Контроллер солнечных батарей своими руками: Контроллер заряда солнечной батареи — схема, виды и принцип работы

Содержание

Сделать контроллер заряда для солнечной батареи в два счета!

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.

Контроллеры зарядки для СБ: краткое описание

Существует несколько разновидностей описываемого устройства. Самые простые из них выполняет лишь одну функцию: включает и выключает батареи в зависимости от их заряда. Более «продвинутые» модели снабжены функцией отслеживания точки максимального значения мощности, что обеспечивает более высокий выходной ток по сравнению с током солнечной батареи. А это, в свою очередь, повышает КПД всей установки в целом.

Более усовершенствованные модели – способны понижать напряжение на СБ и поддерживать его на требуемом уровне. Наличие данной функции способствует более полной зарядке АКБ.

Любой контроллер, в том числе и самодельный, должен отвечать определенным требованиям:

  • 1,2P ≤ I×U, где P – суммарная мощность солнечных батарей всей системы; I – выходной ток контроллера; U – напряжение системы при разряженных аккумуляторах.
  • 1,2Uвх = Uх.х, где Uвх – максимально допустимое входное напряжение, Uх.х – суммарное напряжение холостого хода всех солнечных батарей системы.

Если нет возможности купить…

Конечно, зачастую прибор, собранный своими руками, будет хуже, чем аналогичное устройство, произведенное на заводе. Но сегодня мало кому можно доверять. И дешевые контроллеры для солнечной батареи, поставляемые из Китая, также могли быть собраны в какой-нибудь подсобке. Так зачем покупать устройство, в качестве которого Вы не уверены, если есть возможность соорудить его дома.

На рисунке 1 приведена простейшая схема, воспользовавшись которой Вы сможете своими руками собрать контроллер, пригодный для зарядки свинцово-кислотного аккумулятора 12 В с помощью маломощной СБ с током в несколько ампер. Изменив номиналы используемых элементов, Вы сможете адаптировать собранный прибор под АКБ с другими техническими характеристиками. Следует отметить, что данная схема предполагает использование вместо защитного диода полевого транзистора, управляемого компаратором.

Видео Вам в помощь:

Принцип работы достаточно прост: когда напряжение на АКБ достигнет заданного значения, контроллер остановит зарядку, в случае его снижения ниже порогового значения, зарядка будет вновь включена. При напряжении меньше 11 В нагрузка будет отключаться, а при напряжении больше 12,5 В, наоборот, подключаться к аккумулятору. Этот небольшой прибор спасет Ваш аккумулятор от самопроизвольного разряда в отсутствие солнца. На рисунке 2 представлен уже собранный комплект, состоящий из двух аккумуляторов, DC/DC-конверторов и индикации.

Контроллеры заряда солнечной батареи, собранные своими руками по более сложным схемам, смогут гарантировать Вам надежную и стабильную работу. Поэтому, если Вы чувствуете в себе силы, то ниже представлена еще одна схема. Она состоит из большего числа компонентов, зато и функционирует без «глюков» (рисунок 3).

Самодельный контроллер, собранный по данной схеме, подойдет для системы энергообеспечения, работающей, как от СБ, так и от ветрогенератора. Сигнал, который приходит от используемого источника альтернативной энергии, коммутируется реле, которое в свою очередь управляется полевым транзисторным ключом. Для регулировки порогов переключения режимов используются подстроечные резисторы.

Не бойтесь экспериментировать, ведь у самых лучших умов человечества тоже случались ошибки и падения, поэтому, если с первого раза Вам не удалось собрать своими руками надежный контроллер, не отчаивайтесь. Попробуйте еще раз, и, возможно, со второго раза у Вас все получится. Зато Вас будет «греть» само осознание того, что Вы сделали его сами.

Статью подготовила Абдуллина Регина

Как доработать устройство для контроля заряда:

Контроллер заряда солнечной батареи своими руками: схема сборки, калибровка

Это автоматически включающаяся схема, которая контролирует зарядку аккумулятора от солнечных панелей и других источников питания. Она основана на интегральных схемах 555 и заряжает батарейку, когда её заряд становится ниже заданного уровня, а затем останавливает зарядку во время того, когда батарейка достигает верхнего лимита по вольтажу.

Шаг 1: Моя цель

«Создать дешевый и эффективный контроллер заряда солнечной батареи»

Шаг 2: Схема

Для сборки контроллера заряда аккумулятора от солнечной батареи своими руками понадобятся:

  • Интегральная схема NE555 IC с сокетом IC
  • Один транзистор 2N2222 или PN222a
  • Три резистора на 1K Ом
  • Один резистор на 330 Ом и один на 100 Ом
  • Два резистора на 330 Ом 1/5 w (опционально)
  • Два потенциометра на 10K
  • Два светодиода (зеленый и красный)
  • Диод 1N4007
  • Реле 5V SPDT
  • Два трехпиновых коннектора для макетной платы
  • Провода
  • Макетная плата
  • LM7805 (тип TO-220)
  • Два конденсатора(я использую на .1uF, можете использовать любой)
  • МОП-транзисторами IRF 540 (MOSFET)

На рисунке вы увидите завершенную схему контроллера . 5V реле — главный компонент схемы, это Ключ (SPDT, Single Pole Double Throw). У него одна обычная клемма и два контакта разных конфигураций. Один — обычно открыт (NO), второй — обычно закрыт (NC).

В нашем случае мы подключаем плюс солнечной панели на полюс реле (обычную клемму) и плюс батарейки на обычно открытый контакт; когда батарейка подключена к контроллеру солнечной зарядки, схема проверяет вольтаж батарейки. Если вольтаж меньше или равен обычному, то ток начинает поступать на батарейку, и она заряжается. Когда вольтаж батарейки начинает превышать верхний предел, реле активируется и ток перенаправляется в обычно закрытый контакт.

Шаг 3: Калибровка

После завершения схемы, нужно настроить нижний и верхний пороги. Калибровка батарейки нужна, чтобы предотвратить чрезмерную разрядку или зарядку. Я использую 12V в качестве нижнего предела и 14.9V в качестве верхнего. Это означает, что когда заряд батареи понижается до 12V, начинается зарядка и когда вольтаж поднимается до 14.9V, реле активируется, и схема перестает заряжать батарейку.

Чтобы настроить лимиты, вам понадобится мультиметр и два источника питания на 12V и 15V, или один универсальный. Сначала нужно установить нижний порог. Для этого установите вольтаж на 12V и подключите его к схеме. Соедините землю с мультиметром и замерьте показатель на пине 2 схемы 555. Настройте вольтаж так, чтобы получить 1.66V. Затем переключите вольтаж на 14.9V и возьмите замер на пине 6 схемы 555. Настройте вольтаж на 3.33V. Теперь контроллер готов к работе.

Шаг 4: Соединение

Приложенная картинка показывает электрическую схему устройства. Сначала соедините плюс от солнечной панели к центральному полюсу реле, затем соедините красный провод от батарейки с NO на реле. Соедините минус от солнечной панели с минусом на схеме, а затем присоедините минус батарейки к схеме.

Шаг 5: Работа

Когда вольтаж батарейки меньше, чем 14.9V, она начинает заряжаться путём передачи тока через NO на реле. Когда вольтаж батарейки достигает 14.9 вольт, реле автоматически переключается на NC.

Шаг 6: Момент истины

Контроллер заряда солнечной батареи своими руками: схема сборки, калибровка

Это автоматически включающаяся схема, которая контролирует зарядку аккумулятора от солнечных панелей и других источников питания. Она основана на интегральных схемах 555 и заряжает батарейку, когда её заряд становится ниже заданного уровня, а затем останавливает зарядку во время того, когда батарейка достигает верхнего лимита по вольтажу.

Шаг 1: Моя цель

«Создать дешевый и эффективный контроллер заряда солнечной батареи»

Шаг 2: Схема

Для сборки контроллера заряда аккумулятора от солнечной батареи своими руками понадобятся:

  • Интегральная схема NE555 IC с сокетом IC
  • Один транзистор 2N2222 или PN222a
  • Три резистора на 1K Ом
  • Один резистор на 330 Ом и один на 100 Ом
  • Два резистора на 330 Ом 1/5 w (опционально)
  • Два потенциометра на 10K
  • Два светодиода (зеленый и красный)
  • Диод 1N4007
  • Реле 5V SPDT
  • Два трехпиновых коннектора для макетной платы
  • Провода
  • Макетная плата
  • LM7805 (тип TO-220)
  • Два конденсатора(я использую на .1uF, можете использовать любой)
  • МОП-транзисторами IRF 540 (MOSFET)

На рисунке вы увидите завершенную схему контроллера . 5V реле — главный компонент схемы, это Ключ (SPDT, Single Pole Double Throw). У него одна обычная клемма и два контакта разных конфигураций. Один — обычно открыт (NO), второй — обычно закрыт (NC).

В нашем случае мы подключаем плюс солнечной панели на полюс реле (обычную клемму) и плюс батарейки на обычно открытый контакт; когда батарейка подключена к контроллеру солнечной зарядки, схема проверяет вольтаж батарейки. Если вольтаж меньше или равен обычному, то ток начинает поступать на батарейку, и она заряжается. Когда вольтаж батарейки начинает превышать верхний предел, реле активируется и ток перенаправляется в обычно закрытый контакт.

Шаг 3: Калибровка

После завершения схемы, нужно настроить нижний и верхний пороги. Калибровка батарейки нужна, чтобы предотвратить чрезмерную разрядку или зарядку. Я использую 12V в качестве нижнего предела и 14.9V в качестве верхнего. Это означает, что когда заряд батареи понижается до 12V, начинается зарядка и когда вольтаж поднимается до 14.9V, реле активируется, и схема перестает заряжать батарейку.

Чтобы настроить лимиты, вам понадобится мультиметр и два источника питания на 12V и 15V, или один универсальный. Сначала нужно установить нижний порог. Для этого установите вольтаж на 12V и подключите его к схеме. Соедините землю с мультиметром и замерьте показатель на пине 2 схемы 555. Настройте вольтаж так, чтобы получить 1.66V. Затем переключите вольтаж на 14.9V и возьмите замер на пине 6 схемы 555. Настройте вольтаж на 3.33V. Теперь контроллер готов к работе.

Шаг 4: Соединение

Приложенная картинка показывает электрическую схему устройства. Сначала соедините плюс от солнечной панели к центральному полюсу реле, затем соедините красный провод от батарейки с NO на реле. Соедините минус от солнечной панели с минусом на схеме, а затем присоедините минус батарейки к схеме.

Шаг 5: Работа

Когда вольтаж батарейки меньше, чем 14.9V, она начинает заряжаться путём передачи тока через NO на реле. Когда вольтаж батарейки достигает 14.9 вольт, реле автоматически переключается на NC.

Шаг 6: Момент истины

Контроллер заряда солнечной батареи своими руками: схема сборки, калибровка

Это автоматически включающаяся схема, которая контролирует зарядку аккумулятора от солнечных панелей и других источников питания. Она основана на интегральных схемах 555 и заряжает батарейку, когда её заряд становится ниже заданного уровня, а затем останавливает зарядку во время того, когда батарейка достигает верхнего лимита по вольтажу.

Шаг 1: Моя цель

«Создать дешевый и эффективный контроллер заряда солнечной батареи»

Шаг 2: Схема

Для сборки контроллера заряда аккумулятора от солнечной батареи своими руками понадобятся:

  • Интегральная схема NE555 IC с сокетом IC
  • Один транзистор 2N2222 или PN222a
  • Три резистора на 1K Ом
  • Один резистор на 330 Ом и один на 100 Ом
  • Два резистора на 330 Ом 1/5 w (опционально)
  • Два потенциометра на 10K
  • Два светодиода (зеленый и красный)
  • Диод 1N4007
  • Реле 5V SPDT
  • Два трехпиновых коннектора для макетной платы
  • Провода
  • Макетная плата
  • LM7805 (тип TO-220)
  • Два конденсатора(я использую на .1uF, можете использовать любой)
  • МОП-транзисторами IRF 540 (MOSFET)

На рисунке вы увидите завершенную схему контроллера . 5V реле — главный компонент схемы, это Ключ (SPDT, Single Pole Double Throw). У него одна обычная клемма и два контакта разных конфигураций. Один — обычно открыт (NO), второй — обычно закрыт (NC).

В нашем случае мы подключаем плюс солнечной панели на полюс реле (обычную клемму) и плюс батарейки на обычно открытый контакт; когда батарейка подключена к контроллеру солнечной зарядки, схема проверяет вольтаж батарейки. Если вольтаж меньше или равен обычному, то ток начинает поступать на батарейку, и она заряжается. Когда вольтаж батарейки начинает превышать верхний предел, реле активируется и ток перенаправляется в обычно закрытый контакт.

Шаг 3: Калибровка

После завершения схемы, нужно настроить нижний и верхний пороги. Калибровка батарейки нужна, чтобы предотвратить чрезмерную разрядку или зарядку. Я использую 12V в качестве нижнего предела и 14.9V в качестве верхнего. Это означает, что когда заряд батареи понижается до 12V, начинается зарядка и когда вольтаж поднимается до 14.9V, реле активируется, и схема перестает заряжать батарейку.

Чтобы настроить лимиты, вам понадобится мультиметр и два источника питания на 12V и 15V, или один универсальный. Сначала нужно установить нижний порог. Для этого установите вольтаж на 12V и подключите его к схеме. Соедините землю с мультиметром и замерьте показатель на пине 2 схемы 555. Настройте вольтаж так, чтобы получить 1.66V. Затем переключите вольтаж на 14.9V и возьмите замер на пине 6 схемы 555. Настройте вольтаж на 3.33V. Теперь контроллер готов к работе.

Шаг 4: Соединение

Приложенная картинка показывает электрическую схему устройства. Сначала соедините плюс от солнечной панели к центральному полюсу реле, затем соедините красный провод от батарейки с NO на реле. Соедините минус от солнечной панели с минусом на схеме, а затем присоедините минус батарейки к схеме.

Шаг 5: Работа

Когда вольтаж батарейки меньше, чем 14.9V, она начинает заряжаться путём передачи тока через NO на реле. Когда вольтаж батарейки достигает 14.9 вольт, реле автоматически переключается на NC.

Шаг 6: Момент истины

Контроллер солнечной панели — схема подключения своими руками МРРТ, ШИМ

Для чего нужен контроллер заряда для солнечной батареи?

Аккумуляторы, которые используются в комплекте солнечных батарей для накопления заряда, имеют ряд собственных особенностей. Они нуждаются в создании определенных условий в процессе зарядки. Необходимо своевременно ограничить ток и напряжение, не допустить слишком сильного разряда и исключить перезарядку АКБ. Обеспечить эти условия может специальное устройство, наблюдающее за блоком батарей и своевременно прекращающее все процессы, когда они достигают критических значений.

Это устройство — контроллер солнечной батареи, обеспечивающий сохранность и долговечность аккумуляторов. Обойтись без этих приборов невозможно, так как бесконтрольный заряд или разрядка всегда заканчиваются выходом АКБ из строя.

Задачи, которые решают контроллеры заряда для солнечных батарей:

  • выполнение диспетчерских функций, определение текущего режим работы и изменение его при возникновении соответствующих условий
  • ограничение величины заряда, предотвращение излишнего поглощения электроэнергии
  • наблюдение за расходованием и своевременный перевод батарей в режим зарядки

Есть контроллеры, совмещающие функции источника питания. К ним подключаются низковольтные потребители, например — осветительные приборы или иная нагрузка подобного типа. Такие системы работают в малом составе и не используются в качестве полноценного источника питания для бытовой или хозяйственной техники.

Применяемые на практике виды

Существует две разновидности контроллеров, применяемых в солнечных системах:

  • PWM (в русскоязычных источниках их иногда именуют ШИМ — широтно-импульсная модуляция)
  • MPPT (аббревиатура с английского Maximum Power Point Tracking — отслеживание максимальной границы мощности)

Контроллеры, созданные на базе ШИМ, считаются устаревшими. Некоторые модели уже сняли с производства, но в продаже еще много образцов таких приборов. Они вполне эффективны и работоспособны, но по функциональным возможностям уступают новым и более совершенным контроллерам MPPT.

