Как выбрать контроллер для солнечной батареи

Выбор контроллера заряда для солнечных батарей

Если Вы знакомы с особенностями солнечных батарей, а конкретно с тем, что они представляют собой источники тока, что как раз и нужно для зарядки аккумуляторов, то может появиться последующий вопрос.

Для чего вообщем нужен контроллер заряда для солнечной батареи? И вправду, довольно легко соединить солнечную батарею с АКБ, и при наличии хоть какого-то света, а еще лучше. Солнца, от солнечной батареи пойдет зарядный ток в аккумулятор и без использования контроллера.

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

выбрать, контроллер, солнечный

Итак, что будет, если не использовать его совершенно? При прямом подключении солнечной батареи к аккумулятору пойдет зарядный ток и напряжение на клеммах АКБ начнет равномерно расти. Пока оно не достигнет предельного напряжения зарядки (которое находится в зависимости от типа АКБ и его температуры), прямое подключение будет равнозначно присутствию контроллера моделей PWM либо ON/OFF, так как в этом режиме эти модели просто соединяют вход и выход.

При достижении предельного напряжения (около 14 Вольт), ON/OFF контроллер, который является самым дешевеньким из всех типов, просто отключит солнечную батарею от АКБ и заряд закончится, хотя в действительности аккумулятор заряжен еще не на сто процентов и для полной зарядки просит поддержания на нем предельного напряжения в течение еще нескольких часов. Эту задачку решает PWM контроллер, который с помощью широтно-импульсного преобразования (ШИМ либо, по английски — PWM) понижает напряжение солнечной батареи до подходящего значения и поддерживает его.

Если же Вы не используете никакого контроллера, то Для вас необходимо повсевременно смотреть с помощью вольтметра за зарядным напряжением и в подходящий момент отключить солнечную батарею. И если Вы забудете ее отключить, то это приведет к перезаряду, выкипанию электролита и сокращению срока службы аккумуляторов. Но, если Вы и отключите ее впору либо же используете обычный ON/OFF контроллер, батареи останутся заряженными не на сто процентов (приблизительно на 90%), а постоянный недозаряд в итоге приведет к значительному сокращению их срока службы.

Есть еще два принципиальных фактора, которые должны быть учтены при заряде аккумуляторов. Высококачественные контроллеры заряда непременно должны учесть температуру АКБ и иметь температурную компенсацию зарядных напряжений, также иметь выбор типа аккумуляторной батареи (AGM, GEL, жидко-кислотный), так как различные типы имеют различные зарядные кривые (различные напряжения в одних и тех же режимах). Отметим также, что для температурной компенсации может употребляться как интегрированный температурный датчик, так и выносной. При использовании выносного температурного датчика, точность работы контроллера увеличивается.

Подведем промежный результат.

Мы разглядели вариант отказа от контроллера заряда, также внедрение 2-ух типов контроллеров — PWM и ON/OFF и сделали вывод, что лучшим из перечисленных вариантов является PWM тип. При всем этом очень принципиально наличие у него температурной компенсации и способности выбора типа аккумуляторных батарей.

Устройство солнечного модуля

Каждый солнечный модуль собирается из единичных солнечных частей, меж собой соединяемых поочередно и/либо параллельно. Каждый раздельно взятый простый солнечный элемент развивает очень маленькие напряжение и ток, неприменимые впрямую для питания электроники либо зарядки аккумуляторов. Очевидно, снимаемый с элемента ток пропорционален его площади, но чисто технологически её нельзя нескончаемо наращивать. и для роста общего выходного напряжения отдельные солнечные элементы соединяются поочередно (в «батарею»). Для роста же снимаемого тока примыкающие цепочки солнечных частей соединяют параллельно.

Вольт-амперная черта солнечного элемента очень заковыриста. соответственно, зависимость снимаемого с отдельного элемента, а как следует, и с модуля в целом, тока/напряжения тоже носит непростой нрав. При отсутствии нагрузки («холостой ход») напряжение на выходе модуля очень. Если его начать закорачивать (к примеру, переменным резистором), то снимаемый ток будет расти, а выходное напряжение. падать. Когда же величина сопротивления нагрузки становится пренебрежимо мала по сопоставлению со внутренним сопротивлением модуля (режим «недлинного замыкания»), выходной ток модуля максимален, а напряжение. мало.

