A napenergia eddig korlátozott (háztartási szinten) egy viszonylag kis teljesítményű fotovoltaikus panelek létrehozására. De függetlenül attól, hogy a napfény fotovoltaikus átalakítója miként épül fel az áramerősségre, ez a készülék fel van szerelve egy modullal, melyet a napelemes töltésvezérlőnek hívnak.
Valójában a napelemes akkumulátorok fotoszintézisére szolgáló telepítési terv magában foglal egy akkumulátort - a napelemből származó energia tároló eszközét. Ezt a másodlagos energiaforrást szolgálja elsősorban a vezérlő.
Cikkünkben megértjük az eszközt és az eszköz működési elveit, valamint megfontoljuk, hogyan lehet azt csatlakoztatni.
Napelemek
A szolár akkumulátor vezérlőjének nevezett elektronikus modult számos vezérlési funkció végrehajtására tervezték a szolár akkumulátor töltése / lemerítése során.
Amikor a napfény esik például egy ház tetőjére felszerelt napelem felületére, ezt a fényt az eszköz fotoelemei elektromos árammá alakítják.
Képgaléria
Fotó a
A vezérlő a napenergia-állomás kötelező alkotóeleme, amely villamos áramot generál a napfény energiájából
A magántulajdonú mini erőművek tulajdonosai és azok, akik meg akarják szerezni a napenergia-telepítést, most kétféle szabályozóval vannak ellátva: PWM (vagy PWM) és MPPT
A PWM vezérlők többlépcsős akkumulátor töltést biztosítanak. Segítségükkel megtöltik, igazítják, felszívják és támogatják a töltést.
A háztartási napenergia-telepítéshez használt olcsó szabályozók modelljei LED-es kijelzőkkel vannak felszerelve, amelyek lehetővé teszik az akkumulátor teljesítményének és műszaki állapotának figyelemmel kísérését
MPPT (maximális teljesítménypont-követés) - magasabb szintű és árú vezérlők. Ezek biztosítják a maximális teljesítménypont követését
Egy vagy két panelt tartalmazó kis napenergia-erőműveknél a PWM vezérlők (PWM) képessége elegendő
Mindkét típusú vezérlőt, valamint az áramkörhöz csatlakoztatott akkumulátorokat beltérben kell telepíteni, mivel kialakításuk hőmérséklet-érzékeny érzékelőket tartalmaz
Ha integrált szolárállomást vásárol, nincs szükség vezérlő megvásárlására. Szigetelt házában található az elektromos áram feldolgozásához és tárolásához szükséges összes eszköztartomány.
Napelemek vezérlői
Széles impulzusmodulációs vezérlő
Többszintű akkumulátortöltő
Költségvetési modell LED-es mutatókkal
Az MRPT szolárállomás vezérlője
Kicsi heliostation az adáshoz
Napelemek csatlakoztatása a berendezéshez
Napelemek és berendezések komplexuma
A kapott energiát valójában közvetlenül az akkumulátorhoz lehet betáplálni. Az akkumulátor töltésének / lemerítésének folyamata azonban megvan a maga finomsága (az áramok és a feszültségek bizonyos szintjei). Ha elhanyagolja ezeket a finomságokat, az akkumulátor rövid ideig működik, egyszerűen meghibásodik.
Annak elkerülése érdekében, hogy ilyen szomorú következményekkel járjon, egy modult a napelemes töltővezérlőnek hívnak.
Az akkumulátor töltöttségi szintjének ellenőrzése mellett a modul az energiafogyasztást is figyeli. A kisülés mértékétől függően a szolár akkumulátor töltőszabályzójának áramköre szabályozza és beállítja a kezdeti és a következő töltéshez szükséges áramszintet.
Attól függően, hogy a napenergia-erőmű akkumulátortöltő-vezérlője milyen erővel rendelkezik, ezeknek a készülékeknek a konfigurációja nagyon különböző lehet
Általánosságban elmondható, hogy a modul gondtalan "élettartamot" biztosít az akkumulátor számára, amely időszakosan felhalmozódik és energiát ad a fogyasztói eszközök számára.