Специалисты отмечают, что старые виды контроллеров больше подходят для частных солнечных батарей, рассчитанных на питание сравнительно небольшого количества потребителей. Новые образцы ориентированы на работу с большими количествами панелей, дающих значительное количество энергии.

Их недостатком считают:

  • высокая цена, ограничивающая возможности массового покупателя
  • сложность настройки, требующей участия опытного специалиста

Контроллеры типа MPPT широко рекламируют, но получить заметный выигрыш в производительности и эффективности можно только на больших и мощных солнечных комплексах.

Структурные схемы контроллеров

Разбираться в принципиальных схемах приборов могут не все пользователи. Но это и не обязательно, вполне достаточно понять принцип их работы на уровне блоков или узлов прибора. Рассмотрим структурные схемы двух разновидностей контроллеров:

Устройства PWM

На входе контроллера установлен стабилизатор и токоограничивающий резистор. Этим достигается защита от превышения входного сигнала и нарушения режима работы устройства. Допустимый уровень входного сигнала у каждого прибора свой, он указан в паспортных данных. Значение определяется спецификой контроллера, зависит от особенностей схемы и параметров прибора.

После этого ток проходит через блок из двух силовых транзисторов, где происходит преобразование значений напряжения и тока. Управление этими процессами производится через микросхему драйвера, при помощи чипа контроллера. Сам драйвер предназначен для коррекции режима работы транзисторов. Одна из основных задач — регулировка уровня мощности нагрузки, предотвращающая глубокий разряд аккумуляторов.

Помимо этих компонентов в состав схемы входит датчик температуры. Он обеспечивает поддержание заданного температурного режима работы прибора, ограничивая его мощность по необходимости. Перегрев весьма опасен для контроллера, поэтому датчик относят к основным узлам схемы.

Приборы MPPT

Контроллер заряда аккумулятора от солнечной батареи, созданный по схеме MPPT, представляет собой более сложное устройство, чем PWM. Увеличено количество узлов и деталей, поскольку более тщательное выполнение алгоритмов работы требует определенных ресурсов. Основная функция устройства заключается в определении максимальной мощности солнечных батарей в текущих условиях и соответствующей перенастройке их работы.

Компараторы производят сопоставление значений напряжения и тока, определяя максимально возможную выходную мощность. По умолчанию сканирование происходит 1 раз в 2 часа, но режим можно перенастроить на более частую проверку.

Производится определение точки максимальной мощности (ТММ), определяющей напряжение, при котором выходные показатели будут максимально высокими. Заряд АКБ происходит в 4 этапа:

  • объемный. Это первый этап после ночного перерыва. Аккумуляторы активно накапливают энергию, используя всю энергию солнечных батарей
  • повышающий. Начинается сразу по достижении максимального заряда аккумуляторов. Напряжение заряда снижается, чтобы исключить нагрев и выделение газов. Этот режим, как правило, длится 1-3 часа, после чего следует переход на следующую стадию зарядки
  • плавающий. Этот этап необходим для поддержания заряда на максимальном уровне и недопущения перегрева или газоотделения, а также снижения количества накопленной энергии. Если нагрузка начинает требовать повышенной отдачи, контроллер переводит систему из плавающего режима в повышающий. Как только мощность на выходе упадет, будет вновь задействован плавающий режим
  • выравнивание. Этап, при котором происходит выравнивание плотности электролита, восстановление состояния электродов, переработка сульфата свинца

Работа контроллеров MPPT зависит от окружающей температуры. В жару выработка энергии падает, при сильном охлаждении процессы в аккумуляторах замедляются, что грозит выходом их из строя. Встроенный датчик температуры постоянно контролирует состояние и дает команду на соответствующую корректировку режима работы.

Использование контроллеров MPPT рекомендовано при мощности системы от 200 В или при нестабильном производстве энергии. Постоянное определение максимальной эффективности улучшает работу комплекса и позволяет обходиться без установки дополнительных модулей.

Способы подключения контроллеров

Перед подключением необходимо убедиться, что напряжение солнечных панелей не превышает номинал контроллера. Если оно больше, надо сменить прибор на более мощный, способный работать с высокими показателями тока и напряжения.

Перед началом работ надо выделить для установки контроллера место с соответствующими условиями — сухое, чистое, отапливаемое. Не должно быть контакта с солнечными лучами, не допускается наличие поблизости механизмов, создающих вибрацию.

PWM

Порядок подключения контроллеров PWM состоит из следующих этапов:

  • присоединение аккумуляторов к соответствующим клеммам прибора. Важно проследить за соблюдением полярности
  • в точке подключения плюсового провода необходимо установить предохранитель
  • к соответствующим контактам подключить провода от солнечных панелей, соблюдая полярность
  • на выход нагрузки включить сигнальную лампу

Важно! Нарушать эту последовательность нельзя. Если сначала подключить солнечные модули, можно вывести контроллер солнечного заряда из строя, поскольку ему будет некуда отдавать полученное напряжение.

Кроме этого, не допускается присоединение на контакты, предназначенные для соединения с нагрузкой, инвертора. Его можно присоединять только к блоку АКБ.

MPPT

Принцип подключения этих контроллеров не отличается от вышеизложенного, но могут потребоваться некоторые дополнения. Например, на мощных системах необходимо использовать кабель, выдерживающий плотность проходящего тока не менее 4 ампер на квадратный миллиметр сечения.

Перед присоединением рекомендуется еще раз выполнить несложный расчет (разделить максимальное значение силы тока на 4 и прибавить около 10-15 % на запас прочности). Это позволит обеспечить штатную работу коммутации, исключить нагрев и опасность возникновения пожара.

Перед началом подключения надо вынуть предохранители из солнечных панелей и блока АКБ. После соединения контроллера с аккумуляторами и солнечными модулями производится подключение заземляющего контура и датчика температуры. Проверяют правильность всех соединений, после чего обратно устанавливают предохранители и включают систему.

Простейшие контроллеры типа Откл/Вкл (или On/Off)

Контроллеры такого типа работают только на запуск или остановку зарядки АКБ при падении или повышении заряда. Они не учитывают дополнительные условия работы, не определяют оптимальный режим, выполняя только функции триггера, настроенного на переключение при достижении минимального и максимального значений.

Такие контроллеры в настоящее время сняты с производства и давно не используются, хотя в некоторых системах их еще можно встретить. Единственным достоинством можно назвать простоту схемы, делающую работу прибора надежной и устойчивой. Подключение выполняется путем присоединения входных и выходных проводов к аккумуляторам и солнечным панелям, никакой дополнительной коммутации не имеется.

Что лучше выбрать?

Выбор типа контроллера производится исходя из мощности и производительности системы. Если они невелики, можно ограничиться установкой контроллера PWM. Это дешевле и проще.

Однако, если комплект выдает значительную мощность и обеспечивает питание чувствительных приборов потребления, лучшим решением станет использование контроллера MPPT. Он гораздо дороже, но способен настроить максимально эффективную работу комплекса оборудования. В любом случае, окончательный выбор обусловлен возможностями владельца и особенностями имеющегося солнечного комплекса.

Видео-инструкция по сборке своими руками

Цены и где купить?

Схема контроллера для солнечных батарей, контроллер заряда своими руками

Одним из важнейших компонентов домашней солнечной электростанции является контроллер заряда аккумуляторов. Именно это устройство следит за процессом заряда/разряда аккумуляторов, поддерживая оптимальный режим их работы. 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.

Для чего нужны контроллеры заряда аккумуляторов

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. Как следствие, может произойти полное испарение электролита и высыхание банок. Естественно, это не добавляет «здоровья» аккумулятору и резко снижает ресурс его работоспособности.

Контроллер в системе солнечного заряда аккумуляторов

Вот, чтобы не допустить подобных явлений, чтобы оптимизировать процессы заряда/разряда, и нужны контроллеры.

Три принципа построения контроллеров заряда

По принципу действия различают три типа солнечных контроллеров.
Первый, самый простой тип – это устройство, выполненное по принципу «On/Off» («Вкл./Выкл.»). Схема такого аппарата представляет собой простейший компаратор, который включает или выключает цепь заряда в зависимости от значения напряжения на клеммах аккумулятора. Это самый простой и дешевый тип контроллеров, но и способ, которым он производит заряд, самый ненадежный. Дело в том, что контроллер отключает цепь заряда по достижении предельного значения напряжения на клеммах аккумуляторной батареи. Но при этом не происходит полного заряда банок. Максимально достигается не более 90% заряда от номинального значения. Вот такой постоянный недобор заряда значительно уменьшает работоспособность аккумулятора и срок его работы.

Вольт-амперная характеристика солнечного модуля

Второй тип контроллеров – это устройства, построенные по принципу ШИМ (широтно-импульсной модуляции). Это более сложные аппараты, в которых кроме дискретных компонентов схемы имеются уже и элементы микроэлектроники. Аппараты на базе ШИМ (англ. – PWM) осуществляют зарядку аккумуляторов ступенчато, выбирая оптимальные режимы заряда. Эта выборка производится автоматически и зависит от того, как глубоко разряжены АКБ. Контроллер повышает напряжение, одновременно понижая силу тока, обеспечивая тем самым полную зарядку аккумуляторной батареи. Большой недостаток ШИМ-контроллера – заметные потери в режиме зарядки аккумулятора – теряются до 40%.

ШИМ – контроллер

Третий тип – это контроллеры MPPT, то есть работающие по принципу отыскания точки максимальной мощности солнечного модуля. В процессе работы устройства этого типа используют максимально доступную мощность для любого режима заряда. По сравнению с другими, аппараты этого типа отдают на заряд аккумуляторных батарей примерно на 25% — 30% больше энергии, чем другие аппараты.

MPPT — контроллер

Заряд АКБ производится меньшим напряжением, чем это делают контроллеры других типов, но большей силой тока. Коэффициент полезного действия аппаратов MPPT достигает 90% — 95%.

Простейший самодельный контроллер

При самостоятельном изготовлении любого контроллера необходимо обязательно соблюдать определенные условия. Во-первых, максимальное напряжение на входе должно быть равным напряжению АКБ без нагрузки. Во-вторых, должно быть выдержано соотношение: 1,2P

Схема простейшего контроллера

Этот аппарат предназначен для работы в составе солнечной электростанции малой мощности. Принцип работы контроллера предельно прост. Когда напряжение на клеммах аккумуляторов достигнет заданного значения, заряд прекращается. В дальнейшем производится только так называемый капельный заряд.

Контроллер, смонтированный на печатной плате

При падении напряжения ниже установленного уровня подача энергии на аккумуляторы возобновляется. Если при работе на нагрузку в отсутствии заряда напряжение АКБ будет ниже 11 вольт, контроллер отключит нагрузку. Тем самым исключается разряд аккумуляторов в период отсутствия солнца.

Аналоговый контроллер для маломощных гелиевых систем

Аналоговые устройства используются, в основном, в гелиевых системах, имеющих небольшую мощность. В мощных системах целесообразно применять цифровые последовательные аппараты типа MPPT. Эти контроллеры прерывают зарядный ток, когда аккумулятор будет полностью заряжен. В предлагаемой схеме аналогового контролера используется параллельное подключение. При таком подключении солнечный модуль всегда соединен с аккумулятором через специальный диод. Когда напряжение на аккумуляторе достигнет заданного значения, контроллер параллельно солнечному модулю включает цепь нагрузочного сопротивления, которое принимает на себя избыток энергии от модуля.

Это устройство было разработано и собрано под конкретную систему, состоящую из солнечной панели с 36 ячейками, с выходным напряжением холостого хода 18 вольт и с током короткого замыкания до одного ампера. Емкость аккумулятора до 50 ампер-часов, при номинальном напряжении 12 вольт. Перед тем, как включить собранный аппарат в рабочую конфигурацию системы, необходимо произвести его настройку. Для быстрой настройки нужно взять предварительно заряженный аккумулятор. Солнечную батарею с соблюдением полярности нужно подключить к клеммам PV по схеме, а аккумулятор – к клеммам ВАТ. К клеммам аккумулятора необходимо также подключить цифровой вольтметр.

Схема аналогового контроллера

Теперь для получения максимальной отдачи от солнечной батареи, нужно сориентировать ее на солнце. После этого медленно поворачивать винт двадцатиоборотного переменного резистора номиналом в 100 кОм. Вращение винта производится до тех пор, пока светодиод не начнет мигать. После того, как начнется мигание, винт следует продолжать медленно поворачивать до тех пор, пока вольтметр не покажет значение напряжения на клеммах аккумулятора, равное желаемому. На этом настройка устройства завершена.

В процессе эксплуатации системы при достижении напряжением на клеммах аккумулятора предельного значения светодиод начинает выдавать краткие световые импульсы с длительными промежутками. При продолжении заряда аккумулятора длительность световых импульсов увеличивается, а интервал между ними, наоборот, сокращается.

Разумеется, при наличии определенных знаний и навыков можно собрать и более сложное устройство, например, MPPT, но если речь заходит о покупке дорогостоящего оборудования для домашней электростанции, то, вероятно, есть смысл все-таки купить промышленный аппарат, на который распространяется к тому же и гарантия изготовителя. И не подвергать аккумуляторные батареи риску повреждения.

Схема контроллера заряда от солнечной батареи

Как поставить контроллер солнечной батареи?

В каждой комплектации солнечной батареи есть особое устройство, позволяющее регулировать затраты энергии и процедуру ее накопления. Такой аппарат называют контроллером заряда. Он занимается как процессом контроля расходования энергии, так и сохранением всей конструкции солнечной батареи в работоспособном состоянии.

Какие функции выполняет контроллер заряда

Независимо от выбора модели устройства, комфортный режим работы солнечной батареи обеспечен должным образом, так как контроллер заряда выполняет ряд функций:

  • подбор оптимальной системы заряда
  • контроль уровня заряда батареи
  • автоматическое включение батареи
  • обеспечение защиты от обрыва цепи и неправильной полярности
  • контроль расхода энергии
  • восполнение заряда

Располагается контроллер заряда между аккумулятором и панелью. Благодаря тому, что устройство выполняет функцию отключения батареи, когда она зарядилась, перезаряд аппарата сводится к минимуму.

Чаще всего производитель сам устанавливает параметры напряжения заряда, но в некоторых моделях можно настраивать границы уровня поступающего тока для успешной работы устройства в определенных условиях эксплуатации.

Поставить контроллер своими руками реально, для этого достаточно обладать базовыми знаниями о процедуре. Если необходимо установить контроллер на гибридную систему автономного питания (применяется два альтернативных источника), тогда использование одного универсального устройства противопоказано. Заряда будет недостаточно, поэтому рекомендуется применение либо одного универсального контроллера, либо двух.

Отличительной чертой качественного контроллера заряда является то, что он всегда учитывает температуру аккумулятора. Разные типы аккумуляторов имеют разные зарядные кривые, поэтому контроллер должен обладать функцией температурного восполнения зарядного напряжения.

Если не использовать данное устройство, то придется самостоятельно контролировать уровень заряда. Для этого следует применять вольтметр. Не отключив вовремя питание солнечной батареи, вы сократите срок службы аккумулятора, так как он перезарядится, также может произойти выкипание электролита. Установка контроллера позволит избежать этих проблем, благодаря чему система прослужит долгие годы.

Типы контроллеров

Наиболее упрощенными вариантами считаются автоматы отключения заряда. Они занимаются отключением и подключением энергии, когда напряжение подходит к границе установленного значения. Минус такого аппарата — низкий КПД, поэтому в настоящее время они применяются редко.

Для исправной работы солнечной батареи применяются такие типы устройств:

  • МРРТ – поиск границы максимальной производительности
  • PWM (ШИМ) – широтно-импульсная модуляция

МРРТ позволяет зарядить аккумулятор, у которого расчетное напряжение от солнечной батареи составляет 12 В. Отслеживая точку максимальной производительности, он может преобразовать высокий показатель в низкий. Чаще всего их применяют в универсальных системах с порядковым подключением. В зависимости от модели такие устройства могут принимать напряжение до 240 В. Также они имеют обширные возможности для настройки, чтобы обеспечить заряд аккумуляторного устройства.

