太阳能充电控制器

组装，倾斜角度

我们将简要描述安装本身，如何连接太阳能电池板，因为紧固件和其他细微差别也是单独的主题。安装包括将面板固定在框架上，有几种类型的夹子、支架：在石板上、在金属上、在瓷砖上、隐藏在屋顶护板上。

为选定的安装选项购买或包含在套件中的支撑导轨、夹具、夹具（末端和中心）导轨。

连接的对接元件从固定导轨创建一个框架。还使用了用于芯线的端子元件和支架——它们结合了铝制框架并将其接地，固定电缆。

如果安装在有坡度的屋顶上，则北纬 30 ... 40° 面板的最佳角度更大，例如 45°。一般来说，雨水自清洁组件的角度应为 15°。

这些位置是通过支撑型材创建的，通常是一种方便的可折叠、可调节、旋转结构。

由于阵列照明不均匀，较亮位置的面板会发出更多电流，部分电流用于加热负载较小的 SB。为了消除这种现象，使用截止二极管，从内部焊接在平面之间。

工作原理

如果太阳能电池没有电流，则控制器处于睡眠模式。它不使用电池的任何瓦数。阳光照射到面板后，电流开始流向控制器。他必须开机。但是，指示灯 LED 和 2 个弱晶体管仅在电压达到 10 V 时才会亮起。

达到这个电压后，电流会通过肖特基二极管流向电池。如果电压上升到 14 V，放大器 U1 将开始工作，这将打开 MOSFET 晶体管。结果，LED 将熄灭，两个无功的晶体管将关闭。电池不会充电。此时，C2 将被放电。平均而言，它需要 3 秒。电容C2放电后，U1迟滞被克服，MOSFET关闭，电池开始充电。充电将继续，直到电压上升到开关电平。

充电间歇性发生。同时，它的持续时间取决于电池的充电电流是多少，以及与之连接的设备的功率有多大。充电一直持续到电压达到 14 V。

电路在很短的时间内开启。它的包含受电流对C2充电时间的影响，从而限制了晶体管Q3。电流不能超过 40 mA。

类型

开关

这种类型的设备被认为是最简单和最便宜的。它唯一的主要任务是在达到最大电压时关闭对电池的充电以防止过热。

但是，这种类型有一定的缺点，就是过早关机。达到最大电流后，需要再保持几个小时的充电过程，这个控制器会立即将其关闭。

因此，电池电量将达到最大值的 70% 左右。这会对电池产生负面影响。

脉宽调制

这种类型是高级开/关。升级是它具有内置的脉宽调制（PWM）系统。此功能允许控制器在达到最大电压时不关闭电流供应，而是降低其强度。

因此，几乎可以为设备完全充电。

MPRT

这种类型被认为是目前最先进的。他工作的本质是基于他能够确定给定电池的最大电压的确切值这一事实。它持续监控系统中的电流和电压。由于不断获取这些参数，处理器能够保持电流和电压的最佳值，从而让您创造最大的功率。

使用说明

在学习控制器的使用说明之前，有必要记住操作这些电子设备时必须遵守的三个参数，它们是：

1. 设备的输入电压应比太阳能电池板的开路电压高15-20%。
2. 对于 PWM (PWM) 设备 - 额定电流必须超过用于连接能源的线路中的短路电流的 10%。
3. MPPT - 控制器必须与系统容量相匹配，再加上该值的 20%。

为了设备的成功操作，有必要研究其操作说明，这些说明始终附在此类电子设备上。

该说明告知消费者以下内容：

安全要求——本节定义了设备操作不会导致消费者触电和其他负面后果的条件。

以下是主要的：

• 在安装和配置控制器之前，需要通过开关装置将太阳能电池板和电池与设备断开；
• 防止水进入电子设备；
• 触点连接必须拧紧，以免在操作过程中发热。
• 设备的技术特性 - 本部分允许您根据特定电路和安装位置的要求选择设备。

通常，这是：

• 设备的调整和设置类型；
• 设备的操作模式；
• 描述设备的控件和显示。
• 安装方法和安装地点——每个控制器都按照制造商的要求进行安装，让您可以长时间操作设备并保证质量。

信息如下：

• 设备的位置和空间布置；
• 整体尺寸显示为工程网络和设备，以及与安装设备相关的建筑结构元素；
• 给出了设备安装点的安装尺寸。
• 包含在系统中的方法 - 本节向消费者解释应该连接到哪个终端以及如何连接以启动电子设备。

报告：

• 设备应按什么顺序包含在工作电路中；
• 打开设备时会指示无效的操作和措施。
• 设置设备是一项重要的操作，太阳能发电厂整个方案的运行依赖于它的可靠性。

本节将告诉您如何：

• 哪些指示灯以及如何指示设备的操作模式及其故障；
• 提供了有关如何按时间、负载模式和其他参数设置设备所需操作模式的信息。
• 保护类型 - 在本节中报告设备受保护的紧急模式。

或者，这可能是：

• 设备与太阳能电池板连接线路的短路保护；
• 过载保护；
• 连接设备与电池的线路中的短路保护；
• 太阳能电池板连接错误（反极性）；
• 电池连接错误（极性接反）；
• 设备过热保护；
• 防止雷暴或其他大气现象引起的高压。
• 错误和故障 - 本节说明如果设备由于某种原因无法正常工作或根本无法工作，应如何处理。

连接被认为是：故障 - 故障的可能原因 - 消除故障的方法。

• 检查和维护 - 本节提供有关必须采取哪些预防措施以确保设备无故障运行的信息。
• 保修义务 - 表示在按照操作说明正确使用设备的情况下，设备制造商可以承担维修费用的期限。

品种

今天有几种类型的充电控制器。让我们考虑其中的一些。

MPPT控制器

这个缩写代表Maximum Power Point Tracking，即监控或跟踪功率最大的点。这种设备能够将太阳能电池板的电压降低到电池的电压。在这种情况下，太阳能电池上的电流强度会降低，因此可以减少电线的横截面并降低施工成本。此外，使用此控制器可以在阳光不足时为电池充电，例如在恶劣天气下。 或清晨 晚上。它是最常见的，因为它的多功能性。用于串行连接。 MPPT控制器具有相当广泛的设置范围，可确保最有效的充电。

设备规格：

• 此类设备的成本很高，但在使用超过 1000 瓦的太阳能电池板时会有所回报。
• 控制器的总输入电压可以达到200V，这意味着控制器可以串联几块太阳能电池板，平均最多5块。确保不间断供电。
• 该控制器可以在非标准电压下工作，例如 28 V。
• MPPT控制器的效率达到98%，这意味着几乎所有的太阳能都转化为电能。
• 能够连接各种类型的电池，如铅、磷酸铁锂等。
• 最大充电电流为100A，给定电流值，控制器最大输出功率可达11kW。
• 基本上，所有型号的 MPPT 控制器都能够在 -40 到 60 度的温度下运行。
• 要开始为电池充电，需要至少 5 V 的电压。
• 某些型号能够同时与混合逆变器一起工作。

这种类型的控制器可用于商业企业和乡间别墅，因为有各种型号具有不同的性能。对于乡间别墅，最大功率为 3.2 kW，最大输入电压为 100 V 的 MPPT 控制器是合适的。大批量使用更强大的控制器。

脉宽调制控制器

该设备的技术比 MPPT 简单。这种装置的工作原理是当电池电压低于14.4V的限制时，太阳能电池几乎直接与电池相连，并且充电发生得足够快，达到该值后，控制器将降低将电池电压调至 13 .7V 为电池充满电。

设备规格：

• 输入电压不超过 140 V。
• 使用 12 和 24 V 的太阳能电池板。
• 效率几乎是100%。
• 能够使用各种类型的各种电池。
• 最大输入电流达到 60 A。
• 工作温度 -25 至 55 ºC。
• 从头开始为电池充电的能力。

因此，当负载不是很大且太阳能充足时，最常使用PWM控制器。这种设备更适合安装了低功率太阳能电池板的小型乡间别墅的业主。

如上所述，MPPT 控制器是迄今为止最受欢迎的控制器，因为它效率高，即使在缺乏阳光的条件下也能工作。 MPPT 控制器还能够以更高的功率运行，非常适合大型乡间别墅。但是，在选择特定类型时，需要考虑输入和输出电流的大小，以及功率和电压指标的程度。

在小范围内安装 MPPT 控制器是不切实际的，因为它不会有回报。如果太阳能电池的总电压超过 140 V，则应使用 MPPT 控制器。 PWM 控制器是最实惠的，因为它们的价格从 800 卢布起。有10000的型号，当一个MPPT控制器的成本大约等于25000时。

