Схема контроллера для солнечной батареи: Схема и принцип работы контроллера заряда солнечной батареи

Содержание

Схема и принцип работы контроллера заряда солнечной батареи

Солнечная энергетика пока что ограничивается (на бытовом уровне) созданием фотоэлектрических панелей относительно невысокой мощности. Но независимо от конструкции фотоэлектрического преобразователя света солнца в ток это устройство оснащается модулем, который называют контроллер заряда солнечной батареи.

Действительно, в схему установки фотосинтеза солнечного света входит аккумуляторная батарея — накопитель энергии, получаемой от солнечной панели. Именно этот вторичный источник энергии обслуживается в первую очередь контроллером.

В представленной нами статье разберемся в устройстве и принципах работы этого прибора, а также рассмотрим способы его подключения.

Содержание статьи:

  • Контроллеры для солнечных батарей
  • Применяемые на практике виды
  • Структурные схемы контроллеров
    • Вариант #1 — устройства PWM
    • Вариант #2 — приборы MPPT
  • Способы подключения контроллеров
    • Техника подключения моделей PWM
    • Порядок подключения приборов MPPT
  • Выводы и полезное видео по теме

Контроллеры для солнечных батарей

Электронный модуль, называемый контроллером для солнечной батареи, предназначен выполнять целый ряд контрольных функций в процессе заряда/разряда .

Когда на поверхность солнечной панели, установленной, к примеру, на крыше дома, падает солнечный свет, фотоэлементами устройства этот свет преобразуется в электрический ток.

Галерея изображений

Фото из

Контроллер — обязательная составляющая гелиостанции, вырабатывающей электрический ток из энергии солнечного света

Владельцам частных мини электростанций и желающим обзавестись солнечной энергетической установкой представлено сейчас два вида контроллеров: PWM (или ШИМ) и MPPT

Контролеры ШИМ обеспечивают выполнение многоступенчатого заряда аккумулятора. С их помощью осуществляется наполнение, выравнивание, поглощение и поддержка заряда

Недорогие модели контроллеров для бытовых солнечных установок снабжены светодиодной индикацией, позволяющей следить за рабочими характеристиками и техническим состоянием батареи

MPPT (maximum power point tracking) — контроллеры более высокого уровня и цены. В них предусмотрено отслеживание точки максимальной мощности

Для небольших солнечных электростанций, в составе которых одна-две панели, достаточно возможностей контроллеров ШИМ (PWM)

Оба вида контроллеров, как и подключенные к схеме аккумуляторы должны устанавливаться в помещении, так как в их конструкции имеются чувствительные к температуре датчики

В покупке контроллера нет необходимости, если вы приобретаете комплексную солнечную станцию. В ее изолированном корпусе есть весь набор устройств, требующихся для обработки и накопления электроэнергии

Контроллеры для солнечных панелей

Контроллер с широко-импульсной модуляцией

Прибор для многоуровневого заряда батареи

Бюджетная модель со светодиодной индикаций

Контроллер для солнечной станции МРРТ

Небольшая гелиостанция для дачи

Подключение солнечных панелей к аппаратуре

Комплекс из солнечных батарей и аппаратуры

Полученная энергия, по сути, могла бы подаваться непосредственно на аккумулятор-накопитель. Однако процесс зарядки/разрядки АКБ имеет свои тонкости (определённые уровни токов и напряжений). Если пренебречь этими тонкостями, АКБ за короткий срок эксплуатации попросту выйдет из строя.

Чтобы не иметь таких грустных последствий, предназначен модуль, именуемый контроллером заряда для солнечной батареи.

Помимо контроля уровня заряда аккумулятора, модуль также отслеживает потребление энергии. В зависимости от степени разряда, схемой контроллера заряда аккумулятора от солнечной батареи регулируется и устанавливается уровень тока, необходимый для начального и последующего заряда.

В зависимости от мощности контроллера заряда аккумуляторных батарей солнечной энергетической установки, конструкции этих устройств могут иметь самую разную конфигурацию

В общем, если говорить простым языком, модуль обеспечивает беззаботную «жизнь» для АКБ, что периодически накапливает и отдаёт энергию устройствам-потребителям.

Применяемые на практике виды

На промышленном уровне налажен и осуществляется выпуск двух видов электронных устройств, исполнение которых подходит для установки в схему солнечной энергетической системы:

  1. Устройства серии PWM.
  2. Устройства серии MPPT.

Первый вид контроллера для солнечной батареи можно назвать «старичком». Такие схемы разрабатывались и внедрялись в эксплуатацию ещё на заре становления солнечной и  ветряной энергетики.

Принцип работы схемы PWM контроллера основан на алгоритмах широтно-импульсной модуляции. Функциональность таких аппаратов несколько уступает более совершенным устройствам серии MPPT, но в целом работают они тоже вполне эффективно.

Одна из популярных в обществе моделей контроллера заряда АКБ солнечной станции, несмотря на то, что схема устройства выполнена по технологии PWM, которую считают устаревшей

Конструкции, где применяется технология Maximum Power Point Tracking (отслеживание максимальной границы мощности), отличаются современным подходом к схемотехническим решениям, обеспечивают большую функциональность.

Но если сравнивать оба вида контроллера и, тем более, с уклоном в сторону бытовой сферы, MPPT устройства выглядят не в том радужном свете, в котором их традиционно рекламируют.

Контроллер типа MPPT:

  • имеет более высокую стоимость;
  • обладает сложным алгоритмом настройки;
  • даёт выигрыш по мощности только на панелях значительной площади.