ШИМ-контроллер подходит для конструкций с малой мощностью – до 2 кВт. Они имеют светодиодную индексацию и позволяют увеличить вольтаж солнечной батареи на 30%. Изменяя степень заряда соответственно силе зарядного потока, такое устройство позволяет предотвратить образование газов.

Заряд батареи многоуровневый:

  • прямое подсоединение к накопителю солнечной батареи
  • абсорбция и стабилизация напряжения
  • снижение заряда, поддержание мощности

МРРТ считается более эффективным вариантом, чем ШИМ. Они отлично работают даже при недостаточном количестве света для батареи, а также отличаются высоким КПД.

Выбирая контроллер, учитывайте такие показатели:

  • уровень входного и выходного тока
  • степень мощности напряжения АБ и показатель напряжения источника питания

Наибольший показатель тока от солнечной батареи не должен превышать входной ток в устройство.

Схема контроллера и инструкция подключения устройства своими руками

Система солнечной батареи состоит из следующих деталей:

  • аккумулятора
  • светового модуля
  • электронного усилителя
  • предохранителя
  • контроллера

Подключить контроллер своими руками не так уж сложно, главное – подключение соединителей с нужными разъемами и соблюдение полярности. Стандартная схема подключения выглядит таким образом:

  • фотоэлектрический модуль подсоединяется к аппарату
  • контроллер подсоединяется к системе зарядки
  • аккумулятор по второй фазе подсоединяется к контроллеру
  • аппарат заряда подключается к инвертору

В зависимости от количества солнечных конструкций схема подсоединения солнечной батареи своими руками может быть нескольких типов:

  • смешанная
  • последовательная
  • параллельная

Первая схема подразумевает подсоединение одноименных клемм батареи и контроллера. В результате на выходе мы получим напряжение 12 В. Далее происходит присоединение к зарядному устройству по принципу «плюс к плюсу, минус к минусу».

24 В на выходе дает именно последовательная схема. Плюс батареи подключается к минусу второго устройства, потом к контроллеру подсоединяется минус первой, а также последний плюс второй батареи. Аккумулятор подключается по тому же принципу, что и в первом случае.

Смешанная схема применяется для подключения нескольких батарей к контроллеру. Группы устройств соединяются между собой параллельно, после чего подсоединяются к контроллеру.

Принцип подключения не слишком сложен, однако во время разводки не забывайте, какой уровень нагрузки заряда должен быть на выходе.

9 Простые схемы зарядного устройства для солнечных батарей

Простые солнечные зарядные устройства — это небольшие устройства, которые позволяют быстро и дешево заряжать аккумулятор с помощью солнечной энергии.

Простое солнечное зарядное устройство должно иметь 3 встроенных базовых функции:

  • Оно должно быть недорогим.
  • Удобство для неспециалистов и простота сборки.
  • Должен быть достаточно эффективным, чтобы удовлетворить основные потребности в зарядке аккумулятора.

В этом посте всесторонне объясняются девять лучших, но простых схем зарядного устройства для солнечных батарей с использованием IC LM338, транзисторов, MOSFET, понижающего преобразователя и т. Д., Которые могут быть построены и установлены даже неспециалистом для зарядки всех типов батарей и работы с другим сопутствующим оборудованием

Обзор

Солнечные панели для нас не новость, и сегодня они широко используются во всех секторах.Основное свойство этого устройства — преобразование солнечной энергии в электрическую — сделало его очень популярным, и теперь оно серьезно рассматривается как будущее решение всех кризисов или дефицитов электроэнергии.

Солнечная энергия может использоваться непосредственно для питания электрического оборудования или просто храниться в соответствующем накопителе для дальнейшего использования.

Обычно есть только один эффективный способ хранения электроэнергии — это использование аккумуляторных батарей.

Перезаряжаемые батареи, вероятно, являются лучшим и наиболее эффективным способом сбора или хранения электроэнергии для дальнейшего использования.

Энергия от солнечного элемента или солнечной панели также может эффективно храниться, чтобы ее можно было использовать по своему усмотрению, обычно после захода солнца или когда стемнело, и когда накопленная мощность становится очень необходимой для работы огни.

Хотя это может показаться довольно простым, зарядка аккумулятора от солнечной панели никогда не бывает легкой по двум причинам:

Напряжение солнечной панели может сильно варьироваться в зависимости от падающих солнечных лучей и

Ток также изменяется по тем же причинам, указанным выше.

Две вышеуказанные причины могут сделать параметры зарядки типичной аккумуляторной батареи очень непредсказуемыми и опасными.

ОБНОВЛЕНИЕ:

Прежде чем углубляться в следующие концепции, вы, вероятно, можете попробовать это очень простое зарядное устройство для солнечных батарей, которое обеспечит безопасную и гарантированную зарядку небольшой батареи 12 В 7 Ач через небольшую солнечную панель:

Требуемые детали

  • Солнечная панель — 20 В, 1 ампер
  • IC 7812 — 1no
  • 1N4007 Диоды — 3nos
  • 2k2 Резистор 1/4 Вт — 1no

Выглядит круто, не правда ли.Фактически, ИС и диоды могут уже лежать в вашем электронном мусорном ящике, поэтому необходимо их покупать. Теперь давайте посмотрим, как их можно настроить для окончательного результата.

Расчетное время, необходимое для зарядки аккумулятора с 11 В до 14 В, составляет около 8 часов.

Как мы знаем, IC 7812 выдает фиксированное напряжение 12 В на выходе, которое нельзя использовать для зарядки аккумулятора 12 В. 3 диода, подключенные к его клеммам заземления (GND), введены специально для решения этой проблемы и для увеличения выхода IC примерно до 12 + 0.7 + 0,7 + 0,7 В = 14,1 В, что как раз и требуется для полной зарядки аккумулятора 12 В.

Падение на 0,7 В на каждом диоде увеличивает порог заземления ИС на установленный уровень, вынуждая ИС регулировать выход на уровне 14,1 В вместо 12 В. Резистор 2k2 используется для активации или смещения диодов, чтобы он мог провести и обеспечить запланированное полное падение на 2,1 В.

Делаем это еще проще

Если вы ищете еще более простое солнечное зарядное устройство, то, вероятно, не может быть ничего проще, чем подключить солнечную панель соответствующего номинала напрямую к соответствующей батарее через блокирующий диод, как показано ниже:

Хотя вышеуказанная конструкция не включает в себя регулятор, она все равно будет работать, поскольку токовый выход панели является номинальным, и это значение будет показывать только ухудшение по мере того, как солнце меняет свое положение.

Однако для аккумулятора, который не полностью разряжен, описанная выше простая установка может нанести некоторый вред аккумулятору, так как аккумулятор будет быстро заряжаться и будет продолжать заряжаться до небезопасного уровня и в течение более длительных периодов времени. время.

1) Использование LM338 в качестве солнечного контроллера

Но благодаря современным универсальным микросхемам, таким как LM 338 и LM 317, которые могут очень эффективно справляться с вышеуказанными ситуациями, делая процесс зарядки всех аккумуляторных батарей через солнечную панель очень безопасным и желательно.

Схема простого зарядного устройства для солнечных батарей LM338 показана ниже с использованием IC LM338:

На принципиальной схеме показана простая установка с использованием IC LM 338, настроенного для работы в стандартном режиме регулируемого источника питания.

Использование функции контроля тока

Особенностью конструкции является то, что она также включает функцию контроля тока.

Это означает, что, если ток имеет тенденцию к увеличению на входе, что обычно может иметь место, когда интенсивность солнечных лучей увеличивается пропорционально, напряжение зарядного устройства пропорционально падает, снижая ток до указанного номинального значения.

Как мы видим на схеме, коллектор / эмиттер транзистора BC547 подключен через ADJ и землю, он становится ответственным за инициирование действий по управлению током.

По мере увеличения входного тока батарея начинает потреблять больше тока, что создает напряжение на R3, которое преобразуется в соответствующий базовый привод для транзистора.

Транзистор проводит и корректирует напряжение через C LM338, так что сила тока регулируется в соответствии с безопасными требованиями к батарее.

Формула предела тока:

R3 можно рассчитать по следующей формуле

R3 = 0,7 / Максимальный предел тока

PCB Конструкция для объясненной выше простой схемы зарядного устройства солнечной батареи приведена ниже:

Измеритель и входной диод не входят в состав печатной платы.

2) Схема зарядного устройства солнечной батареи за 1 доллар

Вторая конструкция объясняет дешевую, но эффективную, менее чем за 1 доллар дешевую, но эффективную схему солнечного зарядного устройства, которую может построить даже неспециалист для использования эффективной зарядки солнечных батарей.

Вам понадобится только панель солнечных батарей, селекторный переключатель и несколько диодов для установки достаточно эффективного солнечного зарядного устройства.

Что такое слежение за солнечной точкой максимальной мощности?

Для непрофессионала это было бы чем-то слишком сложным и изощренным, чтобы понять, и системой, включающей экстремальную электронику.

В некотором смысле это может быть правдой, и, конечно же, MPPT — это сложные высокопроизводительные устройства, которые предназначены для оптимизации зарядки аккумулятора без изменения кривой V / I солнечной панели.

Проще говоря, MPPT отслеживает мгновенное максимальное доступное напряжение от солнечной панели и регулирует скорость зарядки аккумулятора таким образом, чтобы напряжение панели оставалось неизменным или вдали от нагрузки.

Проще говоря, солнечная панель будет работать наиболее эффективно, если ее максимальное мгновенное напряжение не снижается близко к напряжению подключенной батареи, которая заряжается.

Например, если напряжение холостого хода вашей солнечной панели составляет 20 В, а заряжаемая батарея рассчитана на 12 В, и если вы подключите их напрямую, напряжение на панели упадет до напряжения батареи, что приведет к слишком неэффективно.

И наоборот, если бы вы могли сохранить неизменным напряжение панели, но при этом извлечь из него наилучший вариант зарядки, это заставило бы систему работать по принципу MPPT.

Таким образом, все дело в оптимальной зарядке аккумулятора без снижения напряжения на панели.

Существует один простой и нулевой метод реализации вышеуказанных условий.

Выберите солнечную панель, напряжение холостого хода которой соответствует напряжению зарядки аккумулятора. То есть для батареи 12 В вы можете выбрать панель с напряжением 15 В, что обеспечит максимальную оптимизацию обоих параметров.

Однако практически вышеуказанных условий может быть трудно достичь, потому что солнечные панели никогда не производят постоянную мощность и имеют тенденцию генерировать ухудшающиеся уровни мощности в ответ на меняющееся положение солнечных лучей.

Вот почему всегда рекомендуется использовать солнечную батарею с более высоким номиналом, чтобы даже в худших дневных условиях она продолжала заряжаться.

Сказав, что нет необходимости использовать дорогие системы MPPT, вы можете получить аналогичные результаты, потратив на это несколько долларов.Следующее обсуждение прояснит процедуры.

Как работает схема

Как обсуждалось выше, для того, чтобы избежать ненужной нагрузки на панель, нам необходимо создать условия, идеально соответствующие напряжению фотоэлектрической батареи и напряжению батареи.

Это можно сделать, используя несколько диодов, дешевый вольтметр или имеющийся у вас мультиметр и поворотный переключатель. Конечно, при цене около 1 доллара вы не можете ожидать, что он будет автоматическим, вам, возможно, придется работать с переключателем довольно много раз в день.

Мы знаем, что прямое падение напряжения на выпрямительном диоде составляет около 0,6 В, поэтому, добавив несколько диодов последовательно, можно изолировать панель от перетаскивания на подключенное напряжение батареи.

Ссылаясь на схему, приведенную ниже, можно организовать маленькое классное зарядное устройство MPPT с использованием показанных дешевых компонентов.

Предположим, что на схеме напряжение холостого хода панели составляет 20 В, а батарея рассчитана на 12 В.

Их прямое подключение приведет к увеличению напряжения панели до уровня заряда батареи, что приведет к неприемлемым результатам.

Последовательно добавляя 9 диодов, мы эффективно изолируем панель от нагрузки и перетаскивания к напряжению батареи, но при этом извлекаем из нее максимальный зарядный ток.

Общее прямое падение объединенных диодов будет около 5 В, плюс напряжение зарядки аккумулятора 14,4 В дает около 20 В, что означает, что после последовательного соединения всех диодов во время пикового солнечного света напряжение на панели незначительно упадет до примерно 19 В, в результате чего эффективная зарядка аккумулятора.

Теперь предположим, что солнце начинает опускаться, вызывая падение напряжения на панели ниже номинального. Это можно отслеживать с помощью подключенного вольтметра и пропускать несколько диодов до тех пор, пока аккумулятор не будет восстановлен с получением оптимальной мощности.

Символ стрелки, показанный на соединении с плюсом напряжения панели, можно заменить поворотным переключателем для рекомендуемого выбора диодов, включенных последовательно.

Реализовав описанную выше ситуацию, можно эффективно моделировать четкие условия зарядки MPPT без использования дорогостоящих устройств.Вы можете сделать это для всех типов панелей и батарей, просто подключив большее количество диодов последовательно.

3) Схема солнечного зарядного устройства и драйвера для белого светодиода SMD высокой мощности 10 Вт / 20 Вт / 30 Вт / 50 Вт

Третья идея учит нас, как построить простой светодиод на солнечной батарее со схемой зарядного устройства для освещения светодиодов высокой мощности порядка 10 ватт на 50 ватт. Светодиоды SMD полностью защищены термически и от перегрузки по току с помощью недорогого каскада ограничения тока LM 338. Идею запросил г-н.Сарфраз Ахмад.

Технические характеристики

В основном я сертифицированный инженер-механик из Германии 35 лет назад, много лет работал за границей и уехал много лет назад из-за личных проблем дома.
Извините, что беспокою вас, но я знаю о ваших способностях и опыте в области электроники и искренности, чтобы помочь и направить таких начинающих, как я. Я видел эту схему где-то для 12 В постоянного тока.

Я подключил SMD, 12 В 10 Вт, емкость 1000 мкФ, 16 В и мостовой выпрямитель, вы можете увидеть номер детали на нем.Когда я включаю свет, выпрямитель начинает нагреваться, и оба SMD тоже. Я боюсь, что если эти лампы оставить включенными в течение длительного времени, это может привести к повреждению SMD и выпрямителя. Не знаю, в чем проблема. Вы можете мне помочь.

У меня на крыльце есть свет, который включается на диске и выключается на рассвете. К сожалению, из-за отключения нагрузки, когда нет электричества, этот свет не горит, пока электричество не вернется.

Я хочу установить как минимум два SMD (12 В) с LDR, чтобы, как только свет погас, загорелся свет SMD.Я хочу добавить еще два аналогичных светильника в другом месте на крыльце автомобиля, чтобы все они были освещены. Я думаю, что если я подключу все эти четыре SMD-светильника к источнику питания 12 В, который будет получать питание от цепи ИБП.

Конечно, это приведет к дополнительной нагрузке на батарею ИБП, которая вряд ли полностью заряжена из-за частого отключения нагрузки. Другое лучшее решение — установить 12-вольтовую солнечную панель и прикрепить к ней все четыре лампы SMD. Он зарядит аккумулятор и включит / выключит свет.

Эта солнечная панель должна поддерживать эти огни всю ночь и отключаться на рассвете. Пожалуйста, также помогите мне и расскажите подробнее об этой схеме / проекте.

Вы можете найти время, чтобы выяснить, как это сделать. Я пишу вам, так как, к сожалению, ни один продавец электроники или солнечной энергии на нашем местном рынке не готов мне помочь. Ни один из них, похоже, не имеет технической квалификации и они просто хотят продать свои запчасти.

Sarfraz Ahmad

Равалпинди, Пакистан

Конструкция

На показанной выше солнечной светодиодной схеме SMD мощностью от 10 до 50 Вт с автоматическим зарядным устройством мы видим следующие этапы:

  • Солнечная панель
  • Пара цепей регулятора LM338 с регулируемым током
  • Реле переключения
  • Перезаряжаемая батарея
  • и 40-ваттный светодиодный SMD-модуль

Вышеупомянутые ступени объединены следующим образом:

Два Ступени LM 338 сконфигурированы в стандартных режимах регулятора тока с использованием соответствующих сопротивлений измерения тока для обеспечения выхода с регулируемым током для соответствующей подключенной нагрузки.

