太陽能充電控制器

組裝，傾斜角度

我們將簡要描述安裝本身，如何連接太陽能電池板，因為緊固件和其他細微差別也是單獨的主題。安裝包括將面板固定在框架上，有幾種類型的夾子、支架：在石板上、在金屬上、在瓷磚上、隱藏在屋頂護板上。

為選定的安裝選項購買或包含在套件中的支撐導軌、夾具、夾具（末端和中心）導軌。

連接的對接元件從固定導軌創建一個框架。還使用了用於芯線的端子元件和支架——它們結合了鋁製框架並將其接地，固定電纜。

如果安裝在有坡度的屋頂上，則北緯 30 ... 40° 面板的最佳角度更大，例如 45°。一般來說，雨水自清潔組件的角度應為 15°。

這些位置是通過支撐型材創建的，通常是一種方便的可折疊、可調節、旋轉結構。

在陣列照明不均勻的情況下，較亮位置的面板會發出更多電流，部分電流用於加熱負載較小的 SB。為了消除這種現象，使用截止二極管，從內部焊接在平面之間。

工作原理

如果太陽能電池沒有電流，則控制器處於睡眠模式。它不使用電池的任何瓦數。陽光照射到面板後，電流開始流向控制器。他必須開機。但是，指示燈 LED 和 2 個弱晶體管僅在電壓達到 10 V 時才會亮起。

達到這個電壓後，電流會通過肖特基二極管流向電池。如果電壓上升到 14 V，放大器 U1 將開始工作，這將打開 MOSFET 晶體管。結果，LED 將熄滅，兩個無功的晶體管將關閉。電池不會充電。此時，C2 將被放電。平均而言，它需要 3 秒。電容 C2 放電後，U1 遲滯被克服，MOSFET 關閉，電池開始充電。充電將繼續，直到電壓上升到開關電平。

充電間歇性發生。同時，它的持續時間取決於電池的充電電流是多少，以及與之連接的設備的功率有多大。充電一直持續到電壓達到 14 V。

電路在很短的時間內打開。它的包含受電流對C2充電時間的影響，從而限制了晶體管Q3。電流不能超過 40 mA。

類型

開關

這種類型的設備被認為是最簡單和最便宜的。它唯一的主要任務是在達到最大電壓時關閉對電池的充電以防止過熱。

但是，這種類型有一定的缺點，就是過早關機。達到最大電流後，需要再保持幾個小時的充電過程，這個控制器會立即將其關閉。

因此，電池電量將達到最大值的 70% 左右。這會對電池產生負面影響。

脈寬調製

這種類型是高級開/關。升級是它具有內置的脈寬調製（PWM）系統。此功能允許控制器在達到最大電壓時不關閉電流供應，而是降低其強度。

因此，幾乎可以為設備完全充電。

MPRT

這種類型被認為是目前最先進的。他工作的本質是基於他能夠確定給定電池的最大電壓的確切值這一事實。它持續監控系統中的電流和電壓。由於不斷獲取這些參數，處理器能夠保持電流和電壓的最佳值，從而讓您創造最大的功率。

使用說明

在學習控制器的使用說明之前，有必要記住操作這些電子設備時必須遵守的三個參數，它們是：

1. 設備的輸入電壓應比太陽能電池板的開路電壓高15-20%。
2. 對於 PWM (PWM) 設備 - 額定電流必須超過用於連接能源的線路中的短路電流的 10%。
3. MPPT - 控制器必須與系統容量相匹配，再加上該值的 20%。

為了設備的成功操作，有必要研究其操作說明，這些說明始終附在此類電子設備上。

該說明告知消費者以下內容：

安全要求——本節定義了設備操作不會導致消費者觸電和其他負面後果的條件。

以下是主要的：

• 在安裝和配置控制器之前，需要通過開關裝置將太陽能電池板和電池與設備斷開；
• 防止水進入電子設備；
• 觸點連接必須擰緊，以免在操作過程中發熱。
• 設備的技術特性 - 本部分允許您根據特定電路和安裝位置的要求選擇設備。