Gyakorlati típusok
Ipari szinten két típusú elektronikus berendezés került bevezetésre és gyártásra, amelyek végrehajtása alkalmas a napenergia rendszer áramkörébe történő beépítésre:
- PWM sorozatú eszközök.
- MPPT sorozatú eszközök.
A szolár akkumulátor első típusú vezérlőjét "öreg embernek" lehet nevezni. Ilyen rendszereket fejlesztettek ki és üzembe helyeztek a napenergia és a szélenergia fejlődésének hajnalán.
A PWM vezérlőáramkör működésének elve impulzusszélességű modulációs algoritmusokon alapszik. Az ilyen eszközök funkcionalitása valamivel alacsonyabb a fejlettebb MPPT sorozatú eszközöknél, de általában meglehetősen hatékonyan működnek.
A napkollektoros akkumulátor töltővezérlő egyik legnépszerűbb modellje annak ellenére, hogy az eszköz áramköre PWM technológiával készül, amelyet elavultnak tekintnek
A Maximum Power Point Tracking (a maximális teljesítményhatár követése) technológiát alkalmazó terveket az áramköri megoldások modern megközelítése különbözteti meg, és több funkcionalitást biztosítanak.
Ha viszont összehasonlítjuk mindkét vezérlőtípust, ráadásul a hazai szféra elfogultságára, az MPPT eszközök nem néznek olyan erős fényben, amelyben hagyományosan reklámozzák őket.
MPPT típusú vezérlő:
- magasabb költségekkel jár;
- kifinomult hangolási algoritmussal rendelkezik;
- csak nagy területű paneleken ad teljesítménynövekedést.
Az ilyen típusú berendezések jobban megfelelnek a globális napenergia-rendszereknek.
A napelemes erőmű építésének részeként történő működésre tervezett vezérlő. Képviselője az MPPT eszközök osztályának - fejlettebb és hatékonyabb
Jövedelmezőbb a PWM vezérlő (PWM) megvásárlása és üzemeltetése ugyanolyan hatással egy hétköznapi felhasználó igényeihez háztartási környezetből, amely általában kis területű panelekkel rendelkezik.
A vezérlők blokkdiagramjai
A PWM és az MPPT vezérlők sematikus ábrái szűk gondolkodásúak szempontjából - ez túl bonyolult pillanat, miközben az elektronika finom megértését is magában foglalja. Ezért logikus csak a strukturális sémákat figyelembe venni. Ez a megközelítés sokféle ember számára érthető.
1. lehetőség - PWM eszközök
A napelem két fõvezetõn keresztüli feszültsége (plusz és mínusz) a stabilizáló elemre és az osztó ellenállás láncra jut. Az áramköri darabnak köszönhetően a bemeneti feszültség potenciális kiegyenlítése megtörténik, és bizonyos mértékben megszervezik a vezérlő bemenetének a bemeneti feszültséghatár túllépésétől való védelmét.
Itt hangsúlyozni kell: a készülék minden egyes modelljének van egy meghatározott határa a bemeneti feszültségre (a dokumentációban szerepel).
Így néz ki a PWM technológiákon alapuló eszközök szerkezeti diagramja. A kis háztartási állomások részeként történő üzemeltetéshez egy ilyen áramköri megközelítés nagy hatékonyságot biztosít
Ezenkívül a feszültséget és az áramot a tranzisztorok a szükséges értékre korlátozzák. Ezeket az áramköri komponenseket viszont a vezérlő chip vezérli a meghajtó chip révén. Ennek eredményeként a teljesítmény-tranzisztorok kimeneti feszültsége beállítja az akkumulátor feszültségének és áramának normál értékét.
Az áramkörben van még egy hőmérséklet-érzékelő és egy meghajtó is, amely vezérli a teljesítmény-tranzisztort, amely vezérli a terhelés teljesítményét (védelem az akkumulátor mély lemerülése ellen). A hőmérséklet-érzékelő figyeli a PWM vezérlő fontos elemeinek fűtési állapotát.