Нагрузкой для левого LM338 является аккумулятор, который заряжается от этого каскада LM338 и входной источник солнечной панели. Резистор Rx рассчитывается таким образом, что батарея получает установленный ток и не перезаряжается.

Правая сторона LM 338 загружена светодиодным модулем, и здесь Ry проверяет, что модуль получает правильную заданную величину тока, чтобы защитить устройства от теплового разгона.

Напряжение на солнечной панели может быть от 18 до 24 В.

Реле вводится в схему и соединяется со светодиодным модулем таким образом, что оно включается только ночью или когда темно ниже порогового значения для солнечной панели для выработки необходимой любой мощности.

Пока доступно солнечное напряжение, реле остается под напряжением, изолируя светодиодный модуль от батареи и гарантируя, что светодиодный модуль мощностью 40 Вт остается выключенным в дневное время и во время зарядки аккумулятора.

После наступления сумерек, когда солнечное напряжение становится достаточно низким, реле больше не может удерживать свое Н / Н положение и переключается на НЗ переключение, соединяя батарею со светодиодным модулем и освещая массив через доступный полностью заряженный аккумулятор.

Видно, что светодиодный модуль прикреплен к радиатору, который должен быть достаточно большим для достижения оптимального результата от модуля и для обеспечения более длительного срока службы и яркости устройства.

Расчет номиналов резисторов

Указанные ограничивающие резисторы можно рассчитать по приведенным формулам:

Rx = 1,25 / ток зарядки аккумулятора

Ry = 1,25 / номинальный ток светодиода.

Предполагая, что это свинцово-кислотная батарея на 40 Ач, предпочтительный зарядный ток должен составлять 4 ампера.

, следовательно, Rx = 1,25 / 4 = 0,31 Ом

мощность = 1,25 x 4 = 5 Вт

Ток светодиода можно найти, разделив его общую мощность на номинальное напряжение, то есть 40/12 = 3,3 ампера

следовательно Ry = 1,25 / 3 = 0,4 Ом

мощность = 1,25 x 3 = 3,75 Вт или 4 Вт.

Ограничительные резисторы не используются для светодиодов мощностью 10 Вт, поскольку входное напряжение от батареи соответствует установленному пределу 12 В для светодиодного модуля и, следовательно, не может превышать безопасных пределов.

Приведенное выше объяснение показывает, как микросхему LM338 можно просто использовать для создания полезной схемы солнечного светодиодного освещения с автоматическим зарядным устройством.

4) Автоматическая цепь солнечного освещения с использованием реле

В нашей 4-й автоматической цепи солнечного освещения мы включаем одно реле в качестве переключателя для зарядки аккумулятора в дневное время или пока солнечная панель вырабатывает электричество, а также для освещения подключенный светодиод, когда панель не активна.

Обновление до реле переключения

В одной из моих предыдущих статей, в которой объяснялась простая схема солнечного садового освещения, мы использовали один транзистор для операции переключения.

Одним из недостатков более ранней схемы является то, что она не обеспечивает регулируемую зарядку батареи, хотя это не может быть строго важным, поскольку батарея никогда не заряжается до полного потенциала, этот аспект может потребовать улучшения.

Еще одним связанным недостатком более ранней схемы является ее низкое энергопотребление, которое не позволяет использовать батареи высокой мощности и светодиоды.

Следующая схема эффективно решает обе вышеупомянутые проблемы с помощью реле и транзисторного каскада эмиттерного повторителя.

Принципиальная схема

Как это работает

Во время оптимального солнечного света реле получает достаточную мощность от панели и остается включенным с активированными замыкающими контактами.

Это позволяет аккумулятору получать зарядное напряжение через стабилизатор напряжения на транзисторном эмиттерном повторителе.

Конструкция эмиттерного повторителя сконфигурирована с использованием TIP122, резистора и стабилитрона. Резистор обеспечивает необходимое смещение для проводимости транзистора, в то время как значение стабилитрона ограничивает напряжение эмиттера, которое контролируется на уровне чуть ниже значения напряжения стабилитрона.

Таким образом, стабилитрон выбирается соответствующим образом, чтобы соответствовать зарядному напряжению подключенной батареи.

Для батареи 6 В напряжение стабилитрона может быть выбрано как 7,5 В, для батареи 12 В напряжение стабилитрона может составлять около 15 В и так далее.

Эмиттерный повторитель также следит за тем, чтобы аккумулятор никогда не перезарядился сверх установленного предела заряда.

В вечернее время, когда обнаруживается значительное падение солнечного света, реле блокируется от требуемого минимального напряжения удержания, заставляя его переключаться с замыкающего контакта на замыкающий.

Вышеупомянутое переключение реле мгновенно переводит батарею из режима зарядки в режим светодиода, подсвечивая светодиод через напряжение батареи.

Список деталей для автоматической цепи солнечного освещения 6 В / 4 Ач с релейным переключением
  1. Солнечная панель = 9 В, 1 ампер
  2. Реле = 6 В / 200 мА
  3. Rx = 10 Ом / 2 Вт
  4. стабилитрон = 7,5 В, 1/2 Вт

5) Схема транзисторного контроллера солнечного зарядного устройства

Пятая идея, представленная ниже, описывает простую схему солнечного зарядного устройства с автоматическим отключением только с использованием транзисторов.Идея была предложена г-ном Мубараком Идрисом.

Цели и требования схемы

  1. Пожалуйста, сэр, вы можете сделать мне литий-ионный аккумулятор 12 В, 28,8 Ач, автоматический контроллер заряда, использующий солнечную панель в качестве источника питания, который составляет 17 В при 4,5 А при максимальном солнечном свете.
  2. Контроллер заряда должен иметь возможность иметь защиту от перезарядки и отключение низкого заряда батареи, а схема должна быть простой для новичка без микросхемы или микроконтроллера.
  3. Схема должна использовать реле или BJT транзисторов в качестве выключателя и стабилитронов для опорного напряжения, благодаря сэру надежды услышать от вас скоро!

Конструкция

Конструкция печатной платы (сторона компонентов)

Ссылаясь на приведенную выше простую схему солнечного зарядного устройства с использованием транзисторов, автоматическое отключение для полного уровня заряда и нижнего уровня осуществляется через пару BJT, сконфигурированных как компараторы. .

Вспомните более раннюю схему индикатора низкого заряда батареи с использованием транзисторов, где низкий уровень заряда батареи указывался с помощью всего двух транзисторов и нескольких других пассивных компонентов.

Здесь мы используем идентичный дизайн для определения уровня заряда батареи и для обеспечения необходимого переключения батареи через солнечную панель и подключенную нагрузку.

Давайте предположим, что изначально у нас есть частично разряженная батарея, из-за которой первый BC547 слева перестает проводить (это устанавливается путем настройки базовой предустановки на этот пороговый предел) и позволяет проводить следующее BC547.

Когда этот BC547 проводит, он позволяет TIP127 включиться, что, в свою очередь, позволяет напряжению солнечной панели достигать батареи и начинать ее зарядку.

Вышеупомянутая ситуация, наоборот, удерживает TIP122 выключенным, так что нагрузка не может работать.

По мере того, как батарея начинает заряжаться, напряжение на шинах питания также начинает расти до точки, когда левая сторона BC547 может просто проводить ток, в результате чего правая сторона BC547 перестает проводить дальше.

Как только это происходит, TIP127 блокируется от отрицательных базовых сигналов, и он постепенно перестает проводить, так что батарея постепенно отключается от напряжения солнечной панели.

Однако вышеупомянутая ситуация позволяет TIP122 медленно получать триггер смещения базы, и он начинает проводить … что гарантирует, что теперь нагрузка может получить необходимое питание для своих операций.

Вышеупомянутая схема солнечного зарядного устройства, использующая транзисторы и с автоматическим отключением, может использоваться для любых небольших приложений солнечного контроллера, таких как безопасная зарядка аккумуляторов сотовых телефонов или других форм литий-ионных аккумуляторов.

Для , получившего регулируемое зарядное устройство

Следующая конструкция показывает, как преобразовать или модернизировать приведенную выше принципиальную схему в регулируемое зарядное устройство, чтобы аккумулятор поставлялся с фиксированным и стабилизированным выходом независимо от повышения напряжения. от солнечной панели.

6) Схема карманного светодиодного освещения на солнечной батарее

Шестая конструкция здесь объясняет простую недорогую схему карманного светодиодного освещения на солнечной батарее, которая может использоваться нуждающимися и малоимущими слоями общества для дешевого освещения своих домов в ночное время.

Идея была предложена г-ном Р.К. Rao

Цели и требования схемы

  1. Я хочу сделать карманный светодиодный светильник SOLAR из прозрачного пластикового бокса 9 см x 5 см x 3 см [доступный на рынке за 3 рупий / -] с использованием светодиода мощностью 1 Вт / 20 мА Светодиоды питаются от герметичной свинцово-кислотной аккумуляторной батареи 4 В, 1 А [SUNCA / VICTARI], а также с возможностью зарядки с помощью зарядного устройства для сотового телефона [при наличии сетевого тока].
  2. Батарея подлежит замене, если она разряжена после использования в течение 2/3 лет / предписанного срока службы сельским / племенным пользователем.
  3. Предназначен для использования детьми из племен / деревень, чтобы зажечь книгу; На рынке есть лучшие светодиодные фонари по цене около 500 рупий [d.light] за 200 рупий [Thrive].
  4. Эти фонари хороши, за исключением того, что у них есть мини-солнечная панель и яркий светодиод со сроком службы десять лет, если не больше, но с перезаряжаемой батареей без возможности ее замены, если она разрядится после двух или трех лет использования. это пустая трата ресурсов и неэтична.
  5. Проект, который я планирую, предусматривает замену батареи, доступную на месте по низкой цене.Цена на свет не должна превышать 100/150 рупий.
  6. Он будет продаваться на некоммерческой основе через неправительственные организации в районах проживания племен и, в конечном итоге, будет поставлять комплекты для молодежи из племен / сельских районов, чтобы они могли изготавливать их в деревне.
  7. Я вместе с коллегой сделал несколько светильников с батареями большой мощности 7V EW и 2x20mA pirahna Led и проверил их — они длились более 30 часов непрерывного освещения, достаточного для освещения книги с полуметрового расстояния; и еще один с солнечной батареей 4 В и светодиодом мощностью 350 А мощностью 1 Вт, обеспечивающим достаточно света для приготовления пищи в хижине.
  8. Можете ли вы предложить схему с одной перезаряжаемой батареей AA / AAA, миниатюрной солнечной панелью размером 9×5 см для установки на крышку коробки, усилителем DC-DC и светодиодами 20 мА. Если вы хотите, чтобы я пришел к вам для обсуждения, я могу.
  9. Вы можете увидеть огни, которые мы сделали, на фотографиях в Google по адресу https://goo.gl/photos/QyYU1v5Kaag8T1WWA Спасибо,

Дизайн

По запросу, солнечные карманные светодиодные схемы должны быть компактный, работает с одним 1.Элемент 5AAA, использующий преобразователь постоянного тока в постоянный и оснащенный саморегулирующейся схемой солнечного зарядного устройства.

Схема, показанная ниже, вероятно, удовлетворяет всем вышеперечисленным спецификациям и все же остается в пределах доступного диапазона.

Принципиальная схема

Конструкция представляет собой базовую схему «похитителя джоулей», в которой используется один элемент фонарика, BJT и индуктор для питания любого стандартного светодиода на 3,3 В.

На схеме показан светодиод мощностью 1 Вт, хотя можно использовать светодиод меньшего размера с высокой яркостью 30 мА.

Схема солнечного светодиода способна выдавливать последнюю каплю «джоуля» или заряда из элемента, отсюда и название «джоулевый вор», что также подразумевает, что светодиод будет продолжать светиться до тех пор, пока внутри элемента практически ничего не останется. Однако аккумулятор здесь не рекомендуется разряжать ниже 1 В.

Зарядное устройство на 1,5 В в этой конструкции построено с использованием другого маломощного BJT, сконфигурированного в его конфигурации эмиттерного повторителя, что позволяет ему выдавать выходное напряжение эмиттера, которое точно равно потенциалу на его базе, установленному предустановкой 1K.Это должно быть точно установлено так, чтобы эмиттер выдавал не более 1,8 В при входном постоянном токе более 3 В.

Источником входного постоянного тока является солнечная панель, которая может обеспечивать превышение 3 В при оптимальном солнечном свете и позволять зарядному устройству заряжать аккумулятор с максимальным выходным напряжением 1,8 В.

При достижении этого уровня эмиттерный повторитель просто запрещает дальнейшую зарядку элемента, таким образом предотвращая любую возможность избыточного заряда.

Индуктор для схемы карманного солнечного светодиода состоит из небольшого трансформатора с ферритовым кольцом, имеющего 20:20 витков, которые можно соответствующим образом изменить и оптимизировать для обеспечения наиболее благоприятного напряжения для подключенного светодиода, которое может сохраняться даже до тех пор, пока напряжение не упадет ниже 1.2В.

7) Простое солнечное зарядное устройство для уличных фонарей

Седьмое солнечное зарядное устройство, обсуждаемое здесь, лучше всего подходит, поскольку солнечная светодиодная уличная система освещения специально разработана для начинающих любителей, которые могут построить ее, просто обратившись к представленной здесь графической схеме.

Благодаря простой и относительно дешевой конструкции система может быть подходящим образом использована для уличного освещения в деревнях или в других подобных отдаленных районах, тем не менее, это никоим образом не ограничивает ее использование и в городах.

Основные характеристики этой системы:

1) Зарядка с контролем напряжения

2) Работа светодиодов с контролем тока

3) Реле не используются, все твердотельные конструкции

4) Отключение нагрузки при низком критическом напряжении

5) Индикаторы низкого и критического напряжения

6) Отключение полной зарядки не включено для простоты и потому, что зарядка ограничена контролируемым уровнем, который никогда не позволит аккумулятору перезарядиться.

7) Использование популярных микросхем, таких как LM338, и транзисторов, таких как BC547, обеспечивает беспроблемную закупку.

8) Ступень определения дневного и ночного режима, обеспечивающая автоматическое выключение в сумерках и включение на рассвете.

Вся принципиальная схема предлагаемой простой светодиодной системы уличного освещения проиллюстрирована ниже:

Принципиальная схема

Цепной каскад, состоящий из T1, T2 и P1, сконфигурирован в простой датчик низкого заряда батареи, индикаторную схему

Точно идентичный Этап также можно увидеть чуть ниже, используя T3, T4 и связанные с ними детали, которые образуют еще один каскад детектора низкого напряжения.

Ступень T1, T2 определяет напряжение аккумулятора, когда оно падает до 13 В, путем включения подключенного светодиода на коллекторе T2, в то время как ступень T3, T4 обнаруживает напряжение аккумулятора, когда оно достигает уровня ниже 11 В, и указывает ситуацию, подсвечивая Светодиод связан с коллектором Т4.

P1 используется для регулировки каскада T1 / T2 таким образом, чтобы светодиод T2 загорался только при напряжении 12 В, аналогично P2 настраивается так, чтобы светодиод T4 начинал светиться при напряжении ниже 11 В.

IC1 LM338 сконфигурирован как простой источник питания с регулируемым напряжением для точного регулирования напряжения солнечной панели до 14 В, это делается путем соответствующей настройки предустановки P3.

Этот выход IC1 используется для зарядки батареи уличного фонаря в дневное время и при ярком солнечном свете.

IC2 — это еще одна микросхема LM338, подключенная в режиме регулятора тока, ее входной контакт соединен с плюсом батареи, а выход соединен со светодиодным модулем.

IC2 ограничивает уровень тока от батареи и подает необходимое количество тока на светодиодный модуль, чтобы он мог безопасно работать в ночном режиме резервного копирования.

T5 — это силовой транзистор, который действует как переключатель и срабатывает на стадии критического разряда батареи, когда напряжение батареи стремится достичь критического уровня.

Каждый раз, когда это происходит, база T5 мгновенно заземляется с помощью T4, мгновенно отключая его. Когда Т5 выключен, светодиодный модуль может светиться и, следовательно, также выключен.

