ви розумієте різницю між MPPT і PWM контролерами, відвідайте Genus для отримання надійних рішень під ключ для ваших домашніх або комерційних застосувань.

Залишити відповідь