Этот вид оборудования больше подходит для систем глобальной солнечной энергетики.

Контроллер, предназначенный под эксплуатацию в составе конструкции солнечной энергетической установки. Является представителем класса аппаратов MPPT – более совершенных и эффективных

Под нужды обычного пользователя из бытовой среды, имеющего, как правило, панели малой площади, выгоднее купить и с тем же эффектом эксплуатировать ШИМ-контроллер (PWM).

Структурные схемы контроллеров

Принципиальные схемы контроллеров PWM и MPPT для рассмотрения их обывательским взглядом – это слишком сложный момент, сопряжённый с тонким пониманием электроники. Поэтому логично рассмотреть лишь структурные схемы. Такой подход понятен широкому кругу лиц.

Вариант #1 — устройства PWM

Напряжение от солнечной панели по двум проводникам (плюсовой и минусовой) приходит на стабилизирующий элемент и  разделительную резистивную цепочку. За счёт этого куска схемы получают выравнивание потенциалов входного напряжения и в какой-то степени организуют защиту входа контроллера от превышения границы напряжения входа.

Здесь следует подчеркнуть: каждая отдельно взятая модель аппарата имеет конкретную границу по напряжению входа (указано в документации).

Так примерно выглядит структурная схема устройств, выполненных на базе PWM технологий. Для эксплуатации в составе небольших бытовых станций такой схемный подход обеспечивает вполне достаточную эффективность

Далее напряжение и ток ограничиваются до необходимой величины силовыми транзисторами. Эти компоненты схемы, в свою очередь, управляются чипом контроллера через микросхему драйвера. В результате на выходе пары силовых транзисторов устанавливается нормальное значение напряжения и тока для аккумулятора.

Также в схеме присутствует датчик температуры и драйвер, управляющий силовым транзистором, которым регулируется мощность нагрузки (защита от глубокой разрядки АКБ). Датчиком температуры контролируется состояние нагрева важных элементов контроллера PWM.

Обычно уровень температуры внутри корпуса или на радиаторах силовых транзисторов. Если температура выходит за границы установленной в настройках, прибор отключает все линии активного питания.

Вариант #2 — приборы MPPT

Сложность схемы в данном случае обусловлена её дополнением целым рядом элементов, которые выстраивают необходимый алгоритм контроля более тщательно, исходя из условий работы.

Уровни напряжения и тока отслеживаются и сравниваются схемами компараторов, а по результатам сравнения определяется максимум мощности по выходу.

Схемное решение в структурном виде для контроллеров заряда, основанных на технологиях MPPT. Здесь уже отмечается более сложный алгоритм контроля и управления периферийными устройствами

Главное отличие этого вида контроллеров от приборов PWM в том, что они способны подстраивать энергетический солнечный модуль на максимум мощности независимо от погодных условий.

Схемой таких устройств реализуются несколько методов контроля:

  • возмущения и наблюдения;
  • возрастающей проводимости;
  • токовой развёртки;
  • постоянного напряжения.

А в конечном отрезке общего действия применяется ещё алгоритм сравнения всех этих методов.

Способы подключения контроллеров

Рассматривая тему подключений, сразу нужно отметить: для установки каждого отдельно взятого аппарата характерной чертой является работа с конкретной серией солнечных панелей.

Так, например, если используется контроллер, рассчитанный на максимум  входного напряжения 100 вольт, серия солнечных панелей должна выдавать на выходе напряжение не больше этого значения.

Любая солнечная энергетическая установка действует по правилу баланса выходного и входного напряжений первой ступени. Верхняя граница напряжения контроллера должна соответствовать верхней границе напряжения панели

Прежде чем подключать аппарат, необходимо определиться с местом его физической установки. Согласно правилам, местом установки следует выбирать сухие, хорошо проветриваемые помещения. Исключается присутствие рядом с устройством легковоспламеняющихся материалов.

Недопустимо наличие в непосредственной близости от прибора источников вибраций, тепла и влажности. Место установки необходимо защитить от попадания атмосферных осадков и прямых солнечных лучей.

Техника подключения моделей PWM

Практически все производители PWM-контроллеров требуют соблюдать точную последовательность подключения приборов.

Техника соединения контроллеров PWM с периферийными устройствами особыми сложностями не выделяется. Каждая плата оснащена маркированными клеммами. Здесь попросту требуется соблюдать последовательность действий

Подключать периферийные устройства нужно в полном соответствии с обозначениями контактных клемм:

  1. Соединить провода АКБ на клеммах прибора для аккумулятора в соответствии с указанной полярностью.
  2. Непосредственно в точке контакта положительного провода включить защитный предохранитель.
  3. На контактах контроллера, предназначенных для солнечной панели, закрепить проводники, выходящие от солнечной батареи панелей. Соблюдать полярность.
  4. Подключить к выводам нагрузки прибора контрольную лампу соответствующего напряжения (обычно 12/24В).

Указанная последовательность не должна нарушаться. К примеру, подключать солнечные панели в первую очередь при неподключенном аккумуляторе категорически запрещается. Такими действиями пользователь рискует «сжечь» прибор. В более подробно описана схема сборки солнечных батарей с аккумулятором.

Также для контроллеров серии PWM недопустимо подключение инвертора напряжения на клеммы нагрузки контроллера. Инвертор следует соединять непосредственно с клеммами АКБ.

Порядок подключения приборов MPPT

Общие требования по физической инсталляции для этого вида аппаратов не отличаются от предыдущих систем. Но технологическая установка зачастую несколько иная, так как контроллеры MPPT зачастую рассматриваются аппаратами более мощными.