Это условие предотвращает и предохраняет аккумулятор от чрезмерной разрядки и повреждения. В таких ситуациях аккумулятору может потребоваться внешняя зарядка от сети с использованием источника питания 24 В, подключенного к линиям питания солнечной панели, через катод D1 и землю.

Ток от этого источника питания можно указать на уровне около 20% от емкости аккумулятора, и аккумулятор можно заряжать до тех пор, пока оба светодиода не перестанут светиться.

Транзистор T6 вместе с его базовыми резисторами расположен для обнаружения питания от солнечной панели и обеспечения того, чтобы светодиодный модуль оставался отключенным до тех пор, пока с панели поступает разумный объем питания, или, другими словами, T6 сохраняет светодиод. модуль отключается до тех пор, пока не становится достаточно темно для светодиодного модуля, а затем включается.Обратное происходит на рассвете, когда светодиодный модуль автоматически выключается. R12, R13 должны быть тщательно отрегулированы или выбраны для определения желаемых пороговых значений для циклов включения / выключения светодиодного модуля.

Как построить

Для успешного завершения этой простой системы уличного освещения описанные этапы должны быть построены отдельно и проверены отдельно перед интеграцией. их вместе.

Сначала соберите ступень T1, T2 вместе с R1, R2, R3, R4, P1 и светодиодом.

Затем, используя переменный источник питания, подайте точные 13 В на этот каскад T1, T2 и отрегулируйте P1 так, чтобы светодиод просто загорелся, немного увеличьте напряжение, скажем, до 13.5V и светодиод должен погаснуть. Этот тест подтвердит правильную работу этого каскада индикатора низкого напряжения.

Аналогичным образом сделайте ступень T3 / T4 и установите P2 аналогичным образом, чтобы светодиод светился при напряжении 11 В, что становится критической настройкой уровня для ступени.

После этого вы можете перейти к этапу IC1 и отрегулировать напряжение на его «корпусе» и земле до 14 В, отрегулировав P3 до нужной степени. Это должно быть снова сделано путем подачи питания 20 В или 24 В на его входной контакт и линию заземления.

Ступень IC2 может быть сконструирован, как показано, и не потребует какой-либо процедуры настройки, за исключением выбора R11, который может быть выполнен с использованием формулы, выраженной в этой статье универсального ограничителя тока

Список деталей

  • R1, R2, R3 R4, R5, R6, R7 R8, R9, R12 = 10k, 1/4 WATT
  • P1, P2, P3 = 10K PRESETS
  • R10 = 240 OHMS 1/4 WATT
  • R13 = 22K
  • D1, D3 = 6A4 ДИОД
  • D2, D4 = 1N4007
  • T1, T2, T3, T4 = BC547
  • T5 = TIP142
  • R11 = СМОТРЕТЬ ТЕКСТ
  • IC1, IC2 = 24 LM338 IC TO3 Соединительный блок
  • 9000 Сделано с помощью Светодиоды мощностью 1 Вт при последовательном и параллельном подключении

  • Батарея = 12 В SMF, 40 Ач
  • Солнечная панель = 20/24 В, 7 ампер

Создание светодиодного модуля на 24 Вт

Светодиодный модуль на 24 Вт для вышеупомянутой простой солнечной улицы световую систему можно построить, просто соединив 24 светодиода мощностью 1 Вт, как показано на следующем рисунке:

8) Схема понижающего преобразователя солнечной панели с защитой от перегрузки

В восьмой концепции солнечной батареи, обсуждаемой ниже, говорится о простой схеме понижающего преобразователя солнечной панели, которую можно использовать для получения любого желаемого низкого пониженного напряжения на входах от 40 до 60 В.Схема обеспечивает очень эффективное преобразование напряжения. Идея была предложена господином Дипаком.

Технические характеристики

Я ищу понижающий преобразователь постоянного тока в постоянный со следующими характеристиками.

1. Входное напряжение = от 40 до 60 В постоянного тока

2. Выходное напряжение = регулируемое 12, 18 и 24 В постоянного тока (несколько выходов из одной и той же цепи не требуются. Отдельная цепь для каждого выходного напряжения также штраф)

3.Максимальный выходной ток = 5-10A

4. Защита на выходе = перегрузка по току, короткое замыкание и т. Д.

5. Небольшой светодиодный индикатор работы устройства будет преимуществом.

Был бы признателен, если бы вы помогли мне разработать схему.

С уважением,
Deepak

Конструкция

Предлагаемая схема понижающего преобразователя с 60 В на 12 В, 24 В показана на рисунке ниже, детали можно понять, как описано ниже:

конфигурацию можно разделить на этапы, а именно.каскад нестабильного мультивибратора и понижающий преобразователь, управляемый МОП-транзистором.

BJT T1, T2 вместе со связанными с ним частями образуют стандартную схему AMV, подключенную для генерации частоты с частотой примерно от 20 до 50 кГц.

Mosfet Q1 вместе с L1 и D1 образуют стандартную топологию понижающего преобразователя для реализации необходимого понижающего напряжения на C4.

AMV управляется входом 40 В, и генерируемая частота подается на затвор подключенного МОП-транзистора, который мгновенно начинает колебаться при доступном токе от входа, управляющего сетью L1, D1.

Вышеупомянутое действие генерирует необходимое пониженное напряжение на C4,

D2 гарантирует, что это напряжение никогда не превышает номинальную отметку, которая может быть фиксированной 30 В.

Это макс. Предельное пониженное напряжение 30 В далее подается на регулятор напряжения LM396, который может быть настроен на получение конечного желаемого напряжения на выходе с максимальной скоростью 10 ампер.

Выход может использоваться для зарядки предполагаемого аккумулятора.

Принципиальная схема

Список деталей для вышеуказанного понижающего преобразователя на 60 В, 12 В, 24 В на выходе для солнечных панелей.
  • R1 — R5 = 10K
  • R6 = 240 Ом
  • R7 = 10K POT
  • C1, C2 = 2nF
  • C3 = 100uF / 100V
  • C4 = 100uF / 50V
  • Q1, = ANY МОП-транзистор с P-каналом 20 А
  • T1, T2 = BC546
  • D1 = ЛЮБОЙ ДИОД БЫСТРОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ 10 А
  • D2 = ЗЕНЕР 30 В 1 Вт
  • D3 = 1N4007
  • L1 = 30 витков 21 провода с суперэмалированной медью SWG Ферритовый стержень диаметром 10 мм.

9) Домашняя солнечная установка электричества для жизни вне сети

Девятая уникальная конструкция, описанная здесь, иллюстрирует простую расчетную конфигурацию, которую можно использовать для реализации солнечной панели любого размера, установленной для удаленных домов или для обеспечения автономной системы электроснабжения от солнечных батарей.

Технические характеристики

Я очень уверен, что у вас должна быть наготове такая принципиальная схема. Просматривая ваш блог, я заблудился и не мог выбрать ни одного, наиболее подходящего для моих требований.

Я просто пытаюсь изложить здесь свое требование и убедиться, что я правильно его понял.

(Это пилотный проект для меня, чтобы рискнуть в этой области. Вы можете считать меня большим нулевым в электрических знаниях.)

Моя основная цель — максимально использовать солнечную энергию и свести мои счета за электричество к минимуму. (🙁 Я остаюсь в Thane. Итак, вы можете представить счета за электричество.) Итак, вы можете считать, что я полностью делаю систему освещения на солнечной энергии для своего дома.

1. Когда достаточно солнечного света, мне не нужен искусственный свет. Как только интенсивность солнечного света падает ниже допустимой нормы, я хочу, чтобы мой свет включался автоматически.

Я бы хотел выключить их перед сном.3. Моя текущая система освещения (которую я хочу осветить) состоит из двух обычных ламп яркого света (36 Вт / 880 8000K) и четырех КЛЛ мощностью 8 Вт.

Хотел бы воспроизвести всю установку со светодиодным освещением на солнечной энергии.

Как я уже сказал, я большой ноль в области электричества. Итак, пожалуйста, помогите мне также с ожидаемой стоимостью установки.

Модель

36 Вт x 2 плюс 8 Вт дает в сумме около 80 Вт, что является общим требуемым уровнем потребления.

Теперь, поскольку лампы предназначены для работы при уровнях сетевого напряжения, которое в Индии составляет 220 В, становится необходим инвертор для преобразования напряжения солнечной панели в требуемые характеристики для включения фонарей.

Кроме того, поскольку инвертору для работы требуется аккумулятор, который можно предположить как аккумулятор на 12 В, все параметры, необходимые для настройки, могут быть рассчитаны следующим образом:

Общее предполагаемое потребление = 80 Вт.

Вышеуказанная мощность может потребляться с 6:00 до 18:00, что становится максимальным периодом, который можно оценить, и это примерно 12 часов.

Умножение 80 на 12 дает = 960 ватт-час.

Это означает, что солнечная панель должна будет производить столько ватт-часов в течение желаемого периода в 12 часов в течение всего дня.

Однако, поскольку мы не ожидаем получения оптимального солнечного света в течение года, мы можем предположить, что средний период оптимального дневного света составляет около 8 часов.

Разделив 960 на 8, мы получим 120 Вт, что означает, что необходимая солнечная панель должна быть не менее 120 Вт.

Если выбрано напряжение панели около 18 В, текущие характеристики будут 120/18 = 6.66 ампер или просто 7 ампер.

Теперь давайте посчитаем размер аккумулятора, который может использоваться для инвертора и который может потребоваться для зарядки с указанной выше солнечной панелью.

Опять же, поскольку общее количество ватт-часов за весь день рассчитано примерно на 960 Вт, разделив это на напряжение батареи (которое предполагается равным 12 В), мы получим 960/12 = 80, это около 80 или просто 100 Ач. , поэтому необходимая батарея должна быть рассчитана на 12 В, 100 Ач для обеспечения оптимальной работы в течение дня (период 12 часов).

Нам также понадобится контроллер заряда от солнечной батареи для зарядки аккумулятора, а поскольку аккумулятор будет заряжаться в течение примерно 8 часов, скорость зарядки должна быть около 8% от номинальной АЧ, что составляет 80 x 8% = 6,4 ампера, поэтому необходимо указать контроллер заряда, чтобы он мог комфортно выдерживать не менее 7 ампер для требуемой безопасной зарядки аккумулятора.

На этом завершаются все расчеты солнечных панелей, аккумуляторов и инверторов, которые могут быть успешно реализованы для любого подобного типа установки, предназначенного для проживания вне сети в сельской местности или другом отдаленном районе.

Для других спецификаций V, I цифры могут быть изменены в приведенных выше расчетах для достижения соответствующих результатов.

В случае, если батарея кажется ненужной, и солнечная панель также может быть напрямую использована для управления инвертором.

Простую схему регулятора напряжения солнечной панели можно увидеть на следующей схеме. Данный переключатель может использоваться для выбора варианта зарядки аккумулятора или прямого управления инвертором через панель.

В приведенном выше случае регулятор должен вырабатывать от 7 до 10 ампер тока, поэтому в ступени зарядного устройства необходимо использовать LM396 или LM196.

Вышеупомянутый регулятор солнечной панели может быть сконфигурирован со следующей простой схемой инвертора, которая будет вполне достаточной для питания запрошенных ламп через подключенную солнечную панель или аккумулятор.

Список деталей для вышеуказанной схемы инвертора: R1, R2 = 100 Ом, 10 Вт

R3, R4 = 15 Ом 10 Вт

T1, T2 = TIP35 на радиаторах

Последняя строка в запросе предлагает вариант светодиодной подсветки спроектирован для замены и модернизации существующих люминесцентных ламп КЛЛ.То же самое можно реализовать, просто исключив аккумулятор и инвертор и интегрировав светодиоды с выходом солнечного регулятора, как показано ниже:

Минус адаптера должен быть подключен и объединен с минусом солнечной панели

Заключительные мысли

Итак, друзья, это были 9 основных конструкций зарядных устройств для солнечных батарей, которые были вручную отобраны с этого веб-сайта.

В блоге вы найдете много других таких усовершенствованных солнечных батарей для дальнейшего чтения.И да, если у вас есть какие-либо дополнительные идеи, вы можете обязательно представить их мне, я обязательно представлю их здесь, чтобы наши зрители получили удовольствие от чтения.

Отзыв от одного из читателей.

Привет, Swagatam,

Я наткнулся на ваш сайт и считаю вашу работу очень вдохновляющей. В настоящее время я работаю по программе естественных наук, технологий, инженерии и математики (STEM) для студентов 4-5 курсов в Австралии. Проект направлен на повышение интереса детей к науке и ее связи с реальными приложениями.

Программа также привносит сочувствие в процесс инженерного проектирования, когда молодые учащиеся знакомятся с реальным проектом (контекстом) и взаимодействуют со своими одноклассниками для решения мирских проблем. В течение следующих трех лет мы сосредоточены на ознакомлении детей с наукой об электричестве и практическим применением электротехники. Введение в то, как инженеры решают реальные проблемы на благо общества.

В настоящее время я работаю над онлайн-контентом для программы, которая будет ориентирована на молодых учащихся (4-6 классы), изучающих основы электричества, в частности, возобновляемых источников энергии, т.е.е. солнечный в данном случае. В рамках программы самостоятельного обучения дети узнают и исследуют электричество и энергию по мере того, как они знакомятся с реальным проектом, то есть с освещением детей, проживающих в лагерях беженцев по всему миру. По завершении пятинедельной программы дети объединяются в группы, чтобы построить солнечные светильники, которые затем отправляют детям из неблагополучных семей по всему миру.

Как некоммерческий образовательный фонд, мы ищем вашу помощь в разработке простой принципиальной схемы, которую можно было бы использовать для создания солнечного светильника мощностью 1 Вт в качестве практического занятия в классе.Мы также закупили у производителя 800 комплектов солнечного света, которые дети собирают, однако нам нужен кто-то, чтобы упростить принципиальную схему этих комплектов освещения, которые будут использоваться для простых уроков по электричеству, схемам и расчету мощности. вольт, ток и преобразование солнечной энергии в электрическую.

Я с нетерпением жду вашего ответа и продолжаю вашу вдохновляющую работу.

Решение запроса

Я ценю ваш интерес и ваши искренние усилия по просвещению нового поколения в области солнечной энергии.
Я приложил самую простую, но эффективную схему драйвера светодиода, которую можно использовать для безопасного освещения 1-ваттного светодиода от солнечной панели с минимальным количеством деталей.
Обязательно прикрепите к светодиоду радиатор, иначе он может быстро сгореть из-за перегрева.
Схема управляется напряжением и током для обеспечения оптимальной безопасности светодиода.
Дайте мне знать, если у вас возникнут дополнительные сомнения.

О Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель.Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные со схемой, вы можете взаимодействовать с ними через комментарии, я буду очень рад помочь!

Контроллеры

Контроллер заряда находится между солнечными панелями и аккумулятором. Его основная функция — предотвратить перезарядку батарей солнечными панелями. Алгоритм или стратегия управления контроллером заряда определяет эффективность зарядки аккумулятора и использования солнечных панелей, что в конечном итоге влияет на способность системы удовлетворять требования нагрузки и давать вам энергию, когда она вам нужна.

Дополнительные функции, такие как температурная компенсация и выравнивание, могут улучшить способность контроллера заряда поддерживать работоспособность, максимизировать емкость и продлевать срок службы батарей.

Современные контроллеры заряда бывают двух основных типов: PWM (широтно-импульсная модуляция) и MPPT (отслеживание точки максимальной мощности). По аналогии с автомобилем, контроллер заряда PWM будет похож на трехступенчатую механическую коробку передач, а контроллер MPPT — на автоматическую коробку передач. Контроллеры заряда типа MPPT автоматически определяют напряжение, при котором панели вырабатывают энергию наиболее эффективно.

PWM (широтно-импульсная модуляция)
Контроллеры заряда типа PWM — самые простые и обычно самые дешевые. ШИМ-контроллеры работают путем регулирования импульсного прямого подключения солнечной батареи к батарее. По мере того, как аккумуляторная батарея приближается к полной зарядке, длина импульсов подключения уменьшается, чтобы постепенно снижаться зарядный ток от солнечной батареи. На батарее 12 В контроллеры заряда ШИМ могут использоваться только с солнечной батареей, которая имеет напряжение холостого хода 28.0 В или меньше. Это исключает большие жилые панели на 60 или 72 ячейки.