自制控制器：功能，组件

该设备设计为仅与一块太阳能电池板配合使用，可产生不超过 4 A 的电流。电池容量为 3,000 Ah，由控制器控制充电。

对于控制器的制造，需要准备以下要素：

• 2个芯片：LM385-2.5和TLC271（是运算放大器）；
• 3个电容：C1和C2是小功率的，有100n； C3容量1000u，额定16V；
• 1个LED指示灯（D1）；
• 1个肖特基二极管；
• 1个二极管SB540。相反，你可以使用任何二极管，主要是它能承受太阳能电池的最大电流；
• 3个晶体管：BUZ11（Q1）、BC548（Q2）、BC556（Q3）；
• 10 个电阻器（R1 - 1k5、R2 - 100、R3 - 68k、R4 和 R5 - 10k、R6 - 220k、R7 - 100k、R8 - 92k、R9 - 10k、R10 - 92k）。所有这些都可以是 5%。如果你想要更高的精度，那么你可以使用 1% 的电阻。

太阳能在哪里以及如何使用？

柔性面板用于各个领域。在使用这些太阳能电池板制定家庭能源供应项目之前，请了解它们的使用地点以及它们在我们的气候中的使用特点。

太阳能电池板适用范围

柔性太阳能电池板的用途非常广泛。它们成功地用于电子产品、建筑物电气化、汽车和飞机制造以及空间物体。

在建筑中，此类面板用于为住宅和工业建筑提供电力。

基于柔性太阳能电池的便携式充电器可供所有人使用，并且随处可见。用于在世界任何地方发电的大型柔性旅游面板在旅行者中非常受欢迎。

一个非常不寻常但实用的想法是使用路基作为柔性电池的基础。特殊元件免受冲击，不怕重载。

这个想法已经付诸实施。 “太阳能”道路为周围的村庄提供能源，同时不占用一米多的土地。

柔性非晶板的使用特点

那些计划开始使用柔性太阳能电池板作为家庭电力来源的人应该了解其操作的特点。

具有柔性金属底座的太阳能电池板用于对小型发电厂的耐磨性提出更高要求的地方：

首先，用户关心的问题是，在冬天，白天时间短，所有设备都没有足够的电力运行，该怎么办？

是的，在多云的天气和短暂的白天，面板的性能会降低。如果有替代方案，可以切换到集中式电源，那就太好了。如果没有，您需要储备电池并在天气好的日子给它们充电。

太阳能电池板的一个有趣特征是，当光电池被加热时，其效率会显着降低。

每年的晴天数因地区而异。当然，在南方使用柔性电池更合理，因为那里的阳光照射时间更长、频率更高。

由于白天地球相对于太阳的位置会发生变化，因此最好将面板放在通用位置 - 即以约 35-40 度的角度放置在南侧。这个位置在早上和晚上以及中午都是相关的。

为什么要控制充电以及太阳能充电控制器如何工作？

主要原因：

1. 让电池更持久！过度充电会引起爆炸。
2. 每个电池都以一定的电压工作。控制器允许您选择所需的 U。

如果电量非常低，充电控制器还会断开电池与消耗设备的连接。此外，如果电池充满电，它会断开电池与太阳能电池的连接。

因此，保险发生并且系统的操作变得更安全。

操作原理非常简单。该设备有助于保持平衡，不允许电压下降或上升太多。

太阳能电池充电控制器的类型

1. 自制。
2. MRRT。
3. 开关。
4. 杂种。
5. PWM 类型。

下面我们简要介绍锂电池和其他电池的这些选项。

DIY控制器

当有无线电电子方面的经验和技能时，可以独立制造此设备。但是这样的设备不太可能具有高效率。如果您的电台功率低，自制设备最适合。

要构建这个充电设备，你必须找到它的电路。但请记住，误差应为 0.1。

这是一个简单的图表。

MPRT

能够监控最大充电功率限制。软件内部是一种算法，可让您跟踪电压和电流的水平。它找到了某种平衡，在这种平衡中，整个装置将以最大的效率工作。

mppt 设备被认为是迄今为止最好和最先进的设备之一。与 PMW 不同，它将系统效率提高了 35%。当你有很多太阳能电池板时，这样的设备是合适的。

仪器类型 ONOF

它是市场上最简单的一种。它没有其他功能那么多。一旦电压升至最大值，设备就会关闭电池充电。

不幸的是，这种类型的太阳能充电控制器无法充电至 100%。一旦电流跳到最大值，就会发生关机。结果，不完全充电会缩短其使用寿命。

杂种

当有两种类型的电流源（例如太阳和风）时，将数据应用于仪器。它们的构造基于 PWM 和 MPPT。它与同类器件的主要区别在于电流和电压的特性。

其目的是均衡流向电池的负载。这是由于来自风力发电机的电流不均匀。正因为如此，储能设备的寿命会大大降低。

脉宽调制或脉宽调制

该操作基于电流的脉宽调制。让您解决充电不全的问题。它降低了电流，从而使充电达到 100%。

由于 pwm 操作，电池不会过热。因此，这种太阳能控制装置被认为是非常有效的。

太阳能控制器的类型

在现代世界中，控制器分为三种类型：

- 开关;

