ตัวควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์

หลักการทำงานของตัวควบคุมสำหรับการชาร์จแผงเซลล์แสงอาทิตย์ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ควรพิจารณาเมื่อเลือก

ในโรงไฟฟ้ พวกเขาใช้อัลกอริธึมที่ไม่เหมือนกันโดยใช้เทคโนโลยีไมโครโปรเซสเซอร์ซึ่งเรียกว่าตัวควบคุม

ตัวควบคุมการประจุพลังงานแสงอาทิตย์ทำงานอย่างไร

กระแสไฟฟ้าที่ผลิตโดยแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์สามารถส่งไปยังแบตเตอรี่ที่เก็บได้:

1. โดยตรงโดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์สลับและอุปกรณ์ควบคุม

2. ผ่านตัวควบคุม

ในวิธีแรกกระแสไฟฟ้าจากแหล่งที่มาจะไปยังแบตเตอรี่และจะเพิ่มแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของพวกเขา ในขั้นต้นมันจะถึงค่า จำกัด บางอย่างขึ้นอยู่กับการออกแบบ (ประเภท) ของแบตเตอรี่และอุณหภูมิโดยรอบ จากนั้นจะเอาชนะในระดับที่แนะนำ

ในระยะแรกของการชาร์จวงจรทำงานได้ดี และที่นี่กระบวนการที่ไม่พึงประสงค์เริ่มต้นขึ้นอย่างต่อเนื่อง: การจ่ายกระแสไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องทำให้แรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเกินกว่าค่าที่อนุญาต (จากคำสั่งของ 14 V) การชาร์จประจุเกิดขึ้นกับอุณหภูมิของอิเล็กโทรไลต์ บางครั้งจนกว่าภาชนะจะแห้งสนิท ธรรมชาติแบตเตอรี่จะลดลงอย่างรวดเร็ว

ดังนั้นงาน จำกัด กระแสชาร์จจึงถูกควบคุมโดยผู้ควบคุมหรือด้วยตนเอง วิธีสุดท้าย: ตรวจสอบค่าแรงดันไฟฟ้าโดยอุปกรณ์อย่างสม่ำเสมอและสลับสวิตช์ด้วยมือของคุณดังนั้นจึงไม่รู้สึกขอบคุณที่มีอยู่ในทางทฤษฎีเท่านั้น

ดูเพิ่มเติมที่: พลังงานแสงอาทิตย์สำหรับบ้าน

ไดอะแกรมการเชื่อมต่อคอนโทรลเลอร์ทั่วไป

อัลกอริทึมสำหรับตัวควบคุมประจุพลังงานแสงอาทิตย์

ด้วยความซับซ้อนของวิธีการ จำกัด แรงดันไฟฟ้าสูงสุดอุปกรณ์จึงถูกผลิตขึ้นตามหลักการ:

1. Off / On (หรือ On / Off) เมื่อวงจรเพียงส่งแบตเตอรี่ไปยังที่ชาร์จตามแรงดันไฟฟ้าข้ามขั้ว

2. การแปลงความกว้างพัลส์ (PWM)

3. กำลังสแกนจุดสูงสุด

หลักการ # 1: เปิด / ปิดวงจร

นี่เป็นวิธีที่ง่ายที่สุด แต่ไม่น่าเชื่อถือที่สุด ข้อเสียเปรียบหลักของมันคือการเพิ่มแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของแบตเตอรี่เป็นค่าขีด จำกัด ของประจุเต็มของความจุจะไม่เกิดขึ้น ในกรณีนี้จะถึงประมาณ 90% ของค่าเล็กน้อย

แบตเตอรี่มักขาดพลังงานอย่างสม่ำเสมอซึ่งจะช่วยลดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลงอย่างมาก

หลักการ # 2: วงจรควบคุม PWM

ตัวย่อของอุปกรณ์เหล่านี้เป็นภาษาอังกฤษคือ: PWM พวกเขามีอยู่บนพื้นฐานของการออกแบบชิป หน้าที่ของพวกเขาคือการควบคุมหน่วยพลังงานเพื่อควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่อินพุตในช่วงที่กำหนดโดยใช้สัญญาณตอบรับ

