Солнечный контроллер MPPT: принцип работы, виды и преимущества использования — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Что такое солнечный контроллер MPPT. Как работает MPPT контроллер заряда. Какие бывают виды MPPT контроллеров. В чем преимущества использования MPPT контроллеров для солнечных батарей. Как выбрать оптимальный MPPT контроллер для солнечной электростанции.

Содержание

Что такое солнечный контроллер MPPT и как он работает

Солнечный контроллер MPPT (Maximum Power Point Tracking) — это устройство, которое оптимизирует работу солнечных панелей и аккумуляторов в системе солнечной электростанции. Основная задача MPPT контроллера — обеспечить максимальную эффективность преобразования солнечной энергии в электрическую.

Принцип работы MPPT контроллера заключается в следующем:

Контроллер постоянно отслеживает напряжение и ток солнечных панелей
Находит точку максимальной мощности (MPP) на вольт-амперной характеристике панелей
Преобразует входное напряжение и ток от панелей в оптимальные значения для заряда аккумуляторов
Регулирует процесс заряда аккумуляторов, обеспечивая их максимальный ресурс

Благодаря такому алгоритму работы MPPT контроллер позволяет получить на 20-30% больше энергии от солнечных панелей по сравнению с обычными PWM контроллерами.

Основные виды MPPT контроллеров для солнечных батарей

Существует несколько основных видов MPPT контроллеров, различающихся по принципу работы и функциональности:

1. Классические MPPT контроллеры

Используют простой алгоритм поиска точки максимальной мощности. Подходят для небольших солнечных станций.

2. MPPT контроллеры с расширенным алгоритмом

Применяют сложные алгоритмы для более точного поиска MPP. Эффективны при частичном затенении панелей.

3. Гибридные MPPT контроллеры

Совмещают функции MPPT контроллера и инвертора. Могут работать напрямую с нагрузкой 220В.

4. MPPT контроллеры с несколькими входами

Позволяют подключать несколько массивов солнечных панелей с разными характеристиками.

Преимущества использования MPPT контроллеров

Применение MPPT контроллеров в солнечных электростанциях дает ряд существенных преимуществ:

Повышение эффективности работы солнечных панелей на 20-30%
Возможность использования панелей с более высоким напряжением
Оптимальный режим заряда и защита аккумуляторов
Работа при низкой освещенности и частичном затенении панелей
Возможность удаленного мониторинга и настройки системы

Как выбрать оптимальный MPPT контроллер для солнечной электростанции

При выборе MPPT контроллера следует учитывать следующие основные параметры:

Номинальный ток контроллера

Должен соответствовать суммарному току короткого замыкания всех солнечных панелей.

Максимальное входное напряжение

Выбирается с запасом относительно напряжения холостого хода панелей при минимальной температуре.

Диапазон рабочего напряжения аккумуляторов

Должен соответствовать напряжению используемой аккумуляторной батареи.

Алгоритм поиска точки максимальной мощности

Для сложных систем рекомендуется выбирать контроллеры с расширенными алгоритмами.

Дополнительные функции

Наличие дисплея, возможности удаленного мониторинга, защитные функции и т.д.

Особенности подключения и настройки MPPT контроллера

При установке MPPT контроллера в солнечную электростанцию необходимо соблюдать следующие правила:

Правильно рассчитать сечение кабелей для минимизации потерь
Обеспечить надежное заземление всех компонентов системы
Настроить параметры контроллера под конкретный тип аккумуляторов
Установить датчик температуры аккумуляторной батареи
Проверить соответствие настроек реальным условиям эксплуатации

Перспективы развития MPPT технологии

Технология MPPT контроллеров продолжает активно развиваться. Основные направления совершенствования:

Повышение эффективности преобразования энергии
Улучшение алгоритмов поиска точки максимальной мощности
Интеграция с системами управления умным домом
Применение технологий искусственного интеллекта
Снижение стоимости при сохранении функциональности

Развитие MPPT технологии будет способствовать дальнейшему повышению эффективности и доступности солнечной энергетики.

Солнечные контроллеры (MPPT, ШИМ) | Энергии Солнца

МРРТ контроллер, это устройство, которое повышает эффективность солнечной батареи за счет функции слежения за Точкой Максимальной Мощности (ТММ). В переводе с английского, аббревиатура означает Maximum Power Point Tracking . Прибор это относительно новый, их концепция была сформирована в середине 80-х гг. И тогда же они впервые появились на рынке. Но за истекшие тридцать лет, сфера электроники наполнилась новыми компонентами, которые:

Увеличили функционал МРРТ.
Повысили их надёжность.
Уменьшили их размеры.
Позволили продлить гарантию.
Обеспечили высочайшую точность работы.

Специфика применения

Использование МРРТ контроллеров в бесперебойных или автономных системах энергоснабжения имеет две составляющие, которые существенно изменяют многие аспекты функционирования подобных комплексов. Первый из них, это работа аккумуляторов.

Зарядка аккумуляторных батарей, для увеличения срока службы и поддержки номинальных рабочих параметров, требует особого подхода. Дело в том, что процесс зарядки это сложный комплекс химических реакций, которые меняют физико-химические характеристики пластин и электролита несколько раз в продолжении одно цикла. В соответствии с этими изменениями, должна изменяться характеристика тока. При этом, все изменения не ступенчатые, и не имеют чёткой привязки ко времени. То есть требуется контроль состояния аккумуляторной батареи (АКБ) в каждый момент времени, и соответствующие изменения зарядного тока. При этом, учитываются и этапы зарядки:

Наполнение.
Насыщение.
Выравнивание.
Поддержка.

Не соблюдение режимов зарядки, приводит к тому, что АКБ быстро теряют ёмкость, перестают держать заряд и как следствие требуют замены. А затраты на обновление АКБ в системе автономного снабжения составляют почти половину стоимости всего оборудования.

Современные контроллеры МРРТ, имеют возможность снимать показания не только с фотоэлектрических модулей, но и с аккумуляторов. При этом регистрируются данные по нескольким определяющим параметрам. А в зависимости от исполнения, все показания могут выводиться на дисплей или отображаться с помощью светодиодных индикаторов.

Второй важный аспект – недобор мощности всей системы фотоэлектрических преобразователей. Причина здесь тоже разноплановая. Процесс выработки электроэнергии у солнечных батарей изменяется в зависимости от:

Степени освещённости.
Температуры модуля.
Выбранной нагрузки.

При этом, определение и выбор потребляемой нагрузки, довольно специфический процесс, которым невозможно управлять без использования МРРТ контроллера.

Особняком стоят системы фотоэлектрических преобразователей, которые составлены из панелей разных типов. Включение в такую систему контроллера МРРТ, насущная необходимость. Без него эффективность выработки электроэнергии снижается на 16-38%. Это всё равно что купить а/м Ferrari, но из-за того что нет рычага переключения скоростей, вы будете ездить только на первой передаче. Тоже самое будет и с фотоэлементами.

Особенности сборки системы фотоэлементов с контроллером МРРТ

В связи с тем, что в определённые моменты напряжение на клеммах АКБ может быть больше, нежели на выходе от панелей, то собирая систему, её надо комплектовать таким образом, чтобы добиться превалирования напряжения, над мощностью.

Дополнительным доказательством служит и формула для расчёта потери в проводниках: P = I

2 x R. Обратите внимание, что уменьшая силу тока (I) в два раза, на выходе получают рост мощности в 4 раза, и это при использовании той же проводки.

Максимальной эффективности контроллеры МРРТ позволяются добиться при мощности системы от 200 Вт. А в случае, если модули имеют нестандартное выходное напряжение, без использования контроллеров МРРТ, обойтись невозможно.

Во время работы, контроллеры МРРТ потребляют от 2 до 5 Вт мощности. Но с учётом повышения эффективности работы всей системы в целом, подобный расход можно зарегистрировать только с помощью контрольных приборов. Ведь оптимизируя работу солнечных батарей, контроллеры МРРТ приводят к тому, что мощность всей системы автономного энергоснабжения вырастает на 25-30%. Другими словами, подключая контроллер МРРТ, вы повышаете мощность без приобретения дополнительных фотопреобразователей.

Контроллеры для солнечных батарей. Работа и особенности

В системах электростанций, работающих на солнечных батареях, для подачи полученной энергии на аккумуляторную батарею используют всевозможные схемы подключения, которые выполнены на разных алгоритмах на основе технологии микропроцессорной электроники. На основе таких схем созданы устройства, которые называются контроллеры для солнечных батарей.

Принцип действия

Существует несколько методов передачи электроэнергии от солнечных элементов к аккумуляторной батареи:

Без применения приборов коммутации и регулировки, напрямую.
Через контроллеры для солнечных батарей

Первый способ обуславливает прохождение электрического тока от источника на аккумуляторы для повышения их напряжения. Сначала напряжение повысится до предельного определенного значения, которое зависит от типа и разновидности конструкции аккумуляторной батареи и температуры внешней обстановки. Далее превысит этот уровень.

В начальный период зарядка аккумуляторов идет в норме. Далее начинаются процессы, характеризующиеся отрицательными моментами: зарядный ток продолжает поступать, вызывает увеличение напряжения выше допустимой величины, наступает перезаряд, и как следствие, повышается температура электролита. Это приводит его к закипанию и выбросу водяного пара со значительной интенсивностью из отдельных элементов батареи. Такой процесс может продолжаться до момента высыхания банок. Понятно, что ресурс батареи аккумуляторов от этого явления не возрастает.

Чтобы ограничить ток заряда, пользуются специальными устройствами – контроллерами заряда, или делают это вручную. Последним способом практически никто не пользуется, так как это доставляет неудобство следить за величиной напряжения по приборам, делать переключения руками, требуется назначать для этого специального работника, чтобы он обслуживал контроллеры для солнечных батарей.

Порядок действий контроллера во время заряда

Контроллеры для солнечных батарей изготавливают различных модификаций по принципам и сложности метода ограничения напряжения:

Простое отключение и включение. Контроллер переключает зарядное устройство к аккумулятору в зависимости от значения напряжения на клеммах.
Преобразования широтно-импульсного вида.
Контроль наибольшей мощности.

Первый принцип простой коммутации

Это самый простой вид работы, однако он менее надежный. Основным недостатком метода является то, что при увеличении напряжения на клеммах батареи аккумуляторов до максимального значения, окончательного заряда не наступает. Заряд доходит до 90% от номинала. Аккумуляторы постоянно находятся в состоянии недозаряда. Это пагубно влияет на их срок службы.

Широтно-импульсный принцип

Такие приборы производятся на основе микросхем. Они управляют силовым блоком для поддержания напряжения на входе в определенном интервале сигналами обратной связи.

Контроллеры с широтно-импульсным управлением имеют возможности:

Измерять температуру электролита в батарее датчиком температуры выносного или встроенного типа.
Образовывать компенсацию температуры напряжением заряда.
Подстраиваться под свойства конкретного типа аккумуляторов с разными значениями по графику напряжения.

Чем больше функций встроено в контроллеры для солнечных батарей, тем их надежность и стоимость выше.

График действия солнечной батареи

Ограничение напряжения по точке наибольшей мощности

Эти устройства тоже могут работать по широтно-импульсному способу. Их точность высока, так как идет учет максимального значения мощности, отдаваемой солнечной батареей. Значение мощности вычисляется и сохраняется.

Для гелиобатарей с напряжением 12 вольт максимальная мощность находится на 17,5 вольтах. Простой контроллер выключит заряд аккумулятора уже при 14 В, а контроллер со специальной технологией позволяет применять запас солнечных батарей до 17,5 вольт.

Чем сильнее разрядилась батарея, тем больше потери энергии от солнечных элементов, контроллеры для солнечных батарей снижают эти потери. В результате, контроллеры, применяя преобразования широтно-импульсного вида, на всех зарядных циклах повышают отдачу энергии солнечной батареей. Процент экономии может достигать до 30%, в зависимости от различных факторов. Выходной ток аккумулятора при этом будет выше входного.

Свойства

При осуществлении выбора типа контроллера нужно обращать внимание не только на принципы работы, но и на условия, предназначенные для его работы. Такими показателями устройств являются:

Величина напряжения входа.
Значение общей мощности солнечных элементов.
Вид нагрузки.

Напряжение

На схему контроллера может идти напряжение от нескольких батарей, которые соединены по-разному. Для правильного функционирования устройства нужно, чтобы общая величина напряжения вместе с холостым ходом не была больше предела, указанного изготовителем в инструкции.

Назовем некоторые факторы, благодаря которым необходимо делать 20% запас напряжения:

Нужно учесть фактор рекламного завышения данных контроллера.
Процессы, происходящие в фотоэлементах, нестабильны, при чрезмерных солнечных вспышках света энергия, которая создает напряжение холостой работы батареи, может быть превышена.

Мощность солнечной батареи

Эта величина важна в работе контроллера, так как устройство должно иметь достаточную мощность, чтобы передавать ее аккумуляторным батареям, если мощности не будет хватать, то схема прибора выйдет из строя.

Для вычисления мощности значение выходного тока из контроллера умножают на напряжение, которое выработано солнечной батареей, не забывая про 20% резерв.

Вид нагрузки

Контроллер должен использоваться по своему назначению. Не нужно применять его как обычный источник напряжения, подключать к нему разные устройства бытового назначения. Может быть, некоторые из них будут нормально работать, и не выведут контроллер из строя.

Другой вопрос, сколько времени это будет продолжаться. Устройство работает на принципе преобразований широтно-импульсного типа, применяет технологии микропроцессорного производства. Эти технологии учитывают нагрузку, заложенную в свойствах аккумуляторной батареи, а не разного рода потребителях, имеющих своеобразные свойства поведения при изменении нагрузки.

Как сделать контроллер своими руками

Чтобы изготовить такое устройство, достаточно иметь некоторые знания электротехники и электроники. Самодельное устройство будет уступать промышленному образцу по наличию функций и эффективности, но для простых сетей с небольшой мощностью, такой самодельный контроллер вполне подойдет.

Самодельный контроллер должен иметь следующие параметры:

1,2 P ≤ I × U. В данном выражении применяются обозначения общей мощности источников (Р), тока выхода контроллера (I), напряжения при разряженном аккумуляторе (U).
Наибольшее напряжение входа контроллера должно соответствовать общему напряжению аккумуляторов на холостом ходу без нагрузки.

Простая схема модуля самодельного контроллера:

Контроллеры для солнечных батарей, собранные самостоятельно, имеют свойства:

Напряжение заряда – 13,8 вольт, меняется от номинального тока.
Отключающее напряжение – 11 вольт, может настраиваться.
Включающее напряжение – 12,5 вольта.
Снижение напряжения на ключах – 20 милливольт при токе 0,5 А.

Контроллеры для солнечных батарей входят в состав любых гелиосистем, а также систем на солнечных батареях и ветряных генераторах. Они дают возможность создания нормального режима зарядки батарей аккумуляторов, увеличивают эффективность и снижают износ, могут собираться собственными силами.

Разбор схемы контроллера для гибридного питания

Для примера будем рассматривать источник аварийного освещения или охранной сигнализации, работающей в круглосуточном режиме.

Применение энергии солнечной батареи позволяет сократить расход электрической энергии от питающей центральной сети, а также защитить электроустройства от возможности веерного отключения питания.

В темное время, когда нет солнечного света, система переключается на сетевое питание 220 вольт. Запасным источником стала аккумуляторная батарея на 12 вольт. Эта система функционирует в любую погоду.

Схема простейшего контроллера

Фоторезистор осуществляет управление транзисторами Т1 и Т2.

Днем, когда есть солнечный свет, транзисторы закрываются. Напряжение 12 вольт подается на батарею аккумуляторов от панели через диод D2. Он не дает разряжаться аккумулятору через панель. При достаточном освещении панель выдает ток мощностью 15 ватт, 1 ампер.

Когда аккумуляторы получат полный заряд до 11,6 вольта, то стабилитрон открывается и включается красный светодиод (LED Red). При снижении напряжения на контактах аккумулятора до 11 вольт, красный светодиод отключается. Это обозначает, что батарея аккумуляторов требует зарядки. Резисторы R1 и R3 осуществляют ограничение тока светодиода и стабилитрона.

Ночью, или в темное время, когда нет света солнца, сопротивление фотоэлемента снижается, подключаются транзисторы Т1 и Т2. Аккумуляторная батарея получает заряд от блока питания. Ток заряда от линии питания 220 вольт через трансформатор, выпрямитель, резистор и транзисторы поступает на аккумуляторную батарею. Емкость С2 сглаживает пульсации напряжения сети.

Предел светового потока, при котором включается фотодатчик, настраивают переменным резистором.

Солнечный контроллер «Энергия» MPPT Pro 200В 100А

Солнечный контроллер КЭС PRO MPPT 200/100

Компанией МикроАРТ выпущена новая модификация (КЭС PRO) первого, разработанного в России, солнечного контроллера ECO MPPT PRO.
Применение датчиков тока ДТ 325 А (опционально) позволяет контроллеру учитывать дополнительные внешние зарядные/разрядные токи от инвертора и/или ветрогенератора. Это позволяет автоматически уменьшить ток заряда, если он будет идти одновременно от ветрогенератора и от солнечных панелей и будет превышать максимально допустимый ток для АКБ. Так же, применение этого датчика для контроля зарядно/разрядных токов от инвертора, позволяет мгновенно, при необходимости, добавить необходимый ток от солнечных панелей, который требуется инвертору (для нагрузки), даже если АКБ заряжены и контроллер вышел на маленький зарядный ток (большой ток заряда в конце заряда недопустим).

Так же этого можно достичь, связав меду собой, по шине I2C с помощью специального шнура, контроллер КЭС и инвертор МАП (в этом случае датчик тока может быть использован только для контроля токов от ветрогенератора).

Ключевые преимущества:

КПД до 98% позволяет не только собирать всю солнечную энергию почти без потерь, но и даёт возможность обойтись без вентиляторов охлаждения, что в разы увеличивает надёжность прибора.
Высокое быстродействие, а следовательно эффективность выше до 10%(по сравнению с другими МРРТ контроллерами) и до 40% по сравнению с ШИМ (PWM) контроллерами.
Допустимое напряжение на входе контроллера до 200 В (или до 250 В — зависит от модификации), — а значит, массив солнечных панелей, можно соединять из последовательных цепочек до 3-х (или до 4-х) солнечных панелей с номиналом 24 В (напряжение открытой цепи каждой из них (без нагрузки) может достигать 45 В при температуре +25С, что в сумме 3*45 = 135 В, или 4*45 = 180 В. Но зимой или в холодные дни, это напряжение может достигать 55В(!) поэтому ставить большее количество панелей последовательно опасно). Очень важно чтобы солнечные панели работали и в пасмурную погоду, для чего необходимо обеспечить особые условия. Для этого нужно соединить их так чтобы их общее напряжение было высоким. Тогда и при затенении облаками, всё равно напряжение от них будет достаточно высокое для заряда аккумуляторов (АКБ). Дальнейшее наращивание напряжения массива солнечных панелей (300 В и более) обычно нецелесообразно, т. к. ведёт к существенному уменьшению КПД контроллера и монтаж панелей становится всё более опасным для жизни (постоянное напряжение особо опасно уже начиная от 100 В).
Два датчика тока на основе датчика Холла (что намного лучше измерительного шунта) для контроля заряда/разряда от другого устройства (например, от ветрогенератора, и/или от инвертора) – опционально.
Благодаря датчикам токов, имеется возможность работать в паре с гибридным инвертором на промышленную сеть 220 В (мгновенное добавление по необходимости тока, в том числе больше чем разрешено для заряда АКБ, минуя АКБ – хотя минимальные аккумуляторы поставить всё же необходимо).
Наличие собственного трансформаторного источника питания от солнечных панелей, что позволяет питать контроллер вне зависимости от состояния АКБ. (Работа возможна даже при полностью разряженной АКБ).
Счетчик входящих А*ч/Вт*ч
Возможность обновления встроенного программного обеспечения
Контроллер, кроме напряжений АКБ 12/24/48/96 В позволяет вручную установить любые нестандартные напряжения для работы с АКБ. Полезно для работы с нестандартными щелочными АКБ, или с нестандартным количеством банок АКБ.
Рекордный ток (до 100 А или до 60 А в зависимости от модификации) и возможность работы с системами на 96 В, позволяют получить рекордную мощность от одного контроллера: до 11 кВт (ток 100 А умножается на буферное напряжение АКБ — 110 В).
Возможность подключения литий-железо-фосфатных (LiFePO4) аккумуляторных батарей с BMS. Контроллер сам управляет BMS или, при необходимости, автоматически передаёт управление ими инвертору МАП (контроллер соединяется дополнительным кабелем с МАП, а в последнем, тоже обеспечена возможность управления BMS).
Три программируемых мощных реле управления внешними устройствами (например, в условиях полной автономии от электросетей, для экономии энергии, можно холодильник на ночь автоматически отключать, держа в морозилке побольше льда). В отличие от конкурентов, в КЭС DOMINATOR и PRO установлены мощные реле на 3,5 кВт — 240 В 16 А (т.е. можно подключать, к примеру, холодильник, сразу через контроллер, без всяких добавочных реле). Чаще всего эти реле используют для генерации сигнала тревоги и/или запуска генератора, но последние тенденции (особенно для автономии) – увеличение массива солнечных панелей, а не аккумуляторов, и коммутация различных устройств использующих 220 В (холодильники, бойлеры, кондиционеры, обогреватели и др.) для автоматического перевода их на питания на светлое время суток. Ведь солнечные панели испортить почти невозможно, и служат они на порядок дольше, чем аккумуляторы.
Температурная компенсация и коррекция режимов заряда для продления срока службы аккумулятора
Трёхстадийный заряд с буферным режимом
Тропическое исполнение: плата контроллера защищена влагонепроницаемым покрытием (лаком), что минимизирует вредное влияние повышенной влажности и насекомых.

Технические характеристики контроллера заряда КЭС PRO MPPT 200/100
Макс ток, А	100
Напряжение АКБ, В	12/24/36/48/96 автоматический выбор
Тип используемых АКБ	GEL, AGM, закрытые, открытые, щелочные, LiFePO4
Температурный сенсор	Внешний
Макс рабочее напряжение от солнечных панелей, В	185
Макс напряжение от солнечных панелей, В	200
КПД	98%
Программируемые реле	3 шт. DPST AC: 240В / 16A
Собственное потребление на ХХ, Вт	1,9
Возможность в паре с гибридным инвертором работать на сеть (добавление по необходимости тока, в том числе больше чем разрешено для АКБ)	Да
Вход USB и вход RS232	Есть
Шина I2C (для связи с инверторами МАП, другими солнечными контроллерами КЭС, ПАК Малина)	Есть
Возможность контроля токов от сторонних устройств (инвертор, ветрогенератор)	Да
Размер терминалов	35mm2 / AWG2

Установка	Вертикальное настенное крепление
Охлаждение	Естественное
Класс защиты	IP40
Рабочий температурный диапазон, °C	-40. ..+60
Габариты [ВxГxШ], см	35x12x21
Масса, кг	5.00

Отзывы и вопросы

Солнечный контроллер "Энергия" MPPT Pro 200В 100А

<h4>Солнечный контроллер КЭС PRO MPPT 200/100</h4> Компанией МикроАРТ выпущена новая модификация (КЭС PRO) первого, разработанного в России, солнечного контроллера ECO MPPT PRO. Применение датчиков тока <a href=»http://www.newpolus.ru/products/kontroller-zaryada-dlya-solnechnykh-batarey/datchik-toka-do-325a-/»>ДТ 325 А</a> (опционально) позволяет контроллеру учитывать дополнительные внешние зарядные/разрядные токи от инвертора и/или ветрогенератора. Это позволяет автоматически уменьшить ток заряда, если он будет идти одновременно от ветрогенератора и от солнечных панелей и будет превышать максимально допустимый ток для АКБ. Так же, применение этого датчика для контроля зарядно/разрядных токов от инвертора, позволяет мгновенно, при необходимости, добавить необходимый ток от солнечных панелей, который требуется инвертору (для нагрузки), даже если АКБ заряжены и контроллер вышел на маленький зарядный ток (большой ток заряда в конце заряда недопустим). Так же этого можно достичь, связав меду собой, по шине I2C с помощью специального шнура, контроллер КЭС и инвертор МАП (в этом случае датчик тока может быть использован только для контроля токов от ветрогенератора). Ключевые преимущества: <ul> <li>КПД до 98% позволяет не только собирать всю солнечную энергию почти без потерь, но и даёт возможность обойтись без вентиляторов охлаждения, что в разы увеличивает надёжность прибора.</li> <li>Высокое быстродействие, а следовательно эффективность выше до 10%(по сравнению с другими МРРТ контроллерами) и до 40% по сравнению с ШИМ (PWM) контроллерами. </li> <li>Допустимое напряжение на входе контроллера до 200 В (или до 250 В — зависит от модификации), — а значит, массив солнечных панелей, можно соединять из последовательных цепочек до 3-х (или до 4-х) солнечных панелей с номиналом 24 В (напряжение открытой цепи каждой из них (без нагрузки) может достигать 45 В при температуре +25С, что в сумме 3*45 = 135 В, или 4*45 = 180 В. Но зимой или в холодные дни, это напряжение может достигать 55В(!) поэтому ставить большее количество панелей последовательно опасно). Очень важно чтобы солнечные панели работали и в пасмурную погоду, для чего необходимо обеспечить особые условия. Для этого нужно соединить их так чтобы их общее напряжение было высоким. Тогда и при затенении облаками, всё равно напряжение от них будет достаточно высокое для заряда аккумуляторов (АКБ). Дальнейшее наращивание напряжения массива солнечных панелей (300 В и более) обычно нецелесообразно, т.к. ведёт к существенному уменьшению КПД контроллера и монтаж панелей становится всё более опасным для жизни (постоянное напряжение особо опасно уже начиная от 100 В). </li> <li>Два датчика тока на основе датчика Холла (что намного лучше измерительного шунта) для контроля заряда/разряда от другого устройства (например, от ветрогенератора, и/или от инвертора) – опционально.</li> <li>Благодаря датчикам токов, имеется возможность работать в паре с гибридным инвертором на промышленную сеть 220 В (мгновенное добавление по необходимости тока, в том числе больше чем разрешено для заряда АКБ, минуя АКБ – хотя минимальные аккумуляторы поставить всё же необходимо).</li> Это касается и любых обычных инверторов – добавление мощности от СП в нагрузку без расходования АКБ. Последнее очень важно — энергия может идти транзитом, АКБ не расходуются, а значит, служат десятилетиями. <li>Наличие собственного трансформаторного источника питания от солнечных панелей, что позволяет питать контроллер вне зависимости от состояния АКБ. (Работа возможна даже при полностью разряженной АКБ).</li> <li>Счетчик входящих А*ч/Вт*ч</li> <li>Возможность обновления встроенного программного обеспечения</li> <li>Контроллер, кроме напряжений АКБ 12/24/48/96 В позволяет вручную установить любые нестандартные напряжения для работы с АКБ. Полезно для работы с нестандартными щелочными АКБ, или с нестандартным количеством банок АКБ.</li> <li>Рекордный ток (до 100 А или до 60 А в зависимости от модификации) и возможность работы с системами на 96 В, позволяют получить рекордную мощность от одного контроллера: до 11 кВт (ток 100 А умножается на буферное напряжение АКБ — 110 В).</li> <li>Возможность подключения литий-железо-фосфатных (LiFePO4) аккумуляторных батарей с BMS. Контроллер сам управляет BMS или, при необходимости, автоматически передаёт управление ими инвертору МАП (контроллер соединяется дополнительным кабелем с МАП, а в последнем, тоже обеспечена возможность управления BMS).</li> <li>Три программируемых мощных реле управления внешними устройствами (например, в условиях полной автономии от электросетей, для экономии энергии, можно холодильник на ночь автоматически отключать, держа в морозилке побольше льда). В отличие от конкурентов, в КЭС DOMINATOR и PRO установлены мощные реле на 3,5 кВт — 240 В 16 А (т.е. можно подключать, к примеру, холодильник, сразу через контроллер, без всяких добавочных реле). Чаще всего эти реле используют для генерации сигнала тревоги и/или запуска генератора, но последние тенденции (особенно для автономии) – увеличение массива солнечных панелей, а не аккумуляторов, и коммутация различных устройств использующих 220 В (холодильники, бойлеры, кондиционеры, обогреватели и др.) для автоматического перевода их на питания на светлое время суток. Ведь солнечные панели испортить почти невозможно, и служат они на порядок дольше, чем аккумуляторы.</li> <li>Температурная компенсация и коррекция режимов заряда для продления срока службы аккумулятора</li> <li>Трёхстадийный заряд с буферным режимом</li> <li>Тропическое исполнение: плата контроллера защищена влагонепроницаемым покрытием (лаком), что минимизирует вредное влияние повышенной влажности и насекомых.</li> </ul>

Солнечный контроллер заряда Schneider Electric Conext MPPT 60 150

Schneider Electric Conext MPPT 60 150 Solar Charge Controller — (XW SCC) — это зарядное устройство, которое отслеживает лучшее соотношений(оптимальную точку) напряжения и тока от массива солнечных панелей. В процессе заряда батарей контроллер XW-MPPT60-150 регулирует напряжение заряда батарей опираясь на всю ту энергию, которая поступает от солнечных панелей (PV — panels array).

Данный контроллер Schneider Electric Conext MPPT 60 150 может работать с аккумуляторами или с массивами аккумуляторов напряжением 12, 24, 36, 48 и 60 Вольт и заряжать низко-вольтные аккумуляторные батареи (например аккумуляторы с номинальным напряжением 12 Вольт) от массива солнечных батарей с высоким выходным напряжением (например от массива солнечных панелей с номинальным рабочим напряжением 100 Вольт).

Контроллер имеет интеллектуальный алгоритм отслеживания режима оптимальной работы фотопанели, в зависимости от погодных условий нахождения точки при которой мощность солнечной панели максимальная. Максимальная эффективность преобразования 97%. Одним из достоинств этой модели является выбор типа используемых аккумуляторных батарей (AGM, GEL, жидко-кислотный) и применения к ним специального алгоритма заряда, поскольку разные типы имеют разные зарядные кривые (разные напряжения в одних и тех же режимах). Контроллер может работать с любым типом солнечных батарей, в том числе и с тонкопленочными модулями.

Особенности:

Предназначен для солнечных станций мощностью до 4 кВт. Максимальное входящем напряжении 150 В. Использование такого высокого входного напряжения солнечных панелей (до 145 В) позволяет:

повысить эффективность при низком освещении;
уменьшить сечение кабелей;
увеличить дистанцию от панелей до контроллера.

Кроме основных параметров работы, дисплей индикации дополнительно отображает:

счетчик выработки солнечной станции;
память история 128-ми дневная;
вариант заземление «на плюс»;
Выход AUX контактов с возможностью программирования.

Приоритеты:

Технология MPPT позволяет значительно уменьшить потери и повысить эффективность заряда АКБ;
Высочайшая надежность, конвекционное охлаждение вместо вентилятора;
Литой алюминиевый радиатор позволяет эффективно регулировать избыточное тепловыделение;
Автоматический 2-х или 3-х-стадийный алгоритм заряда увеличивает сроки службы АКБ;
Программируемый AUX контакт управления;
Защита входных цепей от высокого/низкого напряжения, а также неправильного подключения;
Защита от перегрева и уменьшение мощности при высокой температуре;
Температурный датчик компенсирует напряжение заряда в зависимости от температуры окружающей среды;
Коммуникация с другими компонентами системы XW по внутреннему протоколу Xanbus.

Контроллер совместим со следующими компонентами Xantrex: Инвертор XW, системная панель управления XW SCP, панель управления генератором XW AGS, коммуникационный модуль XW CG.

тестирование контроллера заряда / Хабр

Привет geektimes!

В предыдущей части была рассмотрена и проверена работа платы BMS, обеспечивающей корректный заряд литий-ионного аккумулятора. Китайская почта наконец доставила Solar charge controller, так что пора протестировать и его.

Результаты тестирования под катом.

Контроллер заряда (Solar charge controller)

Данное устройство является основным во всей системе — именно контроллер обеспечивает взаимодействие всех компонентов — солнечной панели, нагрузки и батареи (он нужен, только если мы хотим именно накапливать энергию в батарее, если отдавать энергию сразу в электросеть, нужен другой тип контроллера grid tie).

Контроллеров на небольшие токи (10-20А) на рынке довольно-таки много, но т.к. в нашем случае используется литиевая батарея вместо свинцовой, то нужно выбирать контроллер с настраиваемыми (adjustable) параметрами. Был куплен контроллер, как на фото, цена вопроса от 13$ на eBay до 20-30$ в зависимости от жадности местных продавцов. Контроллер гордо называется «Intelligent PWM Solar Panel Charge Controller», хотя по сути вся его «интеллектуальность» заключается в возможности задания порогов заряда и разряда, и конструктивно он не сильно отличается от обычного DC-DC конвертора.

Подключение контроллера весьма просто, у него всего 3 разъема — для солнечной панели, нагрузки и аккумулятора соответственно. В качестве нагрузки в моем случае была подключена светодиодная лента на 12В, аккумулятор все тот же тестовый с Hobbyking. Также на контроллере есть 2 USB-разъема, от которых можно заряжать различные устройства.

Все вместе выглядело так:

Перед тем как использовать контроллер, его надо настроить. Контроллеры этой модели продаются в разных модификациях для разных типов батарей, отличия скорее всего лишь в предустановленных параметрах. Для моей литиевой батареи c тремя ячейками (3S1P) я установил следующие значения:

Как можно видеть, напряжение отключения заряда (PV OFF) установлено на 12.5В (исходя из 4.2В на ячейку можно было поставить 12.6, но небольшой недозаряд положительно сказывается на количестве циклов батареи). Следующие 2 параметра — отключение нагрузки, в моем случае настроено на 10В, и повторное включение заряда на 10.5В. Минимальное значение можно было поставить и меньше, до 9.6В, небольшой запас был оставлен для работы самого контроллера, который питается от той же батареи.

Тестирование

С разрядом проблем ожидаемо не было. Заряда батареи хватило чтобы зарядить планшет, также горела светодиодная лента, и при пороговом напряжении в 10В, лента погасла — контроллер отключил нагрузку, чтобы не разряжать батарею ниже заданного порога.

А вот с зарядом все пошло не совсем так. Вначале все было хорошо, и максимальная мощность по ваттметру составила около 50Вт, что вполне неплохо. Но ближе к концу заряда подключенная в качестве нагрузки лента стала сильно мерцать. Причина ясна и без осциллографа — две BMS не очень дружат между собой. Как только напряжение на одной из ячеек достигает порога, BMS отключает батарею, из-за чего отключается и нагрузка и контроллер, затем процесс повторяется. Да и учитывая что пороговые напряжения уже заданы в контроллере, вторая плата защиты по сути и не нужна.

Пришлось вернуться к плану «Б» — поставить на батарею только плату балансировки, оставив контроллеру управление зарядом. Плата 3S balance board выглядит так:

Бонус этого балансира еще и в том, что он в 2 раза дешевле.

Конструкция получилась даже проще и красивее — балансир занял свое «законное» место на балансировочном разъеме батареи, к контроллеру батарея подключена через силовой разъем.
Все вместе выглядит примерно так:

Больше никаких неожиданностей не было. Когда напряжение на батарее поднялось до 12.5В, потребляемая от панелей мощность упала практически до нуля а напряжение увеличилось до максимума «холостого хода» (22В), т.е. заряд больше не идет.

Напряжение на 3х ячейках батареи в конце заряда составило 4.16В, 4.16В и 4.16В, что дает в сумме 12.48В, к контролю заряда, как и к балансиру претензий нет.

Заключение

Система работает, почти как и ожидалось. Днем электроэнергия может накапливаться, вечером ее можно использовать. В финальной версии батарея будет заменена на блок из элементов 18650, которые уже описывались в предыдущей части. Емкость батареи можно увеличить до 20Ач, больше для балконной системы уже избыточно. Если же приобрести другой балансир, можно использовать и LiFePo4-аккумуляторы, достаточно установить нужные пороги напряжений в контроллере. Однако в моем случае, смысла в этом скорее всего нет — стоимость LiFePo4 на 10-20Ач составляет 80-100$, что уже сопоставимо со стоимостью Grid Tie контроллера, который я собираюсь протестировать в дальнейшем.

Продолжение в следующей части.

Еще исключительно для тестов (понятно что экономического смысла в этом нет) была заказана батарея ионисторов на 12В, благо цены падают и сейчас они относительно дешевые. Будет интересно проверить, на сколько хватит их заряда. Stay tuned.

Примечание: показанная на фото батарея от Hobbyking была поставлена исключительно для теста. Эти батареи не тестировались для постоянного использования в подобных системах, также их не рекомендуется оставлять без присмотра.

Более-менее окончательная версия батареи выглядит вот так:

Это 12 ячеек 18650, соединенных в группы параллельно по 4. Примерная емкость батареи около 12ач, этого хватает для зарядки разных гаджетов и для вечернего освещения комнаты светодиодной лентой. В батарее используются элементы Panasonic, те же что и в автомобилях Tesla S, надежность данных ячеек можно считать вполне хорошей.

Для желающих посмотреть видео-версию, ролик выложен в youtube.

Зачем нужны контроллеры солнечных батарей

Важность контроллера в солнечной системе неочевидна. То есть, без соответствующих знаний о взаимодействии солнечных батарей и аккумуляторов на уровне физических процессов на первый взгляд может показаться, что в этом устройстве нет никакой необходимости. Ведь если соединить солнечные модули с аккумуляторной батареей, ток пойдет в любом случае.

Давайте проследим весь процесс получения энергии от солнечной батареи в аккумулятор от начала до конца без «участия» контроллера.

Когда луч солнца бьет по поверхности солнечной панели, происходит фотоэлектрический эффект. Под его воздействием электроны собираются в непрерывную цепочку, и образуется ток, который и передается аккумулятору для дальнейшей зарядки.

Когда ток начинает поступать в аккумулятор, напряжение устройства начинает расти и достигает своего пика по мере его заряда. В этих процессах не усматривается никаких несоответствий, все верно.

Но! Если аккумулятор и солнечные панели взаимодействуют без контроллера, то без своевременного отключения панелей от аккумулятора после его стопроцентной зарядки произойдет перезаряд. Тогда электролиты начнут выкипать из аккумулятора. Если не применять контроллер и перезаряжать аккумулятор, то в скором времени произойдут сбои в системе и скоропостижный выход из строя аккумуляторов.

В связи с высокой стоимостью оборудования автономной солнечной системы частые поломки и замена аккумуляторов на новые весьма накладна. Кроме того, могут произойти сбои других устройств такой электростанции.

Купить контроллер, или нет, — рассудите сами. Но мнение специалистов едино – такое устройство является необходимым для эффективной слаженной и, главное, долговечной работы солнечной системы.

Типы контроллеров и принцип их работы

Перейдем к описанию типов контроллеров и рассмотрим то, как они работают в системе – взаимодействуют с аккумулятором.

Контроллеры ON/OFF

Самый простой вариант среди тех, что предлагают современные производители. Контроллеры типа ON/OFF работают только на включение и выключение аккумулятора по достижении им полного заряда, то есть, реагируют на пиковое напряжение. Выработка энергии модулями при этом зависит только от внешних факторов и технических характеристик фотоэлементов.

Но дело в том, что аккумулятору, чтобы зарядиться на 100%, необходимо держать максимальное напряжение несколько часов. В итоге вот он, недостаток таких устройств. Контроллер ON/OFF отключает зарядное устройство от панелей на стадии неполного заряда – 80-90%.

Частый или постоянный недозаряд негативно сказывается на работе аккумуляторов. Срок службы зарядных устройств постепенно сокращается. Поэтому даже при низкой стоимости контроллеры ON/OFF не пользуются большой популярностью.

Контроллер PWM (ШИМ)

Сравнительно более модернизированные устройства, чем ON/OFF. Контроллеры PWM (ШИМ) компенсируют высокое напряжение аккумуляторов до достижения полного заряда за счет понижения напряжения солнечных панелей. В основе работы таких устройств лежит принцип широтно-импульсного преобразования, за что они и получили свое название ШИМ.

Но и у таких контроллеров есть существенный недостаток, неблагоприятно сказывающийся на эффективности работы автономной системы. Их взаимодействие с солнечными панелями очень ограничено. То есть, в процессе работы контроллера PWM теряется около 40% вырабатываемой энергии.

Контроллеры MPPT

Устройства нового поколения, наиболее экономичные в использовании, хотя и имеют высокую стоимость. Контроллер MPPT также работает по принципу широтно-импульсного преобразования, но с применением вычислительных технологий.

Такой прибор извлекает из солнечной панели максимум мощности, реагируя на самый высокий порог напряжения. Таким образом, в аккумулятор поступает самый мощный ток, причем на всех уровнях его заряда. Контроллер MPPT сопоставляет напряжение аккумулятора и панелей и выбирает наилучший вариант преобразования.

Контроллер MPPT может быть оснащен температурными датчиками, а также датчиками, которые распознают тип аккумуляторов. Это важно, ведь у каждого аккумулятора своя кривая напряжения на различных этапах зарядки. Эффективность работы контроллера MPPT доказана тем, что при его работе наблюдается прирост количества используемой солнечной энергии на 10-30%.

Критерии выбора контроллера

При выборе контроллера необходимо учесть характеристики других элементов оборудования солнечной системы. Перед тем, как отправиться за покупкой данного устройства, произведите анализ и некоторые вычисления:

Входное напряжение контроллера. Оно указано производителем на обороте корпуса устройства. Значение входного напряжения контроллера должно быть выше значения напряжения холостого хода солнечной батареи на 20%. Обратите внимание: не одной панели, а всей батареи, всех фотомодулей. То есть, суммарное значение.

Вообще, напряжение контроллера и солнечной батареи должны соответствовать. Запас в 20% нужен по той причине, что регламент производителя в отношении напряжений контроллера может быть завышен, а в отношении солнечных батарей — занижен.

Суммарная мощность солнечных батарей. Умножьте значение выходного тока контроллера на величину напряжения системы с запасом +20%. Таким образом, суммарная мощность солнечных батарей не должна превышать значение полученного результата.

Вы можете купить контроллер без всяких вычислений, если обратитесь к специалистам. В компании «НСиА» вам дадут исчерпывающую информацию о том, как правильно выбрать любое оборудование для солнечной системы и выполнят необходимые расчеты.

Если вы хотите купить контроллер в Краснодаре или Краснодарском крае, добро пожаловать на страницы нашего каталога. Вы можете заказать устройство онлайн. Если у вас есть время, то приезжайте в офис «НСиА» или просто свяжитесь с нами. Мы произведем нужные расчеты и подберем для вашей системы качественный надежный и функциональный контроллер.

Солнечный контроллер для ветрогенератора — практика

В этой статье я расскажу о том можно-ли контроллеры созданные для солнечных батарей использовать в качестве контроллеров для ветрогенератоов. Расскажу некоторые нюансы и практические способы подключения контроллеров к ветрогенераторам. Многие уже меня спрашивали на счёт того можно-ли использовать солнечные контроллеры для ветрогенераторов и я говорю что нет!!! — просто так любой контроллер нельзя. А нельзя потому-что когда аккумулятор уже почти заряжен, то контроллер периодически или постоянно (ШИМ) импульсами отключает солнечную панель транзисторами, которые внутри этого контроллера. Отключает он солнечную панель чтобы аккумулятор не перезарядился. У некоторых контроллеров есть многостадийные режимы зарядки, но в общем все они так или иначе отключают солнечную панель.

По-этому если вы возьмёте и подключите ветрогенератор вместо солнечной панели, предварительно выпрямив переменное напряжение фаз в постоянное с помощью трёх-фазного диодного моста, то контроллер тоже его будет отключать ограничивая напряжение чтобы АКБ не перезарядился. Но напряжение отключенной солнечной панели в холостую всего 19-21 вольт, а вот если отключить ветрогенератор, особенно на сильном ветру, то его напряжение может оказаться значительно больше, при этом без нагрузки винт раскрутится ещё больше и напряжение на холостом ходу станет ещё выше. Ну и что? — скажете вы, ну и пускай — ветряк то контроллер отключил всё равно.

Ну во-первых ветрогенератор без нагрузки оставлять нельзя в сильный ветер, без нагрузки винт будет крутится на очень больших оборотах, сильно шуметь, и испытывать сильные ветровые перегрузки, от этого ветрогенератор может просто не выдержать и «скинуть» лопасти. Часто в таких случаях отрывает (ломает) лопасти, и не выдерживают слабые мачты и ветряки падают. По-этому винт ветрогенератора должен быть всегда под нагрузкой, и если АКБ заряжены то ветряк переключается на балластную нагрузку, на нагревательные тенны или резистор.

А во-вторых как я писал выше напряжение ветрогенератора без нагрузки может доходить применительно для ветряков на 12 вольт до 60-80 вольт, и даже более. А транзисторы солнечных контроллеров рассчитаны на напряжение около 40 вольт, но не все и далее мы рассмотрим это всё. И когда контроллер то напряжение подскочит до 50-60 вольт и более при сильном ветре, и в момент включения моментально сгорят входные транзисторы контроллера. То-есть контроллер сгорит от перенапряжения на входе, так-как транзисторы не рассчитаны на такое высокое напряжение, потому-что контроллер предназначен для солнечных панелей, у которых напряжение в холостую всего до 21 вольт если панель на 12 вольт (36 ФЭМ).

Контроллеры для ветрогенераторов, принцип работы

Контроллеры для ветрогенераторов никогда не отключают ветрогенератор и работают по двум основным принципам. Контроллеры для мощных ветрогенераторов обычно продаются с большим балластным резистором. И когда напряжение на аккумуляторе поднимится до 14-15 вольт то контроллер включает балласт и лишняя энергия от ветрогенератора сжигается на балласте. При этом и ветряк под нагрузкой и аккумулятор не перезаряжается. А так-же часто вместо этого резистора балластного подключают нагревательные тенны и греют воду лишней энергией, например подпитка отопления в доме.

Более простые контроллеры для маломощных ветрогенераторов просто тормозят ветрогенератор замыкая фазы генератора. Обычно они работают так, когда напряжение поднимется до 15 вольт, то контроллер замыкает обмотки генератора и винт останавливается, и ветряк так и стоит пока напряжение не опустится до 13,5 вольт, тогда контроллер отпускает ветряк, он снова раскручивается и работает пока напряжение не достигнет 15 вольт. У разных контроллеров могут отличаться настройки срабатывания, но в общем принцип работы такой.

Солнечные контроллеры для ветрогенератора

Но большинство современных контроллеров для солнечных панелей можно настроить для работы с ветрогенераторами. Такие контроллеры имеют дисплеи и кнопочки для настройки, это как раз то что и требуется от контроллера. Самое основное это чтобы была возможность настройки выхода (Load) контроллера, это те контакты где нарисована лампочка. Если настойки Load можно изменять то на этот выход можно подключить балласт и настроить пороги срабатывания. Ниже рисунок подключения.

Принцип работы с ветрогенератором такой: Сам ветрогенератор подключается как солнечная панель на вход контроллера, естественно на ветрогенератор нужно поставить диодный мост чтобы на контроллер подать уже выпрямленное напряжение плюс и минус. Аккумулятор подключается штатно так-же как и обычно на своё место на контактах. А на выход Load контроллера мы подключаем балласт, это может быть нагревательный тенн, лампочки или резистор. Мощность балласта должна быть такой-же как и максимальная мощность ветрогенератора. Например если ветряк выдаёт до 300 ватт, то и балласт нужен мощностью 300 ватт, например набрать лампочек на 300 ватт мощности.

Ветрогенератор нужно подключать остановленный и в самую последнюю очередь после настройки контроллера. Сам контроллер настраивается так, кнопочками сначала поднимаем порог отключения (change off) как можно выше, например до 17-20 вольт, это для того чтобы контроллер не отключил ветряк даже если ветряк окажется мощнее балласта и напряжение кратковременно поднимется до 16-17 вольт. Некоторые модели позволяют поднять напряжение только до 15 вольт, но выставляем максимум, и тогда балласт обязательно мощнее ветряка. Далее настраиваем включение балласта, вставляем параметр (Load on) на 14,5-15 вольт, чтобы балласт включился при этом напряжении, и выставляем (Load off) на 13,5 вольт. Как настройки установлены то можно подключать и запускать ветрогенератор.

Теперь когда напряжение на аккумуляторе поднимется до установленных 14,5-15 вольт, то включится балласт и пока напряжение не просядет до 13,5 вольт от не выключится. Ветрогенератор при этом не отключится и будет всегда под нагрузкой. Ниже небольшое видео с тестированием подобного солнечного контроллера для работы с ветряком.

При этом как вы понимаете сам контроллер должны быть на тот ток что может выдать ветрогенератор. Например на видео контроллер на 30А, на него можно подключить ветрогенератор с максимальным током зарядки до 30А, и балласт до 30А максимум. При этом контроллер на дисплее так-же будет показывать все параметры, ток зарядки и напряжение что очень удобно.

Но можно использовать и слабые контроллеры для мощных ветряков, только ветрогенератор подключается не к контроллеру, а напрямую на аккумулятор. Контроллер подключается к аккумулятору отдельно, и балласт тоже подключается отдельно через реле. К контактам контроллера Load подключается реле, которое будет включать-выключать балласт, параметры включения настраиваются и контроллер уже по выставленному напряжению будет управлять балластом. В этом случае контроллер просто управляет реле, отслеживая напряжение на аккумуляторе. Но зато можно использовать дешёвый контроллер, и установив мощное реле можно подключать мощный балласт.

Так-же можно использовать контроллеры без всяких изменений, но тогда нужно быть уверенным что напряжение подключенного ветррогенератора не превысит напряжение пробоя транзисторов контроллера. Есть контроллеры 12/24 вольта с транзисторами на 80-100 вольт и даже до 150 вольт, и если ваш ветряк максимально без нагрузки выдаёт меньше напряжение то можно его подключать как солнечную панель. Но трёх-лопастные скоростные ветряки лучше не подключать так-как на сильном ветре винты без нагрузки могут не выдержать перегрузок и обороты сильно вырастают и напряжение всё-таки может превысить максимально допустимое и контроллер сгорит.

Но вот для тихоходных много-лопастных ветряков солнечные контроллеры более подходят, особенно если есть механическая защита от сильного ветра, когда винт уходит — отворачивается при сильном ветре. Если есть защита от сильного ветра складыванием хвоста то её можно настроить на более раннее срабатывание чтобы винт уходил раньше и напряжение даже отключенного контроллером ветряка не превысило максимально допустимое. Тогда и ветрогенератор будет отлично работать с солнечным контроллером.

Так-же некоторые люди хотят использовать ветрогенератор для отопления и при этом ветрогенератор должен работать на тенны 220 вольт. Но если соединять тенны напрямую с ветрогенератором, то винт не может раскрутится до своей быстроходности и не выдаёт свою мощность. В итоге ветрогенератор очень плохо работает на тенны и не разгоняется, а на слабом ветру вообще останавливается. Как выход из ситуации надо подключать тенны только после того как ветряк разгонится.

Ниже схема работы для ветрогенераторов на 220 вольт. Принцип работы такой: для питания контроллера используется понижающий трансформатор на 12/220 вольт. А контроллер управляет твердотельными реле, которые подключаются к переменному напряжению генератора. Пороги срабатывания настраиваются на контроллере. Контроллер питается от 12 вольт через понижающий трансформатор, а напряжение трансформатора прямо зависит от напряжения генератора.Если ветррогенератор будет давать 100 вольт, то трансформатор выдаст 5 вольт примерно. Если ветряк выдаст 200 вольт, то на выходе трансформатора будет 10 вольт, в общем прямая зависимость. И таким образом можно настроить срабатывание реле, которые включают тенны.

Например вы хотите чтобы тенны включались при 200 вольт ветрогенератора, при этом значит контроллер питающийся от трансформатора видит 10 вольт, вот выставляем включение (Load on) на 10 вольт, и реле будут включаться при этом напряжении. А выключение при 9.5 вольт, это где то 190 вольт.

Суть всего этого я думаю вам понятна, я сам уже проверил работоспособность контроллера с балластом и балласт прекрасно работает и включается и выключается при заданных параметрах. Без балласта не пробовал, но мне попадался положительный опыт других людей подтверждающий описанное выше. Так-же сейчас для двух мощных (1 и 2кВт) ветрогенераторов установлены солнечные контроллеры на 48 вольт, на выходы Load которых подключён балласт и скоро будут практические данные и видео. На этом пока всё — спасибо что читаете…

Как выбрать контроллер заряда солнечной батареи для вашей фотоэлектрической системы

Дуглас Граббс, инженер по приложениям, Morningstar Corporation

В своих основных формах солнечные фотоэлектрические системы — это очень простая задача. Подключите солнечную панель к нагрузке постоянного тока, и она будет работать, пока не сядет солнце. Подключите солнечные панели к инвертору, подключенному к сети, и, пока светит солнце, энергия будет подаваться в сеть. Все довольно просто — пока солнце не перестанет светить.

Сложнее становится накопление энергии для использования, когда не светит солнце или когда сеть не работает.Для хранения электроэнергии для дальнейшей полезной работы требуются батареи, подключенные к солнечной фотоэлектрической системе. После добавления аккумулятора контроллер заряда становится одним из наиболее важных компонентов системы.

Любому, кто отключается от сети или желает использовать гибридную систему, которая может продавать вырабатываемую солнечными батареями электроэнергию в течение дня и хранить эту энергию для использования ночью, во время отключения электричества или в часы пик, будет нуждаться в контроллере заряда солнечной батареи.

Контроллер заряда ProStar PWM от Morningstar

Что делает контроллер заряда солнечной батареи

Думайте о солнечном контроллере заряда как о регуляторе.Он подает питание от фотоэлектрической батареи на нагрузку системы и аккумуляторную батарею. Когда аккумуляторная батарея почти заполнена, контроллер будет снижать зарядный ток, чтобы поддерживать напряжение, необходимое для полной зарядки аккумулятора и поддерживать его на высоком уровне. Имея возможность регулировать напряжение, солнечный контроллер защищает аккумулятор. Ключевое слово — «защищает». Батареи могут быть самой дорогой частью системы, а контроллер солнечного заряда защищает их как от перезаряда, так и от недозаряда.

Вторая роль может быть более сложной для понимания, но работа аккумуляторов в «частичном состоянии заряда» может значительно сократить их срок службы.Длительные периоды частичного заряда приводят к сульфатированию пластин свинцово-кислотных аккумуляторов и значительному сокращению срока службы, а химический состав литиевых аккумуляторов в равной степени уязвим для хронической недозарядки. Фактически, разряд батарей может быстро их убить. Поэтому контроль нагрузки для подключенных электрических нагрузок постоянного тока очень важен. Выключатель низкого напряжения (LVD), включенный в контроллер заряда, защищает батареи от чрезмерной разрядки.

Перезарядка всех типов аккумуляторов может нанести непоправимый ущерб.Избыточная зарядка свинцово-кислотных аккумуляторов может вызвать чрезмерное выделение газа, которое может фактически «вскипятить» воду, повредив пластины аккумулятора, обнажив их. В худшем случае перегрев и высокое давление могут стать причиной взрыва при выпуске.

Обычно меньшие контроллеры заряда включают в себя схему управления нагрузкой. На более крупных контроллерах, таких как Morningstar TriStar, отдельные переключатели и реле управления нагрузкой также могут использоваться для управления нагрузкой постоянного тока до 45 или 60 ампер. Наряду с контроллером заряда драйвер реле также обычно используется для включения и выключения реле для управления нагрузкой.Драйвер реле включает четыре отдельных канала для определения приоритета более критических нагрузок, чтобы они работали дольше, чем менее критические нагрузки. Это также полезно для автоматического управления запуском генератора и уведомления о тревоге.

Более совершенные контроллеры заряда солнечной батареи также могут контролировать температуру и регулировать зарядку аккумулятора для соответствующей оптимизации заряда. Это называется температурной компенсацией, при которой заряжается более высокое напряжение при низких температурах и более низкое напряжение при высоких температурах.

Многие контроллеры заряда солнечных батарей включают локальный и удаленный мониторинг данных.Morningstar предлагает варианты последовательной связи, поэтому контроллеры можно контролировать локально или удаленно с помощью совместимого коммуникационного оборудования. Кроме того, возможна связь через Ethernet для локального мониторинга в локальной сети или удаленно через Интернет.

По этим и другим причинам солнечный контроллер можно рассматривать как сердце и мозг системы. Он обеспечивает долговременную работоспособность батареи при любых условиях эксплуатации, а также обеспечивает функции контроля критической нагрузки и мониторинга системы.

Два основных типа контроллера заряда

Хотя контроллеры заряда бывают самых разных цен, номинальных мощностей и функций, все они попадают в одну из двух основных категорий: широтно-импульсная модуляция (PWM) и отслеживание точки максимальной мощности (MPPT).

Типы

PWM относительно просты, в них используется переключатель между фотоэлектрической решеткой и батареей. Переключатель может быстро открываться и закрываться, таким образом, имея возможность пульсировать или «дросселировать» электричество, поступающее от солнечной панели, чтобы уменьшить ток заряда по мере того, как батареи становятся полностью заряженными.Поскольку контроллеры ШИМ работают только с переключателем, напряжение массива во время работы равно напряжению батареи. Это означает, что вам необходимо использовать солнечные панели номинального напряжения с ШИМ-контроллером (панели с 36 ячейками для номинала 12 В и панели с 72 ячейками для номинала 24 В).

Даже при номинальном напряжении, ШИМ-контроллер будет работать ниже максимального напряжения питания (Vmp). Когда на улице холодно или когда напряжение батареи падает, ШИМ-контроллер будет работать значительно ниже Vmp и максимальной мощности (Pmp) солнечной батареи.Чтобы в полной мере использовать максимальную выходную мощность фотоэлектрического массива, вам понадобится контроллер MPPT.

Контроллеры

MPPT сравнительно сложнее. Они могут регулировать (или отслеживать) входное напряжение и ток фотоэлектрической батареи, чтобы найти оптимальное рабочее напряжение, которое будет генерировать наибольшую мощность в данный момент. Ниже приведены графики зависимости тока от напряжения (IV) и тока от мощности (IP) для фотоэлектрической батареи с номинальным напряжением. Постоянно отслеживая и работая на Vmp, контроллер MPPT сможет генерировать больше энергии, чем контроллер PWM во время массовой зарядки.

Контроллеры

MPPT также могут использоваться с фотоэлектрическими массивами с более высоким напряжением, превышающим номинальное напряжение. Это позволяет использовать различные солнечные фотоэлектрические панели, которые могут стоить меньше или быть более оптимальными по размеру. Например, 60-ячеечные модули стоят меньше, чем 36-ячеечные, и имеют более удобный размер для монтажа, чем более крупные 72-ячеечные модули. Массивы с более высоким напряжением также позволяют использовать меньшее количество параллельных цепочек, что приводит к меньшему количеству предохранителей блока сумматора, меньшему току массива и меньшему падению напряжения, поэтому можно использовать меньшие провода, а это означает, что контроллеры MPPT могут сэкономить деньги за счет сокращения дорогостоящей медной проводки, особенно для более длинных проводов массива. работает.

Обратите внимание: хотя технология MPPT дороже, она не обязательно лучше. Для системы правильного размера контроллеры MPPT и PWM отлично справятся с поддержанием заряда батарей. Выбор PWM или MPPT действительно зависит от приложения и местоположения.

Контроллер заряда TriStar MPPT от Morningstar

Если нет длинных проводов и используются солнечные модули с номинальным напряжением, ШИМ-контроллер часто является лучшим выбором. То же самое верно и для мест, где также может быть много постоянного и надежного солнечного света — в пустынях или тропиках.В этих местах контроллеры PWM являются правильным инструментом для работы, поскольку некоторая потеря солнечной энергии не является критичной. Любое преимущество использования контроллера MPPT может быть минимальным, поскольку напряжение массива ниже в теплых условиях. Еще одно соображение — размер системы. Контроллеры PWM часто используются в небольших, чувствительных к стоимости системах, где дополнительные затраты на MPPT не окупаются.

В местах с переменным солнечным светом, колебаниями температуры и затенения, в северных или южных широтах со снегопадом зимой MPPT намного более желателен, поскольку он может максимизировать производительность в сложных условиях.Все сводится к правильному инструменту для работы.

На что обратить внимание в контроллере заряда

Важно правильно выбрать контроллер заряда с точки зрения размера и характеристик. Для удаленных систем очень важны надежность и производительность. Более дешевые солнечные контроллеры часто не самые надежные и могут не соответствовать жизненно важным требованиям к зарядке. Низкая производительность или надежность могут в конечном итоге привести к тому, что стоимость контроллера солнечной батареи во много раз превысит стоимость замены батарейного блока, посещения объекта и потери рабочего времени.

Контроллеры заряда солнечных батарей должны быть спроектированы так, чтобы выдерживать удары, поскольку они справляются с большим количеством тепла и должны управлять им должным образом. Преимущество небольших контроллеров заряда в том, что они безвентиляторные — они избавляются от тепла за счет простого пассивного охлаждения. Исключая вентилятор, они получают три преимущества:

Более высокая надежность — вентиляторы имеют движущиеся части, обычно это единственный компонент с движущимися частями на контроллере заряда. Устраните вентилятор, и вы устраните одну из наиболее частых точек отказа.
Более длительный срок службы — вентиляторы затягивают грязь, пыль и даже насекомых, которые могут забить внутренние части контроллера заряда и сократить срок его службы.
Повышенная эффективность — Вентиляторы требуют электричества для работы, и это электричество поступает от солнечной энергии, протекающей от панелей. Вентиляторы — это «паразитная нагрузка» в системе, отводящая и потребляющая мощность, которую можно было бы использовать в другом месте.

Некоторые более крупные контроллеры (включая все контроллеры Morningstar) также используют пассивное охлаждение без вентиляторов, включая очень передовую термомеханическую конструкцию и программное обеспечение.Они предпочтительны в удаленных критически важных установках, где обслуживание нечасто, а замена затруднительна.

Контроллеры заряда меньшего размера часто имеют только предустановленные настройки заряда. Если эти предустановки не обеспечивают достаточного удовлетворения требований к зарядке аккумулятора, можно выбрать контроллер с дополнительными параметрами настроек. Пользовательские настройки могут быть простыми корректировками заданных значений напряжения, конкретных приложений или условий. Например, система, которая не имеет большого количества циклов, может быть настроена с уменьшенным суточным временем поглощения, которое представляет собой количество времени до того, как батарея перейдет в плавучее состояние.

Контроллеры

Select Morningstar также имеют индивидуальные параметры настройки для ежедневного управления включением / выключением освещения. Этот тип управления автоматически регулирует включение / выключение освещения независимо от времени года, поэтому свет будет включаться, когда темнеет вечером, и / или утром, прежде чем станет светло.

Каким бы ни было ваше приложение, местоположение или бюджет, наиболее важным шагом в управлении инвестициями в солнечную батарею + является трата времени и внимание на выбор подходящего контроллера заряда.За последнюю четверть века компания Morningstar продала более 4 миллионов контроллеров заряда в 100 странах, и пока ни один клиент не сказал нам, что хотел бы сэкономить на этом критически важном компоненте системы.

Дуглас Граббс (Douglas Grubbs) — инженер по приложениям в Morningstar Corporation, который предоставляет приложения для продуктов и техническую поддержку продаж, а также обеспечивает соответствие техническим и электрическим нормам. Он имеет более чем 11-летний опыт работы в фотоэлектрической индустрии. До прихода в Morningstar Дуглас разрабатывал сетевые солнечные фотоэлектрические системы для интеграторов на северо-востоке, а также отвечал за исследования и разработки солнечных фотоэлектрических систем в муниципальном колледже округа Бакс, преподавая курсы начального уровня.Его прошлый опыт включает почти десять лет работы в Федеральной комиссии по связи (FCC) в качестве инженера-электронщика. Дуглас получил степень бакалавра естественных наук в Университете Мэриленда и ранее был сертифицированным специалистом по установке солнечных фотоэлектрических систем, сертифицированным NABCEP.

Заявление об ограничении ответственности: Мы не можем предоставить консультации по конкретным потребностям вашего проекта. Свяжитесь с производителями контроллеров заряда для получения дополнительной информации или помогите друг другу в разделе комментариев ниже.

Контроллеры заряда от солнечных батарей — контроллеры MPPT и PWM

Дополнительная информация о контроллерах заряда от солнечных батарей

Как работают контроллеры заряда от солнечных батарей?

Узнайте основы контроллера заряда солнечной энергии, что он делает, как работает и как выбрать правильный размер для автономной солнечной энергосистемы.Контроллер заряда является важным компонентом солнечной системы на основе батарей и не используется в системах с прямыми сетками.

Размер контроллера заряда

Контроллеры заряда солнечных батарей

подразделяются как по силе тока, так и по напряжению. Вам понадобится тот, который может поддерживать напряжение вашей солнечной панели и выводить напряжение на батарею (обычно 12, 24 или 48 В постоянного тока).

Обязательно защитите эту важную часть вашей системы с помощью соответствующей защиты от перегрузки по току до и после солнечного контроллера (см. Дополнительные опции в разделе «Кожухи, электрическое оборудование и безопасность»).

Можно ли зарядить аккумулятор на 24 В с помощью солнечной панели 20 В и контроллера заряда MPPT?

Мы сравниваем зарядку батареи глубокого разряда 24 В с солнечной панелью 20 В и солнечной панелью 24 В жарким летним днем с помощью контроллера заряда MPPT. Поскольку кремниевые солнечные панели выделяют более низкое напряжение в тепле, выходное напряжение солнечных панелей ниже, чем в стандартных условиях испытаний (STC), поэтому мы видим, достаточно ли высокое напряжение для зарядки батареи 24 В.

Типы контроллеров заряда солнечных батарей

Контроллеры заряда от солнечных батарей MPPT

Контроллер заряда солнечной батареи MPPT (отслеживание максимальной мощности) — яркая звезда современных солнечных систем.Эти контроллеры фактически определяют оптимальное рабочее напряжение и силу тока солнечной панели и сопоставляют их с аккумулятором. Результат — на 15-30% больше энергии от солнечной батареи по сравнению с солнечным контроллером с ШИМ. Хотя солнечный контроллер заряда MPPT дороже, чем его аналог с ШИМ, обычно он стоит вложений в любую солнечную электрическую систему мощностью более 200 Вт.

Убедитесь, что у солнечного контроллера заряда достаточно мощности для обработки тока (в амперах) от вашей солнечной панели.Возьмите мощность ваших солнечных панелей и разделите ее на напряжение аккумуляторной батареи, чтобы получить приблизительную оценку того, сколько ампер требуется контроллеру.

Контроллеры заряда от солнечных батарей с ШИМ

Контроллер заряда солнечной энергии с ШИМ (широтно-импульсной модуляцией) является традиционным. Они прочные, недорогие и широко используются в солнечных батареях. Номинальное напряжение солнечной батареи должно соответствовать напряжению аккумуляторной батареи. Например, панель на 12 вольт должна использоваться с батареей на 12 вольт.

Основная формула для определения размера — взять ток короткого замыкания ( Isc ) массива и умножить его на 1,25. Убедитесь, что выбранный вами контроллер заряда солнечной батареи может выдерживать как минимум такое количество ампер.

Что такое ШИМ и MPPT?

Теперь, когда вы знаете, какой размер солнечного контроллера искать, определите, какой тип солнечного контроллера заряда подходит для вашего приложения: MPPT или PWM.

Функции и дополнения для контроллеров солнечных батарей

После того, как вы определились с типом контроллера заряда солнечной батареи, определите, какие функции вам нужны.Существует множество базовых контроллеров заряда солнечной энергии, которые работают очень хорошо, но некоторые из них обладают замечательными функциями, которые сделают ваш опыт использования возобновляемых источников энергии еще лучше. Одним из важных дополнений к вашей системе являются датчики температуры батареи. Емкость аккумулятора зависит от температуры, поэтому правильную зарядку аккумулятора можно значительно улучшить с помощью датчика температуры.

Кроме того, некоторые солнечные контроллеры предлагают регулируемые уставки управляющего напряжения, отключение при низком напряжении, защиту от перегрузки и измерения.Если вы планируете использовать нагрузку постоянного тока, вы можете подключить ее напрямую к контроллеру заряда солнечной батареи. Если солнечный контроллер оборудован устройством отключения по низкому напряжению (LVD), то контроллер заряда солнечной батареи может определять, когда батарея разряжена, и отключать нагрузку постоянного тока, пока батарея не зарядится.

Руководство покупателя — нужен ли мне контроллер заряда солнечной энергии с ШИМ или MPPT?

Зачем нужен контроллер солнечного заряда

Посмотреть все контроллеры заряда от солнечных батарей: Щелкните здесь

Контроллер заряда солнечной батареи (часто называемый регулятором) похож на обычное зарядное устройство, т.е.е. он регулирует ток, протекающий от солнечной панели в батарею, чтобы избежать перезарядки батарей. (Если вам не нужно понимать причины, прокрутите до конца простую блок-схему) . Как и в случае с обычным качественным зарядным устройством, используются различные типы аккумуляторов, можно выбрать напряжение поглощения, напряжение холостого хода, а иногда также можно выбрать периоды времени и / или остаточный ток. Они особенно подходят для литий-железо-фосфатных батарей, так как после полной зарядки контроллер остается на установленном плавающем или удерживающем напряжении около 13.6 В (3,4 В на элемент) до конца дня.

Наиболее распространенный профиль заряда — это та же основная последовательность, что и на качественном сетевом зарядном устройстве, то есть объемный режим> режим поглощения> плавающий режим. Вход в режим оптовой заправки происходит по адресу:

восход утром
, если напряжение батареи падает ниже заданного значения в течение более заданного периода времени, например 5 секунд (повторный вход)

Этот возврат в режим большой емкости хорошо работает со свинцово-кислотными аккумуляторами, поскольку падение и падение напряжения хуже, чем для литиевых аккумуляторов, которые поддерживают более высокое и стабильное напряжение на протяжении большей части цикла разряда.

Литиевые батареи (LiFePO4) не получают выгоды от повторного входа в объемный режим в течение дня, так как внутреннее сопротивление литиевых батарей увеличивается при высоком (и низком) состоянии заряда, как показано оранжевыми вертикальными линиями в таблице ниже и необходимо только время от времени балансировать ячейки, что может быть сделано только вокруг напряжения поглощения. Связанная с этим причина состоит в том, чтобы избежать быстрого и большого изменения напряжения, которое будет происходить в этих регионах при включении и выключении больших нагрузок.

Литиевые батареи

не имеют определенного «напряжения холостого хода», и поэтому «напряжение холостого хода» контроллера должно быть установлено равным или чуть ниже «напряжения колена заряда» (как указано в таблице ниже) заряда LiFePO4. профиль, т.е. 3,4 В на элемент или 13,6 В для аккумулятора 12 В. Контроллер должен удерживать это напряжение в течение оставшейся части дня после полной зарядки аккумулятора.

Разница между контроллерами заряда солнечных батарей PWM и MPPT

Суть различия:

С ШИМ-контроллером ток выводится из панели чуть выше напряжения батареи, тогда как
С контроллером MPPT ток выводится из панели на панели «максимальное напряжение питания» (подумайте о контроллере MPPT как о «интеллектуальном преобразователе постоянного тока в постоянный»).

Вы часто видите лозунги типа «вы получите 20% или более энергии, собираемой контроллером MPPT».Эта дополнительная плата на самом деле значительно различается, и ниже приводится сравнение, предполагая, что панель находится на полном солнце, а контроллер находится в режиме объемной зарядки. Игнорирование падений напряжения и использование простой панели и простой математики в качестве примера:

Максимальный ток питания панели (Имп.) = 5,0 А

Максимальное напряжение питания панели (Vmp) = 18 В

Напряжение аккумулятора = 13 В (напряжение аккумулятора может варьироваться от 10,8 В до 14,4 В в режиме абсорбционной зарядки).При 13 В усилитель панели будет немного выше, чем максимальный усилитель мощности, скажем, 5,2 А

С ШИМ-контроллером потребляемая мощность панели составляет 5,2 А * 13 В = 67,6 Вт. Это количество энергии будет потребляться независимо от температуры панели, при условии, что напряжение панели остается выше напряжения батареи.

С контроллером MPPT мощность панели составляет 5,0 А * 18 В = 90 Вт, т.е. на 25% больше. Однако это слишком оптимистично, поскольку напряжение падает с ростом температуры; Таким образом, если предположить, что температура панели повышается, скажем, на 30 ° C выше температуры стандартных условий испытаний (STC), составляющей 25 ° C, и напряжение падает на 4% на каждые 10 ° C, т.е.е. всего 12%, тогда мощность, потребляемая MPPT, будет 5 А * 15,84 В = 79,2 Вт, то есть на 17,2% больше мощности, чем у ШИМ-контроллера.

Таким образом, наблюдается увеличение сбора энергии с помощью контроллеров MPPT, но процентное увеличение сбора значительно варьируется в течение дня.

Различия в работе ШИМ и MPPT:

ШИМ:

Контроллер ШИМ (широтно-импульсной модуляции) можно рассматривать как (электронный) переключатель между солнечными панелями и батареей:

Переключатель находится в положении ВКЛ, когда режим зарядки находится в режиме объемной зарядки
Переключатель «щелкает» ВКЛ и ВЫКЛ по мере необходимости (широтно-импульсная модуляция), чтобы поддерживать напряжение батареи на уровне напряжения поглощения.
Выключатель выключен в конце абсорбции, в то время как напряжение батареи падает до плавающего напряжения
Переключатель снова включается и выключается по мере необходимости (широтно-импульсная модуляция), чтобы поддерживать напряжение батареи на уровне плавающего напряжения.

Обратите внимание, что когда переключатель находится в положении ВЫКЛ, напряжение панели будет равным напряжению холостого хода (Voc), а когда переключатель включен, напряжение панели будет равно напряжению батареи + напряжение между панелью и контроллером будет падать.

Лучшее соответствие панели для ШИМ-контроллера:

Лучшая панель для ШИМ-контроллера — это панель с напряжением, которое чуть выше, чем требуется для зарядки аккумулятора, и с учетом температуры, как правило, панель с Vmp (максимальное напряжение питания) около 18 В для зарядки аккумулятора. Аккумулятор 12 В. Их часто называют панелями на 12 В, хотя их напряжение в напряжении около 18 В.

MPPT:

Контроллер MPPT можно рассматривать как «интеллектуальный преобразователь постоянного тока в постоянный», т.е.е. он понижает напряжение панели (следовательно, можно использовать «домашние панели») до напряжения, необходимого для зарядки аккумулятора. Ток увеличивается в той же пропорции, что и падение напряжения (без учета потерь на нагрев в электронике), как в обычном понижающем преобразователе постоянного тока в постоянный.

«Умный» элемент в преобразователе постоянного тока в постоянный — это контроль точки максимальной мощности панели, которая будет меняться в течение дня в зависимости от силы света и угла наклона, температуры панели, затенения и состояния панели (ей).Затем «умные устройства» регулируют входное напряжение преобразователя постоянного тока в постоянный — на «инженерном языке» он обеспечивает согласованную нагрузку на панель.

Лучшая панель для контроллера MPPT:

Для согласования панели с контроллером MPPT рекомендуется проверить следующее:

Напряжение холостого хода панели (Voc) должно быть ниже допустимого напряжения.
Voc должен быть выше «пускового напряжения», чтобы контроллер «сработал».
Максимальный ток короткого замыкания панели (Isc) должен находиться в пределах указанного диапазона
Максимальная мощность массива — некоторые контроллеры допускают «завышение размера», например.g Redarc Manager 30 может иметь подключенную мощность до 520 Вт

Выбор подходящего солнечного контроллера / регулятора

ШИМ — хороший недорогой вариант:

• для небольших систем

• где эффективность системы не критична, например, капельная зарядка.

• для солнечных панелей с максимальным напряжением питания (Vmp) до 18 В для зарядки аккумулятора 12 В (36 В для аккумулятора 24 В и т. Д.).

Контроллер MPPT лучший:

• Для более крупных систем, где целесообразно использование дополнительных 20% * или более энергии

• Когда напряжение солнечной батареи существенно выше, чем напряжение батареи e.грамм. с помощью домашних панелей, для зарядки аккумуляторов 12В

* Контроллер MPPT даст более высокую отдачу по сравнению с контроллером PWM при увеличении напряжения панели. Т.е. панель eArche мощностью 160 Вт, использующая 36 обычных монокристаллических ячеек с максимальной мощностью 8,4 А, будет обеспечивать около 8,6 А при 12 В; в то время как панель 180 Вт, имеющая еще 4 ячейки, будет обеспечивать такую же силу тока, но 4 дополнительных ячейки увеличивают напряжение панели на 2 В. Контроллер PWM не будет собирать дополнительную энергию, но контроллер MPPT будет собирать дополнительные 11.1% (4/36) от панели 180 Вт.

По тому же принципу для всех панелей, использующих элементы SunPower с более чем 32 ячейками, требуется контроллер заряда MPPT, в противном случае контроллер PWM будет собирать ту же энергию от панелей с 36, 40, 44 ячейками, что и с панели с 32 ячейками.

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, чтобы увидеть продукты

Характеристики и опции солнечного контроллера заряда

Smart Bluetooth

Контроллеры

Victron SmartSolar имеют встроенный Bluetooth для удаленного мониторинга MPPT путем сопряжения его со смартфоном или другим устройством через приложение Victron.

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, чтобы увидеть продукты

Контроллеры Boost MPPT

Контроллеры заряда

Genasun «Boost» MPPT позволяют заряжать батареи, которые имеют более высокое напряжение, чем панель.

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, чтобы увидеть продукты

Комбинированное зарядное устройство MPPT и DC-DC

Функция MPPT является естественным дополнением к функции зарядного устройства DC-DC, и есть несколько качественных брендов, которые предоставляют ее, но в стадии разработки.
Отдельный блок можно использовать отдельно, поскольку он автоматически переключается между зарядкой генератора и зарядкой от солнечной энергии. Для более крупных систем мы предпочитаем использовать отдельный контроллер MPPT для фиксированных панелей на крыше и использовать комбинированный MPPT / DC-DC с переносными панелями. В этом случае разъем Андерсона размещается на внешней стороне автофургона, который затем подключается к солнечному входу блока MPPT / DC-DC.

Обратите внимание, что емкость аккумулятора должна быть достаточной, чтобы суммарный зарядный ток от одновременной зарядки от генератора переменного тока и солнечных панелей на крыше не превышал максимальный зарядный ток, рекомендованный производителями.

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, чтобы увидеть продукты

Более дешевые варианты

Дешевые контроллеры могут быть помечены как MPPT, но тестирование показало, что некоторые из них на самом деле являются контроллерами PWM.
Дешевые контроллеры могут не иметь защиты аккумулятора от перенапряжения, что может привести к перезарядке аккумулятора и потенциальному повреждению аккумулятора, поэтому покупатель будет осторожен.

Несколько солнечных зарядных устройств

При правильном подключении можно добавить несколько солнечных зарядных устройств (любая комбинация типа и мощности) для зарядки аккумулятора.Правильная проводка означает, что каждое солнечное зарядное устройство в идеале подключается отдельно и непосредственно к клеммам аккумулятора. Этот идеальный случай означает, что каждый контроллер «видит» напряжение батареи и на него не влияет ток, исходящий от других контроллеров заряда. Контроллеры, очевидно, не будут иметь идентичных зарядных характеристик и могут иметь разные настройки; и они будут заряжаться в соответствии со своими запрограммированными характеристиками. Эта ситуация ничем не отличается от зарядки аккумулятора от сети / генератора одновременно с зарядкой от солнечной батареи.В современных контроллерах ток не будет течь обратно от батареи к контроллеру (за исключением очень небольшого тока покоя).

Простая блок-схема

Мне нужен контроллер солнечного заряда

Vmp солнечной панели больше:
— 19 В для батареи 12 В
— 34 В для батареи 24 В
— 49 В для батареи 36 В
— 64 В для батареи 48 В

Vmp солнечной панели находится в пределах:
— 17-19 В для батареи 12 В
— 30-34 В для батареи 24 В
— 43-49 В для батареи 36 В
— 56-64 В для батареи 48 В

Vmp солнечной панели меньше:
— 13 В для батареи 12 В
— 26 В для батареи 24 В
— 41 В для батареи 36 В
— 43 В для батареи 48 В

Щелкните ссылки для получения дополнительной информации о том, как выбирать между брендами.

Комплекты для зарядки солнечных панелей

12В для караванов, автодомов, катеров, яхт, морских судов

Как выбрать контроллер заряда от солнечных батарей

Контроллер заряда от солнечной батареи (или регулятор, как их иногда называют) является неотъемлемой частью каждого комплекта для зарядки от солнечных батарей. Основная роль контроллера — защищать и автоматизировать зарядку аккумулятора. Это делается несколькими способами:

1. СНИЖЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ СОЛНЕЧНОЙ ПАНЕЛИ

Без контроллера между солнечной панелью и батареей панель будет перезаряжать батарею, генерируя слишком высокое напряжение для ее обработки, серьезно повреждая батарею.
Чрезмерная зарядка аккумулятора может привести к взрыву аккумулятора!

2. КОНТРОЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ АККУМУЛЯТОРА

Контроллер определяет, когда напряжение аккумулятора слишком низкое. Когда напряжение аккумулятора падает ниже определенного уровня, контроллер отключает нагрузку от аккумулятора, чтобы предотвратить разряд аккумулятора.
Полностью разряженный аккумулятор теряет часть своей общей емкости.
Низкое напряжение может повредить аккумулятор, если подключена нагрузка.

3. ОСТАНОВКА ОБРАТНОГО ТОКА НА НОЧЬ

Контроллер не позволяет току течь обратно в солнечную панель в ночное время.
Это предотвращает повреждение вашего комплекта для зарядки от солнечных батарей.

ПРИМЕЧАНИЕ: Контроллер также может регулировать ток нагрузки, когда нагрузка подключена к контроллеру. Терминал нагрузки на контроллере предназначен для прямого подключения нагрузки к контроллеру — в отличие от контроллера ветряной турбины, это НЕ сброс нагрузки.Контроллер может работать в обычном режиме, если к нему не подключена нагрузка.

Эта диаграмма иллюстрирует возможность подключения типичного комплекта солнечной энергии, включая солнечную панель, контроллер солнечного заряда, батарею и нагрузку (например, электрическую лампочку). Солнечная панель подключается к контроллеру через положительный и отрицательный провода, создавая функцию зарядки только тогда, когда контроллер подключен к батарее. В этом случае нагрузка отвечает за функцию разгрузки от контроллера (если он подключен к контроллеру).

NB: В некоторых редких случаях солнечная панель может быть подключена напрямую к батарее, без контроллера. Этого можно достичь, если номинальное напряжение панели ниже 17-18 В, и если солнечная панель намного меньше, чем заряжаемый аккумулятор, например, панель 10 Вт, заряжающая аккумулятор 100 Ач.

На рынке представлено множество различных типов контроллеров. Выбор правильного контроллера зависит от солнечной энергосистемы, которую вы хотите создать.

Великолепное маленькое устройство, которое может похвастаться совместимостью, простотой и утилитарным пониманием солнечных панелей, батарей и нагрузок: оно входит в большинство наших комплектов малого и среднего размера.

Поскольку он использует технологию PWM, величина тока и напряжения, которые теряются между панелью и батареей, практически отсутствуют. Он может продлить срок службы батареи, а также защитить ее от перезарядки, недозарядки, короткого замыкания и перегрева.

Этот контроллер заряда необязательно использовать только на одной панели и одной батарее; Кабина ШИМ-контроллера на 10 А используется для регулирования заряда массива солнечных панелей, подключенных параллельно, общей мощностью 160 Вт.Если бы вы приобрели ШИМ-контроллер на 20 А, вы могли бы регулировать мощность блока солнечных панелей до 320 Вт для батарей 12 В и 640 Вт для батарей 24 В. Контроллер ШИМ также можно использовать для подключения солнечных панелей к блоку батарей Батареи 12 В при условии, что батареи одинакового размера и в хорошем состоянии. Контроллер 10A также удобен в компактных размерах, всего 14 x 7 см.

Программируемые функции позволяют пользователю настраивать процесс зарядки, устанавливая тип и емкость аккумулятора, выбирая зарядные напряжения на каждой стадии, устанавливая параметры защиты, а также путем включения и выключения нагрузки по таймеру.

Эти контроллеры передают власть в руки владельца и делают солнечную схему более совершенной и управляемой. ЖК-дисплей предоставляет информацию о многих вещах, в том числе:

— ток / напряжение солнечной панели, ток / напряжение батареи

— состояние заряда АКБ

-температура

-токовая ступень зарядки

Может использоваться для контроля и регулирования двух независимых (электрически изолированных) батарей одновременно.

Это незаменимый предмет для тех, кто хочет зарядить как аккумулятор для отдыха, так и аккумулятор двигателя, а также для тех, кто хочет заряжать несколько аккумуляторов для отдыха на 12 В и стартерную батарею одновременно.

У пользователя есть два варианта зарядки: для зарядки обеих подключенных батарей с одинаковой скоростью или для задания приоритета зарядки одной батареи (например, 80% мощности идет на аккумулятор двигателя и 20% на аккумулятор для отдыха). Этот контроллер может быть оснащен удаленным дисплеем, чтобы пользователь мог лучше контролировать регулировку между двумя батареями.Несмотря на то, что его называют «контроллером с двумя батареями», он также может использоваться для зарядки одной батареи — вторую батарею можно добавить позже.

Эти контроллеры специально разработаны для влажных сред.

По функциональности они практически полностью идентичны стандартному ШИМ-контроллеру на 10А. Он имеет несколько настроек для управляемой таймером работы нагрузки, что идеально подходит для уличного освещения и идеально подходит для тех, кто хочет установить комплект для зарядки от солнечных батарей на своей лодке.

Наряду с ШИМ существует еще один метод регулирования заряда солнечной энергии, который считается наиболее эффективным: MPPT (отслеживание максимальной мощности).

Контроллеры

MPPT — самые эффективные и мощные контроллеры, которые мы предлагаем, но их следует использовать только тогда, когда напряжение солнечной панели намного выше, чем напряжение батареи. Система MPPT способна снизить напряжение панели (или массива солнечных панелей), которое до десяти раз выше, чем напряжение батареи, чтобы соответствовать напряжению батареи, без потери тока в процессе.Контроллер MPPT работает с более высокой эффективностью, чем контроллер PWM; в то время как контроллер PWM работает с КПД 75% -80%, контроллер MPPT работает с КПД 92-95%.

Контроллеры

MPPT также увеличивают ток, идущий к аккумулятору, который может варьироваться в зависимости от погоды, температуры, уровня заряда аккумулятора и других факторов. Не будет никаких негативных последствий от использования контроллера MPPT на солнечной панели с напряжением, близким к напряжению батареи, но преимущества MPPT в такой системе будут намного меньше.

Он имеет те же защитные функции, что и контроллеры PWM. Мы включаем контроллер MPPT на 20 А в наши комплекты на 200/250 Вт, потому что контроллер MPPT позволяет панели работать на максимально возможном уровне. Некоторые из них имеют встроенные ЖК-дисплеи, а другие имеют разъемы RJ45 для удаленного измерителя, которые позволяют контролировать процесс зарядки.

Мы надеемся, что эта информация поможет вам найти подходящий контроллер. Если у вас есть вопросы, свяжитесь с нами, и мы с радостью на них ответим.

лучших контроллеров заряда от солнечных батарей в 2021 году [Обзоры, цены и характеристики]

Лучшие контроллеры заряда в 2021 году: наш выбор

Лучший контроллер заряда MPPT (универсальный): Midnite Classic
Лучший контроллер заряда высокой мощности: Outback FM100 AFCI
Лучший контроллер заряда для удаленных / промышленных солнечных систем: Morningstar TriStar
Лучший контроллер заряда для жилых домов и судов: Victron SmartSolar

Сегодня мы продолжаем серию сравнения продуктов, выбирая лучшие контроллеры заряда для солнечных батарей на рынке в 2021 году. .Контроллеры заряда являются центральным компонентом солнечных систем на основе батарей, отвечающим за управление зарядом вашего банка батарей.

Контроллеры заряда солнечных батарей играют ключевую роль в системах на базе батарей:

регулируют напряжение и ток батареи для предотвращения перезарядки
компенсируют влияние температуры
поддерживают подзарядку аккумуляторов после полной зарядки

В этой статье мы отобрали лучшие контроллеры заряда солнечных батарей для различных областей применения.Мы начнем с нашего любимого универсального выбора для автономных солнечных систем, а затем порекомендуем некоторые варианты для мощных цепей, удаленных / промышленных приложений, а также мобильных жилых автофургонов и морских систем.

Обзор: Лучшие контроллеры заряда от солнечных батарей на рынке в 2021 году

Лучший контроллер заряда MPPT: Midnite Classic

Лучший контроллер заряда высокой мощности: Outback FM100 AFCI

Лучший контроллер заряда для удаленного / промышленного оборудования: Morningstar TriStar

Лучшая зарядка Контроллер для жилых автофургонов / морских судов: Victron SmartSolar

Лучший универсальный контроллер заряда для автономных домов: Midnite Classic

	Classic 150	Classic 200	Classic 250
Цена (по состоянию на 2 / 21/20)	$ 725	$ 725	$ 825
Напряжение постоянного тока батареи	12В / 24В / 48В	12В / 24В / 48В	12В / 24В / 48В
Макс.	200 В	250 В
Макс.мощность	86A-96A	65A-79A	43A-61A
Тип 9 0524	MPPT	MPPT	MPPT

На наш взгляд, серия Midnite Classic является лучшим контроллером заряда MPPT на рынке.

Начиная с 725 долларов за стандартный Classic 150, Midnite Classic часто является лучшим соотношением цены и качества для автономной системы, так как он стоит на несколько сотен долларов меньше, чем контроллеры аналогичного размера.

БЕСПЛАТНОЕ руководство по началу работы

Classic включает в себя несколько замечательных функций, которые обычно можно найти на более дорогих контроллерах:

Защита от дугового замыкания / замыкания на землю, которая повышает безопасность и помогает соответствовать последним нормам и требованиям. -в порт Ethernet для онлайн-мониторинга через веб-сайт MyMidnite компании Midnite
Два программируемых дополнительных входа / выхода, которые можно использовать для управления такими вещами, как вентилятор батареи или отклоняющей нагрузкой (которая перенаправляет электроэнергию на другой источник, когда аккумуляторная батарея заполнена)

Classic доступен в трех различных размерах, с моделями с более высоким напряжением (Classic 200 и 250) для систем с длинными проводами.Более высокое фотоэлектрическое напряжение может помочь уменьшить размер провода на больших расстояниях, что снижает падение напряжения.

Помимо солнечных батарей, стандартная линейка контроллеров Classic может использоваться для ветро- и гидроэнергетики. MidNite также предлагает Classic SL только для солнечных батарей для каждого напряжения (150-SL, 200-SL и 250-SL), который поставляется с оптимизированным меню для работы только на солнечной энергии. Однако мы не рекомендуем Classic SL в большинстве случаев, потому что он не включает защиту от дугового замыкания или порт Ethernet для мониторинга.

Наш вердикт: Midnite Classic — лучший контроллер заряда для автономных домов на рынке в 2021 году. Это отличная ценность благодаря сочетанию высокой выходной мощности и многофункционального дизайна по более низкой цене, чем другие аналогичные контроллеры. .

Лучший контроллер заряда высокой мощности: Outback FM100 AFCI

Напряжение постоянного тока аккумулятора: 24 В / 36 В / 48 В
Вход: 300 В
Выход: 100A
Тип: MPPT
Цена: 925 $

При 100 А Outback FM100 AFCI — один из самых мощных доступных контроллеров.Как и Classic, он имеет защиту от дугового замыкания и замыкания на землю, что дает вам самую безопасную систему с соблюдением действующих норм.

На один контроллер заряда FM100 можно установить до 7000 ватт фотоэлектрических модулей, а более высокое входное напряжение позволяет использовать более длинные цепочки панелей.

Высокое напряжение также снижает проблемы, связанные с падением напряжения, что в конечном итоге может сделать систему более рентабельной. Более высокое напряжение сводит к минимуму затраты на баланс системы (BOS), позволяя вам тратить меньше на проводку, объединительные коробки и предохранители — затраты, которые, безусловно, увеличиваются, особенно при более длительных прокладках проводки.

FREE Solar Battery Guide

FM100 можно настроить с помощью пульта дистанционного управления Outback Mate3s, а их онлайн-мониторинг Optics RE позволяет удаленно просматривать производительность системы и изменять настройки. Его можно объединить в сеть вместе с инверторами Outback, мониторами батарей и дополнительными контроллерами, используя их концентратор, чтобы вы могли контролировать и управлять своей системой под одной крышей.

Этот контроллер заряда особенно хорошо подходит для больших систем, где несколько контроллеров собраны вместе.Входное напряжение 300 В постоянного тока минимизирует затраты BOS, а высокая выходная мощность сокращает общее количество контроллеров. Все может быть объединено в сеть с помощью концентратора Outback HUB для легкой настройки и мониторинга.

Лучший контроллер заряда для удаленного / промышленного автономного питания: Morningstar TriStar

Линия Morningstar TriStar представлена в нескольких конфигурациях:

Батарея Напряжение питания постоянного тока MPT

	TS-45	TS-60	TS-30-MPPT	TS-45-MPPT	TS-60-MPPT
Цена (по состоянию на 21.02.20)	$ 176	$ 232	$ 385	$ 479	$ 599
12 В / 24 В / 48 В	12 В / 24 В / 48 В	12 В / 24 В / 48 В	12 В / 24 В / 48 В	12 В / 24 В / 48 В
Макс.	150V	150V
Макс.выпуск	45A	60A	30A	45A	60A
Тип	PWM		905 3 MPPT

Доступный в размерах до 60 ампер, Morningstar TriStar — наш выбор в качестве лучшего контроллера заряда для удаленных систем, которые недоступны для регулярного обслуживания.

Контроллеры заряда Morningstar обычно используются для удаленных автономных приложений, включая телекоммуникации, удаленное видео и наблюдение, мониторинг оборудования и окружающей среды, а также любые другие приложения, требующие надежного питания в удаленном месте.

Одной из особенностей, которая способствует надежности TriStar, является использование пассивного охлаждения. В отличие от большинства контроллеров, в которых используются вентиляторы, которые могут продувать воздух и пыль по контуру, TriStar использует большие металлические радиаторы для охлаждения контроллера.

В результате получается более прочный и надежный контроллер, который идеально подходит для удаленных приложений, где система недоступна для обслуживания.

Доступно несколько аксессуаров, включая циферблат, драйвер реле и интерфейс связи. TS 60 MPPT включает порт Ethernet, а другие модели могут добавлять EMC-1 для удаленного мониторинга.

Для высоковольтных систем Morningstar производит 600-вольтные контроллеры заряда Tristar MPPT в нескольких различных моделях, которые идеально подходят для удаленных приложений, где длина проводов постоянного тока очень длинная.Они также предлагают модель, предназначенную для модернизации сетевых инверторов на 600 В, чтобы установить резервную батарею в существующую сетевую систему.

Morningstar имеет прочную репутацию в автономной солнечной отрасли, и их контроллеры — отличный вариант для любых требований к удаленному питанию.

Лучший контроллер заряда для мобильных автономных систем (жилых автофургонов и морских судов): Victron SmartSolar

905

	75/10	75/15	100/20	100/50	150/60	150/100	250/100
Цена (на 21.02.20)	93 долл. США	99 долл. США	155 долл. США	долл. США	12 В / 24 В	12 В / 24 В	12 В / 24 В	12 В / 24 В	12 В / 24 В / 36 В / 48 В	12 В / 24 В / 36 В / 48 В	12 В / 24 В / 36 В / 48 В
Макс.вход	75В	75В	100В	100В	150В	150В	250В
Макс. 100 A
Тип	MPPT	MPPT	MPPT	MPPT	MPPT	MPPT	MPPT

9000ictron для мобильных приложений Наша любимая линейка контроллеров заряда MPPT. серия контроллеров.

Victron предлагает полную линейку контроллеров заряда MPPT в диапазоне от 75 вольт / 10 ампер до 250 вольт / 100 ампер. Одна интересная функция, включенная во все зарядные устройства Victron SmartSolar MPPT, — это интеграция Bluetooth, которую можно использовать с приложением Victron Connect для локального мониторинга и управления.

Victron предлагает ряд аксессуаров для своих контроллеров заряда, в том числе:

BMV монитор батареи
Система отключения BatteryProtect
Сотовый модем
Дистанционное управление и сетевые концентраторы

Вся система может быть подключена к центральному концентратору который может объединять в сеть несколько контроллеров MPPT и контролировать все части вашей системы, вплоть до резервуаров для воды и топлива.

Для этих функций мониторинга требуется монитор Victron GX, например Color Control GX, Venus GX или Cerbo GX (только что выпущенный — страница продукта скоро появится!). В зависимости от области применения для некоторых систем потребуется адаптер датчика резистивного резервуара VE.Can или одно из более крупных устройств GX.

Victron имеет многолетний опыт работы в автономной отрасли со специализацией в морских и других мобильных приложениях, что делает их нашим любимым выбором для жилых автофургонов и морских солнечных систем.

Как выбрать лучший контроллер заряда для работы

По мере того, как вы оцениваете свои варианты, вот что следует учитывать:

MPPT vs.Контроллеры заряда с ШИМ

MPPT (отслеживание максимальной мощности) — это новая и более эффективная технология. По мере увеличения мощности и напряжения солнечных панелей все больше и больше панелей требуют контроллеров заряда MPPT.

С контроллерами MPPT поступающая солнечная энергия поступает с относительно более высоким напряжением, а напряжение понижается контроллером для правильной зарядки аккумулятора. Входящий ток пропорционально увеличивается с минимальными потерями, в результате получается высокоэффективное солнечное зарядное устройство.

Контроллеры заряда с ШИМ (широтно-импульсной модуляцией) основаны на более старых, менее эффективных технологиях и требуют согласования напряжения солнечной панели с напряжением батареи. Например, если вы хотите запустить солнечную панель с номинальным напряжением 12 В через контроллер заряда с ШИМ, вам понадобится аккумуляторная батарея на 12 В.

ШИМ-контроллеры не так эффективны и могут терять около 20% входящей мощности из-за потери эффективности. Например, панель на 100 Вт / 12 В будет выдавать около 5.5 ампер при 18 вольт в пиковом режиме. Использование ШИМ-контроллера снизит выходную мощность до 14,5 В при 5,5 А или примерно 80 Вт (14,5 В x 5,5 А = 80 Вт).

Вы также ограничены в выборе оборудования и должны использовать номинальные солнечные панели на 12 или 24 В. Как правило, контроллеры PWM меньше по размеру и имеют серьезные ограничения в отношении используемых опций оборудования, поскольку панели должны иметь то же напряжение, что и аккумуляторная батарея.

По этим причинам большинство наших частных клиентов предпочитают контроллеры MPPT для более крупных систем.Контроллеры заряда PWM по-прежнему распространены для небольших приложений, таких как жилые дома, небольшие автономные кабины и удаленные промышленные объекты, требующие скромного количества энергии.

Совместимость оборудования

Контроллеры заряда должны соответствовать солнечному оборудованию с аналогичными электрическими характеристиками. Чтобы выбрать правильный контроллер, посмотрите на следующие атрибуты:

Входное напряжение: максимальное напряжение, которое может выдержать контроллер. Обычно колеблется от 100 до 600 В постоянного тока для контроллеров заряда MPPT.
Напряжение аккумуляторной батареи: напряжение контроллера заряда должно быть совместимо с напряжением аккумуляторной батареи. Большинство небольших контроллеров рассчитаны на 12/24/36/48 В. Для более крупных контроллеров обычно можно установить напряжение 12/24/36/48 В.
Ток: максимальных ампер для зарядки, например 100 ампер для FM100 AFCI
Тип батареи: убедитесь, что контроллер заряда рассчитан на работу с типом батарей, которые вы будете использовать (большинство контроллеров заряда разработаны для свинцово-кислотных аккумуляторов, поэтому этот момент особенно важен для Li-ion.)

Соответствие нормам и безопасность

Убедитесь, что контроллер сертифицирован на соответствие местным строительным нормам и правилам безопасности. Обратите внимание на следующее:

UL включен в UL 1741
UL 458 (для мобильных приложений)
Защита от замыкания на землю (GFCI)
Защита от дугового замыкания (AFCI)

Онлайн-мониторинг

Большинство контроллеров могут подключаться к портал мониторинга, чтобы вы могли удаленно проверять производительность вашей системы.Изучите совместимые порталы мониторинга, чтобы убедиться, что в них есть все функции, необходимые для управления производительностью вашей системы. В некоторых случаях для удаленного мониторинга и управления потребуется дополнительное оборудование.

Связь

Многие контроллеры заряда могут подключаться к сети с инверторами, мониторами аккумуляторной батареи, автоматическим запуском генератора, литий-ионными аккумуляторами и т. Д. Проверьте сетевые возможности контроллера, чтобы убедиться, что он совместим с другими частями вашей системы.

Вспомогательное управление

Вспомогательное управление позволяет контроллеру динамически выключать и включать другие компоненты системы на основе параметров, установленных конечным пользователем.Это полезно для управления подключенными устройствами, такими как автоматические выключатели запуска генератора, переключение нагрузки и т. Д. Обычно это требует добавления реле соответствующего номинала для управления вашими устройствами.

Эффективность и самопотребление

Сам контроллер заряда потребляет электроэнергию, а это означает, что его обработка сигналов неэффективна на 100%. Ищите контроллеры заряда с низким энергопотреблением и высокой эффективностью. Большинство контроллеров заряда MPPT имеют КПД 98% или лучше, в то время как контроллеры PWM и более дешевые варианты MPPT отстают от этой отметки.

Нужна помощь в проектировании вашей системы?

Проектирование солнечной системы — сложный процесс. Это особенно верно для автономных систем, где несовместимые части могут разрушить дорогостоящий аккумуляторный блок, если система правильно рассчитана, введена в эксплуатацию или обслуживается должным образом.

Если вам нужна помощь в разработке аккумуляторной системы, позвоните нам и получите бесплатную консультацию по проектированию. На сегодняшний день наши специалисты по солнечной энергии разработали более 10 000 систем, и многие из нас специализируются на автономном проектировании. Мы поможем вам разработать солнечную систему на батарейках, которая будет работать как мечта.

Контроллеры заряда от солнечных батарей

RV

Контроллеры заряда RV от солнечных батарей
Солнечные системы

RV — это больше, чем просто панели на крыше. Любая хорошо спроектированная солнечная система RV имеет контроллер или регулятор заряда как часть системы. Это сердце Солнечной системы. Без него аккумуляторы не будут заряжаться должным образом, и это приведет к повреждению аккумуляторного блока. Или, по крайней мере, это приведет к сокращению срока службы батареи. НИКОГДА не следует подключать солнечную панель напрямую к аккумуляторной батарее без контроллера….если солнечная панель не настолько мала, она классифицируется как постоянное зарядное устройство.

Выбор правильного контроллера заряда для солнечной системы вашего дома на колесах очень важен. Сегодня на рынке есть множество хороших продуктов и несколько отличных. Контроллеры заряда среднего качества работают хорошо, при правильной установке очень надежны и не сломают банк. Есть несколько основных отличий в технологиях, которые важно учитывать перед покупкой. Обладая этими знаниями, хорошо информированный потребитель может легко сделать правильный выбор.

Контроллеры заряда с ШИМ RV.
Эти контроллеры предназначены для зарядки аккумуляторов при различных напряжениях, замедляя сульфатирование пластин и продлевая срок службы аккумуляторов. Эти контроллеры легко идентифицировать. Функции описывают различные режимы зарядки, такие как объемная зарядка, абсорбционная зарядка, плавающая зарядка и выравнивание. Эти контроллеры, как правило, недорогие, имеют множество других функций и хорошо работают для большинства приложений. Они являются наиболее часто встречающимися контроллерами на рынке сегодня и стоят от 50 до 400 долларов в зависимости от номинальной мощности и других характеристик.

Контроллеры заряда MPPT RV.
Новейшая технология контроллеров заряда, которая будет использоваться в индустрии жилых автофургонов, включает MPPT или отслеживание точки максимальной мощности. Контроллер заряда с MPPT (технология, заимствованная из солнечной индустрии в коммерческих и жилых помещениях) будет передавать на 10-30% больше энергии от солнечных панелей к батареям жилых автофургонов, чем контроллер без этой функции. Это не потому, что MPPT делает контроллер более эффективным, а MPPT просто умнее. Каждая сделанная солнечная панель имеет разную точку максимальной мощности.Точка, в которой пик тока (силы тока) и напряжения. Контроллер MPPT разработан, чтобы определять эту точку и настраиваться на максимальный выход. Эта точка называется «изломом кривой» и отображается на графике ВАХ, который можно найти почти во всех технических паспортах солнечных панелей. Контроллеры MPPT дороже, чем типы PWM. Хороший контроллер заряда MPPT может стоить 250-700 долларов в зависимости от номинальной мощности. Таким образом, необходимо учитывать добавленную стоимость произведенной энергии по сравнению с добавленной стоимостью. В зависимости от размера системы это может иметь такое же значение, как добавление еще одной панели.В некоторых случаях обновление самого контроллера до MPPT стоит примерно столько же, сколько и добавление другой солнечной панели в систему с теми же преимуществами и стоимостью. Что нужно учитывать тем, у кого более старые контроллеры.

Ампер.
Все контроллеры заряда от солнечных батарей имеют номинальную мощность. Обычно это измеряется в AMPS. Это максимальное количество электрического тока, с которым контроллер может работать без сбоев. На задней стороне каждой солнечной панели есть этикетка, на которой указано максимальное количество выходных сигналов, которое будет выдавать панель.Обычно это выражается как ISC или ток короткого замыкания. Поскольку большинство солнечных панелей RV подключаются параллельно, сила тока от каждой панели складывается. Общий ток солнечной панели или батареи не должен превышать максимальную номинальную мощность контроллера заряда. При проектировании системы рекомендуется увеличивать размер контроллера на 20%. Контроллер будет холоднее, надежнее и прослужит дольше. Власть имеет свою цену. Следовательно, чем выше номинальная мощность контроллера заряда, тем дороже он будет стоить.

Экологические проблемы и размещение.
Контроллеры солнечного заряда обычно устанавливаются внутри салона автофургона и встраиваются в полость стены. Хотя эта установка выглядит хорошо, иногда она может быть проблематичной, если она превышает 30 ампер. Необходимо отводить тепло, иначе контроллер заряда выйдет из строя. Мы никогда не советуем размещать контроллер заряда в аккумуляторном отсеке. Для этого есть много причин, самая большая из которых — коррозия, вызванная выделением газа из батареи, и возможность возгорания в случае возникновения искры.

Как выбрать контроллер заряда от солнечных батарей для электрической системы автофургона своими руками — EXPLORIST.life

Что такое контроллер заряда от солнечных батарей?

Контроллер заряда берет энергию, вырабатываемую солнечными панелями, и преобразует «мощность солнечной панели» в форму энергии, которую могут использовать батареи.

Небольшая заметка, прежде чем мы начнем. Это лишь одна часть из всеобъемлющей серии «Как установить электрическую систему для автофургона своими руками». Если вы только что наткнулись на эту статью, не заметив ее, вероятно, некоторые вещи мы уже рассмотрели.Если вы хотите ознакомиться с этим пошаговым руководством, вы можете сделать это здесь: https://www.explorist.life/diy-campervan-solar

Кроме того, у нас есть интерактивные схемы подключения солнечных батарей, которые представляют собой полное решение от А до Я, чтобы научить вас, какие именно детали и куда идут, какого размера провода использовать, рекомендации по размеру предохранителей, размеры наконечников проводов и многое другое, чтобы помочь сэкономить у вас время и разочарование. Вы можете проверить это здесь: https://www.explorist.life/solarwiringdiagrams/

Наконец, для этого сообщения в блоге, которое вы читаете прямо сейчас, у нас есть калькулятор, который поможет вам выбрать контроллер заряда.Я НАСТОЯТЕЛЬНО рекомендую прочитать этот пост, чтобы по-настоящему узнать, как работает контроллер заряда, но если все, что вам нужно, это калькулятор, вот он:

Как работает контроллер заряда?

Солнечные панели обычно вырабатывают напряжение, слишком высокое для использования батареями. Если у вас есть солнечные панели, подключенные последовательно, как я рекомендую, у вас может быть более 100 вольт на выходе из солнечных панелей. Если вы подключили 100 вольт от солнечных батарей напрямую к батарее, это не сработает.Контроллер заряда регулирует напряжение от солнечных панелей обратно до 12,6–14,6 вольт, которое батареи могут хранить / использовать.

Контроллер заряда регулирует напряжение от солнечных батарей.

КОНТРОЛЛЕРЫ ЗАРЯДА MPPT и ШИМ

Существует два основных типа контроллеров заряда. Это MPPT и PWM. Это сообщение в блоге представляет собой ускоренный курс по солнечному дизайну, и подробное описание различий выходит за рамки этого сообщения. Вот что вам нужно знать о контроллерах заряда MPPT и PWM MPPT — это более новая и более эффективная технология.С этого момента каждый раз, когда я говорю о контроллерах заряда, я буду говорить только о контроллерах заряда MPPT, поскольку я хочу помочь вам создать высококачественную расширяемую солнечную установку.

КАК ПОДКЛЮЧИТЬ СОЛНЕЧНЫЕ ПАНЕЛИ С КОНТРОЛЛЕРОМ ЗАРЯДА

Одна из моих любимых серий контроллеров заряда — это контроллер заряда Victron BlueSolar MPPT. Если вы заметили, существует МНОГО разных размеров контроллеров заряда:

ЧТО ОЗНАЧАЮТ ЭТИ ЦИФРЫ?!?

Давайте использовать Victron SmartSolar MPPT 100 | 30 например.Первое число, 100, означает максимальное входное напряжение , которое может выдержать контроллер . Другими словами, Victron SmartSolar MPPT 100 | 30 может обрабатывать максимум 100 вольт, поступающих от солнечных панелей на контроллер заряда. Второе число, 30, представляет максимальное количество ампер, которое контроллер может выдать , идущим НА БАТАРЕИ .

* ОПОВЕЩЕНИЕ МАТЕМАТИКИ *

Допустим, у вас есть солнечные панели 4 x 100 Вт со следующими характеристиками.

КАЖДАЯ солнечная панель мощностью 100 Вт имеет напряжение холостого хода (Voc) 21,6 В. и оптимальный рабочий ток 6,72 А. Это единственные два числа, которые нас беспокоят. Обычно я рекомендую просто соединять все ваши солнечные панели последовательно для простоты и эффективности. Это означает: солнечные панели 4 x 100 Вт соединяются вместе следующим образом:

Поскольку они соединены последовательно, напряжения суммируются и составляют 86,4 вольт. (Напряжение холостого хода (Voc) 21.6 x 4 панели). Усилитель на «восходящей» стороне 100-ваттных солнечных панелей остается равным 6,72, поскольку последовательно добавляются напряжения, а ток остается прежним.

Итак, 86,4 вольт ниже безопасного порога 100 максимальных вольт Victron SmartSolar MPPT 100 | 30 солнечный контроллер.

100 — первое число. А как насчет 2-го числа, 30?

30 в Victron SmartSolar MPPT 100 | 30 — это MAX в результате чего ампер ПОСЛЕ того, как контроллер солнечной батареи сработал, это волшебство .Чтобы определить силу тока, нам нужно посчитать. Вот что мы знаем:

У нас есть солнечные панели 4 × 100 Вт, всего 400 Вт солнечной энергии.
Предположим, батареи 12,6 В
Ампер = Ватт / Вольт

Это означает, что при 400 Вт и 12,6 В мы можем ожидать до 31,74 А, выходящего из солнечного контроллера.

400 Вт / 12,6 В (аккумулятор) = 31,74 А на выходе из контроллера заряда.

Теперь мы говорим о Victron SmartSolar MPPT 100 | 30, мы должны сравнить это второе число, 30.

31,74 А — это немного выше порогового значения 30 А. НО…

Солнечные панели редко вырабатывают полную мощность. И…

В Victron SmartSolar MPPT 100 | 30 мануалов, говорят, их контроллер подходит для солнечных батарей до 440 Вт:

Всегда полезно доверять спецификациям и рекомендациям производителя.

И… Если вам случится «переехать» на своем Amperage, это не такая уж большая проблема с точки зрения повреждений. Просто будет потеряна мощность, которую контроллер не сможет преобразовать.

Итак, в основном, Victron SmartSolar MPPT 100 | 30 идеально подходит для тех солнечных панелей 4 x 100.

Но что, если вам нравится перестраховаться? Что, если вам нужна комната для маневра? Большой! Размер до Victron SmartSolar MPPT 100 | 50. Конечно, это немного больше денег, но если вам нужно иметь в наличии дополнительные 20 ампер, дерзайте.

Итак, зачем вам пространство для маневра или запас прочности? Поговорим о температуре

Солнечный контроллер в зависимости от температуры

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ… Когда температура падает, солнечные панели фактически вырабатывают БОЛЬШЕ энергии.

Совершенно честно, математика становится запутанной, поэтому я сделал калькулятор, в который вы можете ввести все значения для своей установки, чтобы ВЫ могли видеть, как температура влияет на вашу настройку солнечной панели, ТАКЖЕ дадим вам рекомендацию о том, какой солнечный контроллер вы необходимо учитывать температуру панели солнечных батарей.

Под калькулятором можно посмотреть видео, если вам нужны дополнительные инструкции по его использованию:

Теперь, когда вы знаете, какой контроллер заряда совместим с вашими солнечными панелями, пришло время узнать, как выбрать инвертор для настройки DIY Camper.Проверьте это здесь:

How-to Choose an Inverter for a DIY Camper Van Electrical System

Все, что вы здесь изучаете, используется в наших БЕСПЛАТНЫХ интерактивных схемах подключения солнечных батарей. Если вы еще этого не сделали, ознакомьтесь с ними, поскольку они представляют собой полное решение для электрической системы автофургона. Посмотрите их здесь: https://www.

Что такое солнечный контроллер MPPT и как он работает

Основные виды MPPT контроллеров для солнечных батарей

1. Классические MPPT контроллеры

2. MPPT контроллеры с расширенным алгоритмом

3. Гибридные MPPT контроллеры

4. MPPT контроллеры с несколькими входами

Преимущества использования MPPT контроллеров

Как выбрать оптимальный MPPT контроллер для солнечной электростанции

Номинальный ток контроллера

Максимальное входное напряжение

Диапазон рабочего напряжения аккумуляторов

Алгоритм поиска точки максимальной мощности

Дополнительные функции

Популярные модели MPPT контроллеров на российском рынке

1. EPSolar Tracer AN 100А 12/24/36/48В MPPT

2. Victron Energy SmartSolar MPPT 150/85

3. МАП DOMINATOR 200/100

Особенности подключения и настройки MPPT контроллера

Перспективы развития MPPT технологии

Солнечные контроллеры (MPPT, ШИМ) | Энергии Солнца

Контроллеры для солнечных батарей. Работа и особенности

Принцип действия

Существует несколько методов передачи электроэнергии от солнечных элементов к аккумуляторной батареи:

Контроллеры для солнечных батарей изготавливают различных модификаций по принципам и сложности метода ограничения напряжения:

Контроллеры с широтно-импульсным управлением имеют возможности:

Назовем некоторые факторы, благодаря которым необходимо делать 20% запас напряжения:

Самодельный контроллер должен иметь следующие параметры:

Простая схема модуля самодельного контроллера:

Контроллеры для солнечных батарей, собранные самостоятельно, имеют свойства:

Схема простейшего контроллера

Похожие темы:

Солнечный контроллер «Энергия» MPPT Pro 200В 100А

Солнечный контроллер заряда Schneider Electric ﻿Conext MPPT 60 150

Особенности:

Приоритеты:

тестирование контроллера заряда / Хабр

Контроллер заряда (Solar charge controller)

Тестирование

Заключение

Зачем нужны контроллеры солнечных батарей

Типы контроллеров и принцип их работы

Контроллеры ON/OFF

Контроллер PWM (ШИМ)

Контроллеры MPPT

Критерии выбора контроллера

Солнечный контроллер для ветрогенератора — практика

Контроллеры для ветрогенераторов, принцип работы

Солнечные контроллеры для ветрогенератора

Как выбрать контроллер заряда солнечной батареи для вашей фотоэлектрической системы

Контроллеры заряда от солнечных батарей — контроллеры MPPT и PWM

Дополнительная информация о контроллерах заряда от солнечных батарей

Размер контроллера заряда

Типы контроллеров заряда солнечных батарей

Контроллеры заряда от солнечных батарей MPPT

Контроллеры заряда от солнечных батарей с ШИМ

Функции и дополнения для контроллеров солнечных батарей

Руководство покупателя — нужен ли мне контроллер заряда солнечной энергии с ШИМ или MPPT?

Зачем нужен контроллер солнечного заряда

Разница между контроллерами заряда солнечных батарей PWM и MPPT

Различия в работе ШИМ и MPPT:

ШИМ:

MPPT:

Выбор подходящего солнечного контроллера / регулятора

Характеристики и опции солнечного контроллера заряда

Smart Bluetooth

Контроллеры Boost MPPT

Комбинированное зарядное устройство MPPT и DC-DC

Более дешевые варианты

Несколько солнечных зарядных устройств

Простая блок-схема

12В для караванов, автодомов, катеров, яхт, морских судов

Как выбрать контроллер заряда от солнечных батарей

1. СНИЖЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ СОЛНЕЧНОЙ ПАНЕЛИ

2. КОНТРОЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ АККУМУЛЯТОРА

3. ОСТАНОВКА ОБРАТНОГО ТОКА НА НОЧЬ

лучших контроллеров заряда от солнечных батарей в 2021 году [Обзоры, цены и характеристики]

Лучшие контроллеры заряда в 2021 году: наш выбор

Обзор: Лучшие контроллеры заряда от солнечных батарей на рынке в 2021 году

Лучший контроллер заряда MPPT: Midnite Classic

Лучший контроллер заряда высокой мощности: Outback FM100 AFCI

Солнечный контроллер заряда Schneider Electric Conext MPPT 60 150