Для контроллеров, рассчитанных под высокие уровни мощностей, на соединениях силовых цепей рекомендуется применять кабели больших сечений, оснащённые металлическими концевиками

Например, для мощных систем эти требования дополняются тем, что производители рекомендуют брать кабель для линий силовых подключений, рассчитанный на плотность тока не менее чем 4 А/мм2. То есть, например, для контроллера на ток 60 А нужен кабель для подключения к АКБ сечением не меньше 20 мм2.

Соединительные кабели обязательно оснащаются медными наконечниками, плотно обжатыми специальным инструментом. Отрицательные клеммы солнечной панели и аккумулятора необходимо оснастить переходниками с предохранителями и выключателями.

Такой подход исключает энергетические потери и обеспечивает безопасную эксплуатацию установки.

Структурная схема подключения мощного контроллера MPPT: 1 – солнечная панель; 2 – контроллер MPPT; 3 – клеммник; 4,5 – предохранители плавкие; 6 – выключатель питания контроллера; 7,8 – земляная шина

Перед подключением к прибору следует убедиться, что напряжение на клеммах соответствует или меньше напряжения, которое допустимо подавать на вход контроллера.

Подключение периферии к аппарату MTTP:

  1. Выключатели панели и аккумулятора перевести в положение «отключено».
  2. Извлечь защитные предохранители на панели и аккумуляторе.
  3. Соединить кабелем клеммы аккумулятора с клеммами контроллера для АКБ.
  4. Подключить кабелем выводы солнечной панели с клеммами контроллера, обозначенными соответствующим знаком.
  5. Соединить кабелем клемму заземления с шиной «земли».
  6. Установить температурный датчик на контроллере согласно инструкции.

После этих действий необходимо вставить на место ранее извлечённый предохранитель АКБ и перевести выключатель в положение «включено». На экране контроллера появится сигнал обнаружения аккумулятора.

Далее, после непродолжительной паузы (1-2 мин), поставить на место ранее извлечённый предохранитель солнечной панели и перевести выключатель панели в положение «включено».

Экран прибора покажет значение напряжения солнечной панели. Этот момент свидетельствует об успешном запуске энергетической солнечной установки в работу.

Выводы и полезное видео по теме

Промышленностью выпускаются устройства многоплановые с точки зрения схемных решений. Поэтому однозначных рекомендаций относительно подключения всех без исключения установок дать невозможно.

Однако главный принцип для любых типов приборов остаётся единым: без подключения АКБ на шины контроллера соединение с фотоэлектрическими панелями недопустимо. Аналогичные требования предъявляются и для включения в схему . Его следует рассматривать как отдельный модуль, подключаемый на АКБ прямым контактом.

Если у вас есть необходимый опыт или знания, пожалуйста, поделитесь им с нашими читателями. Оставляйте свои комментарии в расположенном ниже блоке. Здесь же можно задать вопрос по теме статьи.

Схема контроллера заряда аккумулятора от солнечной батареи

Одним из важнейших компонентов домашней солнечной электростанции является контроллер заряда аккумуляторов. Существует множество схем контроллеров для солнечных батарей — от самых простых, выполненных порою кустарным способом, до очень сложных, с применением микропроцессоров. Причем контроллеры заряда для солнечных батарей, сделанные своими руками, частенько работают лучше аналогичных промышленных устройств такого же типа. Если аккумулятор подсоединить напрямую к клеммам солнечных батарей, то заряд его будет происходить непрерывно.




Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

  • Солнечное электроснабжение на даче или шилд-контроллер заряда. Своими руками 🙂
  • Как создать дешевый и эффективный контроллер заряда аккумулятора от солнечной батареи
  • Контроллер для солнечной батареи
  • Контроллеры для солнечных батарей своими руками
  • Солнечный контроллер заряда
  • Контроллер заряда солнечных батарей: инструкция по выбору и установки своими руками
  • Принципы работы контроллера заряда для солнечной батареи

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: [Natalex] Что будет если подключить солнечную батарею к аккумулятору без диода Шоттки?

Солнечное электроснабжение на даче или шилд-контроллер заряда. Своими руками 🙂



Солнечная энергетика пока что ограничивается на бытовом уровне созданием фотоэлектрических панелей относительно невысокой мощности. Но независимо от конструкции фотоэлектрического преобразователя света солнца в ток это устройство оснащается модулем, который называют контроллер заряда солнечной батареи. Действительно, в схему установки фотосинтеза солнечного света входит аккумуляторная батарея — накопитель энергии, получаемой от солнечной панели. Именно этот вторичный источник энергии обслуживается в первую очередь контроллером.

Далее мы разберемся в устройстве и принципах работы этого прибора, а также расскажем о способах его подключения. Когда на поверхность солнечной панели, установленной, к примеру, на крыше дома, падает солнечный свет, фотоэлементами устройства этот свет преобразуется в электрический ток. Полученная энергия, по сути, могла бы подаваться непосредственно на аккумулятор-накопитель.

Если пренебречь этими тонкостями, АКБ за короткий срок эксплуатации попросту выйдет из строя. Чтобы не иметь таких грустных последствий, предназначен модуль, именуемый контроллером заряда для солнечной батареи. Помимо контроля уровня заряда аккумулятора, модуль также отслеживает потребление энергии. В зависимости от степени разряда, схемой контроллера заряда аккумулятора от солнечной батареи регулируется и устанавливается уровень тока, необходимый для начального и последующего заряда.