MPT-7210A. Лучший MPPT контроллер заряда! распаковка, тест солнечная электростанция

Так как снимаемая с модуля мощность. это произведение тока и напряжения, меж обеими крайностями находится динамическая точка перегиба кривой мощности, указывающая оптимум. Динамическая она так как находится в зависимости от освещения, температуры и ещё целого ряда «плавающих» во времени черт модуля и среды.

Пример выбора PWM контроллера

Для выбора PWM контроллера нужно принять во внимание ток недлинного замыкания солнечного модуля: если модуль номиналом 100 Вт в хорошей рабочей точке имеет ток

5.9 А, то его короткозамкнутый ток будет более

6.8 А. отсюда следует, что номинальный ток контроллера должен быть больше его с припасом в 10% (

Соответственно, выбирается близкий по току контроллер, с округлением в огромную сторону. к примеру, на ток 10 А. Если же устройство дополнительно имеет опцию контроля тока нагрузки, то ток выставляется в одну десятую от ёмкости батареи (см. примечание выше), а номинальные напряжения выхода контроллера и батареи должны совпадать. Если контроллер функции регулировки тока зарядки не имеет, то рекомендуется выбирать емкость АКБ исходя из характеристик контроллера.

READ  Какой режим работы холодильника выбрать в жару

Как выбрать контроллер для солнечной батареи

Для правильной установки и действенного использования солнечного модуля нужно минимум в общих чертах знать физику происходящих в нём процессов.

Поведение подключаемого для зарядки аккумулятора

Зарядно/разрядные кривые аккумуляторов независимо от применяемой ими технологии также имеют сложный вид: к примеру, достижение свинцово-кислотной аккумуляторной батареей номинального рабочего напряжения на выводах совсем не значит, что она заряжена.

Заряд батареи. это химический процесс, степень заряда пропорциональна прошедшему через аккумулятор току. Для штатного окончания зарядки через батарею необходимо пропустить весь соответственный её ёмкости ток, причём на оканчивающем шаге наружное напряжение должно быть больше номинального рабочего. для поддержания данного зарядного тока (по сути, тонкостей тут много больше. потому отошлём заинтересованного читателя к спецлитературе по зарядным устройствам).

На данном шаге довольно уяснить, что обычный зарядный ток составляет одну десятую ёмкости АКБ (другими словами, к примеру, 5.5 А для батареи на 55 Ач).

Зачем нужен контроллер

Из уже произнесенного разумеется, что для действенной работы солнечного модуля и подключаемого АКБ нужно некое «промежуточное звено», выполняющее следяще-согласующую роль. другими словами модифицирующее по некоторым методам токи/напряжения устройство меж модулем и батареей (по другому говоря. контроллер).

Наибольшее распространение получили два типа контроллеров. MPPT и PWM:

  • контроллер MPPT (аббревиатура от Maximum Power Point Tracking) является высокоинтеллектуальным устройством, динамически отслеживающим упомянутую точку «наибольшей мощности» СЭ/модуля и осуществляющим полное преобразование тока/напряжения;
  • контроллер PWM (сокращение от Pulse Width Modulation). более обычное устройство, на самом деле дозирующее время, на которое СЭ/модуль подключается/отключается к/от нагрузки (тем регулируя отдаваемую в нагрузку/аккумулятор ток и мощность);

Пример выбора MPPT контроллера

Для MPPT контроллера принципиальна общая мощность, так как он производит полное преобразование тока/напряжения: к примеру, если его наибольший выходной ток составляет 50 А, а рабочее напряжение. 48 В, то полная мощность преобразования (номинальная мощность контроллера) составит 50 А 48 В = 2400 Вт.

Выше этой мощности он «пропустить через себя» не сумеет, другими словами большая мощность массива подключаемых модулей будет очевидно сверхизбыточна. Если наращивать число модулей из суждений «критерий недостающего освещения», то производители контроллеров обычно ограничивают верхний допустимый предел подключения двойной/тройной наибольшей мощностью модулей от мощности контроллера. по другому он выйдет из строя (для зимних критерий необходимо брать в учёт вероятную «перезасветку» из-за отражения от снега и увеличение КПД модулей при отрицательной температуре).

Как выбрать контроллер заряда для солнечных батарей

При оценке вариантов опирайтесь на ток АКБ, показатель напряжения холостого хода, номинал контроллера. Последний параметр должен сопоставляться с мощностью батареи.

Контроллер заряда — главный элемент для продуктивной работы батарей на фотоэлементах. Это устройство распределяет потоки электроэнергии, приобретенной средством солнечной панели. Не считая того, регулятор позволяет поддерживать нужное напряжение на выходе, исключает перезаряд либо же разряд АКБ. В силу этого срок службы всей системы продлевается. Но, выбирая лучший контроллер заряда, даже бывалые спецы иногда допускают непростительные ошибки, которые обходятся дорого.

