Saulės energija iki šiol yra ribojama (buitiniu lygmeniu) sukuriant palyginti mažos galios fotovoltines plokštes. Bet nepaisant fotovoltinės saulės energijos srovės keitiklio konstrukcijos, šis prietaisas turi modulį, vadinamą saulės energijos įkrovos valdikliu.
Iš tikrųjų į saulės baterijų fotosintezės įrengimo schemą įeina akumuliatorius - energijos kaupiklis, gaunamas iš saulės baterijos. Būtent šį antrinį energijos šaltinį pirmiausia aptarnauja valdiklis.
Pateiktame straipsnyje mes suprasime įrenginį ir šio įrenginio veikimo principus, taip pat apsvarstysime, kaip jį prijungti.
Saulės valdikliai
Elektroninis modulis, vadinamas saulės baterijos valdikliu, yra skirtas atlikti keletą valdymo funkcijų įkraunant / iškraunant saulės bateriją.
Kai saulės šviesa patenka ant saulės kolektorių plokštės, sumontuotos, pavyzdžiui, ant namo stogo, paviršiaus, prietaiso fotoelementai šią šviesą paverčia elektros srove.
Vaizdo galerija
Nuotrauka iš
Valdiklis yra privalomas saulės stoties komponentas, generuojantis elektros srovę iš saulės šviesos energijos
Privačių mini elektrinių savininkams ir norintiems įsigyti saulės energijos įrenginius dabar pateikiami dviejų tipų valdikliai: PWM (arba PWM) ir MPPT
PWM valdikliai teikia daugiapakopį akumuliatoriaus įkrovimą. Jų pagalba atliekamas užpildymas, derinimas, absorbcija ir palaikymas.
Nebrangios buitinių saulės energijos įrenginių valdiklių modeliai aprūpinti LED indikatoriais, leidžiančiais stebėti akumuliatoriaus veikimą ir techninę būklę.
MPPT (maksimalus galios taškų sekimas) - aukštesnio lygio ir kainos valdikliai. Jie numato maksimalios galios taško sekimą
Mažoms saulės elektrinėms, turinčioms vieną ar dvi plokštes, pakanka PWM valdiklių (PWM) galimybių
Abiejų tipų valdikliai, taip pat baterijos, prijungtos prie grandinės, turi būti montuojamos lauke, nes jų dizainas turi temperatūrai jautrius jutiklius.
Jei perkate integruotą saulės elektrinę, nereikia pirkti valdiklio. Jo izoliuotame korpuse yra visas prietaisų, reikalingų elektros energijai apdoroti ir laikyti, rinkinys
Saulės baterijų valdikliai
Plataus impulso moduliavimo valdiklis
Daugiapakopis akumuliatorių įkroviklis
Biudžeto modelis su LED indikatoriais
MRPT saulės stoties valdiklis
Nedidelė dovanojimo spiralė
Saulės elementų prijungimas prie įrangos
Saulės baterijų ir įrangos kompleksas
Gautą energiją iš tikrųjų buvo galima tiekti tiesiai į akumuliatorių. Tačiau akumuliatoriaus įkrovimo / iškrovimo procesas turi savo subtilybes (tam tikrus srovių ir įtampų lygius). Jei nepaisysite šių subtilybių, trumpam veikianti baterija paprasčiausiai suges.
Kad nebūtų tokių liūdnų pasekmių, modulis vadinamas saulės baterijos įkrovimo valdytoju.
Be akumuliatoriaus lygio stebėjimo, modulis taip pat stebi energijos sąnaudas. Atsižvelgiant į iškrovos laipsnį, akumuliatoriaus įkrovimo valdiklio grandinė iš saulės baterijos reguliuoja ir nustato pradiniam ir vėlesniam įkrovimui būtiną srovės lygį.
Priklausomai nuo saulės elektrinės akumuliatoriaus įkrovimo valdiklio talpos, šių prietaisų projektai gali turėti labai skirtingą konfigūraciją
Apskritai, paprastai tariant, modulis suteikia nerūpestingą akumuliatoriaus „gyvenimą“, kuris periodiškai kaupiasi ir suteikia energijos vartotojams skirtiems prietaisams.
Praktiniai tipai
Pramoniniu lygmeniu buvo pradėti gaminti ir gaminami dviejų tipų elektroniniai prietaisai, kurių vykdymą galima montuoti saulės energijos sistemos grandinėje:
- PWM serijos prietaisai.
- MPPT serijos prietaisai.
Pirmojo tipo saulės baterijos valdiklį galima pavadinti „senu žmogumi“. Tokios schemos buvo sukurtos ir pradėtos naudoti auštant saulės ir vėjo energijai.
PWM valdiklio grandinės veikimo principas grindžiamas impulsų pločio moduliavimo algoritmais. Tokių prietaisų funkcionalumas yra šiek tiek prastesnis nei tobulesnių MPPT serijos prietaisų, tačiau apskritai jie taip pat veikia gana efektyviai.
Nepaisant to, kad prietaiso grandinė yra pagaminta naudojant PWM technologiją, kuri laikoma pasenusia, vienas populiariausių saulės baterijų akumuliatoriaus įkrovimo valdiklio modelių saulės baterijose.
Dizainai, kuriuose naudojama „Maximum Power Point Tracking“ technologija (stebimi maksimalios galios ribos), išsiskiria moderniu požiūriu į grandinių sprendimus, suteikia didesnį funkcionalumą.
Bet jei palyginsite abiejų tipų valdiklius ir, be to, su šališkumu buities srityje, MPPT įrenginiai nežiūri į vaivorykštės šviesą, kurioje jie tradiciškai reklamuojami.
MPPT tipo valdiklis:
- turi didesnę kainą;
- turi sudėtingą derinimo algoritmą;
- suteikia galios padidėjimą tik didelėse vietose esančiose plokštėse.
Šio tipo įranga yra tinkamesnė pasaulinėms saulės energijos sistemoms.
Valdiklis, skirtas naudoti kaip saulės jėgainės statybos dalis. Yra MPPT prietaisų klasės atstovas - pažangesnis ir efektyvesnis
Pelningiau nusipirkti ir valdyti „PWM“ valdiklį (PWM), turintį tokį patį efektą, paprasto vartotojo reikmėms iš buitinės aplinkos, kurioje paprastai yra nedidelio ploto plokštės.
Valdiklių blokų schemos
PWM ir MPPT valdiklių scheminės schemos, atsižvelgiant į jų siaurą požiūrį - tai yra per daug sudėtinga akimirka kartu su subtiliu elektronikos supratimu. Todėl logiška atsižvelgti tik į struktūrines schemas. Šis požiūris suprantamas daugeliui asmenų.
1 variantas - PWM įrenginiai
Įtampa iš saulės kolektoriaus per du laidus (pliusą ir minusą) patenka į stabilizuojantį elementą ir dalijamąją varžinę grandinę. Dėl šios grandinės detalės gaunamas įvesties įtampos potencialo išlyginimas ir tam tikru mastu jie organizuoja valdiklio įėjimo apsaugą nuo įėjimo įtampos ribos peržengimo.
Čia reikėtų pabrėžti: kiekvienas atskiras prietaiso modelis turi specialią įvesties įtampos ribą (nurodyta dokumentuose).
Štai kaip atrodo PWM technologijomis paremtų įrenginių struktūrinė schema. Toks scheminis metodas, kurį galima naudoti kaip mažų buitinių stočių dalį, yra labai efektyvus
Be to, įtampą ir srovę galios tranzistoriai riboja iki reikalingos vertės. Šiuos grandinės komponentus savo ruožtu kontroliuoja valdiklio lustas per vairuotojo lustą. Dėl to galios tranzistorių poros išėjimo įtampa nustato normalią akumuliatoriaus įtampos ir srovės vertę.
Taip pat grandinėje yra temperatūros jutiklis ir vairuotojas, kontroliuojantis galios tranzistorių, kuris reguliuoja apkrovos galią (apsauga nuo gilaus akumuliatoriaus išsikrovimo). Temperatūros jutiklis stebi svarbių PWM valdiklio elementų kaitinimo būseną.