На промышленном уровне налажен и осуществляется выпуск двух видов электронных устройств, исполнение которых подходит для установки в схему солнечной энергетической системы:. Принцип работы схемы PWM контроллера основан на алгоритмах широтно-импульсной модуляции. Функциональность таких аппаратов несколько уступает более совершенным устройствам серии MPPT, но в целом работают они тоже вполне эффективно.

Конструкции, где применяется технология Maximum Power Point Tracking отслеживание максимальной границы мощности , отличаются современным подходом к схемотехническим решениям, обеспечивают большую функциональность. Но если сравнивать оба вида контроллера и, тем более, с уклоном в сторону бытовой сферы, MPPT устройства выглядят не в том радужном свете, в котором их традиционно рекламируют.

Под нужды обычного пользователя из бытовой среды, имеющего, как правило, панели малой площади, выгоднее купить и с тем же эффектом эксплуатировать ШИМ-контроллер PWM. Принципиальные схемы контроллеров PWM и MPPT для рассмотрения их обывательским взглядом — это слишком сложный момент, сопряжённый с тонким пониманием электроники.

Поэтому логично рассмотреть лишь структурные схемы. Такой подход понятен широкому кругу лиц. За счёт этого куска схемы получают выравнивание потенциалов входного напряжения и в какой-то степени организуют защиту входа контроллера от превышения границы напряжения входа. Здесь следует подчеркнуть: каждая отдельно взятая модель аппарата имеет конкретную границу по напряжению входа указано в документации. Далее напряжение и ток ограничиваются до необходимой величины силовыми транзисторами.

Эти компоненты схемы, в свою очередь, управляются чипом контроллера через микросхему драйвера. В результате на выходе пары силовых транзисторов устанавливается нормальное значение напряжения и тока для аккумулятора.

Также в схеме присутствует датчик температуры и драйвер, управляющий силовым транзистором, которым регулируется мощность нагрузки защита от глубокой разрядки АКБ. Датчиком температуры контролируется состояние нагрева важных элементов контроллера PWM. Обычно уровень температуры внутри корпуса или на радиаторах силовых транзисторов.

Если температура выходит за границы установленной в настройках, прибор отключает все линии активного питания. Сложность схемы в данном случае обусловлена её дополнением целым рядом элементов, которые выстраивают необходимый алгоритм контроля более тщательно, исходя из условий работы. Уровни напряжения и тока отслеживаются и сравниваются схемами компараторов, а по результатам сравнения определяется максимум мощности по выходу.

Главное отличие этого вида контроллеров от приборов PWM в том, что они способны подстраивать энергетический солнечный модуль на максимум мощности независимо от погодных условий.

Рассматривая тему подключений, сразу нужно отметить: для установки каждого отдельно взятого аппарата характерной чертой является работа с конкретной серией солнечных панелей. Прежде чем подключать аппарат, необходимо определиться с местом его физической установки. Согласно правилам, местом установки следует выбирать сухие, хорошо проветриваемые помещения.

Исключается присутствие рядом с устройством легковоспламеняющихся материалов. Недопустимо наличие в непосредственной близости от прибора источников вибраций, тепла и влажности. Место установки необходимо защитить от попадания атмосферных осадков и прямых солнечных лучей. Практически все производители PWM-контроллеров требуют соблюдать точную последовательность подключения приборов. Указанная последовательность не должна нарушаться.

К примеру, подключать солнечные панели в первую очередь при неподключенном аккумуляторе категорически запрещается. В этом материале более подробно описана схема сборки солнечных батарей с аккумулятором. Также для контроллеров серии PWM недопустимо подключение инвертора напряжения на клеммы нагрузки контроллера.

Инвертор следует соединять непосредственно с клеммами АКБ. Общие требования по физической инсталляции для этого вида аппаратов не отличаются от предыдущих систем. Но технологическая установка зачастую несколько иная, так как контроллеры MPPT зачастую рассматриваются аппаратами более мощными.

То есть, например, для контроллера на ток 60 А нужен кабель для подключения к АКБ сечением не меньше 20 мм 2. Соединительные кабели обязательно оснащаются медными наконечниками, плотно обжатыми специальным инструментом. Отрицательные клеммы солнечной панели и аккумулятора необходимо оснастить переходниками с предохранителями и выключателями. Перед подключением солнечных панелей к прибору следует убедиться, что напряжение на клеммах соответствует или меньше напряжения, которое допустимо подавать на вход контроллера.

На экране контроллера появится сигнал обнаружения аккумулятора. Экран прибора покажет значение напряжения солнечной панели. Этот момент свидетельствует об успешном запуске энергетической солнечной установки в работу.

Промышленностью выпускаются устройства многоплановые с точки зрения схемных решений. Поэтому однозначных рекомендаций относительно подключения всех без исключения установок дать невозможно. Однако главный принцип для любых типов приборов остаётся единым: без подключения АКБ на шины контроллера соединение с фотоэлектрическими панелями недопустимо.

Аналогичные требования предъявляются и для включения в схему инвертора напряжения. Его следует рассматривать как отдельный модуль, подключаемый на АКБ прямым контактом.

Если у вас есть необходимый опыт или знания, пожалуйста, поделитесь им с нашими читателями. Оставляйте свои комментарии в расположенном ниже блоке. Здесь же можно задать вопрос по теме статьи. Изначально при установке солнечных панелей для электроснабжения нашего небольшого дачного домика был использован контроллер типа PWM. Однако после пяти лет эксплуатации он вышел из строя. Впоследствии по рекомендации мастера я приобрел контроллер типа MPPT, который был успешно вмонтирован в схему.