通常，這是：

• 設備的調整和設置類型；
• 設備的操作模式；
• 描述設備的控件和顯示。
• 安裝方法和安裝地點——每個控制器都按照製造商的要求進行安裝，讓您可以長時間操作設備並保證質量。

信息如下：

• 設備的位置和空間佈置；
• 整體尺寸顯示為工程網絡和設備，以及與安裝設備相關的建築結構元素；
• 給出了設備安裝點的安裝尺寸。
• 包含在系統中的方法 - 本節向消費者解釋應該連接到哪個終端以及如何連接以啟動電子設備。

報告：

• 設備應按什麼順序包含在工作電路中；
• 打開設備時會指示無效的操作和措施。
• 設置設備是一項重要的操作，太陽能發電廠整個方案的運行依賴於它的可靠性。

本節將告訴您如何：

• 哪些指示燈以及如何指示設備的操作模式及其故障；
• 提供了有關如何按時間、負載模式和其他參數設置設備所需操作模式的信息。
• 保護類型 - 在本節中報告設備受保護的緊急模式。

或者，這可能是：

• 設備與太陽能電池板連接線路的短路保護；
• 過載保護；
• 連接設備與電池的線路中的短路保護；
• 太陽能電池板連接錯誤（反極性）；
• 電池連接錯誤（極性接反）；
• 設備過熱保護；
• 防止雷暴或其他大氣現象引起的高壓。
• 錯誤和故障 - 本節說明如果設備由於某種原因無法正常工作或根本無法工作，應如何處理。

連接被認為是：故障 - 故障的可能原因 - 消除故障的方法。

• 檢查和維護 - 本節提供有關必須採取哪些預防措施以確保設備無故障運行的信息。
• 保修義務 - 表示在按照操作說明正確使用設備的情況下，設備製造商可以承擔維修費用的期限。

品種

今天有幾種類型的充電控制器。讓我們考慮其中的一些。

MPPT控制器

這個縮寫代表Maximum Power Point Tracking，即監控或跟踪功率最大的點。這種設備能夠將太陽能電池板的電壓降低到電池的電壓。在這種情況下，太陽能電池上的電流強度會降低，因此可以減少電線的橫截面並降低施工成本。此外，使用此控制器可以在陽光不足時為電池充電，例如在惡劣天氣下。 或清晨 晚上。它是最常見的，因為它的多功能性。用於串行連接。 MPPT控制器具有相當廣泛的設置範圍，可確保最有效的充電。

設備規格：

• 此類設備的成本很高，但在使用超過 1000 瓦的太陽能電池板時會有所回報。
• 控制器的總輸入電壓可以達到200V，這意味著控制器可以串聯幾塊太陽能電池板，平均最多5塊。確保不間斷供電。
• 該控制器可以在非標準電壓下工作，例如 28 V。
• MPPT控制器的效率達到98%，這意味著幾乎所有的太陽能都轉化為電能。
• 能夠連接各種類型的電池，例如鉛、磷酸鐵鋰等。
• 最大充電電流為100A，給定電流值，控制器最大輸出功率可達11kW。
• 基本上，所有型號的 MPPT 控制器都能夠在 -40 到 60 度的溫度下運行。
• 要開始為電池充電，需要至少 5 V 的電壓。
• 某些型號能夠同時與混合逆變器一起工作。

這種類型的控制器可用於商業企業和鄉間別墅，因為有各種型號具有不同的性能。對於鄉間別墅，最大功率為 3.2 kW，最大輸入電壓為 100 V 的 MPPT 控制器是合適的。大批量使用更強大的控制器。

脈寬調製控制器

該設備的技術比 MPPT 簡單。這種裝置的工作原理是當電池電壓低於14.4V的限制時，太陽能電池幾乎直接與電池相連，並且充電發生得足夠快，達到該值後，控制器將降低電池電壓至 13 .7V 為電池充滿電。

設備規格：

• 輸入電壓不超過 140 V。
• 使用 12 和 24 V 的太陽能電池板。
• 效率幾乎是100%。
• 能夠使用各種類型的各種電池。
• 最大輸入電流達到 60 A。
• 工作溫度 -25 至 55 ºC。
• 從頭開始為電池充電的能力。

因此，當負載不是很大且太陽能充足時，最常使用PWM控制器。這種設備更適合安裝了低功率太陽能電池板的小型鄉間別墅的業主。

如上所述，MPPT 控制器是迄今為止最受歡迎的控制器，因為它效率高，即使在缺乏陽光的條件下也能工作。 MPPT 控制器還能夠以更高的功率運行，非常適合大型鄉間別墅。但是，在選擇特定類型時，需要考慮輸入和輸出電流的大小，以及功率和電壓指標的程度。

在小範圍內安裝 MPPT 控制器是不切實際的，因為它不會有回報。如果太陽能電池的總電壓超過 140 V，則應使用 MPPT 控制器。 PWM 控制器是最實惠的，因為它們的價格從 800 盧布起。有10000的型號，當一個MPPT控制器的成本大約等於25000時。

自製控制器：功能，組件

該設備設計為僅與一塊太陽能電池板配合使用，可產生不超過 4 A 的電流。電池容量為 3,000 Ah，由控制器控制充電。

對於控制器的製造，需要準備以下要素：

• 2個芯片：LM385-2.5和TLC271（是運算放大器）；
• 3個電容：C1和C2是小功率的，有100n； C3容量1000u，額定16V；
• 1個LED指示燈（D1）；
• 1個肖特基二極管；
• 1個二極管SB540。相反，你可以使用任何二極管，主要是它能承受太陽能電池的最大電流；
• 3個晶體管：BUZ11（Q1）、BC548（Q2）、BC556（Q3）；
• 10 個電阻器（R1 - 1k5、R2 - 100、R3 - 68k、R4 和 R5 - 10k、R6 - 220k、R7 - 100k、R8 - 92k、R9 - 10k、R10 - 92k）。所有這些都可以是 5%。如果你想要更高的精度，那麼你可以使用 1% 的電阻。

太陽能在哪里以及如何使用？

柔性面板用於各個領域。在使用這些太陽能電池板製定家庭能源供應項目之前，請了解它們的使用地點以及它們在我們的氣候中的使用特點。

太陽能電池板適用範圍

柔性太陽能電池板的用途非常廣泛。它們成功地用於電子產品、建築物電氣化、汽車和飛機製造以及空間物體。

在建築中，這種面板用於為住宅和工業建築提供電力。

基於柔性太陽能電池的便攜式充電器可供所有人使用，並且隨處可見。用於在世界任何地方發電的大型柔性旅遊面板在旅行者中非常受歡迎。

一個非常不尋常但實用的想法是使用路基作為柔性電池的基礎。特殊元件免受衝擊，不怕重載。

這個想法已經付諸實施。 “太陽能”道路為周圍的村莊提供能源，同時不佔用一米多的土地。

柔性非晶板的使用特點

那些計劃開始使用柔性太陽能電池板作為家庭電力來源的人應該了解其操作的特點。

具有柔性金屬底座的太陽能電池板用於對小型發電廠的耐磨性提出更高要求的地方：

首先，用戶關心的問題是，在冬天，白天時間短，所有設備都沒有足夠的電力運行，該怎麼辦？

是的，在多雲的天氣和短暫的白天，面板的性能會降低。如果有替代方案，可以切換到集中式電源，那就太好了。如果沒有，您需要儲備電池並在天氣好的日子給它們充電。

太陽能電池板的一個有趣特性是，當光電池被加熱時，其效率會顯著降低。

每年的晴天數因地區而異。當然，在南方使用柔性電池更合理，因為那裡的陽光照射時間更長、頻率更高。

由於白天地球相對於太陽的位置會發生變化，因此最好將面板放在通用位置 - 即以約 35-40 度的角度放置在南側。這個位置在早上和晚上以及中午都是相關的。

為什麼要控制充電以及太陽能充電控制器如何工作？

主要原因：

1. 讓電池更持久！過度充電會引起爆炸。
2. 每個電池都以一定的電壓工作。控制器允許您選擇所需的 U。

如果電量非常低，充電控制器還會斷開電池與消耗設備的連接。此外，如果電池充滿電，它會斷開電池與太陽能電池的連接。

因此，保險發生並且系統的操作變得更安全。

操作原理非常簡單。該設備有助於保持平衡，不允許電壓下降或上升太多。

太陽能電池充電控制器的類型

1. 自製。
2. MRRT。
3. 開關。
4. 雜種。
5. PWM 類型。

下面我們簡要介紹鋰電池和其他電池的這些選項。

DIY控制器

當有無線電電子方面的經驗和技能時，可以獨立製造此設備。但是這樣的設備不太可能具有高效率。如果您的電台功率低，自製設備最適合。

要構建這個充電設備，你必須找到它的電路。但請記住，誤差應為 0.1。

這是一個簡單的圖表。

MPRT

能夠監控最大充電功率限制。軟件內部是一種算法，可讓您跟踪電壓和電流的水平。它找到了某種平衡，在這種平衡中，整個裝置將以最大的效率工作。

mppt 設備被認為是迄今為止最好和最先進的設備之一。與 PMW 不同，它將系統效率提高了 35%。當你有很多太陽能電池板時，這樣的設備是合適的。

儀器類型 ONOF

它是市場上最簡單的一種。它沒有其他功能那麼多。一旦電壓升至最大值，設備就會關閉電池充電。

不幸的是，這種類型的太陽能充電控制器無法充電至 100%。一旦電流跳到最大值，就會發生關機。結果，不完全充電會縮短其使用壽命。

雜種

當有兩種類型的電流源（例如太陽和風）時，將數據應用於儀器。它們的構造基於 PWM 和 MPPT。它與同類器件的主要區別在於電流和電壓的特性。

其目的是均衡流向電池的負載。這是由於來自風力發電機的電流不均勻。正因為如此，儲能設備的壽命會大大降低。

脈寬調製或脈寬調製

該操作基於電流的脈寬調製。讓您解決充電不全的問題。它降低了電流，從而使充電達到 100%。

由於 pwm 操作，電池不會過熱。因此，這種太陽能控制裝置被認為是非常有效的。

太陽能控制器的類型

在現代世界中，控制器分為三種類型：

- 開關;

- 脈寬調製；

– MPPT控制器；

On-Off 是最簡單的充電解決方案，當太陽能電池板的電壓達到 14.5 伏時，這種控制器直接將太陽能電池板連接到電池。但是，此電壓並不表示電池已充滿電。為此，您需要保持電流一段時間，以便電池獲得充滿電所需的能量。結果，您會遇到電池長期充電不足和電池壽命縮短的問題。

PWM 控制器通過簡單地“切斷”多餘的電壓來維持電池充電所需的電壓。因此，無論太陽能電池提供的電壓如何，設備都會被充電。主要條件是高於收費所需。對於12V電池，充滿電的電壓為14.5V，放電電壓約為11V，這種控制器比MPPT簡單，但效率較低。它們允許您將電池填充到其容量的 100%，這比“開-關”等系統具有顯著優勢。

MPPT控制器——具有更複雜的設備，可以分析太陽能電池的運行模式。它的全名聽起來像“最大功率點跟踪”，在俄語中的意思是“最大功率點跟踪”。面板發出的功率很大程度上取決於落在其上的光量。

事實上，PWM 控制器不會以任何方式分析面板的狀態，而只會產生為電池充電所需的電壓。 MPPT 監控它以及太陽能電池板產生的電流，並形成最適合為蓄電池充電的輸出參數。從而減少了輸入電路中的電流：從太陽能電池板到控制器，能源使用更加合理。

控制器模塊有哪些類型

在選擇充電控制器之前，了解設備的主要技術特性並不是多餘的。流行的太陽能充電調節器型號之間的主要區別在於繞過電壓限制的方法。還有一些功能特性直接影響“智能”電子產品的實用性和易用性。考慮現代太陽能係統的流行和流行類型的控制器。

1) 開/關控制器

最原始、最不可靠的能源分配方式。它的主要缺點是存儲容量充電高達實際標稱容量的 70-90%。開/關模式的主要任務是防止電池過熱和過度充電。當達到“高於”電壓的極限值時，太陽能電池控制器會阻止再充電。這通常發生在 14.4V。

這種太陽能控制器使用過時的功能，當達到發電電流的最大指標時會自動關閉充電模式，這不允許對電池進行 100% 的充電。正因為如此，能源資源不斷短缺，這對電池壽命產生了負面影響。因此，在安裝昂貴的太陽能係統時，不建議使用此類太陽能控制器。

2）PWM控制器（PWM）

脈衝寬度調製控制電路比開/關設備做得更好。PWM 控制器可防止電池在危急情況下過熱，提高接受電荷的能力並控制系統內的能量交換過程。 PWM 控制器還執行許多其他有用的功能：

• 配備用於考慮電解液溫度的特殊傳感器；
• 計算不同充電電壓下的溫度補償；
• 支持使用不同類型的家用儲罐（GEL、AGM、液體酸）。

只要電壓低於14.4V，電池就直接連接到太陽能電池板，充電過程非常快。當指標超過最大允許值時，太陽能控制器會自動將電壓降低到 13.7 V - 在這種情況下，充電過程不會中斷，電池將充電至 100%。設備的工作溫度範圍為-25℃至55℃。

3) MPPT控制器

這類穩壓器不斷監測系統中的電流和電壓，工作原理是基於“最大功率”點的檢測。它在實踐中給出了什麼？使用 MPPT 控制器是有利的，因為它可以讓您擺脫光電管的過電壓。

這些型號的穩壓器在電池充電過程的每個單獨循環中使用脈衝寬度轉換，從而可以增加太陽能電池板的輸出。平均而言，節省約 10-30%

重要的是要記住，電池的輸出電流總是高於來自光電池的輸入電流。

MPPT技術即使在陰天和太陽輻射不足的情況下也能確保電池充電。在功率為 1000 W 或更高的太陽能係統中使用此類控制器更為方便。 MPPT 控制器支持使用非標準電壓（28 V 或其他值）運行。效率保持在96-98%的水平，這意味著幾乎所有的太陽能資源都將轉化為直流電。 MPPT控制器被認為是家用太陽能係統的最佳和最可靠的選擇。

4) 混合充電控制器

如果將組合供電方案用作私人住宅的發電廠，這是最好的選擇，私人住宅由太陽能發電廠和風力發電機組成。混合設備可以使用 MPPT 或 PWM 技術運行，但電流-電壓特性會有所不同。

風力渦輪機發電不均勻，導致電池負載不穩定——它們以所謂的“壓力模式”運行。當發生關鍵負載時，混合太陽能控制器使用單獨連接到系統的特殊加熱元件釋放多餘的能量。

控制器要求。

如果太陽能電池板必須為大量消費者提供能源，那麼自製的混合電池充電控制器將不是一個好的選擇——在可靠性方面，它仍將明顯遜於工業設備。然而，對於家庭使用，可以組裝一個微電路——它的電路很簡單。

它只執行兩個任務：

• 防止電池過度充電，這可能導致爆炸；
• 消除了電池的完全放電，之後就不可能再次充電。

在閱讀任何對昂貴模型的評論後，很容易確定這正是隱藏在大詞和廣告標語背後的東西。為微電路本身賦予適當的功能是一項可行的任務。最主要的是使用高質量的零件，以便麵板上的混合電池充電控制器在操作過程中不會燒壞。

對高質量的自助設備有以下要求：

• 應按公式 1.2P≤UxI 工作，其中 P 為所有光電池的總功率，I 為輸出電流，U 為空電池時網絡中的電壓；
• 輸入端的最大 U 必須等於空閒時所有電池的總電壓。

用自己的雙手組裝設備時，您需要閱讀找到的選項的評論，並確保其電路符合這些參數。

組裝一個簡單的控制器。

雖然混合充電控制器允許您連接多個電壓源，但一個簡單的控制器適用於僅包含太陽能電池板的系統。它可用於為具有少量能源消費者的網絡供電。其電路由標準電氣元件組成：按鍵、電容器、電阻器、晶體管和用於調節的比較器。

該設備的工作原理很簡單：它檢測連接電池的充電水平，並在電壓達到最大值時停止充電。當它下降時，充電過程恢復。當 U 達到最小值 (11 V) 時，電流消耗停止 - 當太陽能不足時，這不允許電池完全放電。

此類太陽能電池板設備的特點如下：

• 標準輸入電流U-13.8V，可調；
• U小於11V時發生電池斷開；
• 電池電壓為 12.5 V 時恢復充電；
• 使用比較器 TLC 339；
• 在 0.5 A 的電流下，電壓下降不超過 20 mV。

混合版本用你自己的雙手。

先進的混合太陽能控制器可讓您全天候使用能源 - 當沒有太陽時，風力發電機會提供直流電。設備電路包括用於調整參數的微調器。使用繼電器進行切換，繼電器由晶體管按鍵控制。

否則，混合版本與簡單版本沒有區別。該電路具有相同的參數，其工作原理相似。您將不得不使用更多零件，因此組裝起來更加困難；對於使用的每個元素，值得閱讀評論以確保其質量。

當您需要控制器時

到目前為止，太陽能（在家庭層面）僅限於製造功率相對較低的光伏電池板。但不管將太陽光轉化為電流的光電轉換器的設計如何，該設備都配備了一個稱為太陽能電池充電控制器的模塊。

事實上，太陽能光合作用的安裝方案包括一個可充電電池 - 一種用於從太陽能電池板接收能量的存儲設備。正是這種二次能源主要由控制器提供服務。

接下來，我們將了解該設備以及該設備的工作原理，以及如何連接它。

對該設備的需求可以減少到以下幾點：

1. 電池充電是多階段的；
2. 充電/放電時調整電池的開/關；
3. 以最大電量連接電池；
4. 在自動模式下連接從光電管充電。

太陽能設備的電池充電控制器很重要，因為它的所有功能在良好狀態下的性能大大提高了內置電池的壽命。

特點

充電控制器有幾個重要特性。最重要的是用於提高該設備可靠性的保護功能。

應注意此類結構中最常見的保護類型：

設備配備可靠的極性連接保護；
防止負載和輸入短路的可能性非常重要，因此製造商為控制器提供可靠的保護以防止這種情況；
重要的是保護設備免受雷電以及各種過熱；
控制器設計配備了針對夜間過壓和電池放電的特殊保護。

此外，該設備還配備了各種電子保險絲和特殊的信息顯示器。監視器允許您找出有關電池狀態和整個系統的必要信息。

此外，屏幕上還會顯示許多其他重要信息：電池電壓、充電水平等等。許多型號的控制器的設計包括特殊的計時器，因此激活了設備的夜間模式。許多型號的控制器的設計包括特殊的計時器，因此激活了設備的夜間模式。

許多型號的控制器的設計包括特殊的計時器，因此激活了設備的夜間模式。

此外，此類設備還有更複雜的模型，可以同時控制兩個獨立電池的運行。在此類設備的名稱中，有一個前綴 Duo。