Paprastai temperatūros lygis korpuse arba galios tranzistorių radiatoriuose. Jei temperatūra peržengia nustatymuose nustatytas ribas, prietaisas atjungia visas aktyvias elektros linijas.
2 variantas - MPPT instrumentai
Schemos sudėtingumas šiuo atveju yra dėl to, kad prie jos pridedami keli elementai, kurie, atsižvelgiant į darbo sąlygas, atidžiau sukuria reikiamą valdymo algoritmą.
Įtampos ir srovės lygius kontroliuoja ir lygina palyginamosios grandinės, o maksimali išėjimo galia nustatoma pagal palyginimo rezultatus.
Įkrovos valdiklių struktūrinė schema, pagrįsta MPPT technologijomis. Čia jau pažymėtas sudėtingesnis periferinių įrenginių stebėjimo ir valdymo algoritmas.
Pagrindinis šio tipo valdiklio ir PWM prietaisų skirtumas yra tas, kad jie sugeba sureguliuoti saulės energijos modulį iki maksimalios galios, nepriklausomai nuo oro sąlygų.
Tokių prietaisų grandinėje įgyvendinami keli valdymo būdai:
- sutrikimai ir stebėjimai;
- didėja laidumas;
- dabartinis valymas;
- pastovi įtampa.
Galutiniame bendro veiksmo segmente taip pat naudojamas algoritmas visų šių metodų palyginimui.
Valdiklių prijungimo būdai
Nagrinėjant jungčių temą, reikia nedelsiant atkreipti dėmesį: kiekvieno atskiro prietaiso montavimui būdingas bruožas yra darbas su konkrečia saulės baterijų serija.
Taigi, pavyzdžiui, jei naudojamas valdiklis, kurio maksimali įėjimo įtampa yra 100 voltų, iš saulės kolektorių serijos išėjimo turėtų būti ne daugiau kaip ši vertė.
Bet kuri saulės elektrinė veikia pagal pirmojo etapo išėjimo ir įėjimo įtampų pusiausvyros taisyklę. Viršutinė valdiklio įtampos riba turi atitikti viršutinę plokštės įtampos ribą
Prieš prijungdami įrenginį, būtina nustatyti jo fizinio įdiegimo vietą. Pagal taisykles, montavimo vieta turėtų būti parenkamos sausos, gerai vėdinamos patalpos. Neįmanoma, kad šalia prietaiso yra degios medžiagos.
Nepriimtina, kad vibracijos, šilumos ir drėgmės šaltiniai būtų arti prietaiso. Montavimo vieta turi būti apsaugota nuo kritulių ir tiesioginių saulės spindulių.
PWM modelio prijungimo technika
Beveik visi PWM valdiklių gamintojai reikalauja laikytis tikslios jungiamųjų įtaisų sekos.
PWM valdiklių prijungimo prie periferinių įrenginių technika nėra ypač sudėtinga. Kiekvienoje plokštėje yra paženklinti gnybtai. Tiesiog reikia sekti veiksmų seką
Periferiniai įtaisai turi būti visiškai prijungti pagal kontaktinių gnybtų pavadinimus:
- Prijunkite akumuliatoriaus laidus prie akumuliatoriaus įtaiso gnybtų pagal nurodytą poliškumą.
- Įjunkite apsauginį saugiklį tiesiai prie teigiamo laido kontaktinio taško.
- Ant saulės skydelio skirtų valdiklio kontaktų pritvirtinkite laidus, einančius iš saulės kolektorių plokščių. Stebėkite poliškumą.
- Prijunkite atitinkamos įtampos (paprastai 12/24 V) bandymo lemputę prie prietaiso apkrovos gnybtų.
Nurodyta seka neturi būti pažeista. Pavyzdžiui, griežtai draudžiama saulės baterijas pirmiausia prijungti prie neprijungto akumuliatoriaus. Atlikdamas tokius veiksmus vartotojas rizikuoja „sudeginti“ įrenginį. Šioje medžiagoje išsamiau aprašyta saulės baterijų su akumuliatoriumi surinkimo schema.
Taip pat PWM serijos valdikliams neleidžiama prijungti įtampos keitiklio prie valdiklio apkrovos gnybtų. Keitiklį reikia prijungti tiesiai prie akumuliatoriaus gnybtų.