Как избежать промахов при оценке параметров?

Некие обладатели солнечной батареи решают на зиму перевести систему в эконом-режим. Они уменьшают количество аккумуляторов, устанавливают контроллер сниженного номинала, так как зарядный ток невелик. Сущность такового решения разъясняется тем, что типо в зимний период солнце светит несильно, а означает — огромного заряда тока не будет, при этом с приходом лета контроллер просто обрежет мощность фотоэлектрической батареи, что нормально, так как мощность в излишке. Казалось бы среднее и прибыльное решение? В корне неверное! Расчет выработки солнечного массива делается с учетом среднего значения в месяц в течение последней нескольких лет, а солнечная активность, в особенности в северных регионах, может быть очень неравномерной. Очевидно, обрезая батареи и контроллер, вы приближаете КПД системы к нулю.

Как выбрать контроллер заряда солнечной батареи

Давайте на примере разглядим последовательность шагов для выбора контроллера.

Знакомство с предложениями

Во-1-х, вы увидите как стремительно реагируют на ваш запрос, и реагируют ли вообщем. Во вторых, сможете уточнить какие-то вопросы и осознать с кем имеете дело. Ну а в третьих, новые знакомства и контакты пойдут только на пользу дела.

Но вернемся к нашим…, естественно, контроллерам заряда АКБ. Предложений оказалось не так и много, тем паче, что часть продавцов, видимо, даже представления не имеет о том, что продают. Технические свойства переведены с языка производителя не корректно, а время от времени указаны не на сто процентов. Величина неких характеристик не верна. Стоимость не указана (даже не рассматриваю!).

Почему MPPT лучше, чем PWM ? В чем разница MPPT и PWM контроллер заряда

Так либо по другому, картина по производителям контроллеров заряда сложилась у меня последующая:

Конечно это не полный список, но в нем только те, о продукции которых я хоть что-то читал положительное. Если инфы не находил ни положительной, ни отрицательной – производитель в перечень не попал.

READ  Паста для депиляции какую выбрать

Сейчас конкретнее об изделиях и ближе к моим потребностям с способностями.

Я уже гласил, в упомянутой выше статье о собственном намерении установить MPPT контроллер, потому и перечень удовлетворяющих моим нуждам устройств составим только из контроллеров с функцией MPPT. Вот таковой он получится:

Сейчас даже быстро просмотрев их характеристики, вижу, что три контроллера из перечня для моей системы просто сверхизбыточны. К примеру, Outback FlexMax-60, Prosolar SunStar MPPT SS-40CX 40А, Xantrex XW-MPPT60-150 имеют возможность работы в системах на 12, 24, 36, 48, 60 В, но это для меня пока илюзорная перспектива. Таковой необходимости может не произойти никогда и платить за такую возможность втрое больше не очень охото. Нет, работать они будут и даже в перспективе, в случае наращивания системы их не придется поменять, но, снова же, переплачивать столько…

Обращаем внимание на ток нагрузки у Steca Solarix MPPT 2010. Он составляет 10А. В реальный момент мое потребление в границах 10А, но вот это уже есть наиблежайшая перспектива. Так что предпочтение отдается тем контроллерам заряда АКБ, ток нагрузки которых выше, при всех иных приблизительно равных параметрах. У Morningstar SunSaver MPPT характеристики идентичны с другими 2-мя контроллерами, но стоимость выше.

Контроллер заряда солнечной батареи в неотклонимом порядке обеспечивается обилием различных защит. Это дает возможность с большей степенью надежности эксплуатировать устройство. К таким защитам относятся:

Это не полный список. Этот список может быть различный у различных контроллеров. Производители исходя из схемотехнических решений собственного детища наделяют его теми либо другими защитами. Для вас же необходимо знать защищен ли ваш контроллер по тем либо другим цепям либо нет.

Давайте сравним какие электрические защиты предусмотрены у оставшихся контроллеров заряда батареи. Все защиты предусмотрены как 1-го контроллера, так и у другого. Только обращаю внимание на такие вещи, как предотвращение разряда АБ через СБ в ночное время, электрический предохранитель, защита от молний варистором, защита от перегрева.

Перечисленные защиты предусмотрены в EPSolar Tracer MPPT 2215RN 12/24В 20А, но не указаны в Juta MPPT 20А. Может быть, какие-то из этих защит просто не указаны торговцами, но не собираюсь догадываться, а тем паче не люблю, когда меня вынуждают связываться для выяснения чего-либо. К примеру, пишут: “Для выяснения цены свяжитесь с менеджером”. Прохожу мимо, даже взора не задерживаю.

Ну и последнее. Снова проверим характеристики 2-ух контроллеров на предмет соответствия моим условиям и, к тому же, сравним их меж собой. Идет речь о последующих параметрах:

Наибольшее входное напряжение на клеммах солнечной батареи, (В);

Наибольшая мощность солнечного модуля при 24В, (Вт);

Спектр слежения за точкой максимальной мощности, (В);

Напряжение системы у Tracer в отличии от Juta выбирается автоматом, 12 В либо 24 В, зависимо от того, какое напряжение в системе употребляется. Это значимый плюс, мне, может быть, это пригодится. Один раз уже приходилось поменять напряжение моей системы.

Последующие два параметра у их однообразные, а вот наибольший ток на входе от солнечных батарей у Juta не указан. Плохо. Пока идем далее.

Наибольшее входное напряжение на клеммах солнечной батареи. У Juta 65 В, у Tracer 150 В. И то и это меня устраивает.

Рассматривая этот параметр, я направил внимание на то, что не увидел сходу. Еще есть контроллер EPSolar Tracer MPPT 2210RN 12/24В 20А с теми же параметрами, что и EPSolar Tracer MPPT 2215RN 12/24В 20А. Разница только в наивысшем входном напряжении на клеммах солнечной батареи. Оно у него 100 В. Это мне подходит. Потому сейчас рассматривать будем Tracer MPPT 2210RN 12/24В 20А.

Наибольшая мощность солнечного модуля при 24В этого контроллера, 520 Вт, тоже устраивает. У Juta почему-либо она не указана. Степень защиты у Juta для меня избыточен, IP 55. Контроллер будет установлен в сухом теплом помещении, потому IP30, которые у Tracer, меня полностью устраивают.

Предстоящее сопоставление смысла уже не имеет, ну и выяснение не обозначенных характеристик тоже. По всему я удостоверился, что по характеристикам, защитам и стоимости меня полностью устраивает: контроллер заряда батареи EPSolar Tracer MPPT 2210RN 12/24В 20А.

Надеюсь эта статья для вас посодействовала. Если кто-то из вас делает подбор устройств по другой методике, сообщите в комментах. Рад буду перенять опыт.

Как подобрать контроллер заряда для солнечных батарей

Статья посвящена выбору черт контроллера заряда аккумуляторов для солнечной электростанции

Вопрос – как выбрать контроллер заряда для солнечной электростанции является одним из основных при расчете галлактики. При всей кажущейся трудности этого вопроса, его можно значительно упростить. Это мы и попытаемся сделать в этой статье.

Выбор контроллера заряда является четвертым шагом при расчете галлактики. После выбора требуемого инвертора (ссылка), расчета требуемой емкости аккумуляторов и определения требуемой суммарной мощности солнечных панелей можно приступить к выбору контроллера заряда.

О том какие контроллеры бывают и какой тип контроллера выбрать вы сможете прочесть здесь – http://oporasolar.ru/a171898-chto-takoe-kontroller.html

Потому останавливаться на этом мы не будем, а приведем методы расчета для 2-ух типов контроллеров PWM ( ШИМ) и MPPT.

При подборе контроллера данного типа мы будем сначала опираться на 2 главных свойства это допустимая сила тока (5А, 10А, 20А, 50А) и рабочее напряжение (12В, 24В, 48В).

READ  Какой выбрать полотенцесушитель в ванную комнату

Незначительно подробнее об этих свойствах:

Допустимая сила тока определяет наибольший ток от солнечных панелей который будет выдерживать контроллер.

Рабочее напряжение – это режимы в которых контроллер может функционировать. В зависимости от схемы соединения солнечных панелей и аккумуляторов – мы можем выбрать режим работы – рабочее напряжение.

О том какие варианты соединения Аккумуляторов и Солнечных панелей могут быть, а также как будут определяться рабочие токи и напряжения – вы можете прочитать тут – http://oporasolar.ru/a171380-varianty-podklyucheniya-akkmulyatorov.html

И тут – http://oporasolar.ru/a171460-kak-podklyuchit-solnechnye.html

Номинальная сила тока одной панели определяется как Номинальная Мощность делить на Номинальное Напряжение

для 100 ватной панели на 12 вольт мы получим 100/12=8.33А ― для одной такой панели контроллера заряда на 10А и 12В будет достаточно, но при этом надо убедиться, что банк аккумуляторов (если их несколько) собран на 12В.

