Шим регулятор: особенности, типы и применение контроллеров заряда ШИМ и MPPT

Что такое шим регулятор и для чего он нужен. Какие бывают типы контроллеров заряда. В чем разница между ШИМ и MPPT контроллерами. Как выбрать подходящий контроллер для солнечной системы.

Что такое шим регулятор и для чего он нужен

Шим регулятор (широтно-импульсный модулятор) — это устройство, которое управляет подачей энергии к нагрузке путем изменения скважности импульсов. В солнечных системах шим регуляторы используются в качестве контроллеров заряда аккумуляторов.

Основные функции шим регулятора в солнечной системе:

• Оптимизация процесса заряда аккумуляторов
• Защита аккумуляторов от перезаряда и глубокого разряда
• Отслеживание напряжения и тока в системе
• Защита от короткого замыкания и перегрузки
• Повышение эффективности работы солнечных панелей

Таким образом, шим регулятор играет ключевую роль в обеспечении стабильной и безопасной работы солнечной электростанции. Без него аккумуляторы быстро выйдут из строя, а эффективность системы будет низкой.

Основные типы контроллеров заряда для солнечных систем

Существует два основных типа контроллеров заряда, используемых в солнечных системах:

1. ШИМ-контроллеры (PWM — Pulse Width Modulation)
2. MPPT-контроллеры (Maximum Power Point Tracking)

Оба типа выполняют функцию регулирования заряда аккумуляторов, но имеют существенные различия в принципе работы и эффективности.

Особенности ШИМ-контроллеров

ШИМ-контроллеры используют широтно-импульсную модуляцию для регулирования тока заряда. Их основные характеристики:

• Простая и надежная конструкция
• Невысокая стоимость
• Эффективность около 70-80%
• Подходят для небольших систем до 200 Вт
• Требуют соответствия напряжения панелей и аккумуляторов

Особенности MPPT-контроллеров

MPPT-контроллеры используют более сложный алгоритм отслеживания точки максимальной мощности. Их ключевые преимущества:

• Высокая эффективность до 95-99%
• Возможность работы с разными напряжениями панелей и АКБ
• Увеличение выработки энергии на 15-30%
• Оптимальны для мощных систем от 200 Вт
• Более высокая стоимость

Сравнение ШИМ и MPPT контроллеров: в чем разница

Давайте более детально сравним ключевые параметры ШИМ и MPPT контроллеров заряда:

Параметр	ШИМ-контроллер	MPPT-контроллер
Принцип работы	Широтно-импульсная модуляция	Отслеживание точки макс. мощности
Эффективность	70-80%	95-99%
Стоимость	Низкая	Высокая
Мощность системы	До 200 Вт	От 200 Вт
Напряжение панелей/АКБ	Должны совпадать	Могут различаться

Как видно из таблицы, MPPT-контроллеры имеют ряд преимуществ, но и более высокую стоимость. Выбор зависит от конкретных условий и требований к системе.

Как правильно выбрать контроллер заряда для солнечной системы

При выборе контроллера заряда нужно учитывать следующие факторы:

1. Мощность солнечных панелей
2. Напряжение и емкость аккумуляторов
3. Климатические условия эксплуатации
4. Бюджет проекта
5. Требования к эффективности системы

Для небольших систем до 200 Вт в регионах с теплым климатом оптимальным выбором будет недорогой ШИМ-контроллер. Для более мощных установок и в холодных регионах рекомендуется использовать MPPT-контроллер, несмотря на его более высокую стоимость.

Важно правильно рассчитать необходимые параметры контроллера:

• Рабочее напряжение (12/24/48В)
• Максимальный ток заряда
• Максимальное входное напряжение от солнечных панелей

Контроллер должен быть совместим со всеми компонентами системы и иметь запас по мощности 20-30% для надежной работы.