- 脉宽调制；

– MPPT控制器；

On-Off 是最简单的充电解决方案，当太阳能电池板的电压达到 14.5 伏时，这种控制器直接将太阳能电池板连接到电池。但是，此电压并不表示电池已充满电。为此，您需要保持电流一段时间，以便电池获得充满电所需的能量。结果，您会遇到电池长期充电不足和电池寿命缩短的问题。

PWM 控制器通过简单地“切断”多余的电压来维持电池充电所需的电压。因此，无论太阳能电池提供的电压如何，设备都会被充电。主要条件是高于收费所需。对于12V电池，充满电的电压为14.5V，放电电压约为11V，这种控制器比MPPT简单，但效率较低。它们允许您将电池填充到其容量的 100%，这比“开-关”等系统具有显着优势。

MPPT控制器——具有更复杂的设备，可以分析太阳能电池的运行模式。它的全名听起来像“最大功率点跟踪”，在俄语中的意思是“最大功率点跟踪”。面板发出的功率很大程度上取决于落在其上的光量。

事实上，PWM 控制器不会以任何方式分析面板的状态，而只会产生为电池充电所需的电压。 MPPT 监控它以及太阳能电池板产生的电流，并形成最适合为蓄电池充电的输出参数。从而减少了输入电路中的电流：从太阳能电池板到控制器，能源使用更加合理。

控制器模块有哪些类型

在选择充电控制器之前，了解设备的主要技术特性并不是多余的。流行的太阳能充电调节器型号之间的主要区别在于绕过电压限制的方法。还有一些功能特性直接影响“智能”电子产品的实用性和易用性。考虑现代太阳能系统的流行和流行类型的控制器。

1) 开/关控制器

最原始、最不可靠的能源分配方式。它的主要缺点是存储容量充电高达实际标称容量的 70-90%。开/关模式的主要任务是防止电池过热和过度充电。当达到“高于”电压的极限值时，太阳能电池控制器会阻止再充电。这通常发生在 14.4V。

这种太阳能控制器使用过时的功能，当达到发电电流的最大指标时会自动关闭充电模式，这不允许对电池进行 100% 的充电。正因为如此，能源资源不断短缺，这对电池寿命产生了负面影响。因此，在安装昂贵的太阳能系统时，不建议使用此类太阳能控制器。

2）PWM控制器（PWM）

脉冲宽度调制控制电路比开/关设备做得更好。PWM 控制器可防止电池在危急情况下过热，提高接受电荷的能力并控制系统内的能量交换过程。 PWM 控制器还执行许多其他有用的功能：

• 配备用于考虑电解液温度的特殊传感器；
• 计算不同充电电压下的温度补偿；
• 支持使用不同类型的家用储罐（GEL、AGM、液体酸）。

只要电压低于14.4V，电池就直接连接到太阳能电池板，充电过程非常快。当指标超过最大允许值时，太阳能控制器会自动将电压降低到13.7 V——在这种情况下，充电过程不会中断，电池会充电到100%。该设备的工作温度范围为-25℃至55℃。

3) MPPT控制器

这类稳压器不断监测系统中的电流和电压，工作原理是基于“最大功率”点的检测。它在实践中给出了什么？使用 MPPT 控制器是有利的，因为它可以让您摆脱光电管的过电压。

这些型号的稳压器在电池充电过程的每个单独循环中使用脉冲宽度转换，从而可以增加太阳能电池板的输出。平均而言，节省约 10-30%

重要的是要记住，电池的输出电流将始终高于来自光电池的输入电流。

MPPT技术即使在阴天和太阳辐射不足的情况下也能确保电池充电。在功率为 1000 W 或更高的太阳能系统中使用此类控制器更为方便。 MPPT 控制器支持使用非标准电压（28 V 或其他值）运行。效率保持在96-98%的水平，这意味着几乎所有的太阳能资源都将转化为直流电。 MPPT控制器被认为是家用太阳能系统的最佳和最可靠的选择。

4) 混合充电控制器

如果将组合供电方案用作私人住宅的发电厂，这是最好的选择，私人住宅由太阳能发电厂和风力发电机组成。混合设备可以使用 MPPT 或 PWM 技术运行，但电流-电压特性会有所不同。