Включая 2 таких панели последовательно мы получаем номинальное напряжение равное 12В 2=24 В и в данном случае потребуется уже контроллер заряда который может работать в режиме 24В, при этом допустимая номинальная сила тока по прежнему остается 10А, поскольку при последовательном включении солнечных панелей, номинальный ток будет равен току одной панели – 8.33А.

Если мы включим 2 солнечных панели параллельно, то напряжение останется равным 12 В но при этом ток будет суммироваться. В нашем случае 8.33А 2 =16.66А а значит контроллера заряда 20А будет достаточно.

При выборе режима включения PWM контроллера очень важно, чтобы вся система была собрана на одно номинальное напряжение – т.е. если мы включаем аккумуляторы на 24В, то и панели и контроллер и инвертор должны быть включены на 24В.

Для того чтобы определить какое максимальное количество панелей можно включить в PWM контроллер при различных режимах включения нужно умножить ток на напряжение режима включения.

Для примера определим какие панели можно включить в контроллер 30А 12/24/48В:

Итак – при включении контроллера в режиме 12 В мы имеем максимальную мощность панелей равную 12В 30А=360Вт – это может быть одна панель на 360Вт с номинальным напряжением 12В, 2 панели по 180Вт с номинальным напряжением 12В включенные параллельно, 4 панели по 90Вт с номинальным напряжением 12В включенные параллельно и так далее

При включении контроллера в режиме 24В ― имеем 24В 30 А=720Вт – можно включить 6 панелей по 120Вт с номинальным напряжением 12В при этом соединив по 2 панели последовательно и затем 3 таких цепи параллельно, или другие различные варианты как в предыдущем режиме

Мы также можем включить этот контроллер в режиме 48В и тогда получим максимальную мощность панелей 48В 30А=1440Вт.

Другим важным ограничением при выборе PWM контроллера заряда считается Емкость банка аккумуляторов. Считается, что ток заряда аккумуляторов должен быть не менее 10 % от значения емкости банка аккумуляторов, т.е. для аккумулятора на 100Ач нужен ток контроллера не менее 10А. При последовательном включении аккумуляторов номинальное напряжение остается неизменным, а вот емкость суммируется соответственно для двух 100Ач АКБ включенных последовательно, ток нужен уже 20А. Поэтому старайтесь выбирать режим работы контроллера так, чтобы ток заряда банка аккумуляторов не был больше номинального тока контроллера.

В случае выбора такого контроллера ситуация обстоит немного проще. Такие контроллеры преобразовывают любое напряжение панелей на входе в контроллер в требуемое номинальное для зарядки аккумуляторов.

У таких контроллеров важна еще одна характеристика – максимальное напряжение холостого хода солнечных панелей и в данном случае она определяет количество панелей и схему включения.

Напряжение холостого хода любой панели указано в инструкции к солнечной панели или на самой панели с обратной стороны называется Uoc (U open circuit). Например для панели 150Вт (Моно) 12В напряжение холостого хода составляет порядка 23В.

Что касается подбора контроллера по току – ситуация аналогичная PWM контроллерам.

Например в контроллер MPPT на 60А и 150В Напряжение холостого хода можно включить последовательно 6 моно панелей по 150 Вт с напряжением холостого хода 23В (23В 6=138В меньше 150В). При этом включить параллельно эти же 6 панелей мы не сможем, поскольку для каждой панели номинальный ток будет равен 150Вт/12В=12,5А. А это значит что включив параллельно 4 таких панели мы получим ток уже 50А. Поэтому в данном случае очень важно определить схему включения панелей так, чтобы получить максимальную суммарную мощность.

При использовании данных панелей мы можем подключить до 24 таких панелей – по 6 панелей последовательно и далее 4 цепочки параллельно.

На этом все сложности выбора контроллеров заряда заканчиваются.

Есть более научные способы расчета требуемых характеристик контроллеров, но в целом результаты таких расчетов не будут существенно отличаться от предложенного нами способа. Если Вам интересны такие способы расчета ― следите за появлением новых статей ― мы будем стараться подробно разбирать все нюансы.

Если у вас возникли сложности при расчетах – звоните 7-903-008-34-37 и мы с радостью поможем вам разобраться. Кроме того мы сделаем для вас расчет системы любой сложности абсолютно бесплатно!