В системах с несколькими солнечными панелями с разным напряжением (например, 32-элементные панели, смешанные с 36-элементными или 40-элементными панелями), контроллеры заряда PWM предпочтительнее контроллеров MPPT, поскольку их алгоритмы работы менее требовательны.

Наши самые популярные контроллеры заряда PWM:
Victron BlueSolar PWM-Light 12 / 24V-10A
Bogart Engineering SC-2030
Victron BlueSolar PWM-Pro 12 / 24V-30A

MPPT (отслеживание максимальной мощности)
The Контроллеры заряда типа MPPT используют гораздо более эффективный метод подачи энергии от солнечной батареи к батарее.Вместо регулируемого прямого подключения контроллеры типа MPPT преобразуют оптимальный баланс тока и напряжения от солнечной батареи в то, что можно безопасно передать в аккумуляторную батарею. Это означает, что избыточное напряжение от солнечной батареи преобразуется в больший зарядный ток.

Например, с контроллером заряда PWM у вас может быть солнечная панель, работающая при 18,0 В и 5,0 А, подавая 5,0 А в аккумуляторную батарею. Если ваш аккумулятор составляет 13,0 В, вы получаете только 65 Вт (13.0 В x 5,0 А = 65 Вт) с панели. С контроллером заряда MPPT на той же панели вы сможете использовать это дополнительное напряжение (18,0 В — 13,0 В = 5,0 В) и превратить его в больший ток. Ток зарядки будет около 6,9 А, а от панели вы получите 90 Вт.

Наши самые популярные контроллеры заряда MPPT включают:
Victron SmartSolar MPPT 75/15, 100/20, 100/30, 100/50, 150/70, 150/85, 150/100
Blue Sky Solar Boost 2512iX-HV, 3024iL

Конструкция системы контроллера заряда
При выборе системы контроллера заряда следует учитывать несколько факторов:

Цена и производительность — Контроллеры заряда MPPT будут стоить дороже, но они также дадут вам больше мощности.Использование контроллера типа MPPT похоже на наличие дополнительных панелей в вашем массиве. Если пространство на крыше в дефиците, что обычно бывает с жилым домом, контроллеры MPPT помогут вам максимально использовать то, что у вас есть.

Напряжение массива / Напряжение блока батарей — Чтобы зарядить блок батарей, напряжение солнечной батареи должно быть немного выше, чем напряжение блока батарей. Этот перепад потенциалов (давления) заставляет электроны течь от панелей к батареям. Без этого дифференциала батареи не будут заряжаться.Обычно солнечная батарея работает при напряжении около 18,0 В, а аккумуляторная батарея — от 11,0 В до 14,6 В.

Пределы напряжения — Контроллеры заряда ШИМ-типа в аккумуляторных системах на 12 В обычно имеют предел напряжения массива разомкнутой цепи 24 В. Другие контроллеры MPPT имеют пределы напряжения до 150 В, а в некоторых случаях даже выше. Чтобы не повредить контроллер заряда, убедитесь, что Voc (разомкнутая цепь напряжения) для каждой панели не превышает предел вашего контроллера заряда. Voc обычно печатается на этикетке на обратной стороне солнечной панели.

Ограничения по току — Контроллеры заряда рассчитаны на свой выходной ток (от контроллера к батарее). Пока ваши панели подключены параллельно (а это должно быть для RV), вы можете определить максимальный выходной ток, суммируя рабочий ток или Impp (текущая точка максимальной мощности) для каждой панели. Impp обычно печатается на этикетке панели.

Несколько контроллеров заряда — Если ваш желаемый солнечный массив имеет зарядный ток, превышающий текущий номинальный ток вашего предпочтительного контроллера заряда, вы можете использовать несколько контроллеров заряда.Эти контроллеры заряда должны быть подключены параллельно друг другу через аккумуляторную батарею. Blue Sky IPN-ProRemote может контролировать до восьми контроллеров заряда в одной системе.

Настройка контроллера заряда
Чтобы поддерживать работоспособность аккумулятора, важно запрограммировать контроллер заряда с правильными параметрами системы, такими как максимальное напряжение, общая емкость аккумулятора в Ач (если применимо) и т. Д. Все установленные системы AM Solar откалиброваны для оптимальной производительности и эффективности, основанные на многолетнем опыте работы с различными типами батарей в реальных условиях эксплуатации.

Аксессуары для контроллера заряда
Чтобы получить максимальную отдачу от вашей системы, может быть важно включить датчики и мониторы температуры батареи.

Датчики температуры батареи (Не требуется для литиевых батарей) — Чтобы максимально использовать потенциал батареи свинцово-кислотных батарей без кипения электролита, вам нужно, чтобы контроллер заряда мог компенсировать температуру батареи.

Мониторы — С помощью системы мониторинга контроллера заряда вы сможете видеть ключевые детали системы, такие как ток зарядки, уровень заряда аккумулятора, напряжение аккумулятора и т. Д.Усовершенствованные системы мониторинга, такие как Blue Sky IPN Pro, позволяют вам устанавливать и контролировать различные параметры вашей системы, что в дальнейшем поможет вам поддерживать более здоровые батареи, тем самым увеличивая их срок службы.

<ПРЕДЫДУЩИЙ | СЛЕДУЮЩИЙ>

DIY Контроллер заряда от солнечных батарей

Детали
Раздел: электроника и электроника своими рукамиanddiy

Опубликовано: 11 июня 2012 г. 11 июня 2012 г.

Создайте контроллер заряда солнечной батареи из нескольких простых компонентов.

Контроллер заряда от солнечных батарей

У меня уже несколько лет есть небольшая солнечная панель мощностью 5 Вт, 12 В. Когда я жил в квартире, от этого было мало толку, но когда я переехал в дом, я начал думать о его практическом использовании. Освещение внешней хижины для хранения вещей показалось мне хорошим вариантом использования панели, поэтому я решил собрать электронику вокруг этой маленькой «Солнечной системы».Как и в нескольких других проектах на этом веб-сайте, мне нравится повторное использование того, что у меня уже есть, а не поиск «идеального» компонента. Хотя такой подход не часто приводит к оптимальному дизайну, я считаю, что одним из преимуществ использования электроники в качестве хобби является то, что вам не нужно беспокоиться об оптимальном дизайне по лучшей цене. В итоге я снова использовал свинцово-кислотную батарею на 6 Ач для этой системы; не то чтобы это был лучший выбор для проекта, но то, что он был легко доступен.Из двух выбранных таким образом основных компонентов проекта (аккумулятор и солнечная панель) я начал думать о контроллере заряда аккумулятора.

Зачем нужен контроллер заряда?

Практическое правило выглядит следующим образом: если вы поддерживаете зарядный ток ниже 3% от емкости аккумулятора, то можно безопасно заряжать аккумулятор без контроллера. Так, например, аккумулятор на 6 Ач можно безопасно заряжать током до 6 х 0,03 = 180 мА. Моя панель 5 Вт может выдавать до 325 мА в соответствии со спецификацией, поэтому очевидно, что нужен какой-то контроллер.Другими словами, нам нужно «отвлечь» до 145 мА (325–180) от аккумулятора на другую нагрузку в условиях пиковой зарядки. Схема на рисунке 1 решает эту задачу.

Рисунок 1 — Принципиальная схема

Основным компонентом является «шунтирующий» регулятор TL431. (Совет: если у вас есть старая коммутационная плата питания ПК, вы, вероятно, найдете внутри один или два TL431, которые можно «спасти» для этой цели). Как показано на внутренней блок-схеме, эта ИС имеет довольно точные 2.5V внутренняя ссылка, которая сравнивается с внешним напряжением. Когда напряжение на входном контакте REF превышает 2,5 В, выходной NPN-транзистор включается, а силовой транзистор T1 также включается, таким образом «отклоняя» часть выходного тока панели на светодиоды. R1 и R2 сконструированы таким образом, что это происходит, когда напряжение батареи превышает 14,2 В. Я решил не включать здесь триммер из соображений надежности. Обрезные горшки могут открываться со временем, и в этом случае ящик подвержен некоторым значительным колебаниям температуры.Если требуется регулировка для установки точного напряжения заряда аккумулятора, предпочтительно добавить резистор параллельно с R1 или R2. Этот тип контроллера заряда известен как «шунтирующий» регулятор, потому что панель «шунтируется», когда напряжение батареи превышает определенный порог. «Шунт» в данном случае представляет собой набор из 10 параллельно включенных светодиодов, потребляющих 15 мА каждый, что в сумме составляет 150 мА (таким образом, удовлетворяя нашим начальным минимальным требованиям в 145 мА, как рассчитано выше). Вместо этого вы можете использовать силовой резистор соответствующей номинальной мощности.Тем не менее, я хотел использовать избыточную мощность от панели для полезного использования, и поэтому я выбрал светодиоды. Это белые светодиоды высокой яркости 20 мА, работающие при токе 15 мА. Я выбрал ток ниже номинального, чтобы продлить срок службы схемы. Последовательный ограничительный резистор рассчитывается следующим образом: R = (14-2 — VCEsat) / 15e-3 = 753 -> 820 Ом. T1 должен иметь небольшой радиатор для повышения надежности. Хотя большую часть времени он работает в режиме насыщения, он все равно будет немного нагреваться при нормальных условиях эксплуатации.D1 — это диод Шоттки с низким падением напряжения, который предотвращает разряд аккумулятора через панель в ночное время. Fuse F1 защищает от мистера Мерфи и его законов.

Вы заметите, что светодиоды будут немного проводить, даже если есть солнечный свет. Это связано с тем, что TL431 не является идеальным компаратором, как следует из диаграммы, и пропускает некоторый ток через базу T1, даже когда VREF немного меньше 2,5 В. Этот небольшой базовый ток усиливается T1 и зажигает светодиоды. Это нормальная работа для данной схемы.Когда напряжение VREF превышает 2,5 В (VBat> 14,2 В), базовый ток T1 резко возрастает и насыщает транзистор. На этом этапе ток светодиода достигает максимального значения около 15 мА, как рассчитано выше.

Схема работает в моем сарае уже несколько недель без каких-либо проблем. См. Фото ниже, на котором светодиоды горят во время зарядки.

Я следил за напряжением аккумулятора, чтобы убедиться, что он не перезаряжается, и кажется, что схема выполняет свою работу, для которой была предназначена.Я также слежу за светодиодами, так как меня немного беспокоит их долговременная надежность. Если некоторые из светодиодов выйдут из строя, я могу заменить их простым резистором питания. В качестве напутствия я должен подчеркнуть, что это конструкция для очень маломощной солнечной установки. Хотя концепция может быть расширена для более крупных панелей (и батарей большей емкости), я бы порекомендовал более «консервативный» подход в этом случае, возможно, с двумя параллельными нагрузками с транзисторным управлением для защиты от избыточности.Будьте в безопасности и наслаждайтесь бесплатной солнечной энергией!

Комментарии, вопросы, предложения? Вы можете связаться со мной по адресу: contact (at sign) paulorenato (dot) com

лучших контроллеров заряда от солнечных батарей (2021 г.) для переоборудования жилых автофургонов и самодельных автофургонов

Солнечные панели не могут заряжать аккумулятор напрямую. Чтобы преобразовать хаотическую энергию солнца в энергию, полезную для ваших аккумуляторов, вам необходимо использовать контроллер солнечного заряда .

Большинство солнечных панелей с напряжением 12 вольт вырабатывают около 16-20 вольт под прямыми солнечными лучами.Батареи привередливы, и если они получают слишком высокое напряжение, они получают напряжение и повреждаются.

Контроллер заряда солнечной батареи регулирует это. Контроллеры заряда также могут приблизительно отслеживать, сколько энергии в настоящее время находится в аккумуляторе, для интеллектуальных циклов зарядки.

@zenvanz

Зачем вам нужен контроллер заряда от солнечных батарей?

  • Позволяет солнечным панелям заряжать аккумуляторную батарею
  • Обеспечивает безопасное количество энергии для защиты ваших батарей
  • Отслеживает уровень заряда аккумуляторной батареи

Типы контроллеров заряда

Существует два типа контроллеров заряда солнечных батарей: Standard (PWM) и MPPT .

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ): ШИМ-технология проста и десятилетиями использовалась в установках солнечных систем. Эта установка дешевле, и у нее меньше внутренних частей, которые могут сломаться.

Когда солнечная панель вырабатывает 18 В электричества, контроллер заряда должен преобразовать это напряжение в безопасные 13,8 В, здоровые для аккумуляторов. Стандартные контроллеры заряда эффективно сбрасывают любое напряжение выше 13,8 В, поэтому вы теряете часть произведенной энергии.

Примечание: Если вы когда-нибудь сталкивались с недорогим контроллером заряда, который говорит что-то вроде «имитация MPPT», то это всего лишь замаскированный ШИМ.Невозможно удешевить внутреннюю электронику.

Отслеживание максимальной точки мощности (MPPT): Контроллер заряда солнечной батареи MPPT является более сложным. Он изменяет входное напряжение с солнечных панелей в соответствии с выходным напряжением, необходимым для ваших батарей, без необходимости выбрасывать много энергии.

Например, если ваши панели вырабатывают 18 В при 6 А, контроллер заряда отрегулирует это, снизив напряжение до 13,8 и , увеличив напряжение примерно до 7.Ваши батареи получают максимально доступную мощность от увеличения таким образом ампер.

Поскольку контроллеры MPPT могут принимать более высокое входное напряжение, они предлагают дополнительные преимущества при соединении нескольких панелей вместе

Как подключить солнечные панели к контроллеру заряда

Есть два способа соединить солнечные панели вместе: серии и параллельно .

Подключите солнечные панели параллельно, если у вас есть ШИМ-контроллер ; таким образом вы получите больше ампер.Имейте в виду, что для панелей, подключенных параллельно, нужны сумматоры, предохранители и провода большего размера. Все это требует больше денег и времени на установку.

Подключите солнечные панели последовательно, если у вас есть контроллер MPPT . Это приводит к более высокому входному напряжению и позволяет контроллеру заряда найти наиболее эффективный способ распределения мощности. Никаких предохранителей, сумматоров или проводов увеличенного диаметра не требуется.

Есть еще много случаев, когда ШИМ-контроллер более экономичен, чем MPPT-контроллер.Если вы получите панель на 120 Вт и зарядное устройство с ШИМ, это будет дешевле и будет производить больше энергии, чем панель на 100 Вт с MPPT. Обычно это верно только для солнечной энергии мощностью около 600 Вт и менее, что делает ее весьма актуальной для жителей фургонов, которым нужна только небольшая система.

Как выбрать размер контроллера заряда солнечной батареи:

Как правило, мы рекомендуем минимум 7,5 А на каждые 100 Вт солнечной энергии.

Это наша рекомендация, если у вас есть аккумуляторная батарея на 12 В. Покупка более крупного солнечного контроллера заряда не будет иметь никаких негативных последствий, кроме цены.И это позволит вам добавить больше панелей позже, если вашей настройки окажется недостаточно.

Например, если у вас панель на 300 Вт, вам понадобится контроллер заряда как минимум на 22,5 А. Нет никаких причин сокращать его, поэтому возьмите обычный контроллер заряда 30А. Этого достаточно, чтобы добавить еще 100 Вт, если вы обнаружите, что не получаете столько солнца, сколько ожидали позже.

Советы по установке DIY-контроллера заряда от солнечных батарей

Прежде всего, всегда подключайте солнечные панели в последнюю очередь.Вы же не хотите, чтобы ток течь в контроллер и никуда не уходил! Прочтите инструкции для вашего конкретного контроллера, но вот чего в целом можно ожидать:

  • Установите контроллер как можно ближе к батареям с достаточным зазором для вентиляции. Это снижает текущие потери. Это также помогает с контроллерами, которые имеют внутренний датчик температуры, чтобы иметь точную оценку температуры батареи для правильной зарядки.
  • Не устанавливайте контроллер заряда над батареями.Вы не хотите, чтобы отходящие газы нарушали работу электроники контроллера.
  • Убедитесь, что предохранитель (+) провод рядом с аккумулятором, чтобы короткое замыкание в системе не привело к возгоранию.
  • Если на контроллере заряда есть внешняя клемма заземления (заземления шасси), вам следует провести отдельный провод от нее непосредственно к шасси автомобиля. Этот предмет действительно сложен для понимания, поскольку транспортное средство отличается от большинства других типов электрических систем. Следуйте инструкции по эксплуатации, в которой, скорее всего, написано, что нужно делать именно так.Основная причина этого заключается в том, что если есть внутренняя неисправность (сломанный бит внутри контроллера), то у электричества все еще есть обратный путь к батарее, чтобы правильно сработать предохранитель.