Általában a ház hőmérsékleti szintje vagy a tranzisztorok radiátorai. Ha a hőmérséklet meghaladja a beállításokban megadott határokat, a készülék lekapcsol minden aktív tápvezetéket.
2. lehetőség - MPPT műszerek
A séma bonyolultsága ebben az esetben annak köszönhető, hogy számos elemmel kiegészíti, amelyek a munkakörülmények alapján alaposabban felépítik a szükséges vezérlő algoritmust.
A feszültség és az áram szintet a komparátor áramkörök figyelik és hasonlítják össze, és a maximális kimeneti teljesítményt az összehasonlítás eredményei határozzák meg.
MPPT technológiákon alapuló töltővezérlők szerkezeti kapcsolási rajza. A perifériák figyelésének és vezérlésének egy kifinomultabb algoritmusát itt már felvetettük.
A fő különbség az ilyen típusú vezérlők és a PWM készülékek között az, hogy képesek az energia szolármodulját maximális teljesítményre beállítani, függetlenül az időjárási körülményektől.
Az ilyen eszközök áramköre számos vezérlési módszert hajt végre:
- zavarok és megfigyelések;
- növekvő vezetőképesség;
- jelenlegi söpörés;
- állandó feszültség.
Az általános művelet végső szakaszában algoritmust is alkalmazunk ezen módszerek összehasonlítására.
A vezérlők csatlakoztatásának módjai
A csatlakozások témáját figyelembe véve azonnal meg kell jegyezni: az egyes eszközök telepítéséhez jellemző tulajdonság a napelemek egy adott sorozatával végzett munka.
Tehát például, ha olyan vezérlőt használunk, amelyet legfeljebb 100 V bemeneti feszültségre terveztek, a napelemek sorozatának legfeljebb ezt az értéket kell kiadnia a kimeneten.
Bármely napenergia-erőmű az első szakasz kimeneti és bemeneti feszültségének egyensúlyának szabálya szerint működik. A vezérlő feszültségének felső határának meg kell egyeznie a panel feszültségének felső határával
Az eszköz csatlakoztatása előtt meg kell határozni a fizikai telepítés helyét. A szabályok szerint a telepítés helyét száraz, jól szellőző helyiségekre kell választani. Kizárt a tűzveszélyes anyagok jelenléte a készülék közelében.
A készülék közvetlen közelében rezgés-, hő- és páraforrások jelenléte elfogadhatatlan. A telepítési helyet védeni kell a csapadéktól és a közvetlen napfénytől.
PWM modell csatlakoztatási technika
Szinte minden PWM-vezérlő gyártójának megköveteli a csatlakoztató eszközök pontos sorrendjét.
A PWM vezérlők perifériákhoz történő csatlakoztatásának technikája nem különösebben bonyolult. Mindegyik tábla fel van tüntetve terminálokkal. Csak megköveteli, hogy kövesse a műveletek sorrendjét
A perifériákat teljes egészében az érintkezős csatlakozók jelölése szerint kell csatlakoztatni:
- Csatlakoztassa az akkumulátor vezetékeit az akkumulátor eszköz csatlakozóin a jelzett polaritásnak megfelelően.
- Kapcsolja be a védőbiztosítót közvetlenül a pozitív huzal érintkezési pontján.
- Rögzítse a szolárpanelhez tervezett vezérlő érintkezőkön a napelem panelekből származó vezetőket. Vegye figyelembe a polaritást.
- Csatlakoztassa a megfelelő feszültségű (általában 12/24 V) tesztlámpát az eszköz terhelésének kapcsaihoz.
A megadott sorrendet nem szabad megsérteni. Például szigorúan tilos a napelemeket csatlakoztatás nélkül csatlakoztatni. Ilyen műveletekkel a felhasználó kockáztatja az eszköz „megégését”. Ez az anyag részletesebben ismerteti az akkumulátorral ellátott napelemek szerelési rajzát.
A PWM sorozatú vezérlők esetében sem szabad megengedni, hogy feszültségváltót csatlakoztassanak a vezérlő terhelés kivezetéseihez. Az invertert közvetlenül az akkumulátor érintkezőire kell csatlakoztatni.