После шести месяцев безупречной работы он заискрился, а его экран потух. Я снова вызвал мастера и произвел замену блока. В чем причина такой недолговечности MPPT-блока? Во-первых, PWM-контроллер имеет более простую структуру, соответственно у данного прибора меньше элементов, которые могут выйти из строя. Так что есть смысл использования более современных MPPT-контроллеров. Во-вторых, вы выяснили причины поломки? Я думаю, что здесь одно из двух: либо производственный брак, либо ошибка в процессе монтажа, которая и привела в последствие к поломке.

Напишите, пожалуйста, причину, которая послужила выходом из строя нового MPPT-контроллера. Вы воспользовались гарантийным обслуживанием? Просто на моей памяти даже самые бюджетные модели не выходили из строя раньше, чем через три года эксплуатации.

Проверил специалист: Амир Гумаров. Такой выглядит одна из многочисленных существующих моделей контроллеров заряда для солнечной батареи. Этот модуль относится к числу разработок типа PWM. В зависимости от мощности контроллера заряда аккумуляторных батарей солнечной энергетической установки, конструкции этих устройств могут иметь самую разную конфигурацию.

Одна из популярных в обществе моделей контроллера заряда АКБ солнечной станции, несмотря на то, что схема устройства выполнена по технологии PWM, которую считают устаревшей. Контроллер, предназначенный под эксплуатацию в составе конструкции солнечной энергетической установки. Является представителем класса аппаратов MPPT — более совершенных и эффективных. Так примерно выглядит структурная схема устройств, выполненных на базе PWM технологий.

Для эксплуатации в составе небольших бытовых станций такой схемный подход обеспечивает вполне достаточную эффективность. Схемное решение в структурном виде для контроллеров заряда, основанных на технологиях MPPT.

Здесь уже отмечается более сложный алгоритм контроля и управления периферийными устройствами. Любая солнечная энергетическая установка действует по правилу баланса выходного и входного напряжений первой ступени. Верхняя граница напряжения контроллера должна соответствовать верхней границе напряжения панели. Техника соединения контроллеров PWM с периферийными устройствами особыми сложностями не выделяется.

Каждая плата оснащена маркированными клеммами. Здесь попросту требуется соблюдать последовательность действий. Для контроллеров, рассчитанных под высокие уровни мощностей, на соединениях силовых цепей рекомендуется применять кабели больших сечений, оснащённые металлическими концевиками.

Структурная схема подключения мощного контроллера MPPT: 1 — солнечная панель; 2 — контроллер MPPT; 3 — клеммник; 4,5 — предохранители плавкие; 6 — выключатель питания контроллера; 7,8 — земляная шина. Статья была полезна? Рекомендуем статьи по теме. Принцип работы солнечной батареи: как устроена и работает солнечная панель 5. Схемы и способы подключения солнечных батарей: как правильно провести монтаж солнечной панели 6.

Солнечные батареи для дачи и дома: виды, принцип работы и порядок расчета гелиосистем 6. Как сделать солнечную батарею своими руками: способы сборки и монтажа солнечной панели 2. Схема подключения солнечных батарей: к контроллеру, к аккумулятору и обслуживаемым системам 4.

Как создать дешевый и эффективный контроллер заряда аккумулятора от солнечной батареи

Устанавливая солнечные панели, нужно знать принцип работы контроллера солнечной батареи. Фотоэлементы подсоединяют к аккумулятору через контроллер. Правильная схема работы контроллера солнечной батареи обеспечивает эффективный заряд накопителя. Ведь панели вырабатывают напряжение довольно малого номинала, и поэтому вначале накапливают энергию для дальнейшего преобразования. Далее постоянное напряжение трансформируется инвертором в переменное В и используется для запитки обычных электроприборов.

Схемы с подробными пояснениями Вам в помощь в этом несложном деле. Контроллер заряда для солнечной системы бесплатно солнечной батареи следят за уровнем напряжения на аккумуляторе и служат.

Контроллер для солнечной батареи

Контроллеры заряда имеют несколько немаловажных особенностей. Наиболее важными являются функции защиты, которые служат для повышения степени надежности работы данного устройства. Необходимо отметить наиболее распространенные в подобных конструкциях разновидности защит:. Дополнительно устройство оснащается разнообразными электронными предохранителями и специальными информационными дисплеями. Монитор позволяет узнать необходимую информацию о состоянии аккумулятора и всей системы. Помимо этого, на экране отображается множество другой немаловажной информации: напряжение аккумуляторной батареи, степень заряда и многое другое. В конструкцию многих моделей контроллеров входят специальные таймеры, благодаря которым активируется ночной режим работы прибора. Кроме того, существуют более сложные модели подобных устройств, способные одновременно управлять работой двух независимых друг от друга батарей.

Контроллеры для солнечных батарей своими руками

Контроллер заряда является очень важным узлом системы, в которой электрический ток создают солнечные панели. Устройство управляет зарядкой и разрядкой аккумуляторных батарей. Именно благодаря ему, батареи не могут перезарядиться и разрядиться настолько, что восстановить их рабочее состояние будет невозможно. Устройство предназначено для работы только с одной солнечной панелью , которая создает ток с силой, не более 4 А.

Солнечная энергетика пока что ограничивается на бытовом уровне созданием фотоэлектрических панелей относительно невысокой мощности. Но независимо от конструкции фотоэлектрического преобразователя света солнца в ток это устройство оснащается модулем, который называют контроллер заряда солнечной батареи.