风力涡轮机发电不均匀，导致电池负载不稳定——它们以所谓的“压力模式”运行。当发生关键负载时，混合太阳能控制器使用单独连接到系统的特殊加热元件释放多余的能量。

控制器要求。

如果太阳能电池板必须为大量消费者提供能源，那么自制的混合电池充电控制器将不是一个好的选择——在可靠性方面，它仍将明显逊于工业设备。然而，对于家庭使用，可以组装一个微电路——它的电路很简单。

它只执行两个任务：

• 防止电池过度充电，这可能导致爆炸；
• 消除了电池的完全放电，之后就不可能再次充电。

在阅读任何对昂贵模型的评论后，很容易确定这正是隐藏在大词和广告标语背后的东西。为微电路本身赋予适当的功能是一项可行的任务。最主要的是使用高质量的零件，以便面板上的混合电池充电控制器在操作过程中不会烧坏。

对高质量的自助设备有以下要求：

• 应按公式 1.2P≤UxI 工作，其中 P 为所有光电池的总功率，I 为输出电流，U 为空电池时网络中的电压；
• 输入端的最大 U 必须等于空闲时所有电池的总电压。

用自己的双手组装设备时，您需要阅读找到的选项的评论，并确保其电路符合这些参数。

组装一个简单的控制器。

虽然混合充电控制器允许您连接多个电压源，但一个简单的控制器适用于仅包含太阳能电池板的系统。它可用于为具有少量能源消费者的网络供电。其电路由标准电气元件组成：按键、电容器、电阻器、晶体管和用于调节的比较器。

该设备的工作原理很简单：它检测连接电池的充电水平，并在电压达到最大值时停止充电。当它下降时，充电过程恢复。当 U 达到最小值 (11 V) 时，电流消耗停止 - 当太阳能不足时，这不允许电池完全放电。

此类太阳能电池板设备的特点如下：

• 标准输入电流U-13.8V，可调；
• U小于11V时发生电池断开；
• 在 12.5 V 的电池电压下恢复充电；
• 使用比较器 TLC 339；
• 在 0.5 A 的电流下，电压下降不超过 20 mV。

混合版本用你自己的双手。

先进的混合太阳能控制器可让您全天候使用能源 - 当没有太阳时，风力发电机会提供直流电。设备电路包括用于调整参数的微调器。使用继电器进行切换，继电器由晶体管按键控制。

否则，混合版本与简单版本没有区别。该电路具有相同的参数，其工作原理相似。您将不得不使用更多零件，因此组装起来更加困难；对于使用的每个元素，值得阅读评论以确保其质量。

当您需要控制器时

到目前为止，太阳能（在家庭层面）仅限于制造功率相对较低的光伏电池板。但不管将太阳光转化为电流的光电转换器的设计如何，该设备都配备了一个称为太阳能电池充电控制器的模块。

事实上，太阳能光合作用的安装方案包括一个可充电电池 - 一种用于从太阳能电池板接收能量的存储设备。正是这种辅助能源主要由控制器提供服务。

接下来，我们将了解该设备以及该设备的工作原理，以及如何连接它。

对该设备的需求可以减少到以下几点：

1. 电池充电是多阶段的；
2. 充电/放电时调整电池的开/关；
3. 以最大电量连接电池；
4. 在自动模式下连接从光电管充电。

太阳能设备的电池充电控制器很重要，因为它的所有功能在良好状态下的性能大大提高了内置电池的寿命。

特点

充电控制器有几个重要特性。最重要的是用于提高该设备可靠性的保护功能。

应注意此类结构中最常见的保护类型：

设备配备了可靠的保护，防止错误的极性连接；
防止负载和输入短路的可能性非常重要，因此制造商为控制器提供可靠的保护以防止这种情况；
重要的是保护设备免受雷电以及各种过热；
控制器设计配备了针对夜间过压和电池放电的特殊保护。

此外，该设备还配备了各种电子保险丝和特殊的信息显示器。监视器允许您找出有关电池状态和整个系统的必要信息。

此外，屏幕上还会显示许多其他重要信息：电池电压、充电水平等等。许多型号的控制器的设计包括特殊的计时器，因此激活了设备的夜间模式。许多型号的控制器的设计包括特殊的计时器，因此激活了设备的夜间模式。

许多型号的控制器的设计包括特殊的计时器，因此激活了设备的夜间模式。

此外，此类设备还有更复杂的模型，可以同时控制两个独立电池的运行。在此类设备的名称中，有一个前缀 Duo。