ตัวควบคุม PWM สามารถเพิ่มเติม:

• คำนึงถึงอุณหภูมิของอิเล็กโทรไลต์ด้วยเซ็นเซอร์ในตัวหรือรีโมท (วิธีหลังมีความแม่นยำมากกว่า)

• สร้างการชดเชยอุณหภูมิสำหรับการชาร์จแรงดันไฟฟ้า

• ปรับเป็นแบตเตอรี่ประเภทเฉพาะ (GEL, AGM, กรดของเหลว) ที่มีกราฟแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันในจุดเดียวกัน

การเพิ่มฟังก์ชั่นของตัวควบคุม PWM ช่วยเพิ่มค่าใช้จ่ายและความน่าเชื่อถือ

กำหนดการพลังงานแสงอาทิตย์

หลักการที่ 3: การสแกนจุดไฟสูงสุด

อุปกรณ์ดังกล่าวได้รับการกำหนดเป็นภาษาอังกฤษโดย MPPT พวกมันยังทำงานด้วยวิธีการแปลงความกว้างพัลส์ แต่มีความแม่นยำอย่างมากเพราะคำนึงถึงปริมาณพลังงานที่ใหญ่ที่สุดที่แผงโซลาร์สามารถให้ได้ค่านี้จะถูกกำหนดอย่างถูกต้องเสมอและป้อนลงในเอกสาร

ตัวอย่างเช่นสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์ 12 โวลต์จุดคืนพลังงานสูงสุดคือประมาณ 17.5 โวลต์ตัวควบคุม PWM ทั่วไปจะหยุดการชาร์จแบตเตอรี่เมื่อแรงดันไฟฟ้าถึง 14 - 14.5 V และการทำงานกับเทคโนโลยี MPPT จะอนุญาตให้ใช้แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์เพิ่มเติมได้ถึง 17.5 โวลต์

ด้วยความลึกที่เพิ่มขึ้นของการคายประจุของแบตเตอรี่การสูญเสียพลังงานจากแหล่งกำเนิดเพิ่มขึ้น ตัวควบคุม MRI จะลดลง

ลักษณะของการติดตามแรงดันไฟฟ้าที่สอดคล้องกับเอาต์พุตของพลังงานแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์สูงสุด 80 วัตต์แสดงให้เห็นโดยกราฟเฉลี่ย

ด้วยวิธีนี้ตัวควบคุม MRI โดยใช้การแปลงความกว้างพัลส์ในทุกรอบการชาร์จแบตเตอรี่เพิ่มประสิทธิภาพของแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ ขึ้นอยู่กับปัจจัยต่าง ๆ การออมอาจอยู่ที่ 10-30% ในกรณีนี้กระแสไฟขาออกจากแบตเตอรี่จะเกินกระแสอินพุตจากแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์

ตัวแปรหลักของตัวควบคุมประจุพลังงานแสงอาทิตย์

เมื่อเลือกตัวควบคุมสำหรับแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์นอกเหนือจากการรู้หลักการของการทำงานแล้วจะต้องให้ความสนใจกับเงื่อนไขที่ออกแบบไว้

ตัวบ่งชี้หลักของอุปกรณ์คือ:

• ค่าแรงดันไฟฟ้าขาเข้า

• มูลค่าของพลังงานทั้งหมดของพลังงานแสงอาทิตย์

• ธรรมชาติของโหลดที่เชื่อมต่อ

แรงดันพลังงานแสงอาทิตย์

ตัวควบคุมสามารถจ่ายแรงดันไฟฟ้าจากแผงโซลาร์เซลล์หนึ่งตัวหรือมากกว่าที่เชื่อมต่อด้วยวิธีต่างๆ สำหรับการทำงานที่ถูกต้องของอุปกรณ์เป็นสิ่งสำคัญที่มูลค่ารวมของแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้โดยคำนึงถึงความเร็วรอบเดินเบาของแหล่งกำเนิดไม่เกินค่า จำกัด ที่ระบุโดยผู้ผลิตในเอกสารทางเทคนิค

