Byte Company Copyright © 2002 --- 2018 г. "Компания Байт" Все права защищены. All Rights Reserved.
города Новокузнецк, Кемерово Яндекс.Метрика Статьи

Поиск

Картинка

Г.Кемерово

ул. Спортивная 28, офис 417

тел./факс +7 (384-2) 76-76-16

Карта проезда



«Система Скидок» «Почему мы?» «О нас»
НАШ КУРС: 55,89 за 1$

Если Вы знакомы с особенностями солнечных батарей, а именно с тем, что они представляют собой источники тока, что как раз и необходимо для зарядки аккумуляторов, то может возникнуть следующий вопрос.

Зачем вообще нужен контроллер заряда для солнечной батареи? И действительно, достаточно просто соединить солнечную батарею с аккумулятором, и при наличии хоть какого-то света, а ещё лучше - Солнца, от солнечной батареи пойдет зарядный ток в аккумулятор и без использования контроллера.

Так для чего же тогда покупать контроллер заряда, какие функции он выполняет и в чём отличие разных типов контроллеров (MPPT, PWM, ON/OFF)? Попробуем разобраться с этим.

Печатная плата контроллера заряда Morningstar PS-15 (PWM) Итак, что будет, если не применять его совсем? При прямом подключении солнечной батареи к аккумулятору пойдёт зарядный ток и напряжение на клеммах аккумулятора начнёт постепенно расти. Пока оно не достигнет предельного напряжения зарядки (которое зависит от типа аккумулятора и его температуры), прямое подключение будет равнозначно присутствию контроллера моделей PWM или ON/OFF, поскольку в этом режиме эти модели просто соединяют вход и выход.

При достижении предельного напряжения (около 14 Вольт), ON/OFF контроллер, который является самым дешёвым из всех типов, просто отключит солнечную батарею от аккумулятора и заряд прекратится, хотя в реальности аккумулятор заряжен ещё не полностью и для полной зарядки требует поддержания на нём предельного напряжения в течение ещё нескольких часов. Эту задачу решает PWM контроллер, который при помощи широтно-импульсного преобразования (ШИМ или, по английски — PWM) понижает напряжение солнечной батареи до нужного значения и поддерживает его.

Если же Вы не используете никакого контроллера, то Вам нужно постоянно следить при помощи вольтметра за зарядным напряжением и в нужный момент отключить солнечную батарею. И если Вы забудете её отключить, то это приведёт к перезаряду, выкипанию электролита и сокращению срока службы аккумуляторов. Однако, если Вы и отключите её вовремя или же используете простой ON/OFF контроллер, аккумуляторы останутся заряженными не полностью (примерно на 90%), а регулярный недозаряд в конечном итоге приведёт к значительному сокращению их срока службы.

Существуют ещё два важных фактора, которые должны быть учтены при заряде аккумуляторов. Качественные контроллеры заряда обязательно должны учитывать температуру аккумулятора и иметь температурную компенсацию зарядных напряжений, а также иметь выбор типа аккумуляторной батареи (AGM, GEL, жидко-кислотный), поскольку разные типы имеют разные зарядные кривые (разные напряжения в одних и тех же режимах). Отметим также, что для температурной компенсации может использоваться как встроенный температурный датчик, так и выносной. При использовании выносного температурного датчика, точность работы контроллера повышается.

Подведем промежуточный итог.

Мы рассмотрели вариант отказа от контроллера заряда, а также использование двух типов контроллеров — PWM и ON/OFF и пришли к выводу, что наилучшим из перечисленных вариантов является PWM тип. При этом крайне важно наличие у него температурной компенсации и возможности выбора типа аккумуляторных батарей.

 

 

MPPT контроллер заряда для солнечных батарей

Однако мы обошли вниманием MPPT контроллер заряда, который в действительности является самым совершенным из всех существующих типов. MPPT в переводе с английского означает отслеживание точки максимальной мощности. Дело в том, что мощность солнечных батарей указана всегда именно в этой точке. А напряжение в точке максимальной мощности, например для 12-и Вольтовых моделей солнечных батарей обычно равно 17,5 В. При использовании не MPPT контроллера, напряжение на выходе солнечной батареи равно напряжению на заряжаемом аккумуляторе и лежит в пределах 11-14,5В. Соответственно, мощность солнечных батарей используется не полностью и часть мощности теряется. И теряется её тем больше, чем глубже был разряд аккумулятора.

Вольт-амперная характеристика солнечной батареи Принципиальное отличие контроллера заряда MPPT от всех остальных состоит в том, что он находит и отслеживает точку максимальной мощности солнечной батареи и использует всю доступную мощность путем широтно-импульсного преобразования при всех режимах заряда, а не только при последнем режиме для поддержания предельного напряжения зарядки. Таким образом, использование MPPT контроллера позволяет увеличить количество используемой солнечной энергии от одной и той же батареи на 10-30% в зависимости от глубины разряда аккумулятора.

 

Небольшой конкретный пример для полной ясности:

Имеется солнечная батарея мощностью 100 Вт с напряжением в точке максимальной мощности Ump=17,5 В и током Imp=5,72 А, ток короткого замыкания Isc=6,2 А. Необходимо зарядить аккумулятор, разряженный до 12 В.

При использовании MPPT контроллера:

  • Напряжение на входе равно Uвх=Ump=17,5 В, ток на входе Iвх=Imp=5,72А, мощность на входе Pвх=Uвх*Iвх=17.5*5,72=100 Вт.
  • Напряжение на выходе равно напряжению аккумулятора Uвых=Uаб=12 В, а ток на выходе равен Iвых=Pвх/Uвых=100/12=8,33 А.

Т.е. благодаря преобразованию ток на выходе значительно больше тока солнечной батареи и используется вся её мощность за исключением небольших потерь на преобразование (которые, для простоты не учтены в формулах выше, а в реальности составляют не более 3%).

При использовании прочих моделей:

  • Напряжение на входе равно напряжению на выходе и равно напряжению аккумулятора Uвх=Uвых=Uаб=12 В, ток на входе немного больше Imp, но меньше тока короткого замыкания Isc и примерно равен Iвх=6 А, мощность на входе Pвх=Uвх*Iвх=12*6=72 Вт.
  • Напряжение на выходе равно напряжению аккумулятора Uвых=Uаб=12 В, а ток на выходе равен току на входе Iвых=Iвх=6 А.

Т.е. при использовании не MPPT модели, теряется 28 Вт или 28% мощности солнечной батареи при заряде глубоко разряженного аккумулятора. По мере роста напряжения на аккумуляторе, потери будут уменьшаться, но в любом случае будут более 10%.

Заключение:

Итак, мы рассмотрели все существующие варианты контроллеров заряда и пришли к выводу, что самой совершенной моделью является MPPT. Модели PWM также достойны внимания, но придётся мириться с неполным использованием мощности солнечных батарей. Полностью отказаться от контроллера или использовать модели ON/OFF не рекомендуется, т.к. это негативно скажется на сроке службы аккумуляторов.

 

Надеемся, приведенные выше советы по выбору контроллера заряда помогут Вам!


Создание Сайта Кемерово, Создание Дизайна, продвижение Кемерово, Умный дом Кемерово, Спутниковые телефоны Кемерово - Партнёры