Особенности эксплуатации шим регуляторов в солнечных системах

При использовании шим регуляторов в солнечных системах следует учитывать некоторые нюансы:

1. Контроллер нужно размещать как можно ближе к аккумуляторам для точного измерения напряжения.
2. Необходимо обеспечить хорошую вентиляцию для отвода тепла.
3. Следует регулярно проверять и очищать контакты от окисления.
4. Важно правильно настроить параметры заряда под конкретный тип аккумуляторов.
5. Нужно периодически обновлять прошивку контроллера для оптимальной работы.

При соблюдении этих рекомендаций шим регулятор обеспечит длительную и эффективную работу солнечной электростанции.

Перспективы развития технологий контроллеров заряда

Технологии контроллеров заряда постоянно совершенствуются. Основные направления развития:

• Повышение эффективности преобразования энергии
• Уменьшение размеров и веса устройств
• Интеграция с системами мониторинга и управления
• Улучшение алгоритмов MPPT для работы в сложных условиях
• Снижение стоимости высокоэффективных контроллеров

В будущем ожидается появление «умных» контроллеров с возможностью самообучения и адаптации к изменяющимся условиям работы солнечной системы. Это позволит еще больше повысить эффективность использования солнечной энергии.

Заключение: выбор оптимального контроллера для вашей системы

Шим регуляторы играют важнейшую роль в работе солнечных электростанций. Правильный выбор между ШИМ и MPPT контроллером позволит обеспечить максимальную эффективность и надежность системы.

Для небольших домашних установок в большинстве случаев достаточно простого и недорогого ШИМ-контроллера. Для более мощных систем, особенно в регионах с холодным климатом, оптимальным выбором будет MPPT-контроллер, несмотря на более высокую стоимость.

При выборе контроллера важно учитывать все особенности вашей солнечной системы и условия эксплуатации. Правильно подобранный и настроенный шим регулятор обеспечит долгую и эффективную работу солнечной электростанции.

Шлифовальная машинка из HDD с регулировкой оборотов

На чтение 3 мин Опубликовано 28.11.2022

Наверняка, у большинства людей, в закромах без дела лежат старые жесткие диски. Из него можно сделать нужную и полезную вещь для заточки ножей, скальпелей и других предметов — миниатюрную шлифовальную машинку с регулятором оборотов вращения круга.

Содержание

1. Понадобится
2. Собираем шлифовальную машинку из жесткого диска
3. Смотрите видео работы шлифовальной машинки

Понадобится

Также понадобятся провода, кембрики для изоляции и ещё несколько мелочей.
Три основные составляющие это:
Жесткий диск в любом состоянии. Двигатель в нем трудно спалить, поэтому он на 100% подойдет. А плата с драйвером управления у нас будет покупная.

Мотор в HDD трехфазный, бесщеточный и очень мощный. Просто так работать от постоянного тока он не будет и чтобы его запустить понадобится контроллер или драйвер управления трехфазным двигателем.

Для управления контроллером нужен регулятор скорости, выглядит он так:

Собираем шлифовальную машинку из жесткого диска

Итак, вскрываем жесткий диск. Тут у вас возникнет проблема — понадобятся специализированные отвертки, так как болты и винты там нестандартные. Советую не мучиться и купить, или взять в аренду, набор с такими отвертками.

В общем раскручиваем все: и сверху и снизу, так как ничего кроме установленного мотора не понадобится.

Удаляем плату, оставляя только контакты подключения к мотору. Теперь смотрите: моторы в жестких дисках могут иметь как три вывода, так и четыре.

Все зависть от метода включения обмоток. Где-то они включаются по схеме «звезда», а где-то по схеме «треугольник». Нам подойдут оба варианта.

За исключение того, что у трехвыводного HDD все ясно с фазами — «АВС», а у четырехвыводного придется выискивать фазы с помощью тестера. Средний или общий провод нам не понадобится — он будет не задействован.

Подключаем провода к двигателю от контроллера, изолируем и фиксируем металлической перемычкой (вырезать ее можно из консервной банки).

Такой же перемычкой фиксируем сам контроллер со стороны вращающегося диска.

Чтобы вырезать круг из наждачной бумаги снимем сам диск с мотора HDD. Приложим его к наждачной бумаге, обведем карандашом с обратной стороны и вырежем обычными ножницами.
Пришло время приклеить вырезанный круг на металлический диск. Клеится это все на двухсторонний скотч. Ваш круг никуда не денется, а менять при износе его будет просто.

Привинчиваем диск.

Из крышки делаем защитный кожух для контроллера. Выпиливаем полукруг дремелем.

И из куска жестянки делаем защитный кожух, чтобы продукты износа не летели на контроллер.
Жестяная полоска припаивается паяльником к крышке жесткого диска.

Все собираем. Подключаем регулятор скорости. Подключение производится при помощи штыревого разъема. Эти два модуля специально созданы друг для друга и активно применяются в моделировании.

Подключаем питание 12 В. Ручкой регулятора регулируем скорость вращения диска. Все должно работать без настройки.

С помощью ШИМ регулятора скорость регулируется очень плавно и в больших пределах.
Теперь вы можете точить хоть метал, хоть пластик. Такая полезная конструкция обязательно найдет применение у вас дома.
Спасибо за внимание!

Смотрите видео работы шлифовальной машинки

Original article in English

мир станет светлее / Фонари / iXBT Live

Для освещения рабочей зоны и рабочих объектов нужно использовать прожекторы с заливающим светом. В данном случае прожектор ФОТОН FL-30W6K65-PIR имеет регулируемый датчик движения позволяющий правильно подобрать условия срабатывания, в связи с чем он будет работать только в нужный момент и определенное время. А это позволит экономить на электроэнергии. Прожектор имеет расширенную гарантию в 3 года.

Содержание

• Технические характеристики
• Упаковка и комплектация
• Внешний вид
• В работе
• Выводы

• потребляемая мощность — 30 Вт;
• ток потребления — 145 мА;
• уровень освещенности — 10-2000 лк;
• дальность срабатывания — до 8 метров;
• время включения регулируемое — от 10 сек до 7 минут;
• световой поток — 2700 лм;
• цветовая температура — 6500 К;
• угол рассеивания — 120 градусов;
• размеры — 164*184*52мм.

Светодиодный прожектор поставляется в фирменной картонной коробке с изображением устройства, перечислением основных возможностей и кратких технических характеристик с тыльной стороны.

Внутри, стеклянная лицевая часть прожектора закрыта дополнительной картонной защитой образующей поддержку датчику движения. В комплект поставки включен фонарь, самозажимная клемма и паспорт изделия. Паспорт изделия разработан сразу на 4 модели светодиодных прожекторов производителя и так же включает в себя подробную настройку датчика  движения.

Самозажимная клемма AWG28-12 для быстрого монтажа фонаря. Клеммник рассчитан на провода сечением до 4мм2 и максимальным током до 32 А. Каждая линия имеет свою цветовую маркировку, а ты тыльной стороны еще и расшифровку полярности монтажа провода. Зажим мертвой хваткой, вырвать провод без повреждения мне не удалось

  Сетевой светодиодный прожектор ФОТОН FL-30W6K65-PIR с датчиком движения выполнен в алюминиевом компактном корпусе высотой всего 21 мм и окрашен термореактивной краской. На лицевой стороне за термостойким ударопрочным закаленным стеклом разместилась светодиодная матрица мощностью 30 Вт и способной работать в широком диапазоне напряжений 100-265 в. без особого изменения в яркости свечения.

Алюминиевый корпус с тыльной стороны выполнен в форме радиатора увеличивающий площадь охлаждения во время работы. Здесь же металлическая направляющая на которую подвешивается прожектор во время монтажа. Фиксация надежная и блокируется гроверами. Кроме того тут же можно увидеть наклейку с характеристиками по питанию. Питающий провод и датчик движения располагаются под прожектором, что дополнительно уменьшают шансы попадания внутрь воды. 

Провод питания из медных жил имеет соответствующее сечение заявленной мощности, а зачищенные кончики уже обжаты в латунные гильзы, что значительно упрощает момент подключения в самозажимной клеммник. На проводе присутствует маркировка правильности подключения к питающей сети. 

Датчик движения имеет возможность настройки с поворотом почти на 360 градусов, как по вертикальной, так и по горизонтальной оси. 

На нижней части присутствует 3 регулятора настройки датчика движения. Какой за, что отвечает можно понять по пиктограммам. Для регулировки вращает по часовой стрелке для увеличения мощности или дальности и против часовой для уменьшения. 

SENS — отвечает за чувствительность датчика дальности срабатывания. Вращая в «+» увеличивается дальность срабатывания, но данный параметр может зависеть от погодных условий и снижается или увеличивается в зависимости от уличной температуры. Максимальная дальность срабатывания составляет 10 метров.

LUX — регулировка чувствительности сенсора по уровни освещенности. Позволяет выбрать в диапазоне от 10 до 2000 lux.

TIME — выбор время работы после включения. Регулятор позволяет выбрать время из диапазона от 10 секунд до 7 минут, после чего прожектор автоматически выключится.

Перед использованием монтируем на поверхность, выставляем датчик движения в соответствующем движении направлению и выставляем чувствительность и время. Фонарь прекрасно выдерживает отрицательные температуры, при этом быстро включается и датчик движения отрабатывает адекватно.  

Подсветка равномерная, без провалов по яркости. 

Замер потребляемой мощности в режиме простоя. Не превышает 0.4 Вт и 0.046А

После включения, мощность возрастает до 31 Вт и 0.154 А, что соответствует заявленной. 

Нагрев в условиях квартиры в пределах нормы, до перегрева светодиодов не дойдет. Большой алюминиевый радиатор позволяет эффективно отводить тепло от матрицы светодиодов, особенно это заметно на тыльной стороне прожектора. Максимальная температура прожектора после 30 минут работы не превышала 65 градусов.

ШИМ присутствует, но он довольно низкий.

Углы обзора заявлены как 120 градусов, но мне кажется засвет значительно больше и составляет не меньше 160-165 градусов как по вертикали, так и по горизонтали.

Сетевой светодиодный прожектор ФОТОН FL-30W6K65-PIR с датчиком движения значительно упрощает передвижение по обслуживаемой территории. Большая дальность срабатывания датчика движения позволяет охватить значительную территорию, при этом время работы может достигать до 7 минут. Заявленная мощность, полностью соответствует заявленным характеристикам, прожектор греется в пределах безопасного диапазона. Датчик движения имеет довольно обширные настройки, позволяющие выбрать чувствительность датчика по дальности срабатывания, чувствительность по уровню освещения и время работы после включения. 

Чем отличаются контроллеры заряда MPPT и PWM?

29 декабря 2019 г.

Контроллеры заряда являются важным компонентом любой солнечной установки. Хотя это не первое, о чем люди думают, говоря о переходе на солнечную энергию, контроллеры обеспечивают эффективную и безопасную работу вашей системы на долгие годы. Существует множество изменяющихся переменных, которые влияют на то, сколько энергии вырабатывается, например, уровень солнечного света, температура и состояние заряда батареи. Контроллеры заряда обеспечивают постоянный и оптимальный уровень мощности ваших батарей.

Что такое солнечные контроллеры заряда?

Контроллер солнечного заряда находится между источником энергии и хранилищем и предотвращает перезарядку батарей, ограничивая количество и скорость заряда ваших батарей. Они также предотвращают разряд батареи, отключая систему, если накопленная мощность падает ниже 50 процентов емкости, и заряжая батареи при правильном уровне напряжения. Это помогает сохранить жизнь и здоровье батарей.

Они также предлагают некоторые другие важные функции:

Защита от перегрузки: Если ток, протекающий через ваши батареи, намного выше, чем может выдержать схема, ваша система может быть перегружена. Это может привести к перегреву и стать причиной возгорания. Контроллер заряда обеспечивает важную функцию защиты от перегрузки. В более крупных системах мы также рекомендуем двойную защиту от автоматических выключателей или предохранителей.

Отключение при низком напряжении: Это работает как автоматическое отключение некритических нагрузок от батареи, когда напряжение падает ниже заданного порога. Он автоматически подключается к аккумулятору, когда он заряжается. Это предотвратит переразряд и защитит оборудование от работы при опасно низком напряжении.

Блокировка обратных токов: Солнечные панели прокачивают ток через вашу батарею в одном направлении. Ночью панели могут естественным образом пропускать часть этого тока в обратном направлении без контроллера заряда, ограничивающего это. Это может вызвать небольшой разряд батареи. Контроллеры заряда предотвращают это, действуя как клапан.

Всегда ли нужен контроллер заряда?

Как правило, да. Вам не нужен контроллер заряда с меньшими панелями от 1 до 5 Вт. Если панель выдает 2 Вт или менее на каждые 50 ампер-часов батареи, вам, вероятно, не нужен контроллер заряда. Все, что сверх этого, и вы делаете.

Различные типы контроллеров заряда (pwm и mppt)

Существует два типа контроллеров заряда : контроллеры с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) и контроллеры с отслеживанием точки максимальной мощности (MPPT). ШИМ-контроллеры заряда — это более старая технология, они дешевле, но менее эффективны, чем контроллеры заряда MPPT. Оба широко используются и выполняют аналогичные функции по сохранению жизни ваших батарей. Кроме того, важно отметить, что вопрос не в том, что лучше во всех отношениях, а в том, что лучше всего подходит для вашего уникального случая. Кроме того, мы настоятельно рекомендуем приобрести высококачественный контроллер заряда, так как на контроллеры приходится лишь небольшая часть общей стоимости системы.

Контроллеры заряда как с широтно-импульсной модуляцией, так и с отслеживанием точки максимальной мощности имеют срок службы около 15 лет, хотя это зависит от конкретного контроллера.

Что влияет на ваш процесс принятия решения при выборе контроллера заряда?

При покупке контроллера заряда следует учитывать следующие факторы:

• Ваш бюджет
• Срок службы технологии
• Климат, в котором будет установлена ​​ваша система
• Сколько у вас солнечных панелей и насколько высоки ваши потребности в энергии
• Размер, количество и тип батарей, используемых в вашей системе

Контроллеры заряда с широтно-импульсной модуляцией

Контроллер широтно-импульсной модуляции был оригинальным контроллером заряда, он проще и дешевле, чем контроллеры MPPT. ШИМ-контроллеры регулируют поток энергии к батарее, постепенно уменьшая ток, что называется «широтно-импульсной модуляцией». Когда батареи полностью заряжены, ШИМ-контроллеры заряда продолжают подавать небольшое количество энергии, чтобы поддерживать батареи полными. ШИМ-контроллеры лучше всего подходят для небольших приложений, потому что система солнечных панелей и аккумуляторы должны иметь одинаковые напряжения. Это становится намного сложнее с более крупными установками.

Стоимость: $20-$60

Плюсы:

• Дешевле, чем контроллеры MPPT
• Лучше всего подходит для небольших систем, где эффективность не так критична
• Обычно более длительный срок службы из-за меньшего количества компонентов, которые могут сломаться
• Подходит для теплой солнечной погоды
• Лучше всего работает, когда батарея почти полностью заряжена

Минусы:

• Менее эффективен, чем контроллеры MPPT
• Поскольку солнечные панели и батареи должны иметь соответствующие напряжения с этими контроллерами, они не идеальны для больших и сложных систем

Подходит для: Тех, у кого небольшие системы (фургоны, автофургоны, крошечные дома), тех, кто живет в более теплом климате

Контроллер заряда с отслеживанием точки максимальной мощности

Контроллеры отслеживания точки максимальной мощности эффективно используют полную мощность ваших солнечных панелей для зарядки аккумуляторов. Они ограничивают свою мощность, чтобы батареи не перезаряжались. Контроллеры MPPT будут контролировать и корректировать свой вход, чтобы регулировать ток вашей солнечной системы. Контроллеры MPPT понижают напряжение и повышают ток. В результате общая производительность увеличится, и вы можете ожидать, что рейтинг эффективности составит 9.0% или выше. В настоящее время более распространены контроллеры заряда MPPT

Например, если станет облачно, ваш контроллер заряда MPPT уменьшит количество потребляемого тока, чтобы поддерживать желаемое напряжение на выходе панели. Когда снова станет солнечно, контроллер MPPT снова позволит увеличить ток от солнечной панели.

Стоимость: $100-$729

Достоинства:

• Высокая эффективность
• Лучше всего подходит для больших систем, где ценно дополнительное производство энергии
• Идеально подходит для ситуаций, когда напряжение солнечной батареи выше, чем напряжение батареи
• Лучше всего подходит для более холодных и облачных сред
• Лучше всего работает при низком уровне заряда аккумулятора

Минусы:

• Дороже, чем контроллеры MPPT
• Обычно более короткий срок службы из-за большего количества компонентов

Подходит для: Тех, у кого большие системы (хижины, дома, коттеджи), тех, кто живет в холодном климате

Как подобрать размер контроллера заряда (mppt или pwm)

В целом, определение размера контроллера заряда не так сложно, как вы думаете. Контроллеры заряда имеют номинал и размер в зависимости от тока вашей солнечной батареи и напряжения солнечной системы. Обычно вы хотите убедиться, что у вас есть контроллер заряда, который достаточно велик, чтобы справиться с мощностью и током, вырабатываемым вашими панелями.

Обычно контроллеры заряда бывают на 12, 24 и 48 вольт. Номинальная сила тока может составлять от одного до 60 ампер, а номинальное напряжение — от шести до 60 вольт.

Если бы ваша солнечная система была 12 вольт, а ваши ампер 14, вам понадобится контроллер солнечного заряда, который имеет по крайней мере 14 ампер. Однако из-за таких факторов, как отражение света, могут возникать спорадические повышенные уровни тока, вам необходимо учитывать дополнительные 25%, доводя минимальный ток, который должен иметь наш контроллер солнечного зарядного устройства, до 17,5 ампер. В этом случае мы округлим, поэтому, в конце концов, вам понадобится контроллер солнечного заряда на 12 вольт, 20 ампер.

Когда дело доходит до размеров контроллера заряда, вы также должны учитывать, используете ли вы контроллер PWM или MPPT. Неправильно выбранный контроллер заряда может привести к потере до 50% энергии, вырабатываемой солнечными батареями.

Что следует учитывать при использовании контроллеров заряда MPPT: Поскольку контроллеры MPPT ограничивают свой выходной сигнал, вы можете сделать массив сколь угодно большим, а контроллер будет ограничивать этот выходной сигнал. Однако это означает, что ваша система не так эффективна, как могла бы быть, поскольку у вас есть панели, которые не используются должным образом. Контроллеры MPPT будут иметь показания усилителя для него, например, контроллер MPPT на 40 ампер. Даже если ваши панели могут производить ток 80 А, контроллер заряда MPPT будет производить только 40 А тока, несмотря ни на что.

Что следует учитывать при использовании ШИМ-контроллеров заряда: ШИМ-контроллеры не могут ограничивать выходной ток. Они просто используют ток массива. Следовательно, если солнечная батарея может производить ток 40 А, а используемый вами контроллер заряда рассчитан только на 30 А, контроллер может быть поврежден. Крайне важно убедиться, что ваш контроллер заряда подходит, совместим с вашими панелями и имеет правильный размер.

Каков верхний предел напряжения?

Все солнечные контроллеры заряда имеют верхний предел напряжения. Это относится к максимальному количеству напряжения, с которым контроллеры могут безопасно работать. Убедитесь, что вы знаете, каков верхний предел напряжения ваших контроллеров. В противном случае вы можете сжечь свой солнечный контроллер заряда или создать другие риски для безопасности.

Распространенные ошибки контроллера заряда

Из-за множества различных компонентов солнечной установки легко ошибиться в процессе установки. Вот несколько распространенных ошибок, когда речь идет о солнечных контроллерах заряда.

• Не подключайте нагрузки переменного тока к контроллеру заряда. К выходу контроллера заряда следует подключать только нагрузки постоянного тока.
• Некоторые низковольтные приборы должны подключаться непосредственно к аккумулятору.
• Контроллер заряда всегда следует устанавливать рядом с аккумулятором, поскольку точное измерение напряжения аккумулятора является важной частью функций контроллера заряда от солнечной батареи.

Заключение

Проведя исследование и взвесив все факторы, уникальные для вашей установки, вы сможете точно выбрать, какой тип и размер контроллера заряда лучше всего подходит для вашей автономной солнечной энергетической системы . Независимо от того, живете ли вы на широкой открытой дороге или уютно устроились в хижине в лесу, контроллеры заряда играют важную роль в вашей солнечной установке. Выбор правильного солнечного контроллера заряда, подходящего для вас и вашей системы, гарантирует, что ваши батареи останутся здоровыми, а система будет работать эффективно и безопасно в течение многих лет. Теперь, когда мы многое узнали о том, в чем разница между контроллерами заряда MPPT и PWM, пришло время сделать домашнее задание, вы можете найти лучший Контроллеры заряда MPPT и ШИМ-контроллеры заряда   на Renogy для автодомов, лодок и домашних кают, автономная солнечная система.

См. другие статьи по теме, чтобы узнать больше о солнечном знании:

Солнечные панели 101: руководство для начинающих

Сколько ватт потребляет дом

Увеличивают ли солнечные панели стоимость дома

насколько эффективны солнечные панели

Срок службы солнечных батарей

Сколько солнечных панелей мне нужно

Солнечные контроллеры заряда

PWM и MPPT — Новости Solarcraft

В чем разница?

Контроллер заряда является ключевым компонентом солнечной энергосистемы, и выбор лучшего для системы требует определенного анализа. Ниже приведен краткий обзор.

Два типа контроллеров заряда, которые наиболее часто используются в современных солнечных энергосистемах, — это широтно-импульсная модуляция (ШИМ) и отслеживание точки максимальной мощности (MPPT). Оба регулируют скорость зарядки в зависимости от уровня заряда батареи, чтобы обеспечить зарядку ближе к максимальной емкости батареи, а также отслеживают температуру батареи для предотвращения перегрева.

► Сравнение двух

Если бы максимизация зарядной емкости была единственным фактором, учитываемым при выборе солнечного контроллера, каждый использовал бы контроллер MPPT. Но эти две технологии разные, каждая со своими преимуществами. Решение зависит от условий объекта, компонентов системы, размера массива и нагрузки и, наконец, стоимости конкретной солнечной энергетической системы.

► Температурные условия

Контроллер MPPT лучше подходит для более холодных условий. Когда рабочая температура солнечного модуля снижается, Vmp1 увеличивается. Это связано с тем, что напряжение солнечных панелей, работающих в точке пиковой мощности при стандартных условиях испытаний (STC составляет 25 ° C), составляет около 17 В, а напряжение батареи составляет около 13,5 В. Контроллер MPPT способен улавливать избыточное напряжение модуля для зарядки аккумуляторов. В результате контроллер MPPT в прохладных условиях может производить зарядку на 20–25 % больше, чем контроллер PWM.

Для сравнения, ШИМ-контроллер не может улавливать избыточное напряжение, поскольку технология широтно-импульсной модуляции заряжает то же напряжение, что и батарея. Однако при развертывании солнечных панелей в теплом или жарком климате их Vmp снижается, и точка пиковой мощности работает при напряжении, близком к напряжению 12-вольтовой батареи. На батарею не передается избыточное напряжение, что делает ненужным контроллер MPPT и сводит на нет преимущество MPPT над PWM.

► Отношение массива к нагрузке

В сценарии, когда солнечная батарея велика по сравнению с мощностью, потребляемой нагрузкой от батарей, батареи будут оставаться почти полностью заряженными. ШИМ-контроллер способен эффективно поддерживать систему без дополнительных затрат на контроллер MPPT.

► Размер системы

Маломощные системы лучше подходят для ШИМ-контроллера, потому что:

• ШИМ-контроллер работает с относительно постоянной эффективностью сбора данных независимо от размера массива
• ШИМ-контроллер дешевле, чем MPPT, поэтому является более экономичным выбором для небольшой системы
• Контроллер MPPT гораздо менее эффективен в приложениях с низким энергопотреблением. Системы мощностью 170 Вт и выше — лучшее место для MPPT

► Тип солнечного модуля

Автономные автономные солнечные модули, не входящие в сеть, обычно представляют собой модули с 36 ячейками и совместимы с технологиями PWM и MPPT. Некоторые сетевые солнечные модули, представленные сегодня на рынке, не являются традиционными модулями с 36 ячейками, которые используются для автономных энергосистем. Например, напряжение от 60-элементной панели мощностью 250 Вт слишком велико для зарядки 12-вольтовой батареи и слишком мало для зарядки 24-вольтовой батареи. Технология MPPT отслеживает точку максимальной мощности (таким образом, MPPT) этих менее дорогих сетевых модулей для зарядки батарей, тогда как PWM этого не делает.

► Стоимость

Контроллеры MPPT обычно дороже ШИМ-контроллеров, но при определенных условиях они более эффективны, поэтому они могут производить больше энергии при том же количестве солнечных модулей, что и ШИМ-контроллеры. Затем необходимо проанализировать сайт, чтобы убедиться, что MPPT действительно может работать более эффективно при использовании в данном наборе условий этой системы.

При выборе одной технологии вместо другой стоимость контроллера становится менее важной, чем общая стоимость системы. Чтобы указать технологию контроллера просто на основе стоимости, обязательно выполните тщательный анализ реализованной эффективности, работы системы, нагрузки и условий на месте.

ОБЗОР СРАВНЕНИЯ

	ШИМ-контроллер заряда	Контроллер заряда MPPT
Напряжение массива	Напряжение фотоэлектрической батареи и батареи должно соответствовать	Напряжение фотоэлектрической батареи может быть выше напряжения батареи
Напряжение батареи	Работает при напряжении батареи, поэтому хорошо работает при высоких температурах и когда батарея почти полностью заряжена	Работает при напряжении, превышающем напряжение батареи, поэтому может обеспечить «ускорение» при низких температурах и при низком заряде батареи.
Размер системы	Обычно рекомендуется для использования в небольших системах, где преимущества MPPT минимальны	≈ 150 Вт – 200 Вт или выше, чтобы воспользоваться преимуществами MPPT
Автономный или сетевой	Должны использоваться автономные фотоэлектрические модули, обычно с Vmp ≈ 17–18 В на каждые 12 В номинального напряжения батареи	Позволяет использовать недорогие/сетевые фотоэлектрические модули, помогая снизить общую стоимость фотоэлектрической системы
Метод определения размера массива	Размер массива фотоэлектрических модулей в амперах (на основе тока, вырабатываемого при работе массива фотоэлектрических модулей от напряжения батареи)	Размер фотоэлектрической батареи в ваттах (на основе максимального зарядного тока контроллера x напряжения батареи)

В компании Solarcraft, когда мы выбираем один тип контроллера заряда над другим, мы оцениваем его преимущества в общей стоимости системы.