Схемы контроллеров заряда-разряда Li-ion аккумуляторов и микросхемы модулей защиты литиевых батарей

Содержание статьи:

Для начала нужно определиться с терминологией.

Как таковых контроллеров разряда-заряда не существует. Это нонсенс. Нет никакого смысла управлять разрядом. Ток разряда зависит от нагрузки — сколько ей надо, столько она и возьмет. Единственное, что нужно делать при разряде — это следить за напряжением на аккумуляторе, чтобы не допустить его переразряда. Для этого применяют защиту от глубокого разряда.

При этом, отдельно контроллеры заряда не только существуют, но и совершенно необходимы для осуществления процесса зарядки li-ion аккумуляторов. Именно они задают нужный ток, определяют момент окончания заряда, следят за температурой и т.п. Контроллер заряда является неотъемлемой частью любого зарядного устройства для литиевого аккумулятора.

Исходя из своего опыта могу сказать, что под контроллером заряда/разряда на самом деле понимают схему защиты аккумулятора от слишком глубокого разряда и, наоборот, перезаряда.

Другими словами, когда говорят о контроллере заряда/разряда, речь идет о встроенной почти во все литий-ионные аккумуляторы защите (PCB- или PCM-модулях). Вот она:

И вот тоже они:

Очевидно, что платы защиты представлены в различных форм-факторах и собраны с применением различных электронных компонентов. В этой статье мы как раз и рассмотрим варианты схем защиты Li-ion аккумуляторов (или, если хотите, контроллеров разряда/заряда).

Контроллеры заряда-разряда

Раз уж это название так хорошо укрепилось в обществе, мы тоже будем его использовать. Начнем, пожалуй, с наиболее распространенного варианта на микросхеме DW01 (Plus).

DW01-Plus

Такая защитная плата для аккумуляторов li-ion встречается в каждом втором аккумуляторе от мобильника. Чтобы до нее добраться, достаточно просто оторвать самоклейку с надписями, которой обклеен аккумулятор.

Сама микросхема DW01 — шестиногая, а два полевых транзистора конструктивно выполнены в одном корпусе в виде 8-ногой сборки.

Вывод 1 и 3 — это управление ключами защиты от разряда (FET1) и перезаряда (FET2) соответственно. Пороговые напряжения: 2.4 и 4.25 Вольта. Вывод 2 — датчик, измеряющий падение напряжения на полевых транзисторах, благодаря чему реализована защита от перегрузки по току. Переходное сопротивление транзисторов выступает в роли измерительного шунта, поэтому порог срабатывания имеет очень большой разброс от изделия к изделию.

Паразитные диоды, встроенные в полевики, позволяют осуществлять заряд аккумулятора, даже если сработала защита от глубокого разряда. И, наоборот, через них идет ток разряда, даже в случае закрытого при перезаряде транзистора FET2.

Вся схема выглядит примерно вот так:

Правая микросхема с маркировкой 8205А — это и есть полевые транзисторы, выполняющие в схеме роль ключей.

S-8241 Series

Фирма SEIKO разработала специализированные микросхемы для защиты литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов от переразряда/перезаряда. Для защиты одной банки применяются интегральные схемы серии S-8241.

Ключи защиты от переразряда и перезаряда срабатывают соответственно при 2.3В и 4.35В. Защита по току включается при падении напряжения на FET1-FET2 равном 200 мВ.

AAT8660 Series

Решение от Advanced Analog Technology — AAT8660 Series.

Пороговые напряжения составляют 2.5 и 4.32 Вольта. Потребление в заблокированном состоянии не превышает 100 нА. Микросхема выпускается в корпусе SOT26 (3х2 мм, 6 выводов).

FS326 Series

Очередная микросхема, используемая в платах защиты одной банки литий-ионного и полимерного аккумулятора — FS326.

В зависимости от буквенного индекса напряжение включения защиты от переразряда составляет от 2.3 до 2.5 Вольт. А верхнее пороговое напряжение, соответственно, — от 4.3 до 4.35В. Подробности смотрите в даташите.

LV51140T

Аналогичная схема протекции литиевых однобаночных аккумуляторов с защитой от переразряда, перезаряда, превышения токов заряда и разряда. Реализована с применением микросхемы LV51140T.

Пороговые напряжения: 2.5 и 4.25 Вольта. Вторая ножка микросхемы — вход детектора перегрузки по току (предельные значения: 0.2В при разряде и -0.7В при зарядке). Вывод 4 не задействован.

R5421N Series

Схемотехническое решение аналогично предыдущим. В рабочем режиме микросхема потребляет около 3 мкА, в режиме блокировки — порядка 0.3 мкА (буква С в обозначении) и 1 мкА (буква F в обозначении).

Серия R5421N содержит несколько модификаций, отличающихся величиной напряжения срабатывания при перезарядке. Подробности приведены в таблице:

Обозначение	Порог отключения по перезаряду, В	Гистерезис порога перезаряда, мВ	Порог отключения по переразряду, В	Порог включения перегрузки по току, мВ
R5421N111C	4.250±0.025	200	2.50±0.013	200±30
R5421N112C	4.350±0. 025
R5421N151F	4.250±0.025
R5421N152F	4.350±0.025

SA57608

Очередной вариант контроллера заряда/разряда, только уже на микросхеме SA57608.

Напряжения, при которых микросхема отключает банку от внешних цепей, зависят от буквенного индекса. Подробности см. в таблице:

Обозначение	Порог отключения по перезаряду, В	Гистерезис порога перезаряда, мВ	Порог отключения по переразряду, В	Порог включения перегрузки по току, мВ
SA57608Y	4.350±0.050	180	2.30±0.070	150±30
SA57608B	4.280±0.025	180	2.30±0.058	75±30
SA57608C	4.295±0.025	150	2.30±0.058	200±30
SA57608D	4.350±0.050	180	2. 30±0.070	200±30
SA57608E	4.275±0.025	200	2.30±0.058	100±30
SA57608G	4.280±0.025	200	2.30±0.058	100±30

SA57608 потребляет достаточно большой ток в спящем режиме — порядка 300 мкА, что отличает ее от вышеперечисленных аналогов в худшую сторону (там потребляемые токи порядка долей микроампера).

LC05111CMT

Ну и напоследок предлагаем интересное решение от одного из мировых лидеров по производству электронных компонентов On Semiconductor — контроллер заряда-разряда на микросхеме LC05111CMT.