ในกรณีนี้มาร์จิ้น (สำรอง) ที่≥ 20% ควรทำเนื่องจากปัจจัยหลายประการ:

• ไม่มีความลับที่บางครั้งพารามิเตอร์ของแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์สามารถประเมินค่าเล็กน้อยเพื่อวัตถุประสงค์ในการโฆษณาเล็กน้อย

• กระบวนการที่เกิดขึ้นบนดวงอาทิตย์นั้นไม่คงที่และเมื่อมีการระเบิดของกิจกรรมเพิ่มขึ้นอย่างผิดปกติก็สามารถถ่ายโอนพลังงานได้ซึ่งจะสร้างแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดของแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์สูงกว่าขีด จำกัด ที่คำนวณได้

พลังงานแสงอาทิตย์

เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการเลือกคอนโทรลเลอร์เนื่องจากอุปกรณ์นั้นจะต้องสามารถถ่ายโอนไปยังแบตเตอรี่ที่ใช้งานได้อย่างน่าเชื่อถือ มิฉะนั้นมันจะเผาไหม้

ในการกำหนดพลังงาน (เป็นวัตต์) ขนาดของเอาต์พุตปัจจุบันจากคอนโทรลเลอร์ (เป็นแอมแปร์) จะถูกคูณด้วยแรงดันไฟฟ้า (เป็นโวลต์) ที่สร้างโดยแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์โดยคำนึงถึงระยะขอบ 20% ที่สร้างขึ้นสำหรับมัน

ลักษณะของโหลดที่เชื่อมต่อ

คุณต้องเข้าใจวัตถุประสงค์ของคอนโทรลเลอร์ คุณไม่ควรใช้มันเป็นแหล่งพลังงานสากลโดยเชื่อมต่ออุปกรณ์ในครัวเรือนต่างๆเข้ากับมัน แน่นอนว่าบางคนสามารถทำงานได้ตามปกติโดยไม่สร้างเงื่อนไขที่ผิดปกติ

แต่ ... มันจะดำเนินต่อไปอีกนานแค่ไหน? อุปกรณ์ทำงานบนพื้นฐานของการแปลงความกว้างพัลส์ใช้เทคโนโลยีไมโครโปรเซสเซอร์และทรานซิสเตอร์ซึ่งคำนึงถึงภาระเท่านั้น ลักษณะแบตเตอรี่มากกว่าผู้บริโภคแบบสุ่มที่มีสภาวะสลับซับซ้อนระหว่างการสลับและธรรมชาติที่เปลี่ยนแปลงของการใช้พลังงาน

ผู้ผลิตโดยย่อ

การผลิตตัวควบคุมสำหรับโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ที่เกี่ยวข้องในหลายประเทศ ผลิตภัณฑ์ของ บริษัท เป็นที่นิยมในตลาดรัสเซีย:

• Morningstar Corporation (ผู้ผลิตชั้นนำของสหรัฐอเมริกา)

• Beijing Epsolar Technology (เปิดใช้งานมาตั้งแต่ปี 1990 ในปักกิ่ง)

• AnHui SunShine New Energy Co (จีน)

• Phocos (ประเทศเยอรมนี)

• Steca (ประเทศเยอรมนี)

• Xantrex (แคนาดา)

ในบรรดาพวกเขาคุณสามารถเลือกรูปแบบการควบคุมที่เชื่อถือได้ซึ่งเหมาะสมที่สุดสำหรับสภาพการทำงานเฉพาะของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีคุณสมบัติทางเทคนิคบางอย่าง เมื่อต้องการทำสิ่งนี้เพียงใช้คำแนะนำของบทความนี้

อ่านเพิ่มเติมในหัวข้อนี้: อินเวอร์เตอร์สำหรับสถานีพลังงานแสงอาทิตย์ในบ้าน