Солнечный контроллер заряда

Одним из важнейших компонентов домашней солнечной электростанции является контроллер заряда аккумуляторов. Существует множество схем контроллеров для солнечных батарей — от самых простых, выполненных порою кустарным способом, до очень сложных, с применением микропроцессоров. Причем контроллеры заряда для солнечных батарей, сделанные своими руками, частенько работают лучше аналогичных промышленных устройств такого же типа. Если аккумулятор подсоединить напрямую к клеммам солнечных батарей, то заряд его будет происходить непрерывно. В конечном итоге на уже полностью заряженный аккумулятор будет продолжать поступать ток, что вызовет повышение напряжения на несколько вольт. В результате происходит перезаряд АКБ, повышается температура электролита, причем эта температура достигает таких значений, что электролит закипает, происходит резкий выброс паров из банок аккумулятора.

Контроллер заряда солнечных батарей: инструкция по выбору и установки своими руками

Одним из важнейших компонентов солнечной системы является контроллер заряда. Он может поставляться отдельно либо в комплекте с инвертором. Как понятно из названия, это устройство предназначено для контроля заряда АКБ, то есть контроллеры заряда для солнечной батареи следят за уровнем напряжения на аккумуляторе и служат для предотвращения полного разряда или перезаряда батареи. Век глобальной доступности, когда можно найти абсолютно любой товар и информацию, позволяет не только приобрести контроллеры в любом специализирующемся магазине, но и собрать его своими руками. Для этого Вам понадобится схема устройства, которое Вы планируете изготовить, в нашем случае — это контроллер зарядки, и умение разбираться в электронике. Попытаемся снабдить Вас и тем, и другим.

Схема контроллера для солнечных батарей, контроллер заряда своими солнечной электростанции является контроллер заряда аккумуляторов.

Принципы работы контроллера заряда для солнечной батареи

Благодаря тому, что человек научился преобразовывать солнечное излучение в электроэнергию, мы имеем возможность обеспечивать наши дома электричеством с помощью солнца без вреда для окружающей среды. Частный дом с множеством различных приборов и систем, которые потребляют электричество, требует сооружения целой солнечной электростанции. Она комплектуется с помощью таких приборов, как контроллер, инвертор , аккумуляторы и, конечно же, солнечные панели. Знакомимся с подробной информацией о том, для чего в этой системе нужен контроллер, с принципом его действия, а также с видами этого прибора, и узнаем, как выбрать контроллер заряда аккумуляторов для солнечной батареи.

Самая полная информация по теме: «контроллеры для заряда солнечной батареи тонкости подбора и монтажа» с полным описанием и комментариями от профессионального мастера. Солнечная энергетика пока что ограничивается на бытовом уровне созданием фотоэлектрических панелей относительно невысокой мощности. Но независимо от конструкции фотоэлектрического преобразователя света солнца в ток это устройство оснащается модулем, который называют контроллером заряда солнечной батареи. Действительно, в схему установки фотосинтеза солнечного света входит аккумуляторная батарея — накопитель энергии, получаемой от солнечной панели. Именно этот вторичный источник энергии обслуживается в первую очередь контроллером. Когда на поверхность солнечной панели, установленной, к примеру, на крыше дома, падает солнечный свет, фотоэлементами устройства этот свет преобразуется в электрический ток.

В каждой комплектации солнечной батареи есть особое устройство, позволяющее регулировать затраты энергии и процедуру ее накопления. Такой аппарат называют контроллером заряда.

Новые книги Шпионские штучки: Новое и лучшее схем для радиолюбителей: Шпионские штучки и не только 2-е издание Arduino для изобретателей. Обучение электронике на 10 занимательных проектах Конструируем роботов. Руководство для начинающих Компьютер в лаборатории радиолюбителя Радиоконструктор 3 и 4 Шпионские штучки и защита от них. Сборник 19 книг Занимательная электроника и электротехника для начинающих и не только Arduino для начинающих: самый простой пошаговый самоучитель Радиоконструктор 1 Обновления Подавитель сотовой связи большой мощности. Контроллер заряда для солнечной батарей , Устранение неисправности солнечного зу. Подписка на тему Сообщить другу Версия для печати.

Это автоматически включающаяся схема, которая контролирует зарядку аккумулятора от солнечных панелей и других источников питания. Она основана на интегральных схемах и заряжает батарейку, когда её заряд становится ниже заданного уровня, а затем останавливает зарядку во время того, когда батарейка достигает верхнего лимита по вольтажу. На рисунке вы увидите завершенную схему контроллера.



MPPT Контроллер солнечной зарядки с использованием LT3652 IC

Почти каждая система на основе солнечной энергии имеет связанную с ней батарею, которая должна заряжаться от солнечной энергии, а затем энергия от батареи будет использоваться для управления нагрузками. Существует несколько вариантов зарядки литиевой батареи. Ранее мы также построили простую схему зарядки литиевой батареи. Но для зарядки аккумулятора с помощью солнечной панели наиболее популярным выбором является MPPT или трекер максимальной мощности 9.0004, потому что она обеспечивает гораздо лучшую точность, чем другие методы, такие как зарядные устройства с ШИМ-управлением.

MPPT — это алгоритм, обычно используемый в солнечных зарядных устройствах. Контроллер заряда измеряет выходное напряжение панелей и напряжение аккумулятора, а затем, получив эти два данных, сравнивает их, чтобы определить наилучшую мощность, которую панель может обеспечить для зарядки аккумулятора. В любой ситуации, будь то при хорошем или плохом солнечном свете, контроллер заряда MPPT использует коэффициент максимальной выходной мощности 9.0004 и преобразует его в лучшее напряжение заряда и ток для аккумулятора. Всякий раз, когда выходная мощность солнечной панели падает, ток заряда батареи также уменьшается.

Таким образом, при плохом солнечном свете аккумулятор непрерывно заряжается в соответствии с выходной мощностью солнечной панели. Обычно это не относится к обычным солнечным зарядным устройствам. Поскольку каждая солнечная панель имеет максимальный номинальный выходной ток и номинальный ток короткого замыкания. Всякий раз, когда солнечная панель не может обеспечить надлежащий выходной ток, напряжение значительно падает, а ток нагрузки не изменяется и пересекает номинальный ток короткого замыкания, делая выходное напряжение солнечной панели равным нулю. Следовательно, зарядка полностью прекращается в условиях плохого солнечного света. Но MPPT позволяет батарея для зарядки даже при плохом солнечном свете путем управления током заряда батареи.

MPPT имеют эффективность около 90-95% при преобразовании. Однако эффективность также зависит от температуры солнечного драйвера, температуры батареи, качества солнечной панели и эффективности преобразования. В этом проекте мы создадим зарядное устройство Solar MPPT для литиевых аккумуляторов и проверим выход. Вы также можете ознакомиться с проектом мониторинга солнечной батареи на основе IoT, в котором мы отслеживаем некоторые критические параметры литиевой батареи, установленной в солнечной системе.

Контроллер заряда MPPT — рекомендации по проектированию

Схема контроллера заряда MPPT , которую мы разрабатываем в этом проекте, будет иметь следующие технические характеристики.

  1. Зарядит аккумулятор 2П2С (6,4-8,4В)
  2. Ток заряда будет 600 мА
  3. Будет возможность дополнительной зарядки с помощью адаптера.

Компоненты, необходимые для сборки контроллера MPPT  

  1. Драйвер LT3652
  2. 1N5819 — 3 шт.
  3. Горшок 10k
  4. Конденсаторы 10 мкФ — 2 шт.
  5. Зеленый светодиод
  6. Оранжевый светодиод
  7. Резистор 220k
  8. Резистор 330k
  9. Резистор 200k
  10. Катушка индуктивности 68 мкГн
  11. Конденсатор 1 мкФ
  12. Конденсатор 100 мкФ — 2 шт
  13. Аккумулятор — 7,4 В
  14. 1k резисторы 2 шт.
  15. Гнездо для ствола

Схема солнечного зарядного устройства MPPT

Полный комплект Цепь контроллера заряда солнечной батареи можно найти на изображении ниже. Вы можете щелкнуть по нему, чтобы просмотреть всю страницу, чтобы получить лучшую видимость.

В схеме используется LT3652 , который представляет собой монолитное понижающее зарядное устройство , работающее в диапазоне входного напряжения от 4,95 В до 32 В. Таким образом, максимальный входной диапазон составляет от 4,95 В до 32 В как для солнечной батареи, так и для адаптера. LT3652 обеспечивает характеристики заряда при постоянном токе/постоянном напряжении . Он может быть запрограммирован с помощью токоизмерительных резисторов на максимальный зарядный ток 2А.

В выходной секции зарядное устройство использует опорное напряжение обратной связи 3,3 В, поэтому любое желаемое напряжение холостого хода до 14,4 В можно запрограммировать с помощью резистивного делителя. LT3652 также содержит программируемый таймер безопасности, использующий простой конденсатор. Он используется для прекращения заряда после достижения желаемого времени. Это полезно для обнаружения неисправностей батареи.

Для LT3652 требуется настройка MPPT, при которой для установки точки MPPT можно использовать потенциометр. Когда LT3652 питается от солнечной панели, контур регулирования входа используется для поддержания пиковой выходной мощности панели. От того, где поддерживается регулировка, зависит потенциометр настройки MPPT.

Все это связано со схемой. VR1 используется для установки точки MPPT. R2, R3 и R4 используются для установки напряжения зарядки аккумулятора 2S (8,4 В). Формула для установки напряжения батареи может быть указана как-

RFB1 = (VBAT(FLT) • 2,5 • 10  5  )/3,3 и RFB2 = (RFB1 • (2,5 • 10  5  ))/(RFB1 - (2,5 • 10  5  )) 

Конденсатор C2 используется для настройки таймера зарядки. Таймер можно установить по следующей формуле:

9009.8
tEOC = CTIMER • 4,4 • 10 6 (в часах)

D3 и C3 — повышающий диод и повышающий конденсатор. Он управляет внутренним переключателем и способствует насыщению переключающего транзистора. Буст-вывод работает от 0В до 8,5В.

R5 и R6 представляют собой токоизмерительный резистор , соединенный параллельно. Ток заряда можно рассчитать по следующей формуле:

RSENSE = 0,1/ ICHG(MAX) 

Токоизмерительный резистор на схеме выбран номиналом 0,5 Ом и 0,22 Ом, что параллельно создает 0,15 Ом. Используя приведенную выше формулу, он будет производить почти 0,66 А зарядного тока. C4, C5 и C6 — конденсаторы выходного фильтра.

Штекерное гнездо постоянного тока подключено таким образом, что солнечная панель отключается, если штекер адаптера вставлен в гнездо адаптера. D1 защитит солнечную панель или адаптер от обратного тока при отсутствии заряда.

Конструкция печатной платы контроллера заряда от солнечной батареи

Для рассмотренной выше схемы MMPT, , мы разработали печатную плату контроллера зарядного устройства MPPT , которая показана ниже.

Конструкция имеет необходимую медную плоскость GND, а также соответствующие соединительные отверстия. Однако для LT3652 требуется соответствующий радиатор печатной платы. Это создается с помощью медной плоскости GND и размещения переходных отверстий в этой плоскости пайки.