Что такое выходная нагрузка (LVD)?

Большинство контроллеров заряда имеют три набора клемм. Один комплект идет на аккумулятор. Один комплект идет на солнечные батареи. Это довольно понятно.

В третьем наборе обычно написано НАГРУЗКА или LVD. Этот выход предназначен для защиты аккумулятора, и на этот счет есть две точки зрения.Но сначала, куда идут эти провода?

Выход нагрузки предназначен для питания всей вашей небольшой электроники через контроллер заряда. Таким образом, у вас должен быть (+) провод к блоку предохранителей постоянного тока, который подключен к вашим светильникам, холодильнику, зарядным устройствам USB и т. Д. А провод (-) подключается к шине для обратных проводов всей этой электроники.

Если напряжение в батареях упадет ниже определенного напряжения, контроллер заряда отключит питание блока предохранителей, чтобы защитить батареи от дальнейшего разряда.

Некоторые интеллектуальные контроллеры заряда регулируют это отключение напряжения, если ваши батареи не заряжаются полностью ежедневно. Так выглядит проводка к клеммам нагрузки (предохранители опущены):

Мы не считаем преимущества этой функции очень полезными. Вместо этого вы можете подключить блок предохранителей непосредственно к батареям, как показано ниже (предохранители опущены):

Оба способа так же безопасны и просты в подключении, так что вы можете делать это как хотите. Вот почему нам больше нравится без клемм нагрузки:

  • Клеммы нагрузки контроллера заряда работают только с маломощными устройствами.Вы не сможете запустить через них инвертор. Таким образом, у вас обычно есть вещи, которые могут разряжать аккумулятор, даже если контроллер заряда их отключает, что делает отключение аккумулятора менее эффективным.
  • Неудобно отключать электричество от некоторых предметов. Раньше мы использовали клеммы нагрузки, и выключение света во время приготовления ужина вызывает тревогу и раздражает. Поскольку отсечка установлена ​​на уровне заряда батареи 50%, мы бы предпочли разрядить батареи до 45% и получить дополнительную мощность на следующий день, чтобы компенсировать это.К тому же странно, что холодильник не работает, когда он должен быть.
  • Вы всегда будете рядом со своей солнечной системой, поэтому простой дисплей напряжения в фургоне позволит вам самостоятельно контролировать заряд батареи и регулировать потребление электроэнергии. Это дает вам немного больше заряда, и вы часто можете предсказать и отрегулировать задолго до отключения батареи.
  • Более крупная электроника, такая как инверторы и холодильники, обычно имеет собственное отключение малой мощности, когда батареи становятся действительно низкими, так что вы вряд ли убьете их, не используя клеммы нагрузки контроллера заряда.

Что такое жилой дом, готовый к солнечной батарее?

Многие продавцы домов на колесах утверждают, что их автодома «готовы к солнечной энергии». Это может означать любое количество вещей, чаще всего:

  • Провода подключаются непосредственно к батарейному блоку. Контроллер заряда может не входить.
  • Небольшой порт на 10 А, подключенный к контроллеру заряда солнечной батареи на 10 А.

В любом случае солнечные панели не включены, а контроллер заряда слишком мал или отсутствует. Готовые к использованию солнечные батареи дома на колесах не стоят дополнительных затрат.Если вы хотите сделать много доков в автономном режиме, вам следует приобрести комплект солнечных панелей для дома на колесах с контроллером заряда подходящего размера.

Лучшие контроллеры заряда от солнечных батарей

Есть ряд уважаемых брендов, которые производят как солнечные панели, так и контроллеры заряда. Если вы покупаете комплект солнечных батарей, они часто идут в комплекте с контроллерами заряда, которые уже совместимы.

Некоторые из наших любимых брендов контроллеров заряда: Renogy , Victron , WindyNation , HQST ​​, GoPower! и ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЕЙСТВИЯ .

Продолжить чтение:

Как выбрать контроллер заряда от солнечных батарей для электрической системы автофургона своими руками — EXPLORIST.life

Что такое контроллер заряда от солнечных батарей?

Контроллер заряда берет энергию, вырабатываемую солнечными панелями, и преобразует «мощность солнечной панели» в форму энергии, которую могут использовать батареи.

Небольшая заметка, прежде чем мы начнем. Это лишь одна часть из всеобъемлющей серии «Как установить электрическую систему для автофургона своими руками».Если вы только что наткнулись на эту статью, не заметив ее, вероятно, некоторые вещи мы уже рассмотрели. Если вы хотите ознакомиться с этим пошаговым руководством, вы можете сделать это здесь: https://www.explorist.life/diy-campervan-solar

Кроме того, у нас есть интерактивные схемы подключения солнечных батарей, которые представляют собой полное решение от А до Я, чтобы научить вас, какие именно детали и куда идут, какого размера провода использовать, рекомендации по размеру предохранителей, размеры наконечников проводов и многое другое, чтобы помочь сэкономить время и разочарование.Вы можете проверить это здесь: https://www.explorist.life/solarwiringdiagrams/

.

Наконец, для этого сообщения в блоге, которое вы читаете прямо сейчас, у нас есть калькулятор, который поможет вам выбрать контроллер заряда. Я НАСТОЯТЕЛЬНО рекомендую прочитать этот пост, чтобы по-настоящему узнать, как работает контроллер заряда, но если все, что вам нужно, это калькулятор, вот он:

Как работает контроллер заряда?

Солнечные панели обычно вырабатывают напряжение, слишком высокое для использования батареями.Если у вас есть солнечные панели, подключенные последовательно, как я рекомендую, у вас может быть более 100 вольт на выходе из солнечных панелей. Если вы подключили 100 вольт от солнечных батарей напрямую к батарее, это не сработает. Контроллер заряда регулирует напряжение от солнечных панелей обратно до 12,6–14,6 вольт, которое батареи могут хранить / использовать.

Контроллер заряда регулирует напряжение от солнечных батарей.

КОНТРОЛЛЕРЫ ЗАРЯДА MPPT и ШИМ

Существует два основных типа контроллеров заряда.Это MPPT и PWM. Это сообщение в блоге представляет собой ускоренный курс по солнечному дизайну, и подробное описание различий выходит за рамки этого сообщения. Вот что вам нужно знать о контроллерах заряда MPPT и PWM MPPT — это более новая и более эффективная технология. С этого момента каждый раз, когда я говорю о контроллерах заряда, я буду говорить только о контроллерах заряда MPPT, поскольку я хочу помочь вам создать высококачественную расширяемую солнечную установку.

КАК ПОДКЛЮЧИТЬ СОЛНЕЧНЫЕ ПАНЕЛИ С КОНТРОЛЛЕРОМ ЗАРЯДА

Одна из моих любимых серий контроллеров заряда — это контроллер заряда Victron BlueSolar MPPT.Если вы заметили, существует МНОГО разных размеров контроллеров заряда:

ЧТО ОЗНАЧАЮТ ЭТИ ЦИФРЫ?!?

Давайте использовать Victron SmartSolar MPPT 100 | 30 например. Первое число, 100, означает максимальное входное напряжение , которое может выдержать контроллер . Другими словами, Victron SmartSolar MPPT 100 | 30 может выдерживать максимум 100 вольт, поступающих от солнечных панелей на контроллер заряда. Второе число, 30, представляет максимальное количество ампер, которое контроллер может выдавать , идущим НА БАТАРЕИ .

* ОПОВЕЩЕНИЕ МАТЕМАТИКИ *

Допустим, у вас есть солнечные панели 4 x 100 Вт со следующими характеристиками.

КАЖДАЯ солнечная панель мощностью 100 Вт имеет напряжение холостого хода (Voc) 21,6 В. и оптимальный рабочий ток 6,72 А. Это единственные два числа, которые нас беспокоят. Обычно я рекомендую просто соединять все ваши солнечные панели последовательно для простоты и эффективности. Это означает: эти солнечные панели 4 x 100 Вт подключаются вместе следующим образом:

Поскольку они соединены последовательно, напряжения складываются в сумме 86.4 вольта. (Напряжение холостого хода (Voc) панелей 21,6 x 4). Усилитель на «восходящей» стороне 100-ваттных солнечных панелей остается 6,72, поскольку последовательно добавляются напряжения, а амперы остаются прежними.

Итак, 86,4 В ниже безопасного порога 100 макс. Вольт Victron SmartSolar MPPT 100 | 30 солнечный контроллер.

100 — первое число. А как насчет 2-го числа, 30?

30 в Victron SmartSolar MPPT 100 | 30 — это MAX, полученные усилители ПОСЛЕ того, как контроллер солнечной батареи сработал, это волшебство .Чтобы определить силу тока, нам нужно посчитать. Вот что мы знаем:

  • У нас есть солнечные панели 4 × 100 Вт, всего 400 Вт солнечной энергии.
  • Предположим, батареи 12,6 В
  • Ампер = Ватт / Вольт

Это означает, что при 400 Вт и 12,6 В мы можем ожидать до 31,74 А, выходящего из солнечного контроллера.

400 Вт / 12,6 В (аккумулятор) = 31,74 А на выходе из контроллера заряда.

Теперь мы говорим о Victron SmartSolar MPPT 100 | 30, мы должны сравнить это второе число, 30.

31,74 А — это немного выше порогового значения 30 А. НО…

Солнечные панели редко вырабатывают полную мощность. И…

В Victron SmartSolar MPPT 100 | 30, говорят, их контроллер подходит для солнечных батарей до 440 Вт:

Всегда полезно доверять спецификациям и рекомендациям производителя.

И… Если вам случится «переехать» на своем Amperage, это не такая уж большая проблема с точки зрения повреждений. Просто будет потеряна мощность, которую контроллер не сможет преобразовать.

Итак, в основном, Victron SmartSolar MPPT 100 | 30 идеально подходит для тех солнечных панелей 4 x 100.

Но что, если вам нравится перестраховаться? Что, если вам нужно место для маневра? Большой! Размер до Victron SmartSolar MPPT 100 | 50. Конечно, это немного больше денег, но если вам нужно иметь в наличии дополнительные 20 ампер, дерзайте.

Итак, зачем вам пространство для маневра или запас прочности? Поговорим о температуре

Солнечный контроллер в зависимости от температуры

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ… Когда температура падает, солнечные панели фактически вырабатывают БОЛЬШЕ энергии.

Совершенно честно, математика становится запутанной, поэтому я сделал калькулятор, в который вы можете ввести все значения для своей установки, чтобы ВЫ могли видеть, как температура влияет на вашу настройку солнечной панели, ТАКЖЕ дадут вам рекомендацию о том, какой солнечный контроллер вы необходимо учитывать температуру панели солнечных батарей.

Под калькулятором можно посмотреть видео, если вам нужны дополнительные инструкции по его использованию:

Теперь, когда вы знаете, какой контроллер заряда совместим с вашими солнечными панелями, пора узнать, как выбрать инвертор для установки DIY Camper.Проверьте это здесь:

How-to Choose an Inverter for a DIY Camper Van Electrical System

Все, что вы здесь изучаете, используется в наших БЕСПЛАТНЫХ интерактивных схемах подключения солнечных батарей. Если вы еще этого не сделали, ознакомьтесь с ними, поскольку они представляют собой полное решение для электрической системы автофургона. Посмотрите их здесь: https://www.explorist.life/solarwiringdiagrams/

.

Помните, что это лишь часть полной обучающей серии по электрике автофургонов.Чтобы увидеть все отдельные руководства, щелкните здесь: https://www.explorist.life/diy-campervan-solar

Наконец, если вы нашли это руководство полезным, оно действительно означало бы для нас весь мир, если бы вы поделились им с кем-то, кто может его использовать, прикрепили его к pinterest для дальнейшего использования или поделились им в группе facebook, когда у кого-то есть вопрос по этой теме. Нажмите на пузырь в правом нижнем углу, чтобы подписаться на уведомления о будущих обновлениях и, как всегда, оставляйте любые вопросы в комментариях ниже.

Полное руководство по автономной солнечной энергии

Буквально на днях мы искали на YouTube «Самодельная солнечная энергия». Неудивительно, что сотни, если не тысячи, результатов заполнили экран, прокрутка за прокруткой за прокруткой — он никогда не останавливался. Информации буквально много, почти слишком много, но нет такого всеобъемлющего места, где все можно было бы легко найти в одном месте и снова сослаться на него. Может быть, вам действительно нравится, как одна женщина установила панели на крыше своего фургона.Может быть, она объяснила вещи так, чтобы это имело для вас смысл, шаг за шагом провела вас через процесс; но других видео о контроллере заряда, аккумуляторе или инверторе она не снимала. Вы чувствуете себя подавленным, поэтому сдаетесь. Мы понимаем, насколько сложно найти качественную информацию, которая представлена ​​в понятной и понятной для всех форме.

С чего начать в этом море информации? Этот блог создан специально для того, чтобы помочь вам в этом.Мы живем мобильными с помощью солнечной энергии с 2012 года и многому научились за эти годы в дороге. В 2020 году многие люди обратились к нам с просьбой о помощи, чтобы начать свой путь на солнечной энергии. Как послы Renogy Solar и преподаватели на протяжении всей жизни, мы любим помогать людям узнавать новое и преодолевать предвзятые ограничения в отношении того, что, по их мнению, они могут делать. Как и Renogy, мы считаем, что солнечная энергия предназначена для всех, и если вы можете повернуть отвертку и следовать диаграмме, ВЫ можете сделать часть или всю свою солнечную установку самостоятельно. Пройдите эту полезную викторину, чтобы узнать, готовы ли вы к DIY!

Мы проделали для вас тяжелую работу, поместив все наши любимые блоги и видео в ОДНОМ МЕСТЕ, что сделало этот ресурс незаменимым в начале вашего солнечного путешествия. Мы разберем наши советы DIY по каждому компоненту, составляющему автономную систему солнечных панелей: солнечные панели, контроллеры заряда, батареи и инверторы, а также несколько других ключевых продуктов, которые не вписываются в эти категории. .Так что добавьте этот блог в закладки прямо сейчас, потому что он скоро станет вашим лучшим другом, который поможет вам перейти от солнечного новичка к солнечному джедаю!

НАЧАЛО РАБОТЫ

Чтение:
Во-первых, если вы новичок в солнечной энергии, ознакомьтесь с нашим недавним блогом «Полное руководство для RVer по началу работы с солнечной батареей» . Это послужит хорошим обзором, прежде чем вы начнете углубляться в специфику каждого продукта ниже, и проведет вас через необходимые вычисления, которые вам нужно сделать, чтобы определить ваши общие ватт-часы, магическое число, необходимое для начала любой солнечной установки.

Наручные часы:

4 основных компонента, необходимых для солнечной энергии

Обзор основных необходимых солнечных частей

Введение в установку солнечной энергии в фургон

СОЛНЕЧНЫЕ ПАНЕЛИ

Вот где все начинается — собирайте солнечные фотоны и превращайте их в электрический ток.Как много тебе надо? В зависимости от ваших потребностей в энергии
, вам может понадобиться одна или несколько панелей. Панели бывают разных стилей (жесткие, гибкие, переносные), напряжения (от 12 В до 48 В) и размеров (от 50 до 320 Вт) и могут быть установлены последовательно (для увеличения напряжения) или параллельно (для увеличения силы тока). Тип панелей, которые вы выберете, будет зависеть от того, где и к чему вы их прикрепляете, или от того, предпочитаете ли вы портативную версию (или и то, и другое!). Размер и количество панелей будут зависеть от ваших потребностей в энергии и площади крыши.С чего начать с таким большим выбором? Вот наша подборка лучших блогов и видео:

Чтение:

Выбор стиля панели: жесткая, гибкая или переносная

Установка и прикрепление различных стилей солнечных панелей

Как выбрать комплект солнечных батарей

Монтаж жесткой солнечной панели на неровной крыше из стекловолокна

Наручные часы:

Установка переносных солнечных батарей на ваш «Solar Ready» RV

Установка жестких панелей на багажник на крыше

Установка жестких панелей на крышу жилого дома с помощью ленты 3M VHB

Как работают гибкие солнечные панели

Установка гибких панелей на крышу дома на колесах № 1 И Установка гибких панелей на крышу дома на колесах № 2 (обязательно смотрите оба!)

