Mppt solar charge controller инструкция

Контроллер заряда солнечной батареи: схема, принцип работы, способы подключения

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.

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 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.

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.

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).

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.

Читать еще:  Castorama котельники официальный сайт

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.

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.

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.

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 этом материале более подробно описана схема сборки солнечных батарей с аккумулятором.

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

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.

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/мм 2 . То есть, например, для контроллера на ток 60 А нужен кабель для подключения к АКБ сечением не меньше 20 мм 2 .

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

Такой подход исключает энергетические потери и обеспечивает безопасную эксплуатацию установки.

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.

Читать еще:  977 Постановление правительства рф об электроэнергетике

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 инвертора напряжения. Его следует рассматривать как отдельный модуль, подключаемый на АКБ прямым контактом.

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

Обзор контроллера Солар 30 МРРТ 12/24

Дополнение спустя четыре года использования: Ниже описание контроллера спустя всего неделю использования, но спустя уже четыре года контролер доказал свою безотказность и надёжность . То что есть расхождение по напряжению на 0.3-0.4 вольта это оказывается температурная компенсация, и так и должно быть. Покупал я его здесь, цена сейчас снизилась значительно, всего 33$ — Контроллер для солнечных батарей MPPT 30A

В контроллере действительно есть эффект МРРТ, хотя внутри нет трансформатора. Он действительно добавляет мощности как mppt контроллеры. Я проверял, на входе контроллер держит около 17 вольт, и ток входной меньше, а на выходе уже по напряжению акб и ток больше. Но это не настоящий MPPT, он не может отслеживать точку максимальной мощности и работает только по заложенному алгоритму. А так это отличный контроллер за свои деньги, с дисплеем и возможностью настройки.

Приехал заказанный на али экспресс контроллер для солнечных панелей Solar 30 MPPT 12/24v 30A. Обошелся всего в 50$, что в два-три раза дешевле чем в наших интернет магазинах. Думал что контроллер будет по солиднее, но когда оказался в руках то показался совсем маленьким и легким, вес менее 500 грамм. Пришел в небольшой посылке, правда внутри бултыхался, так как был в картонной коробочке и ничем не обложенный, только сама коробка снаружи защищена паралоном. Внутри небольшой листок с инструкцией на английском, и в пакетике датчик температуры.

Как получил контроллер то в этот же вечер подключил его. Сейчас работает уже больше недели и думаю пора уже написать о нем свой отзыв.

Вкратце основные возможности контроллера

Так же отображается температура окружающей среды на экране. Сверху есть USB выход, через него можно например заряжать телефон. Все входы и выходы обозначены на самом контроллере, поэтому подключение думаю проблем ни у кого не вызовет, самое главное подключать первым аккумулятор, а потом солнечные панели и потребителей. Напряжение 12 или 24 вольта контроллер сам определяет во время подключения аккумуляторов.

Контроллер я разбирать не стал так как видел внутренности его в интернете. Там 6 мощных ключей, по 2 на вход, выход и нагрузку, рассчитаны на 30Ампер, поэтому нагрузку можно до 30Ампер подключать. Кстати хоть и написано на этом контроллере что он MPPT, это не совсем так, это PVM(ШИМ) контроллер, а MPPT просто рекламный ход. Я не заметил за время использования никакой прибавки мощности. Как было у меня максимум 12А с двух панелей по 100 ватт, так оно и есть, то-есть обещанного прироста до 30% нет, хотя может мои дохлые аккумуляторы больше не могут переварить, ну если что опровергну если вдруг увижу больше 12А.

О контроллере солар30 MPPT

Первое что бросилось в глаза это не точные показания контроллера, занижает на 0,4 вольта показания напряжения. Вообще оно у него как то плавает, сравнивал с показаниями одновременно мультиметра и ваттметра, бывает что разница на 0,4 вольта, а бывает что почти совпадает с ними. Выставляю на контроллере 14,2 вольтаа по факту напряжение плавает 14,5-14,8вольт. Но это мелочи, сейчас ставлю 13,8вольт, и реально 14- 14,4 вольта держит контроллер.

Читать еще:  220 Вольт интернет магазин петрозаводск

Так же и показатель ампер отображает информацию не верно и занижает показатель. Например когда включено светодиодное освещение, то контроллер может показывать ток потребления как 0,6А, та и 0,2А, в общем по разному, хотя ваттметр, который включен на выходе контроллера всегда показывает точно 0,5А. Если нагрузка превышает 2А, то контроллер занижает показатель на 0,5А в среднем. Но это я думаю не критично, хотя хотелось бы хоть какой то точности, а то одни и теже потребители показывают всегда немного разное потребление.

Ну и еще претензия по отображению процентов количества энергии в аккумуляторе. Контроллер показывает 100% зарядку при 13,8вольт, а 0% при 10,0 вольт. При этом как только наступает вечер и прекращается зарядка, контроллер показывает зарядку акб всего 60%. Казалось бы, куда так быстро делось аж 40% энергии. А все просто, напряжение аккумулятора без зарядки приходит в норму и падает до 12,7вольт, о контроллер считает его недозаряженным, хотя по факту в аккумуляторе реально 100% процентов энергии.

Так же и нижний порог в 10,0 вольт, при котором количество энергии на экране контроллера 0% тоже не верен. Везде где я читал про свинцово кислотные аккумуляторы пишут что разряжен полностью аккумулятор уже при 11,7 вольта если без нагрузки. Конечно, чем больше нагрузка тем сильнее просаживается напряжение, поэтому за основу взяли 10,0 вольт чтобы брать всю энергию даже мощными потребителями. К примеру с потреблением 100-200ватт и более напряжение заметно проседает, и при 10.0 вольт показатель емкости 0%, но стоит отключить нагрузку и напряжение поднимается до примерно 11вольт.

Но и это не правильно, все равно если ставить порог отключения на 10вольт, то маломощные потребители высаживают аккумулятор почти до 10-ти вольт пока не сработает отключение. И получается что из аккумулятора забрали все что можно и при этом высадили его еще больше, и в таком состоянии он как минимум до следующего солнышка. При таких условиях естественно наступает сульфатация пластин. Плотность электролита сильно падает вследствие глубокого проникания кислоты в пластины, а потом уже сульфат не дает ей выйти обратно и подняться плотности при зарядке, а ионам вернутся на свои места. При этом еще деградирует активная масса пластин, которая расширяется и постепенно теряется контакт с решеткой.

В общем в следствии всего этого аккумулятор быстро теряет емкость и умирает. Хотя энергия в нем остается и его можно и до 8-ми вольт разрядить, но это уже извращение и гарантированная смерть аккумулятора в ближайшее время. Кстати именно по этим причинам я брал контроллер с возможностью ручного выставления порогов включения и отключения. А в совсем дешевых контроллерах обычно порог на 10 вольт настроен, и его изменить нельзя, поэтому многие жалуются что аккумуляторы быстро умирают. Я считаю что лучше ставить порог отключения потребителей на 11,7вольт как и положено, пусть лучше там что-то останется чем аккумулятор умрет от сульфатации в первый же год.

А смерть аккумулятора происходит в основном зимой. Солнца нет, аккумуляторы не успевают до конца заряжаться, да еще каждую ночь до 10-ти вольт высаживаются, вот вам и постоянный разряд ниже минимальной нормы, сульфатация и стремительная потеря емкости, особенно для кальциевых аккумуляторов.

А так контроллер своих 50$ вроде стоит, но никак не больше, хотя качество и точность оставляют желать лучшего. Но лучше за такую цену нет, все хорошее от 200$ начинается, поэтому буду считать этот контроллер нормальным.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector