Контроллер для солнечной батареи своими руками: Как сделать контроллер заряда аккумулятора своими руками

Схема и принцип работы контроллера заряда солнечной батареи

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

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

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

Содержание статьи:

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

Контроллеры для солнечных батарей

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

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

Галерея изображений

Фото из

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

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

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

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

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

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

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

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

Контроллеры для солнечных панелей

Контроллер с широко-импульсной модуляцией

Прибор для многоуровневого заряда батареи

Бюджетная модель со светодиодной индикаций

Контроллер для солнечной станции МРРТ

Небольшая гелиостанция для дачи

Подключение солнечных панелей к аппаратуре

Комплекс из солнечных батарей и аппаратуры

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

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

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

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

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

Применяемые на практике виды

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

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

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

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

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

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

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

Контроллер типа MPPT:

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

Этот вид оборудования больше подходит для систем глобальной солнечной энергетики.

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

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

Структурные схемы контроллеров

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

Вариант #1 — устройства PWM

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

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

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

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

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

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

Вариант #2 — приборы MPPT

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

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

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

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

Схемой таких устройств реализуются несколько методов контроля:

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

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

Способы подключения контроллеров

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

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

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

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

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

Техника подключения моделей PWM

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

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

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

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

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

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

Порядок подключения приборов MPPT

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

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

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

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

Такой подход исключает энергетические потери и обеспечивает безопасную эксплуатацию установки.

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

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

Подключение периферии к аппарату MTTP:

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

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

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

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

Выводы и полезное видео по теме

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

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

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

Контроллер заряда солнечной батареи: схема, принцип работы

Чтобы выбрать необходимый контроллер, необходимо определиться, какие солнечные панели установлены или планируется установить. Далее необходимо рассчитать их мощность, определить, на какое рабочее напряжение они рассчитаны, уточнить прочие параметры формируемой системы.

Контроллеры для солнечных батарей

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

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

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

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

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

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

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

Схема работы контроллера

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:

Применяемые на практике виды

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

• Устройства серии PWM.
• Устройства серии MPPT.

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

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

PWM контроллер

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

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

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

Контроллер типа MPPT:

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

Этот вид оборудования больше подходит для систем глобальной солнечной энергетики.

Контроллер типа MPPT

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

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

Структурные схемы контроллеров

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

PWM

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

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

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

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

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

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

MPPT

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

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

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

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

Схемой таких устройств реализуются несколько методов контроля:

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

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

Какие параметры контроллера необходимо учитывать

Чтобы определить критерии при выборе контроллера, необходимо сформулировать функции, которые он выполняет, к ним можно отнести следующие:

• Обеспечение заряда аккумуляторной батареи;
• Отключение аккумуляторной батареи при полном заряде в автоматическом режиме;
• Отключение нагрузок при минимальном заряде в автоматическом режиме;
• Подключение нагрузок при восстановлении заряда;
• Подключение фотоэлементов при заряде аккумуляторной батареи в автоматическом режиме.

Определившись с функциями, за выполнение которых отвечает контроллер, можно сформулировать параметры, которые обязательно учитывают при выборе устройства.

Основных параметров два, это:

1. Напряжение, которое фиксируют на входе. Максимально допустимое напряжение может на 15 — 20% бытьвыше, чем на «холостом ходу» солнечной панели.
2. Показатели номинального тока. Для ШИМ (PWM) контроллера этот количественный показатель должен быть выше на 10% показателя тока при коротком замыкании в работе солнечной панели. MPPT-контроллер выбирают по мощности, которая должна быть выше величины произведения выходного тока регулятора и напряжения всей системы, плюс 20% от полученного значения, для создания запаса мощности в периоды активного солнца.

Современные модели контроллеров оснащены разнообразными защитными механизмами и возможностью работы в разных режимах. Наличие подобных элементов в конструкции того или иного прибора не влияет на основные параметры при его выборе, но дополнительно стимулирует приобретение той или иной модели.

К таким элементам защиты можно отнести:

• Защита от подключения неправильной полярностью;
• Защита на входе от случаев короткого замыкания;
• Защита во время нагрузок от короткого замыкания;
• Защита от перегревов;
• Защита на входе от высоких нагрузок напряжения;
• Защита от ударов молний;
• Схемы предотвращения ночного разряжения аккумуляторных батарей;
• Электронные предохранители.

Способы подключения контроллеров

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

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

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

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

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

Порядок подключения приборов MPPT

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

Соединительный кабель

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

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

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

Такой подход исключает энергетические потери и обеспечивает безопасную эксплуатацию установки.

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

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

Подключение периферии к аппарату MTTP:

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

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

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

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

Порядок подключения контроллеров PWM

Общим условием подключения, обязательным для всех контроллеров, является их соответствие используемым солнечным фотоэлементам. Если прибор должен работать с входным напряжением 100 вольт, то на выходе панели оно не должно превышать этого значения.

Перед подключением контрольной аппаратуры необходимо выбрать место установки. Помещение должно быть сухим, с хорошей вентиляцией, из него нужно заранее убрать все пожароопасные материалы, а также ликвидировать причины влажности, излишней теплоты и вибраций. Обеспечивается защита от прямого ультрафиолетового излучения и негативных воздействий окружающей среды.

При подключении в общую схему контроллеров PWM необходимо точное соблюдение последовательности операций, а все периферийные устройства соединяются через свои контактные клеммы:

• Клеммы АКБ соединяются с клеммами прибора с соблюдением полярности.
• В месте контакта с положительным проводником выполняется установка защитного предохранителя.
• Далее подключаются солнечные панели так же с соблюдением полярности проводов и клемм.
• Правильность подключений проверяется контрольной лампой на 12 или 24 В, подключенной к выводам нагрузки.

Порядок действий должен обязательно соблюдаться. Например, ни в коем случае нельзя подключать солнечные панели к контроллеру, не подключенному к аккумулятору. В этом случае напряжение не найдет выхода и прибор может сгореть. Инвертор не должен подключаться к контроллеру через клеммы нагрузки, а соединяться напрямую с клеммами АКБ.

Стоимость

Система электроснабжения от солнечных батарей собирается, прежде всего, для экономии средств, поэтому цена на отдельные детали – очень важный момент. Предлагаемые варианты прошли испытание временем и являются оптимальным по сочетанию цена/качество:

• Solar controller 20a – стоимость 20,75$ — простое управление, яркий ЖК дисплей, понятный интерфейс. Отлично справляется с задачей по заряду АКБ. Технология ШИМ (PWM). Имеется возможность подключения через USB к компьютеру для настройки.
• MPPT Tracer 2210RN Solar Charge Controller Regulator, цена 75$ – MTTP контроллер на 20А – качественный и надежный, сертифицированный, распознает день/ночь. Высокий КПД – 97%

Используемые источники:

sovet-ingenera.com, energo.house, electric-220. ru, alter220.ru, masterclub.online, electricadom.com

Как сделать солнечную энергию

Как сделать солнечную энергию — DIY SOLAR FOR U

google-site-verification = PHqfsN-yxTaaXofNjvy7MP_hMx-5pPbxTxKzpkkZq5c

    Система солнечной энергии состоит только из 4 частей: панели, контроллера заряда, аккумулятора и преобразователя постоянного тока в переменный для 120/240 вольт. Можно легко создавать более крупные системы, добавляя панели и контроллеры — их количество не ограничено. Это максимизирует производительность системы, поскольку каждая комбинация панели/контроллера оптимизирована для своей точки максимальной мощности. Единая точка отказа не отключает всю систему, как в традиционных высоковольтных системах с большим контроллером — это повышает производительность и надежность системы.

    Подключить солнечную энергосистему очень просто — между каждым компонентом всего 2 провода. Один положительный (+), обычно КРАСНЫЙ, и один отрицательный (-), обычно черный, для всех секций постоянного тока до инвертора постоянного тока в переменный, который преобразует мощность постоянного тока в бытовую мощность переменного тока 120 или 240 вольт, 50 или 60 циклов в секунду, в зависимости от того, где в мире ты есть.

Небольшая система может иметь одну или две солнечные панели, один контроллер заряда MPPT, одну батарею и, опционально, инвертор, если требуется питание от сети переменного тока. Более крупные системы просто добавляют больше «солнечных цепей», питающих больший блок батарей, поэтому просто повторяется проводка для каждой цепи — 2 провода на входе и 2 провода на выходе. Ниже приведена примерная схема подключения с 3 контроллерами, в которой используется бытовой блок выключателя переменного тока для питания постоянного тока.
Проводка в сети постоянного тока рассчитана на нагрузку системы — используйте электротехнические нормы для минимального размера, хотя чем больше, тем лучше для низковольтной проводки постоянного тока. Приведенный выше пример хорош для 1800 Вт при 12 В и 3600 Вт при 24 В. Стандартная коробка выключателя на 100 ампер подходит для 200 ампер, потому что ОБА основных наконечника используются для передачи тока провода (+). Выключатели Square D Homeline рассчитаны на использование постоянного тока в соответствии с электрическими нормами солнечной энергии — любой немагнитный выключатель будет работать на постоянном токе. Держите провода постоянного тока как можно короче к аккумулятору и преобразователю постоянного тока в переменный, чтобы свести к минимуму потери мощности/падение напряжения под нагрузкой. Контроллер к блоку выключателя должен иметь размер #12 (20 ампер) и длину от 3 до 5 футов… здесь желательно небольшое сопротивление, чтобы минимизировать пульсирующие токи.