Подключение солнечных панелей параллельно

Электрические схемы:

• Сравнение серий и параллельной проводки солнечных панелей

КОНТРОЛЛЕРЫ ЗАРЯДА

Контроллер заряда контролирует и регулирует всю систему, таким образом, это мозг.Как много тебе надо? Вам нужно будет выбрать только один контроллер заряда для всей системы. Тип контроллера заряда будет зависеть от общей мощности вашей системы, от того, хотите ли вы одновременно использовать аккумулятор / генератор переменного тока вашего автомобиля и солнечные панели для зарядки аккумулятора вашего дома на колесах во время вождения, а также от того, как вы планируете использовать свою систему ( много дней с полным солнцем или много дней с низкой доступностью солнца). Контроллеры заряда бывают разных размеров (от 10 до 100 А) и стилей (MPPT и PWM).Что это значит? Ознакомьтесь с информацией ниже:

Чтение:

Делаем понятные контроллеры заряда

Выбор и определение размера контроллера заряда

Что нужно знать о контроллерах MPPT

Наручные часы:

Простой контроллер заряда и установка LiFePo батареи

Как выбрать размер контроллера заряда

• Характеристики контроллера заряда Renogy’s Rover MPPT

Схема подключения:

• Монтаж проводки контроллера заряда

АККУМУЛЯТОРЫ

Проще говоря, батареи накапливают энергию, улавливаемую солнцем через ваши панели.Самыми популярными типами аккумуляторов для жилых автофургонов глубокого разряда являются свинцово-кислотные, AGM / гелевые или литий-железо-фосфатные (LiFePo) — в порядке убывания цены от наименьшей к наиболее высокой. Батареи варьируются от 6 В до 12 В, и вы можете создавать системы аккумуляторных батарей на 12 В, 24 В и даже 48 В. Аккумуляторы рассчитаны на ампер-часов , поэтому вы увидите маркировку продукта, например, 12В-100Ач или 12В-220Ач. Как и панели, большинство из них можно установить последовательно (для увеличения напряжения) или параллельно (для увеличения силы тока). Примечание. Некоторые батареи нельзя подключать друг к другу ни параллельно, ни последовательно, поэтому обязательно уточните у производителя.Как много тебе надо? В зависимости от ваших потребностей в энергии , а также размера и типа вашей батареи вам может потребоваться одна батарея или несколько батарей. Они также могут быть самой дорогой частью любой солнечной системы, поэтому важно знать свои варианты аккумуляторов, особенно если цена является проблемой. Вот некоторая информация, которая поможет вам принять осознанное решение:

Чтение:

В чем разница между пусковыми, двойными и глубокими батареями

Выбор подходящей батареи для вашей системы

Как работают 6-вольтовые батареи?

Анализ стоимости литиевых и свинцово-кислотных батарей (внизу статьи)

Будущее солнечной энергии: 48-вольтные системы

Наручные часы:

LiFePo Battery & Charge Controller Установка (Примечание: мы добавили в эту систему блок предохранителей и кабели большего размера. после , мы создали это видео.)

• Установка блока батарей LiFePo с самодельным держателем батареи

Электрические схемы:

• Батареи 6 В, соединенные последовательно и параллельно

Батареи 6 В, соединенные последовательно / параллельно

• Батареи 12 В, соединенные последовательно и параллельно

ИНВЕРТОРЫ

Инверторы играют важную роль, помогая нам управлять приборами, которые мы хотим использовать (например,(например, блендеры, кофеварки, ноутбуки, телевизоры), заменив источник питания постоянного тока 12 В от аккумуляторной батареи на источник переменного тока 110 В, необходимый для работы большинства наших приборов. Как много тебе надо? Обычно для вашей системы нужен только один инвертор. И, как и все другие компоненты системы, они бывают разных стилей (Чистая синусоида и модифицированная синусоида) и размеров (700-3000 Вт). Вот несколько ресурсов, которые помогут вам принять некоторые решения:

Чтение:

Расчет инвертора

Чистая синусоида vs.Модифицированные синусоидальные инверторы

Установка инвертора

Наручные часы:

Установка инвертора

Базовая установка инвертора RV

Электрические схемы:

• Установка электропроводки инвертора

МОНИТОРИНГ ВАШЕЙ СИСТЕМЫ

После того, как вы установили свою систему, вы захотите контролировать энергию, которую вы производите и используете, чтобы убедиться, что у вас не закончилась энергия.Renogy предлагает несколько продуктов, которые можно использовать по отдельности или вместе, в зависимости от вашего желания получить подробную информацию и сложности вашей системы.

Чтение:

• Монитор батареи против модуля Bluetooth

Выбор модуля и приложения Bluetooth

Наручные часы:

Renogy’s 500A Battery Monitor

Renogy BT1 против модулей BT2

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ СПОСОБЫ ЗАРЯДКИ АККУМУЛЯТОРОВ

Мама сказала, что будут такие дни…и в нашем мире дни напролет без солнечного света. Опять же, у Renogy есть несколько отличных альтернативных решений, которые упростят подзарядку батарей. Вы можете использовать эти удобные продукты по отдельности или вместе, в зависимости от ваших потребностей.

Чтение:

Использование берегового источника питания для быстрой зарядки литиевых батарей (зарядное устройство переменного тока в постоянный)

Использование стартовой аккумуляторной батареи автомобиля для подзарядки аккумуляторных батарей жилого дома (зарядное устройство постоянного тока)

Наручные часы:

Как эффективно заряжать аккумуляторы вашего жилого автофургона во время вождения

ОСОБЫЕ СООБРАЖЕНИЯ ДЛЯ САМОУПРАВЛЯЕМЫХ VS.ТАУ-ПОЗАДИ RV’S:

Самоходный автомобиль (жилое пространство и двигатель в одном транспортном средстве, таком как фургоны, автобусы и автодома)

Когда у вас есть двигатель, встроенный в ваше жилое пространство, вы можете воспользоваться возможностью заряжать аккумулятор вашего дома, не таща с собой газовый генератор. Вы, конечно, можете использовать изолятор батареи для зарядки во время вождения, но установка зарядного устройства DC to DC может значительно увеличить напряжение / силу тока зарядки и значительно сократить время, необходимое для зарядки вашего домашнего аккумулятора!

Установив зарядное устройство с двойным входом постоянного тока в постоянный, вы можете заряжать домашний аккумулятор еще быстрее во время движения по дороге, одновременно получая энергию от пускового аккумулятора / генератора переменного тока вашего автомобиля (при работающем двигателе) и от солнечной батареи, установленной на крыше. панели.Этот продукт становится одновременно зарядным устройством и контроллером заряда. Дополнительным удобством здесь является то, что, когда домашние батареи полностью заряжены, а панели все еще собирают солнечную энергию, они будут заряжать вашу пусковую батарею, так что вам не придется беспокоиться о том, что вы не сможете завести свой автомобиль после двух недель работы. пустыня.

Tow-Behind RV (жилое пространство в дополнительном транспортном средстве, буксируемом легковым или грузовым автомобилем, например, 5-е колеса, кемперы и туристические прицепы)

Прицепы также могут использовать те же возможности зарядки, но требуют возможности быстрого подключения и отключения.В конце концов, весь смысл использования солнечной энергии состоит в том, чтобы пассивно заряжать ваши батареи, пока вы выходите на улицу и играете на улице. Любое из упомянутых выше зарядных устройств постоянного тока может быть установлено в транспортном средстве, выполняющем буксировку, или в самом прицепе в непосредственной близости от домашних аккумуляторов. Просто имейте в виду, что чем больше расстояние от пусковой батареи, тем больший измерительный кабель вам понадобится, чтобы уменьшить падение напряжения и повысить безопасность. Многие клиенты Renogy используют удлинительные кабели Anderson 4 Gauge , чтобы быстро и легко соединить прицеп и тягач.

Электрические схемы:

Зарядное устройство постоянного тока в постоянный ток (руководство, стр. 16)

Зарядное устройство с двойным входом постоянного и постоянного тока (руководство, стр. 14)

Мы надеемся, что этот список блогов, видео и диаграмм был вам полезен. Заходите к нам в этот блог, потому что мы продолжим попытки улучшать его по мере нахождения более полезной информации. Если у вас есть дополнительные вопросы, не стесняйтесь обращаться к нам через наш веб-сайт или социальные сети, указанные ниже.И обязательно следите за нашим путешествием на солнечной энергии!

Шари Галиарди и Дэвид Хатчисон превратили свое высшее образование, стремление к обучению на протяжении всей жизни и жажду приключенческих путешествий в писательство, фотографию, видеопроизводство и туры с публичными выступлениями от побережья до побережья. Их друзья называют просто Шари и Хатч. Вы можете узнать больше об их постоянных приключениях на солнечной энергии на их веб-сайте freedominacan.com .Или подпишитесь на них в Facebook , Instagram и YouTube как «Свобода в банке».

Контроллеры заряда

| Учебники по альтернативной энергии

Контроллеры заряда
Статья
Учебники по альтернативной энергии
25.02.2013
08.02.2020

Учебники по альтернативной энергии

Поделитесь / добавьте в закладки с:

Контроллеры заряда

для увеличения срока службы батареи

Для многих людей создание собственной системы солнечных панелей и жизнь в автономном режиме становится реальностью, а не мечтой.Подключение солнечных панелей напрямую к батарее может сработать, но это не лучшая идея. Стандартная солнечная панель на 12 вольт, которую можно использовать для подзарядки батареи, на самом деле может выдавать почти 20 вольт на полном солнце, что намного больше напряжения, чем нужно батарее. Эта разница в напряжении между необходимыми 12 вольтами, необходимыми для батареи, и фактическими 20 вольт, генерируемыми солнечной панелью, приводит к большему току, протекающему в батарее.

В результате слишком большой нерегулируемый солнечный ток приведет к перезарядке батареи, что приведет к перегреву раствора электролита в батареях, что приведет к сокращению срока службы батареи и, в конечном итоге, к полному выходу батареи из строя.Тогда качество заряда будет напрямую влиять на срок службы любой подключенной батареи, поэтому чрезвычайно важно защитить батареи солнечной системы зарядки от перезарядки или даже недозарядки, и мы можем сделать это с помощью устройства регулирования заряда батареи, называемого Контроллер заряда .

Контроллер заряда от солнечных батарей

Контроллер заряда аккумулятора, также известный как регулятор напряжения аккумулятора, представляет собой электронное устройство, используемое в автономных системах и системах привязки к сети с резервным аккумулятором.Контроллер заряда регулирует постоянно меняющиеся выходное напряжение и ток от солнечной панели из-за угла наклона солнца, а также согласовывает его с потребностями заряжаемых батарей.

Контроллер заряда делает это, управляя потоком электроэнергии от источника заряда к батарее на относительно постоянном и контролируемом значении. Таким образом поддерживается максимально возможный уровень заряда батареи, защищая ее от перезарядки источником и от чрезмерной разрядки подключенной нагрузкой.Поскольку батареи любят стабильный заряд в относительно узком диапазоне, колебания выходного напряжения и тока необходимо строго контролировать.

Тогда наиболее важными функциями контроллера заряда аккумулятора, используемого в системе альтернативной энергетики, являются:

  • Предотвращает чрезмерную зарядку аккумулятора: Это слишком ограничивает энергию, подаваемую в аккумулятор зарядным устройством, когда аккумулятор полностью заряжен.
  • Предотвращает чрезмерную разрядку аккумулятора: Автоматическое отключение аккумулятора от электрических нагрузок, когда аккумулятор достигает низкого уровня заряда.
  • Обеспечивает функции управления нагрузкой: Автоматически подключать и отключать электрическую нагрузку в заданное время, например, управлять осветительной нагрузкой от заката до восхода солнца.

Солнечные панели производят постоянный или постоянный ток, то есть солнечное электричество, вырабатываемое фотоэлектрическими панелями, течет только в одном направлении. Таким образом, чтобы заряжать аккумулятор, солнечная панель должна иметь более высокое напряжение, чем заряжаемая батарея. Другими словами, напряжение панели должно быть больше, чем противоположное напряжение заряжаемой батареи, чтобы в батарею протекал положительный ток.

При использовании альтернативных источников энергии, таких как солнечные батареи, ветряные турбины и даже гидрогенераторы, вы получите колебания выходной мощности. Контроллер заряда обычно помещается между зарядным устройством и аккумуляторным блоком и контролирует поступающее напряжение от этих зарядных устройств, регулируя количество электричества постоянного тока, протекающего от источника питания к батареям, двигателю постоянного тока или насосу постоянного тока.

Контроллер заряда отключает ток цепи, когда батареи полностью заряжены и напряжение на их клеммах выше определенного значения, обычно около 14.2 Вольта для аккумулятора на 12 В. Это защищает аккумуляторы от повреждений, поскольку не позволяет им чрезмерно заряжаться, что сокращает срок службы дорогих аккумуляторов. Чтобы обеспечить надлежащую зарядку аккумулятора, регулятор поддерживает информацию о состоянии заряда (SoC) аккумулятора. Это состояние заряда оценивается на основе фактического напряжения аккумулятора.

В периоды инсоляции ниже среднего и / или в периоды чрезмерного использования электрической нагрузки энергии, вырабатываемой фотоэлектрической панелью, может быть недостаточно, чтобы поддерживать полностью заряженный аккумулятор.Когда напряжение на клеммах батарей начинает опускаться ниже определенного значения, обычно около 11,5 В, контроллер замыкает цепь, чтобы ток от зарядного устройства снова заряжал батарею.

В большинстве случаев контроллер заряда является важным требованием в автономной фотоэлектрической системе, и его размер должен соответствовать напряжениям и токам, ожидаемым при нормальной работе. Любой контроллер заряда аккумулятора должен быть совместим как с напряжением аккумуляторной батареи, так и с номинальной силой тока системы зарядного устройства.Но он также должен быть рассчитан на работу с ожидаемыми пиковыми или импульсными условиями от генерирующего источника или необходимыми электрическими нагрузками, которые могут быть подключены к контроллеру.

Сегодня доступны несколько очень сложных контроллеров заряда . Усовершенствованные контроллеры заряда используют широтно-импульсную модуляцию или ШИМ. Широтно-импульсная модуляция — это процесс, обеспечивающий эффективную зарядку и длительный срок службы батареи. Однако более продвинутые и дорогие контроллеры используют отслеживание точки максимальной мощности или MPPT.

Отслеживание точки максимальной мощности максимизирует зарядные токи аккумулятора за счет снижения выходного напряжения, что позволяет легко адаптировать их к различным комбинациям аккумуляторов и солнечных панелей, таким как 24 В, 36 В, 48 В и т. Д. В этих контроллерах используются преобразователи постоянного тока в постоянный для соответствия напряжению. и использовать цифровую схему для измерения фактических параметров много раз в секунду для соответствующей регулировки выходного тока. Большинство контроллеров солнечных панелей MPPT поставляются с цифровыми дисплеями и встроенными компьютерными интерфейсами для лучшего мониторинга и управления.

Выбор подходящего контроллера заряда от солнечной батареи

Мы видели, что основная функция контроллера заряда батареи состоит в том, чтобы регулировать мощность, передаваемую от генерирующего устройства, будь то солнечная панель или ветряная турбина к батареям. Они помогают в надлежащем обслуживании аккумуляторов системы солнечной энергии, предотвращая их перезарядку или недозаряд, тем самым обеспечивая длительный срок службы аккумуляторов.

Солнечный ток, регулируемый контроллером заряда солнечной батареи, не только заряжает батареи, но также может быть передан на инверторы для преобразования постоянного постоянного тока в переменный переменный ток для питания электросети.

Want to say something? Post a comment

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *