Контроллер солнечной батареи – базовый элемент, необходимый при сборке электростанции, использующей возобновляемую энергию солнца. Если при ветрогенерации достаточно добавить в цепь плату защиты и диод, способный предотвратить обратный отток тока на генератор, то для схемы солнечной энергостанции потребуется выбрать более сложное устройство, призванное динамически выравнивать показатели напряжения.
Что такое контроллер заряда солнечной батареи
Современные генерирующие системы для передачи выработанной энергии на аккумуляторы, прямые источники потребления, используют разные сценарии подключения источников тока. В частности, применяются продвинутые алгоритмы, созданные на базе микропроцессоров. Задача контроллера заряда солнечной батареи – обеспечение стабильной подачи тока, защита элементов цепочки от перенапряжения, короткого замыкания, других негативных факторов.
Виды контроллеров
В продаже представлены контроллеры двух типов PWM и MPPT, у каждого положительные, отрицательные нюансы.
Контроллеры PWM
Прибор с широтно-импульсной модуляцией, которая считается устаревшей. В основе контролера ШИМ, удерживающий напряжение путём дифференциации скважности генерируемого сигнала.
PWM-контроллер снимает напряжение на входе, с контура DC-DC-трансформатора. Таким образом, обеспечивается поддержка напряжения, заданного пользователем. Как правило, это 12-14 вольт, но существуют модели, где можно установить другие параметры. Импульсы ШИМ передаются на высокочастотные транзисторные ключи, ответственные за контроль питания дросселя.
На последнем в результате создаются быстрые перепады напряжения, чья амплитуда больше входных параметров. На выходе напряжение выравнивается конденсатором, стабилизируется диодом.
Контроллер PWM рассчитан на солнечные электростанции небольшой мощности. Ввиду низкой энергоэффективности, его рекомендуют использовать в районах с повышенной солнечной активностью.
Среди преимуществ:
- надёжность;
- цена;
- простота конструкции.
Недостатки:
- сниженный КПД.
Контроллеры МРРТ
MPPT, по своему принципу работы – модернизированная версия PWM, только за генерацию импульсов отвечает не ШИМ, а микрокомпьютер, состоящий из процессора и внутренней памяти. Такое решение предлагает расширенные возможности, в частности, контроль силы тока и напряжения, как на выходе, так и на входе преобразователя. Также микроконтроллер способен отслеживать температуру внутренних элементов цепи, исключая перегрев.
Более точный контроль входящих/исходящих параметров увеличивает производительность солнечных панелей, фактически исключая потери тепла на этапе светорассеивания.
Контроллер МРРТ применяется на крупных предприятия, промышленных солнечных электростанциях.
Среди преимуществ:
- производительность;
- возможность установить точные параметры работы;
- быстрая окупаемость;
- процент энергопотерь.
Недостатки:
- цена выше ШИМ-аналогов.
Как выбрать
При выборе контроллера важно учитывать следующие нюансы.
Напряжение солнечной батареи
На контроллер подаётся напряжение от одной или нескольких панелей, объединённых по разным схемам. При выборе прибора важно, чтобы общее подаваемое напряжение с учётом холостого хода, не превышала предельной величины, указанной заводом-изготовителем. Параметры панели не всегда соответствуют заявленным, солнечную генерацию нельзя назвать стабильной, поэтому рекомендуется покупать контроллер с запасом 20-30%.
Мощность солнечной батареи
Суммарная мощность солнечных батарей, запитываемых через контроллер, не должна превышать его технических характеристик, указанных инструкции по эксплуатации.
Ток заряда
Выбирая контроллер для солнечно электростанции учитывайте, что оптимальный ток подачи заряда на аккумуляторную батарею составляет 10% ёмкости АКБ. Зарядка источников для хранения энергии другими параметрами тока приводит к ускоренной деградации пластин, может привести к закипанию электролита.
Контроллер заряда солнечной батареи – важный элемент солнечно электростанции, обеспечивающий её нормальную работу. Задача модуля – распределение потоков электроэнергии, генерируемой солнечными панелями, поддержание стабильного напряжения на выходе, минимизация перезаряда, возникновения внештатных ситуаций.
Для бытовых нужд лучше выбрать контроллеры PWM, он дешевле, проще в обслуживании. Для мощных установок целесообразно купить MPPT-прибор с микроконтроллером. Не рекомендуется устанавливать приборы малоизвестных брендов, так как они не всегда способны обеспечить параметры, соответствующие указанным в инструкции.