     В основе нашего солнечного контроллера заряда лежит очень эффективный преобразователь постоянного тока в постоянный, который передает почти всю энергию солнечных панелей в систему в очень широком диапазоне мощностей. Контроллер заряда — это «мозг» и самая важная часть солнечной энергетической системы. Наш 20-амперный понижающий повышающий контроллер «Sol» делает это еще лучше благодаря более высокой измеренной эффективности, превышающей пиковое значение 99,2%, и способности повышать напряжение панели до напряжения батареи, когда рабочая точка падает из-за сильного затенения или слабого освещения. Sol может извлекать энергию там, где другие контроллеры не могут этого сделать, благодаря преобразованию энергии Buck Boost.

    Модель Ra Version 2 представляет собой контроллер заряда мощностью 50 Вт, 3,5 А, а также MPPT Buck-Boost с максимальным напряжением 35 В и минимальным напряжением солнечной батареи 10 В с пиковой эффективностью более 96%. Выход только для 12 вольт. Он поставляется в небольшой пластиковой коробке, напечатанной на 3D-принтере, и весит менее 3 унций. Ra идеально подходит для портативных и маломощных приложений.

     Все модели оснащены нашей индивидуальной двухрежимной процедурой отслеживания максимальной мощности «MPPT», которая регулирует передачу мощности примерно 6000 раз в секунду для обеспечения максимальной производительности даже при частичном затенении солнечных панелей. В пасмурные дни также вырабатывается электроэнергия — наши контроллеры заряда постоянно получают от панели каждый последний ватт. Результат до В 2,16 раза больше мощности, которую мог бы обеспечить ШИМ-контроллер заряда с данной конфигурацией солнечной панели. Смотрите наше сравнение продуктов на главной странице.
  

* ШИМ-контроллеры заряда не выполняют преобразование мощности, поскольку в них отсутствует эффективный преобразователь постоянного тока в постоянный. Таким образом, они тратят много доступной энергии, которая не используется или превращается в тепло. ШИМ расшифровывается как широтно-импульсная модуляция, которая в основном соединяет панель с аккумулятором напрямую с различным включением и выключением рабочего цикла. высокая эффективность. Также ТЕПЛО = КОРОТКИЙ СРОК СЛУЖБЫ внутренних компонентов.
 
   Низкая производительность радиопомех достигается за счет тщательного проектирования и компоновки печатной платы для достижения производительности, не имеющей себе равных в солнечной отрасли. Наша модуляция с расширенным спектром дополнительно уменьшает и без того тихий контроллер еще на 12-20 дБ и оптимизирована для узкополосной связи, такой как AM, SSB и CW.

     Когда утром встает солнце, контроллер солнечного заряда переключается из режима НОЧЬ в режим ДЕНЬ и передает в память итоги за предыдущий день.

Power Stage включается, и солнечная энергия начинает заряжать системную батарею. На ЖК-дисплее циклически отображаются дневные параметры: напряжение батареи, напряжение панели, выходной ток, выходная мощность, пиковая мощность, ампер-часы и внутренняя температура платы. Когда аккумулятор полностью заряжен, зарядное устройство отключается, а на ЖК-дисплее отображается «летучая мышь» «Полный» вместе с количеством ампер-часов, которое потребовалось для полного заряда. Контроллер будет оставаться в режиме ожидания до тех пор, пока напряжение батареи не начнет падать — затем зарядка начнется снова, пока присутствует солнечная энергия.
 
     После захода солнца, когда напряжение на панели падает, блок питания отключается, а ЖК-дисплей переключается в НОЧНОЙ режим.
ЖК-дисплей циклически отображает напряжение батареи, максимальную мощность за все время и общее количество ампер-часов за последние 7 дней.
 
     Наши продукты рассчитаны на долгие годы надежной работы с использованием компонентов, рассчитанных на работу при температуре 125°C, что примерно на 60°C ВЫШЕ максимальной рабочей температуры при нормальных условиях. Контроллеры защищены от обратной батареи, короткого замыкания на входе, обратного потока мощности, перегрузки по току, перегрева и обратного подключения солнечной панели.

---

Свяжитесь с нами по адресу: [email protected]

UA-99651510-1 . google-site-verification = PHqfsN-yxTaaXofNjvy7MP_hMx-5pPbxTxKzpkkZq5c

Контроллер заряда солнечной батареи своими руками | Hackaday.io

Посмотреть галерею

Публичный чат

Команда (1)

• Наман Чаухан

Присоединяйтесь к команде этого проекта аппаратное обеспечение текущий проект источник питания Батарея солнечная зарядка солнечный Солнечная батарея

Связанные списки

Энергетические проекты

Проекты, связанные с батареями в качестве основной цели

Должен помнить

Проекты, которые я должен попробовать.