MPPT műszer csatlakoztatási eljárás
Az ilyen típusú készülékek fizikai telepítésére vonatkozó általános követelmények nem különböznek a korábbi rendszerektől. A technológiai telepítés azonban gyakran kissé eltér, mivel az MPPT vezérlőket gyakran erősebb eszközöknek tekintik.
A nagy teljesítményszintekre tervezett vezérlőknél ajánlott nagy keresztmetszetű kábeleket használni, amelyek fém végződésekkel vannak ellátva az áramkör csatlakozásain
Például nagy teljesítményű rendszereknél ezeket a követelményeket egészíti ki az a tény, hogy a gyártók azt javasolják, hogy vegyenek kábelt az erőátviteli vezetékekhez, amelyeket legalább 4 A / mm áramsűrűségre terveztek.2. Vagyis egy 60 A-os áramellátás vezérlőjéhez kábelre van szükség az akkumulátorhoz való csatlakozáshoz, legalább 20 mm keresztmetszettel2.
A csatlakozókábeleket rézfülkékkel kell felszerelni, amelyeket speciális szerszámmal szorosan be lehet krimpelni. A napelem és az akkumulátor negatív kivezetéseit biztosítékokkal és kapcsolókkal ellátott adapterekkel kell felszerelni.
Ez a megközelítés kiküszöböli az energiaveszteségeket és biztosítja a berendezés biztonságos működését.
Egy erős MPPT vezérlő csatlakoztatásának blokkdiagramja: 1 - napelem; 2 - MPPT vezérlő; 3 - sorkapocs; 4,5 - biztosítékok; 6 - vezérlő főkapcsolója; 7.8 - földgumi
Mielőtt a napelemeket a készülékhez csatlakoztatná, ellenőrizze, hogy a kapcsokon a feszültség megegyezik-e vagy annál kisebb-e a feszültséggel, amely megengedett a vezérlő bemenetéhez.
Perifériák csatlakoztatása az MTTP eszközhöz:
- A kapcsolótáblát és az akkumulátort „ki” helyzetbe kapcsolja.
- Távolítsa el a panel és az akkumulátor védőbiztosításait.
- Csatlakoztassa a kábelt az akkumulátor kapcsaihoz az akkumulátor vezérlő érintkezőivel.
- Csatlakoztassa a kábelt a napelemes kapcsokhoz a vezérlő kapcsokkal, amelyeket a megfelelő jel megjelöl.
- Csatlakoztassa a földelõ terminált a földelõ buszhoz kábel segítségével.
- Szerelje be a hőmérséklet-érzékelőt a szabályozóra az utasítások szerint.
Ezeket a lépéseket követően ki kell cserélni az előzőleg eltávolított akkumulátor biztosítékot, és a kapcsolót „be” állásba kell helyezni. Az akkumulátor érzékelő jele megjelenik a vezérlő képernyőjén.
Ezután rövid szünet (1-2 perc) után helyezze a helyére a napelem korábban eltávolított biztosítékát, és helyezze a kapcsolót „be” állásba.
A műszer képernyőn megjelenik a napelem feszültség értéke. Ez a pillanat egy napenergia-erőmű sikeres üzembe helyezését jelzi.
Az iparág sokoldalú eszközöket gyárt az áramköri megoldások szempontjából. Ezért lehetetlen kivétel nélkül egyértelmű ajánlásokat adni az összes létesítmény csatlakoztatására vonatkozóan.
Azonban a fő elv az összes típusú eszköz esetében változatlan marad: az akkumulátor csatlakoztatása nélkül a vezérlő buszokhoz, a fotovoltaikus panelekkel való csatlakoztatás elfogadhatatlan. Hasonló követelményeket terjesztünk elő a feszültségváltó áramkörében történő beépítésre. Ezt külön modulnak kell tekinteni, amely közvetlen érintkezés révén csatlakozik az akkumulátorhoz.
Ha rendelkezik a szükséges tapasztalattal vagy tudással, kérjük, ossza meg olvasóinkkal. Hagyja meg észrevételeit az alábbi mezőben. Itt kérdést tehet fel a cikk témájával kapcsolatban.