MPPT prietaiso prijungimo procedūra
Bendrieji šio tipo aparatų fizinio įrengimo reikalavimai nesiskiria nuo ankstesnių sistemų. Tačiau technologinis įrengimas dažnai būna šiek tiek kitoks, nes MPPT valdikliai dažnai laikomi galingesniais įrenginiais.
Valdikliams, skirtiems didelės galios lygiams, maitinimo grandinės jungtyse rekomenduojama naudoti didelius skerspjūvio laidus, turinčius metalinius galus
Pavyzdžiui, galingoms sistemoms šie reikalavimai papildomi tuo, kad gamintojai rekomenduoja paimti maitinimo jungčių kabelį, skirtą bent 4 A / mm srovės tankiui.2. Tai yra, pavyzdžiui, jei valdiklis yra 60 A srovės, jums reikia laido, kad prisijungtumėte prie akumuliatoriaus, kurio skerspjūvis yra ne mažesnis kaip 20 mm.2.
Jungiamieji kabeliai turi būti aprūpinti variniais antgaliais, sandariai suspaustais specialiu įrankiu. Neigiami saulės kolektorių ir akumuliatoriaus gnybtai turi būti su adapteriais su saugikliais ir jungikliais.
Šis metodas pašalina energijos nuostolius ir užtikrina saugų įrenginio veikimą.
Galingo MPPT valdiklio prijungimo blokinė schema: 1 - saulės kolektorius; 2 - MPPT valdiklis; 3 - gnybtų blokas; 4,5 - saugikliai; 6 - valdiklio maitinimo jungiklis; 7.8 - žemės padanga
Prieš prijungdami saulės baterijų plokštes prie prietaiso, įsitikinkite, kad gnybtų įtampa atitinka arba yra mažesnė už įtampą, kurią leistina naudoti valdiklio įvestyje.
Periferinių įrenginių prijungimas prie MTTP įrenginio:
- Perjunkite skydelį ir akumuliatorių jungiklius į „išjungimo“ padėtį.
- Nuimkite skydo ir akumuliatoriaus apsauginius saugiklius.
- Prijunkite laidą prie akumuliatoriaus gnybtų su akumuliatoriaus valdiklio gnybtais.
- Prijunkite laidą prie saulės kolektoriaus gnybtų su valdiklio gnybtais, pažymėtais atitinkamu ženklu.
- Prijunkite antžeminį gnybtą kabeliu prie įžeminimo magistralės.
- Įdiekite temperatūros jutiklį ant valdiklio pagal instrukcijas.
Atlikus šiuos veiksmus, būtina pakeisti anksčiau išimtą akumuliatoriaus saugiklį ir perjungti jungiklį į „įjungta“ padėtį. Valdiklio ekrane pasirodys akumuliatoriaus aptikimo signalas.
Tada, po trumpos pertraukėlės (1–2 min.), Įdėkite į vietą anksčiau nuimtą saulės kolektoriaus saugiklį ir padėkite skydelio jungiklį į „įjungta“ padėtį.
Prietaiso ekrane bus rodoma saulės kolektoriaus įtampos vertė. Šis momentas rodo sėkmingai veikiančią saulės elektrinę.
Pramonė gamina daugialypius įrenginius, susijusius su grandinės sprendimais. Todėl neįmanoma pateikti vienareikšmių rekomendacijų dėl visų įrenginių prijungimo be išimties.
Tačiau pagrindinis visų tipų prietaisų principas išlieka tas pats: neprijungus akumuliatoriaus prie valdiklio magistralių, ryšys su fotoelektrinėmis plokštėmis yra nepriimtinas. Panašūs reikalavimai pateikti ir įtraukiant į įtampos keitiklio grandinę. Tai turėtų būti laikoma atskiru moduliu, sujungtu su baterija tiesioginiu kontaktu.
Jei turite reikiamos patirties ar žinių, prašome pasidalinti ja su mūsų skaitytojais. Palikite komentarus žemiau esančiame laukelyje. Čia galite užduoti klausimą straipsnio tema.