Заказ печатной платы

Теперь, когда мы понимаем, как работают схемы, мы можем приступить к сборке печатной платы для нашего MPPT Solar Charger Project . Разводка печатной платы для приведенной выше схемы также доступна для скачивания в формате Gerber по ссылке.

  • Скачать GERBER для солнечного зарядного устройства MPPT

Теперь наш дизайн готов, пришло время изготовить их с помощью файла Gerber. Чтобы получить печатную плату с помощью PCBGOGO, достаточно просто выполнить следующие шаги:

Шаг 1: Зайдите на сайт www.pcbgogo.com, зарегистрируйтесь, если это ваш первый раз. Затем на вкладке «Прототип печатной платы» введите размеры вашей печатной платы, количество слоев и необходимое количество печатной платы. Предполагая, что печатная плата имеет размеры 80 см × 80 см, вы можете установить размеры, как показано ниже.

Шаг 2: Нажмите кнопку Запросить сейчас . Вы попадете на страницу, где можно установить несколько дополнительных параметров, если это необходимо, например, используемый материал, расстояние между дорожками и т. д. Но в основном значения по умолчанию будут работать нормально. Единственное, что мы должны учитывать здесь, это цена и время. Как видите, время сборки составляет всего 2-3 дня, а стоимость нашей печатной платы составляет всего 5 долларов. Затем вы можете выбрать предпочтительный способ доставки в зависимости от ваших требований.

Шаг 3:  Заключительный шаг – загрузить файл Gerber и продолжить оплату. Чтобы убедиться, что процесс прошел гладко, PCBGOGO проверяет, действителен ли ваш файл Gerber, прежде чем приступить к оплате. Таким образом, вы можете быть уверены, что ваша печатная плата удобна для изготовления и будет доставлена ​​вам в соответствии с обязательствами.

Сборка печатной платы

После того, как плата была заказана, через несколько дней она дошла до меня через курьера в хорошо упакованной аккуратно маркированной коробке, и, как всегда, качество печатной платы было потрясающим. Печатная плата, которая была получена мной, показана ниже. Как видите, и верхний, и нижний слой получились, как и ожидалось.

Переходные отверстия и контактные площадки были подходящего размера. Мне потребовалось около 15 минут, чтобы собрать на печатной плате рабочую схему. Собранная плата показана ниже.

Тестирование нашего солнечного зарядного устройства MPPT

Для тестирования схемы используется солнечная панель с номинальным напряжением 18 В 0,56 А. На изображении ниже представлена ​​подробная спецификация солнечной панели.

Для зарядки используется аккумулятор 2P2S (8,4 В 4000 мАч). Вся схема протестирована при умеренном солнечном свете – 

После того, как все подключено, MPPT устанавливается при правильном состоянии Солнца, и потенциометр управляется до тех пор, пока не начнет светиться светодиод зарядки. Схема работала довольно хорошо, и подробную работу, настройку и объяснение можно найти в видео, ссылка на которое приведена ниже.

Надеюсь, вам понравился проект и вы узнали что-то полезное. Если у вас есть какие-либо вопросы, пожалуйста, оставьте их в разделе комментариев ниже. Вы также можете использовать наши форумы, чтобы получить ответы на другие технические вопросы.

12-вольтовая цепь зарядного устройства для солнечной батареи
17 132 просмотра

В этом мастер-классе мы демонстрируем 12-вольтовую схему зарядного устройства для солнечных батарей, которая может заряжать солнечные батареи. Аккумуляторы на солнечных батареях являются одним из силовых агрегатов, обеспечивающих качественную работу гаджета. Поскольку количество неустойчивых источников энергии сокращается, возникает необходимость в увеличении использования солнечной энергии. Аккумуляторы, ориентированные на солнечную энергию, берут на себя критическую работу по быстрому запуску.

Солнечные технологии меняют современную эпоху и развиваются шаг за шагом. Устройства на солнечной энергии также учитывают интересы людей. И использование энергии, основанной на солнечной энергии, происходит вокруг нас, а также на космических станциях, где нет доступа к электроэнергии.

JLCPCB — передовая компания по производству и производству прототипов печатных плат в Китае, предоставляющая нам лучший сервис, который мы когда-либо получали (качество, цена, сервис и время).

2$ Прототип печатной платы

https://youtu.be/gP59hVZMYec

Hardware Components

The following components are required to make Solar Battery Charger Circuit

1

S. No Components Value Qty
1 IC LM317T 1
2 Диод 1N4001

1N4001
0243 3 Solar Panel 18 Volt 1
4 Transistor BC548 1
5 SLA Battery 12V 1
6 Pot 1K 1
7 Resistor 100, 120, 470, 0. 1, 1, 1, 1
8 Capacitor 0.22µF 1

Распиновка LM317T

Для подробного описания распиновки, размеров и технических характеристик загрузите техпаспорт LM317T

Схема зарядного устройства солнечной батареи что схема управления зарядом будет создавать постоянное напряжение. Зарядный ток поступает на стабилизатор напряжения LM317T через диод D1. Выходное напряжение и ток контролируются путем регулировки отрегулированного вывода контроллера напряжения LM317T. Аккумулятор в состоянии зарядки использует тот же ток.

Схема, показанная здесь, представляет собой очень эффективную схему автоматического зарядного устройства на основе солнечной энергии. Который использует для зарядки 12-вольтовых аккумуляторов SLA от солнечных батарей. В схеме используется микросхема контроллера напряжения LM317T.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

[an error occurred while processing the directive]