Этот проект был создано 17.08.2021 и последнее обновление 2 года назад.

Солнечное зарядное устройство — это зарядное устройство, использующее солнечную энергию для питания устройств или аккумуляторов. Солнечные зарядные устройства могут заряжать свинцово-кислотные или никель-кадмиевые батареи до 48 В и емкостью в сотни ампер-часов (до 4000 Ач). В таких типах солнечных зарядных устройств обычно используется интеллектуальный контроллер заряда.

Детали

1. Винтовые клеммы × 2
2. 1N4148 — Быстрое переключение общего назначения × 1
3. Диод P600G × 1
4. Capacitor 0.1uF × 2
5. 5 mm LED: Red × 1
6. 5 mm LED: Green × 1
7. FQP27P06 60V P-Channel MOSFET × 1
8. 2N3904 BJT × 3
9. Resistor 10k ohm × 3
10. Резистор 4,75 кОм × 2
11. Резистор со сквозным отверстием, 20 кОм × 2
12. Резистор со сквозным отверстием, 18 кОм × 1
13. Резистор 10 кОм × 1
14. Резистор со сквозным отверстием, 1 1900 4 19004 Ом × 1
15. 1N4735A Одиночный стабилитрон × 1
16. Поворотный потенциометр (общий) × 1

Простое солнечное зарядное устройство должно иметь 3 встроенных основных функции:

• Оно должно быть недорогим.
• Удобен для неспециалистов и прост в сборке.
• Должен быть достаточно эффективным, чтобы удовлетворять основные потребности в зарядке аккумулятора.

Основное свойство этого устройства — преобразовывать солнечную энергию в электрическую — сделало его очень популярным, и теперь его активно рассматривают как будущее решение всех кризисов или нехватки электроэнергии.

Солнечная энергия может использоваться непосредственно для питания электрооборудования или просто храниться в соответствующем устройстве хранения для последующего использования.

Обычно существует только один эффективный способ хранения электроэнергии — использование перезаряжаемых батарей.

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

Энергия солнечного элемента или панели солнечных батарей также может быть эффективно сохранена, чтобы ее можно было использовать в соответствии с собственными предпочтениями, обычно после захода солнца или в темное время суток, когда запасенная энергия становится очень необходимой для работы огни.

Хотя это может показаться довольно простым, зарядка батареи от солнечной панели никогда не бывает легкой по двум причинам. по тем же вышеуказанным причинам.

Вышеуказанные две причины могут сделать параметры зарядки типичной перезаряжаемой батареи очень непредсказуемыми и опасными.

Об этой схеме солнечного зарядного устройства

Это солнечное зарядное устройство на самом деле  Низкий   Падение   Напряжение (LDO) зарядное устройство. Он использует линейный регулятор серии P-канальных МОП-транзисторов и простой дифференциальный усилитель. Хотя он в основном предназначен для зарядки 12-вольтовых свинцово-кислотных аккумуляторов, выходное зарядное напряжение можно регулировать с помощью потенциометра.

• Номинальная мощность солнечной панели: 50 Вт (4 А, 12 В номинально) (напряжение холостого хода: от 18 до 20 В)
• Диапазон выходного напряжения: от 7 до 14 В (регулируется) (не рекомендуется для приложений 6 В)
• Макс. рассеиваемая мощность: 16 Вт ( включает рассеиваемую мощность D3)
• Типичное падение напряжения: 1,25 В при 4 А
• Максимальный ток: 4 А (ограничение тока обеспечивается характеристиками солнечной панели)
• Регулировка напряжения: 10 мВ (без нагрузки до полной нагрузки) 5 мА)
• Светодиодные индикаторы:
• КРАСНЫЙ: Солнечная панель активна
• ЗЕЛЕНЫЙ: Ограничение тока последовательного регулятора (полностью заряженный или дозаряженный)
• Светодиодные индикаторы:
  КРАСНЫЙ: Солнечная панель активна
  ЗЕЛЕНЫЙ: Ограниченный ток последовательного регулятора (полностью заряженный) или долива)
• Защита аккумулятора заднего хода: управление отключается, если аккумулятор случайно подключен к заднему.

Схема цепи контроллера заряда от солнечной батареи 12 В

R4 и D1 образуют опорное напряжение шунтирующего стабилитрона 6 В. Q1 и Q2 составляют классический дифференциальный усилитель, который усиливает разницу между опорным напряжением и напряжением обратной связи от плеча потенциометра R6.