Решение интересно тем, что ключевые MOSFET’ы встроены в саму микросхему, поэтому из навесных элементов остались только пару резисторов да один конденсатор.

Переходное сопротивление встроенных транзисторов составляет ~11 миллиом (0.011 Ом). Максимальный ток заряда/разряда — 10А. Максимальное напряжение между выводами S1 и S2 — 24 Вольта (это важно при объединении аккумуляторов в батареи).

Микросхема выпускается в корпусе WDFN6 2.6×4.0, 0.65P, Dual Flag.

Схема, как и ожидалось, обеспечивает защиту от перезаряда/разряда, от превышения тока в нагрузке и от чрезмерного зарядного тока.

Контроллеры заряда и схемы защиты — в чем разница?

Важно понимать, что модуль защиты и контроллеры заряда — это не одно и то же. Да, их функции в некоторой степени пересекаются, но называть встроенный в аккумулятор модуль защиты контроллером заряда было бы ошибкой. Сейчас поясню в чем разница.

Важнейшая роль любого контроллера заряда заключается в реализации правильного профиля заряда (как правило, это CC/CV — постоянный ток/постоянное напряжение). То есть контроллер заряда должен уметь ограничивать ток зарядки на заданном уровне, тем самым контролируя количество «заливаемой» в батарею энергии в единицу времени. Избыток энергии выделяется в виде тепла, поэтому любой контроллер заряда в процессе работы достаточно сильно разогревается.

По этой причине контроллеры заряда никогда не встраивают в аккумулятор (в отличие от плат защиты). Контроллеры просто являются частью правильного зарядного устройства и не более.

Схемы правильных зарядок для литиевых аккумуляторов приведены в этой статье.

Кроме того, ни одна плата защиты (или модуль защиты, называйте как хотите) не способен ограничивать ток заряда. Плата всего лишь контролирует напряжение на самой банке и в случае выхода его за заранее установленные пределы, размыкает выходные ключи, отключая тем самым банку от внешнего мира. Кстати, защита от КЗ тоже работает по такому же принципу — при коротком замыкании напряжение на банке резко просаживается и срабатывает схема защиты от глубокого разряда.

Путаница между схемами защиты литиевых аккумуляторов и контроллеров заряда возникла из-за схожести порога срабатывания (~4.2В). Только в случае с модулем защиты происходит полное отключение банки от внешних клемм, а в случае с контроллером заряда происходит переключение в режим стабилизации напряжения и постепенного снижения зарядного тока.

что это такое и как им пользоваться

Контроллер заряда аккумулятора — это плата, которая защищает элемент питания от скачков напряжения, перезарядки или “глубокой разрядки”. Расскажем об особенностях таких устройств, их видах и способах подключения.

Контроллер защищает элемент питания от скачков напряжения.

Что такое контроллер заряда аккумулятора

Контроллер заряда работает по разным принципам, что завит от типа батареи, к которой он подключен. В мобильных телефонах, смартфонах, планшетах, ноутбуках используют BMS-плату (микросхему) с распаянными электронными элементами на литий-ионном аккумуляторе. Если исключить плату защиты из цепи, то АКБ быстрее выйдет из строя или взорвется из-за нарушений правил эксплуатации.

В ветрогенераторах используют электронные блоки. Внешние контроллеры подключают к солнечным батареям. Последние выбирают исходя от типа аккумуляторов для накопления электрической энергии. Последние, зачастую представлены в свинцово-кислотном исполнении.

Размеры контроллера заряда аккумулятора.

Функции

Контролеры созданы для:

1. Наблюдения за процессом зарядки. При восстановлении емкости от 0 до 10% работает предварительное накопление емкости. От 10 до 70-80% происходит увеличение скорости наполнения постоянным током. Дозарядка проходит медленнее, из-за увеличившегося сопротивления в цепи.
2. Регулировки просадок. Защищает электрическую цепь от короткого замыкания, просадок напряжения.
3. Блокировки перезаряда. У каждой батареи есть лимит максимального напряжения (у Li-Ion он составляет около 4,2 В). Достигнув указанной цифры, питание автоматически отключается, препятствуя вздутию и взрыву АКБ.
4. Защиты от глубокой разрядки. Если напряжение аккумулятора падает ниже критического значения (3 В в Li-Ion), происходит потеря номинальной емкости, уменьшается время автономной работы.
5. Балансировки. Следит за равномерной зарядкой всех звеньев электросхемы, увеличивая срок службы элемента питания.
6. Наблюдения за температурой. При перегреве или переохлаждении срабатывает терморезистор, который отключает питание, поданное на батарею.

Все параметры задают микросхеме или контролеру на этапе производства.

Виды контроллеров

Принцип зарядки батареи зависит от установленного оборудования. Нижеперечисленные контроллеры используют для солнечных батарей, аналогичные устройства применяют и в других сферах восполняемого электричества.

Некоторые делают самодельные приборы, которые уступают покупным моделям по ряду характеристик.

Приборы On/Off

Устройство начального сегмента, которое отключает подачу питания после достижения аккумулятором максимального напряжения. Это защищает батарею от перегрева, перезарядки.

Срабатывает “защита”, когда восстановлено 70-85% емкости — пик напряжения. Далее, ток должен уменьшиться и зарядить АКБ до 100% за 1-3 часа, но этого не происходит из-за особенностей прибора. Как итог, постоянная недозарядка уменьшает срок эксплуатации и емкость аккумулятора.

PWM

Контроллер носит второе название ШИМ и работает по принципу широтно-импульсной модуляции тока. По аналогии с печатной платой в смартфонах, где установлены литейно-ионные источники питания, устройство понижает входящее напряжение по достижению его пика и доводит зарядку до 100%.
Стоит устройство выше предыдущего варианта, но позволяет сохранить “резервуары для энергии”.

PWM Контроллер заряда аккумулятора.

MPPT

В прибор заложены алгоритмы для замеров тока и напряжения системы энергоснабжения и определения оптимального соотношения параметров для стабильной работы подключенной станции.
Согласно статистике, MPPT на 35% продуктивнее распределяют энергию, полученную с внешнего источника питания, нежели PWM-варианты. Учитывая стоимость девайса, его принято использовать для автоматизации “солнечных ферм”. Из-за сниженной стоимости, в частных домах практичнее использовать ШИМ.

Гибридные устройства

Такие контроллеры совмещают особенности PWM и MPPT. Их используют для распределения энергии, полученной с ветрогенераторов, которые совмещают с солнечными панелями. Главным отличием от обычных моделей являются вольтамперные параметры.

Гибриды “выравнивают” полученную энергию и равномерно распределяют ее между элементами питания. Такая необходимость возникает у ветряков, которые вырабатывают электричество с перебоями.

Гибридное устройство.

Способы подключения

Подключение завит от типа устройства.

PWM

Специально для пользователей, рядом с клеммами есть обозначения, что к ним подключать. Необходимо учесть строгую последовательность:
1. Подключите аккумулятор.
2. Включите предохранитель на плате, рядом с «+».
3. Вставьте контакты солнечных батарей.
4. Подсоедините контрольную лампу с напряжением 12 или 24 В.

Важно производить подключение в строгой последовательности, учитывая маркировки, нанесенные на клеммы и полярность проводов. 

MPPT

Подключение заметно отличается от ШИМ:

1. Солнечную панель подключают к инвертору.
2. От него плюс заводят в прибор. На минусовой кабель ставят предохранитель.
3. Ко второму плюсу и минусу подключают АКБ с использованием предохранителей.
4. Инвертор и контроллер подключают к заземлению.

Последовательность и тип подключения будет незначительно отличаться:

1. Переведите клеммы в неактивное положение.
2. Достаньте предохранители.
3. Подсоедините батареи.
4. Подключите солнечные батареи.
5. Позаботьтесь о заземлении.
6. Добавьте в цепь датчик температуры.
7. Верните предохранители, активируйте клеммы.

Советы специалистов

Выбор контроллера зависит от сценария использования, напряжения батарей и химического состава АКБ. При ограниченном бюджете делают ставку на PWM. Для поддержания солнечной фермы используют MPPT.
Контроллером заряда аккумулятора снабжают любые источника питания, защищая их от перегрева, перезаряда, недозаряда и потери емкости. Приборы бывают интегрированными или внешними. Последние используют при получении энергии от солнечных панелей или ветряных установок, дополнительно задействуя инвертор.

Контроллер зарядки литий─ионного аккумулятора

Многие читатели сайта спрашивают о том, что такое контроллер заряда литий─ионного аккумулятора, и для чего он нужен. Этот вопрос кратко упоминался в материалах, где описывались различные типы литиевых аккумуляторов. Этот тип аккумуляторных батарей практически всегда имеет в своём составе контроллер зарядки, ещё называемый платой защиты Battery Monitoring System (BMS). В этой заметке подробнее рассмотрим, что это за устройство, и как оно функционирует.

Содержание статьи

Что представляет собой контроллер зарядки Li─Ion аккумуляторов?

Простейший вариант контроллера зарядки литий─ионных АКБ можно увидеть, если разобрать аккумулятор планшетного компьютера или телефона. Он состоит из банки (аккумуляторного элемента) и печатной платы защиты BMS. Это и есть контроллер зарядки, который можно видеть на фото ниже.

Контроллер зарядки Li─Ion аккумулятора

Основой здесь является микросхема контроллера защиты. Полевые транзисторы используются для раздельного управления защитой при зарядке и разрядке аккумуляторного элемента.

Назначение контроллера защиты в том, что он следит за тем, чтобы банка не заряжалась выше напряжения 4,2 вольта. Литиевый аккумуляторный элемент имеет номинальное напряжение 3,7 вольта. Перезаряд и превышение напряжения выше 4,2 вольта могут привести к тому, что элемент выйдет из строя.

В аккумуляторах смартфонов и планшетов плата BMS следит за процессом заряда и разряда одного элемента (банки). В аккумуляторах ноутбуков таких банок несколько. Обычно от 4 до 8.

Контроллер зарядки и литий─ионные элементы аккумулятора ноутбука

Также контроллер следит за процессом разрядки аккумуляторного элемента. При падении напряжения ниже порогового (обычно 3 вольта) схема отключает банку от потребителя тока. В результате устройство, работающее от аккумулятора, просто выключается.
Среди прочих функций контроллера зарядки стоит отметить защиту от короткого замыкания. На некоторых платах защиты BMS устанавливается терморезистор для защиты аккумуляторного элемента от перегрева.
Вернуться к содержанию
 

Платы защиты BMS для литий─ионных аккумуляторов

Контроллер, рассмотренный выше, является простейшим вариантом защиты BMS. На самом деле разновидностей таких плат гораздо больше и есть довольно сложные и дорогостоящие. В зависимости от сферы применения выделяют следующие виды:

• Для портативной мобильной электроники;
• Для бытовой техники;
• Применяемые в возобновляемых источниках энергии.

Часто такие платы защиты BMS можно встретить в составе систем с солнечными батареями и в ветряных генераторах. Там, как правило, верхний порог срабатывания защиты по напряжению составляет 15, а нижний – 12 вольт. Сам аккумулятор в штатном режиме выдаёт напряжение 12 вольт. К аккумуляторной батарее подключается источник энергии (например, солнечная панель). Подключение выполняется через реле.

Пример контроллера заряда для солнечной панели

При увеличении напряжения на аккумуляторе более 15 вольт срабатывают реле и размыкают цепь заряда. После этого источник энергии работает на предусмотренный для этого балласт. Как говорят специалисты, в случае с солнечными панелями это может дать нежелательные побочные эффекты.

В случае ветряных генераторов BMS контроллеры применяются обязательно. Контроллеры зарядки литий─ионных аккумуляторов для бытовой техники и мобильных устройств имеют существенные различия. А вот контроллеры аккумуляторов ноутбуков, планшетов и телефонов имеют одинаковую схему. Разница заключается только в количестве контролируемых аккумуляторных элементов.
Вернуться к содержанию
 

Как зарядить литий─ионных аккумулятор без контроллера?

Здесь сразу стоит сказать, что заряжать Li─Ion банку в обход контроллера крайне не рекомендуется. В этом случае все функции контроллера зарядки вы должны будете выполнять самостоятельно. То есть, нужно будет вовремя отключить заряд при достижении верхнего порога напряжения, а также следить за температурой банки. Поэтому так делать крайне нежелательно.

Зарядка банки аккумулятора телефона без контроллера

Вместе с тем бывают ситуации, когда есть реальная необходимость в такой зарядке. Например, банка сильно разряжена и контроллер не позволяет зарядить её штатным способом. Такое бывает, если устройство долго не использовалось, и аккумулятор испытал глубокий разряд.

Тогда следует отпаять плату BMS, подключить зарядное устройство к выводам банки и провести зарядку. Конкретные параметры зарядки зависят от аккумуляторного элемента. Если банок несколько, как в батарее ноутбука, нужно будет определять разряженные и проводить их зарядку отдельно. В любом случае процесс зарядки литиевого аккумулятора должен идти под контролем. Нужно проверять напряжение элемента и прервать процесс при достижении верхнего порога по напряжению. Кроме того, следует следить за температурой банки.
Вернуться к содержанию
 

Опрос

Примите участие в опросе!

 Загрузка …

Если статья оказалась для вас полезной, распространите ссылку на неё в социальных сетях. Это поможет развитию сайта. Голосуйте в опросе ниже и оценивайте материал! Исправления и дополнения оставляйте в комментариях.
Вернуться к содержанию

Что такое контроллер заряда аккумуляторов и для чего он нужен

Что из себя представляет контроллер заряда АКБ и для чего он используется

Что такое контроллер заряда аккумуляторов и для чего он нужен

Зачем нужен контроллер заряда?

Контроллер заряда это устройство которое автоматически регулирует  уровень тока и напряжения от источника (например солнечных батарей) для обеспечения заряда аккумуляторных батарей, таким образом предохраняя аккумуляторы от повреждений.

Можно ли обойтись без контроллера заряда?

Имея некоторый опыт работы с электроприборами, умея пользоваться вольтметром и амперметром, внимательно изучив инструкцию аккумулятора на предмет зарядных и разрядных характеристик безусловно можно обойтись без контроллера заряда.

Заряд аккумулятора определяется напряжением между клеммами. Ничего не мешает подсоединить источник (например солнечные батареи) напрямую к аккумулятору, при этом контролируя значения напряжения на клеммах и силу тока от источника (чтобы аккумулятор не был поврежден). Когда напряжение на клеммах будет соответствовать максимуму заряда нужно просто отключить источник. Это позволит зарядить аккумулятор на 60-70% от максимальной емкости. Для того чтобы зарядить его на 100%, аккумулятору необходимо стабилизироваться – некоторое время после достижения максимального напряжения продолжать заряжаться при этом напряжении.

При таком способе заряда АКБ велика вероятность снижения номинальной емкости (в связи с систематическим недозарядом) или выхода из строя из-за высокого тока или напряжения. Именно поэтому используются различные контроллеры заряда.

Какие бывают контроллеры заряда?

В основном разделяют три типа контроллеров заряда – on/off контроллер, PWM (ШИМ)  контроллер и MPPT (ТММ) контроллеры.   В чем же их особенности и чем они отличаются:

on/off контроллер заряда

данное устройство выполняет функцию отключения аккумуляторов от источника при достижении определенного напряжения. Такой тип контроллеров на сегодняшний день практически не используется. Это простейшая альтернатива ручному контролю заряда аккумуляторов о котором мы говорили ранее.

PWM (ШИМ)  контроллер

Этот прибор является уже более продвинутым вариантом для заряда аккумуляторов, поскольку в автоматическом режиме контролирует уровень тока и напряжения, а также следит за наступлением максимума напряжения. После того как максимум напряжения достигнут, ШИМ контроллер удерживает его некоторое время для стабилизации аккумулятора и достижения его максимальной емкости. Как правило такие контроллеры стоят недорого и могут удовлетворить простым солнечным системам. 

О том как подобрать такой контроллер вы можете прочитать тут –

MPPT (ТММ) контроллеры

Данный контроллер является наиболее современным решением для солнечных электростанций. Солнечные панели вырабатывают дают мощность при строго определенном значении тока и напряжении (кривой ВАХ – вольт-амперной характеристики) – этот режим называется Точкой Максимальной Мощности (ТММ). MPPT контроллер позволяет отслеживать эту точку и может наиболее эффективно использовать энергию солнечных батарей, что в свою очередь увеличивает скорость заряда аккумуляторов. Такие контроллеры могут на 30-40% эффективнее заряжать аккумуляторы (банк аккумуляторов) , поэтому для резервных и автономных солнечных электростанций наиболее выгодным становится использование именно таких контроллеров не смотря на их высокую стоимость относительно ШИМ контроллеров.

Какой контроллер заряда выбрать?

Выбирая контроллер для солнечной системы прежде всего нужно понять масштаб самой системы. Если вы собираете небольшую солнечную системудля обеспечения наиболее необходимых бытовых приборов электричеством  (от 0.3 кВт до 2кВт) то вполне можно обойтись правильно подобранным ШИМ контроллером. Если же речь идет об автономной системе,  резервной системе или, возможно, о системе совместимой с сетевым электричеством, то в данном случае не обойтись без хорошего MPPT контроллера.

Вы также можете позвонить нам по телефону 8-800-100-82-43 или +7-499-7097509 и мы будем рады помочь вам подобрать контроллер в соответствии с вашей потребностью!

Контроллеры заряда — SPARES.RU — Автономные и Инновационные Технологии, Солнечная и ветряная энергетика.

Контроллер заряда солнечной батареи.

Контроллер заряда — необходимый элемент солнечной энергосистемы, использующей аккумуляторные батареи для хранения полученной энергии. Стационарные и крупные мобильные солнечные электростанции в обязательном порядке оснащаются таким оборудованием.

Для чего нужен контроллер?

По большому счету, контроллер заряда служит для того, чтобы аккумуляторные батареи могли работать полноценно и полностью отслужить свой гарантийный срок.

Не вдаваясь в технический подробности, принцип заряда аккумуляторов с помощью солнечной батареи можно описать так:

По мере работы солнечной панели на клеммах аккумулятора растет напряжение. Как только оно дойдет до максимальной точки (предельное напряжение аккумулятора) начинает возникать перегрузка. Следствием этого будет «перезаряд» и выкипание электролита, что приведет к быстрому выходу аккумулятора из строя. Также при зарядке свинцово-кислотных АКБ крайне важно соблюдать стадийность заряда. Для избежания перезаряда аккумулятора и правильной его зарядки как раз и устанавливается контроллер заряда между солнечной батареей и аккумулятором.

Типы контроллеров заряда.

• Контроллер типа On/Off. Выключает зарядку в момент достижения предельного напряжения аккумулятора (на данный момент эта строка дань истории, таких контроллеров в массовом производстве уже нет).
• PWM контроллер. В процессе зарядки аккумулятора искусственно понижает напряжение поступающего с солнечной батареи тока и позволяет произвести зарядку аккумулятора полностью без перегрузок.
• MPPT контроллер. Отыскивает и производит контроль точки максимальной мощности заряда, фактически увеличивая КПД солнечной батареи.

Использовать солнечные электростанции без контроллера заряда можно, но недолго и опасно. Выбор между PWM и MPPT контроллером производится исходя из общей стоимости проекта и требований к выработке строящейся энергосистемы. Приблизительный экономический расчет показывает эффективность применения MPPT только после мощности системы более 600Вт — все, что меньше лучше дополнить мощностью панелей вместо покупки MPPT контроллера. Как итог: для оснащения бюджетных солнечных электростанций, рассчитанных на эпизодическую работу можно использовать PWM контроллер, а для энергосистем, рассчитанных на постоянную работу с высокой нагрузкой, экономически разумнее применение более продуктивных MPPT контроллеров.

Возможности современных контроллеров заряда.

К сожалению, в плане технологий кардинальных перемен не было максимум — поддержка новых литиевых накопителей. Разработчики, а точнее уже дизайнеры работают над формой – благодаря этому теперь доступны к заказу контроллеры с онлайн контролем, блутус подключением, поддержкой Wi-Fi, сухим контактом, сенсорными экранами и все это в одной коробке без необходимости приобретения дополнительных аксессуаров.

как сделать своими руками в домашних условиях

В состав портативных устройств в обязательном порядке входит аккумулятор, обычно для этих целей используется литиево-ионная батарея. Несмотря на то, что функциональные особенности современной электроники постоянно совершенствуются, сам аккумулятор практически остается неизменным.

Контроллеры для заряда аккумулятора

Емкость и функциональные особенности АКБ значительно выросли, но общий принцип работы остался тем же. Аккумулятор может значительно перегреваться при зарядке и выходить из строя. При переразряде напряжение может опуститься ниже критического уровня, что приведет к деградации элемента, и новая дозарядка станет невозможной. Потому для управления над процессом зарядки батареи используются электронные схемы, получившие название контроллеров.

Это оборудование используется в схемах мобильных телефонов, ноутбуков и другого переносного электронного оборудования. Контроллер аккумулятора необходим для солнечных и ветряных батарей. Его включают в состав источников бесперебойного питания и другой техники.

Алгоритм процесса заряда аккумулятора

Для того чтобы понять, как происходит заряд батареи, рассмотрим схему, в состав которой входят только резистор и сам аккумулятор.

Как проконтролировать заряд АКБ с помощью резистора

В нашем случае используется аккумулятор 18650, емкость которого составляет 2400 мА/ч, с пороговыми значениями напряжения 2,8-4,3 В, и блок питания на 5 вольт и максимальный ток в 1 А. Рассчитаем параметры необходимого резистора. При этом будем считать, что аккумулятор находится в нормальном состоянии, а не полностью разряжен. Проведем зарядку батареи. Сначала, когда напряжение на АКБ минимально, ток будет максимален, а Ur – падение напряжение на резисторе, должно составить 2,2 Вольта (это разница между Uип – напряжением блока питания 5 В и начальными показателями батареи).

Исходя из этих данных, рассчитываем R — начальное сопротивление на резисторе и Pr — мощность рассеивания:

R= Ur/I = 2.2/1 = 2.2 Ом, где I – это максимальный ток блока питания.

Pr=I2R =1х1х2.2 = 2.2 Вт.

Когда напряжение в аккумуляторе дойдет до 4,2 В, Iзар – ток заряда, составит:

Iзар=(Uи -4.2)/R=(5-4.2)/2.2 = 0.3 А.

Получается, что для зарядки нам понадобится резистор, который работает при данных показателях. Но в этой схеме все время придется проверять напряжение на аккумуляторе, чтобы не пропустить момент, когда оно достигнет максимального значения в 4,2 В.

Важно! Теоретически зарядить аккумулятор без отдельной схемы защиты возможно, но проследить при этом за напряжением и зарядным током не получится. Да, 1-2 раза такой вариант может быть использован, но гарантировать, что батарея при этом не выйдет из строя, нельзя.

Основные функции контроллеров

Существуют три главные задачи, которые выполняют контроллеры заряда:

• оптимизация системы питания;
• сохранение ресурсов;
• избежание фатальных поломок.

Контроллер для батареи

Контроллеры обладают разными функциями. Они корректирует подачу тока, следя за тем, чтобы показатели были меньше максимального заряда, но при этом превышали ток саморазряда. Устройства следят за прохождением всех этапов разряда-заряда аккумулятора, исходя из строения и химического состава АКБ.

Если речь идет о батареи для ноутбука, то контроллер дополнительно компенсирует энергетические потоки, которые возникают при одновременной зарядке и работе ПК. Иногда устройства оборудуются термодатчиками для аварийного отключения при перегреве или на холоде.

Если в системе используются сразу несколько аккумуляторов, контроллер обеспечивает заряд только для тех банок, которые еще не зарядились.

Для исключения утечек газа и взрыва в некоторых моделях контроллеров заряда аккумулятора используются датчики давления.

Обратите внимание! Работа любого контроллера должна обеспечивать правильное соотношение постоянный ток/постоянное напряжение (CC/CV ). Если при заряде количество поставляемой энергии избыточно, то эта лишняя часть выделяется на контроллере в виде тепла. Поэтому сам контроллер никогда не встраивается в батарею, он включается в общую схему, но всегда располагается отдельно. Но как сделать устройство своими руками?

Простые схемы

Одним из самых распространенных контроллеров является вариант на микросхеме на DW01. Его используют в большинстве мобильных устройств. По виду этот элемент представляет собой электронную плату, на которую монтируются все необходимые компоненты.

DW01 имеет 6 выходов, а полевые транзисторы смонтированы в одном корпусе с 8 выходами – это микросхема 8205А.

Контроллер с DW01

Вывод 1 защищает аккумулятор от разряда FET1 с пороговым значением напряжения в 2,4 В, а 2 – от переразряда FET2 с напряжением 4,25 В. Выход 2 идет на датчик, который фиксирует параметры напряжения на полевых транзисторах. Таким образом, происходит контроль над аккумулятором, и не возникает перегрузки по току. Порог срабатывания может меняться, в зависимости от значения переходного сопротивления транзисторов, которое является измерительным шунтом в схеме. Дополнительные паразитарные диоды в полевых транзисторах необходимы, для того чтобы зарядить аккумулятор, даже если сработала защита от глубокого разряда. Через эти же паразитарные диоды поступает ток разряда, когда транзистор FET2 перезаряжается или закрыт.

В данной схеме задача контроллера заряда отключить АКБ либо при полном разряде, либо при полной зарядке, то есть достижении значения в 4,25 В. Вместо DW01 можно использовать NE57600, G2J, G3J, S8261, S8210, K091, JW01, JW11 и другие аналогичные микросхемы.

Контроллер на микросхеме с интегрированными транзисторами

В микросхему LC05111CMT уже входят полевые транзисторы, здесь дополнительно используются только конденсатор и резисторы. В схеме используются встроенные транзисторы с переходным сопротивлением в 0,011 Ом. Это простая схема для создания аккумулятора своими руками. Между выводами S1 и S2 максимальное сопротивление составляет 24 В, а максимальные ток заряда/разряда – 10А.

Все сделанные самостоятельно устройства должны отвечать заданным параметрам, иначе обеспечить правильную работу аккумулятора не получится.

Видео

Оцените статью:

Описание контроллера заряда АКБ, детальное руководство по изготовлению

Аккумулятор вместе с генератором являются устройствами, обеспечивающими автомобиль электропитанием. От степени зарядки батареи зависит успешный старт машины и работа приборов, входящих в электрическую сеть при выключенном двигателе. Поэтому важно следить за ее зарядкой. Для контроля зарядки предназначен контроллер заряда автомобильной АКБ. В статье описывается принцип действия устройства, дается инструкция по изготовлению своими руками.

Если не контролировать зарядку, то недозаряд аккумулятора грозит тем, что в один прекрасный момент может не завестись двигатель, особенно в зимний период. Проверить напряжение на клеммах устройства можно с помощью мультиметра. Если говорит контрольная лампа заряда аккумуляторной батареи на приборной панели, это говорит о том, что у батареи низкая зарядка. Но горение лампочки малоинформативно.

Содержание

[ Раскрыть]

[ Скрыть]

Встроенный контроллер

Благодаря техническому прогрессу повышается комфорт обслуживания и поездки на машине. Многие современные автомобили оснащены бортовыми компьютерами. Одна из его функций – показывать напряжение АКБ. Но такая роскошь доступна не всем водителям. На старых моделях порой установлен аналоговый вольтметр, но по его показаниям трудно судить о состоянии зарядки. Поэтому стали производить специальные индикаторы заряда аккумуляторных батарей. Они выпускаются как встроенными в аккумулятор, так и в виде отдельных устройств, которые подключаются к бортовому компьютеру.

Встроенными индикаторами обычно оснащаются необслуживаемые аккумуляторные батареи. Они представляют собой поплавковые индикаторы, которые часто называют гидрометрами. По их цвету можно определить степень заряженности АКБ и уровень электролита. Для контроля состояния аккумулятора достаточно индикации одной ячейки. Перед тем, как воспользоваться индикатором, следует слегка постучать по нему. Это необходимо для того, чтобы вышли пузырьки воздуха, которые могут помешать вести наблюдения. Таким образом, можно будет четко видеть цвет индикатора.

При анализе следует учесть то, что когда батарея начинает заряжаться, то плотность электролита увеличивается ближе к электродам. Над электродами повышение плотности происходит за счет диффузии. Индикатор находится над электродами, соответственно будет реагировать на плотность в этой части батареи. Это может стать причиной неточных результатов.

Даже при полной зарядке индикатор может оставаться черного цвета. Объясняется такая ситуация тем, что не успели перемешаться слои электролита большей плотности со слоями меньшей плотности. Процесс диффузии может длиться несколько дней.

Точную зарядку можно определить с помощью тестера.

Конструкция

Схема встроенного индикатора выглядит следующим образом:

Конструкция аккумуляторного гидрометра

 Принцип действия

У большинства гидрометров одинаковый принцип действия, он основывается на трех положениях индикатора. Когда заряжается батарея, увеличивается плотность электролита. Благодаря этому зеленый шарик, выполняющий роль поплавка, всплывает по трубке и появляется в глазке индикатора. Обычно поплавок виден, если заряженность батареи превышает 65 %.

Виден зеленый поплавок

Если поплавок тонет в электролите, это означает, что плотность не отвечает норме и АКБ недостаточно заряжена. При этом глазок индикатора будет черного цвета. Такая ситуация говорит о том, что необходима подзарядка.

Глазок черного цвета

Существуют модели, в которых кроме зеленого шарика есть красный, поднимающийся по трубке при низкой плотности. В этом случае в глазке будет виден красный шарик.

Последним вариантом является низкий уровень электролита. В этом случае в глазок индикатора будет видна поверхность электролита. Это значит, что необходимо долить электролит или дистиллированную воду. Правда, в случае с необслуживаемым устройством, сделать это сложно.

Видна поверхность жидкости

Заводские контроллеры

Существуют промышленные устройства для контроля уровня зарядки АКБ. Рассмотрим некоторые из них.

Контроллер уровня зарядки DC-12 В представляет собой конструктор. Он подойдет тем, кто имеет знания по электротехнике. Устройство позволяет контролировать заряженность батареи и выполнять функцию реле-регулятора. Продается в виде набора деталей и собирается самостоятельно. Диапазон напряжений составляет от 2,5 до 18 В. Потребляемый ток – 20 мА. Размеры печатной платы: 43х20 мм (автор видео — DeXter Show).

Панель с индикатором от TMC пригодится автолюбителям, которые установили в свой автомобиль второй аккумулятор. Устройство состоит из алюминиевой панели, вольтметра и тумблера. С помощью тумблера осуществляется переключение между батареями.

Можно приобрести устройства контроля уровня заряда аккумулятора от фирмы Faria Euro Black Style, но у них очень высокая стоимость.

Инструкция по изготовлению

Если есть желание, знания по электронике и время, можно изготовить контроллер зарядки аккумулятора своими руками. Конструктивно устройство будет состоять из электронного блока, на корпусе которого будут расположены три диода красного, зеленого и синего цвета. Цвета диодов можно выбрать любые, главное, правильно оценивать полученные результаты.

Назначение данного устройства – контролировать работу автомобильного аккумулятора с напряжение электросети от 6 до 14 В. Этот прибор схож с тем, что продается в магазине. Речь идет о наборе DC-12 В, о котором упоминалось выше. Принцип действия обоих устройств одинаков.

Для изготовления контроллера понадобятся следующие детали:

• для размещения компонент печатная плата;
• транзисторы: ВС547 и ВС557;
• резисторы: сопротивлением 1 кОм – 2, 220 Ом – 3, 2,2 кОм – 1;
• диоды (стабилизаторы) на 9,1 и 10 В;
• набор светодиодов RGB (красный, зеленый, синий).

Перед сборкой следует проверить, чтобы контакты соответствовали цвету светодиодов. Проверку можно выполнить с помощью тестера.  Это можно сделать с помощью тестера. Монтируя компоненты, желательно светодиоды вывести на проводах длиной 5-20 см, а не припаивать их к плате. Такую конструкцию легче расположить на приборной панели автомобиля.

Сборка устройства осуществляется по следующей схеме:

Простейшая схема контроллера

При сборке следует размещать комплектующие на печатной плате как можно более компактно, чтобы он не занимали много места. После подключения к бортовой электросети контроллер будет показывать текущий уровень зарядки аккумулятора.

При этом он будет лишь сигнализировать об определенном уровне, не показывая конкретных значений:

• если загорается светодиод красного цвета, это означает, что напряжение находится в пределах от 6 до 10 В — это критичный уровень;
• если горит синий светодиод, то заряд составляет 11-13 В – это оптимальное значение, которое соответствует нормальной работе аккумуляторной батареи;
• если аккумулятор полностью заряженный, загорается светодиод зеленого цвета.

Собранную панель рекомендуется устанавливать и подключать к бортовой сети на обратной стороне панели приборов, а на лицевую сторону вывести светодиоды на проводах. Если выполнять все работы аккуратно, то это не отразится на внешнем виде приборной доски.

Установка контроллера позволяет контролировать заряженность аккумуляторной батареи, что дает возможность вовремя подзаряжать АКБ и не даст попасть в ситуацию, когда не заводится двигатель из-за разряженной батареи.

 Загрузка …

Видео «Индикатор разряда аккумулятора»

В этом видео демонстрируется, как собрать простое устройство для проверки заряженности батареи (автор ролика — Паяльник TV).

Контроллер заряда

| Регуляторы заряда и аккумулятора

Дополнительная информация о контроллерах заряда

Что такое контроллеры заряда от солнечных батарей и как они работают?

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.

Типы контроллеров заряда

• Контроллеры заряда солнечных батарей используются для регулирования и оптимизации заряда от солнечных панелей, а также для защиты батарей в солнечных энергетических системах.
• Контроллеры солнечного освещения предлагает как контроллер заряда солнечной энергии, так и программируемый контроллер освещения в одном устройстве. Лампы постоянного тока или другие нагрузки постоянного тока могут запускаться непосредственно от контроллера солнечного освещения в запланированное время, что потенциально устраняет необходимость в отдельном таймере или контроллере нагрузки.
• Зарядные устройства переменного тока используют источник переменного тока (AC), такой как настенная розетка, для зарядки аккумуляторной батареи постоянного тока (DC). Доступны различные модели, обеспечивающие более быструю зарядку, или различные входы и выходы напряжения.
• Контроллеры отклонения (сброса) нагрузки могут быть либо контроллером заряда солнечной энергии, либо контроллером нагрузки постоянного тока, или контроллером отклоняющей нагрузки.
• Датчики температуры позволяют источнику зарядки, например солнечному контроллеру заряда или зарядному устройству переменного тока, определять температуру батареи. Это побуждает источник зарядки отрегулировать настройки, чтобы обеспечить соответствующую зарядку, а также защитить аккумулятор.

OutBack FLEXmax 100

В этом видео с выставки Solar Power International 2017 мы знакомимся с OutBack Power и узнаем об их новом контроллере FLEXmax 100 MPPT с более высоким напряжением.Это очень гибкий и конфигурируемый элемент солнечной батареи — его можно подключить к последовательному соединению 6 или 7 солнечных панелей для высоковольтной и слаботочной работы с солнечной батареей. Это позволяет использовать провода меньшего размера для меньшего падения напряжения. FLEXmax 100 соответствует стандарту NEMA3, что позволяет устанавливать его снаружи рядом с солнечной батареей.

FLEXmax 100 поставляется со встроенной защитой от замыкания на землю и совместим с батареями как на 24 В, так и на 48 В. Он обеспечивает выходную мощность 100 А и позволяет заряжать аккумуляторную батарею мощностью до 5 кВт.

Как работают контроллеры заряда?

Нас часто спрашивают: как на самом деле работают контроллеры заряда и что они делают в солнечной энергетической системе? Или зачем мне она вообще нужна в моей солнечной системе — нельзя ли просто подключить солнечные панели напрямую к батареям?

Контроллеры заряда

необходимы, потому что они защищают ваши батареи от перезарядки солнечными панелями и блокируют любой обратный ток от батарей к панелям в ночное время. Кроме того, они защищают все аспекты вашей солнечной энергетической системы.

Датчики температуры — недорогое дополнение, которое помогает контроллеру заряда более точно регулировать заряд аккумуляторной батареи.

Функция отключения при низком напряжении (LVD) позволяет подключать нагрузку постоянного тока с таким же напряжением, что и аккумуляторная батарея, и позволяет контроллеру отключать ее при низком уровне заряда аккумуляторной батареи. Это защищает батареи от полного разряда, также известного как «глубокая разрядка».

Узнайте больше о контроллерах заряда солнечных батарей, включая MPPT vs.Контроллеры PWM, в нашем блоге: «Контроллеры заряда от солнечных батарей».

Midnite Solar’s The Kid Контроллер заряда солнечных батарей

Хотите узнать больше о контроллере заряда MPPT, который идеально подходит для автономной солнечной системы или морского применения? Посмотрите наше видео о «The Kid» от Midnite Solar. Этот контроллер чрезвычайно универсален и может управлять питанием от солнечных панелей к различным батареям глубокого цикла, включая AGM, гелевые, заливные свинцово-кислотные, литиевые, кальциевые и даже нестандартные батареи.Продолжая тему универсальности, The Kid можно использовать в системах на 12, 24 и 48 В.

The Kid также предлагает возможность группировки нескольких детей вместе в зависимости от потребностей и типа солнечной системы, которую вы используете. Kid прост в установке и предлагает мощные возможности настройки, так что вы можете настроить его в соответствии со своими требованиями.

Поиск и устранение неисправностей солнечного контроллера заряда

Посмотрите наше видео о том, как устранить неполадки контроллера.В этом видео мы покажем вам, как убедиться, что ваша солнечная энергосистема правильно заряжает аккумулятор с помощью контроллера заряда. Познакомиться с оборудованием, из которого состоит ваша солнечная энергетическая система, стоит того, особенно если ваша система установлена ​​в удаленном автономном месте.

Мы покажем вам, как измерить ток, идущий от устройства к батарее, используя мультиметр для считывания ампер, чтобы убедиться, что ваша система работает. Мультиметры — это важная часть оборудования, которое необходимо иметь под рукой, чтобы помочь диагностировать проблемы с внесетевыми солнечными системами. Большинство мультиметров могут считывать значения как постоянного, так и постоянного тока, что позволит вам выйти за рамки простого измерения вольт. Смотрите и узнавайте больше!

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, которое используется, когда солнце не светит 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.

Всем, 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 сбоев или в часы пик, потребуется контроллер заряда солнечной энергии.

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.

Чрезмерная зарядка 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 имеют широкий диапазон 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, колеблющимися температурами и затенением, 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:

1. 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.
2. Более длительный срок службы — вентиляторы втягивают грязь, пыль и даже насекомых, которые могут забить внутренние части контроллера заряда и сократить срок его службы.
3. 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.

В некоторых более крупных контроллерах (включая все контроллеры Morningstar) также используется пассивное охлаждение без вентиляторов, включая усовершенствованную термомеханическую конструкцию и программное обеспечение. Они предпочтительны в удаленных критически важных установках, где обслуживание нечасто, а замена затруднительна.

Меньшие контроллеры заряда 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 параметры пользовательских настроек 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.

Независимо от вашего приложения, местоположения или бюджета, 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.

Описание контроллеров заряда солнечной батареи

MPPT — Обзоры экологически чистой энергии

— Определение размера батареи —

Общая нагрузка Ач или Втч используется для определения размера батареи. Свинцово-кислотные батареи имеют размер в Ач, а литиевые батареи — в Втч или Ач. Допустимая суточная глубина разряда (DOD) сильно различается для свинцово-кислотных и литиевых батарей, см. Более подробную информацию о свинцово-кислотных и литиевых батареях. В среднем свинцово-кислотные батареи не должны разряжаться ниже 70% SoC (State of Charge) ежедневно, в то время как литиевые (LFP) могут разряжаться до 20% SoC ежедневно. Примечание. Свинцово-кислотные (AGM или GEL) батареи могут быть сильно разряжены, но при регулярном использовании это значительно сократит срок службы батареи.

Например: если у вас ежедневная нагрузка 30 Ач, вам понадобится свинцово-кислотная батарея на 100 Ач или литиевая батарея на 40 Ач. Однако, учитывая плохую погоду, вам обычно требуется как минимум 2 дня автономной работы — это соответствует свинцово-кислотной батарее на 200 Ач или литиевой батарее на 80 Ач. В зависимости от вашего приложения, местоположения и времени года вам может потребоваться 3 или 4 дня автономной работы.

— Размер солнечной батареи —

Размер солнечной батареи (Вт) должен быть достаточно большим, чтобы полностью зарядить аккумулятор в типичный солнечный день в вашем регионе.Это непросто, поскольку необходимо учитывать множество переменных, включая ориентацию панели, время года и проблемы с затенением. На самом деле это довольно сложно, но для упрощения мы можем примерно вычислить, сколько ватт требуется для производства 20% емкости аккумулятора в амперах. Некоторые производители также допускают увеличение размеров солнечной батареи, чтобы помочь преодолеть некоторые потери — см. Более подробную информацию ниже.

Подбор солнечной энергии Пример: Исходя из правила 20%, для аккумулятора 12 В, 200 Ач потребуется до 40 ампер заряда.Если мы используем обычную солнечную панель мощностью 250 Вт, мы можем выполнить базовое преобразование напряжения и тока — батарея 250 Вт / 12 В = 20,8 А. Таким образом, нам понадобятся как минимум 2 панели по 250 Вт, чтобы приблизиться к заряду до 40 Ампер. Помните, что есть несколько факторов потерь, которые необходимо учитывать, поэтому небольшой завышение размера солнечной батареи является обычной практикой.

— Размер контроллера заряда солнечной батареи (A) —

Размер контроллера заряда MPPT должен примерно соответствовать размеру солнечной батареи. Простой способ решить эту проблему — использовать формулу мощности:

Мощность (Вт) = Напряжение x Ток или (P = V * I)

Если мы знаем общую солнечную мощность в ваттах (Вт) и напряжение батареи ( В), чтобы вычислить максимальный ток в Амперах, мы перегруппируем его, чтобы вычислить ток (I) — поэтому мы используем переставленную формулу:

Ток (A) = Мощность (Вт) / Напряжение или (I = P / V)

Например: если у нас есть 2 солнечные панели по 200 Вт и аккумулятор 12 В, то максимальный ток = 400 Вт / 12 В = 33 Ампер.В этом примере мы могли бы использовать контроллер заряда MPPT на 30 А или 35 А.

Контроллер заряда батареи

для увеличения срока службы батареи

Контроллер заряда аккумулятора для увеличения срока службы аккумулятора
Статья
Учебники по альтернативной энергии
25.02.2013
05.12.2021

Учебники по альтернативной энергии

Контроллеры заряда для увеличения срока службы батареи

Для многих людей создание собственной системы солнечных батарей и жизнь вне сети становится реальностью, а не мечтой.Подключение солнечных панелей напрямую к одной батарее или банку батарей для зарядки может работать, но это не лучшая идея. Что необходимо, так это контроллер заряда аккумулятора, чтобы безопасно заряжать и разряжать аккумулятор глубокого разряда, чтобы продлить срок его службы.

Стандартная солнечная панель на 12 вольт, которую можно использовать для подзарядки батареи, на самом деле может выдавать почти 20 вольт на полном солнце, что намного больше напряжения, чем нужно батарее. Эта разница в напряжении между необходимыми 12 вольтами, необходимыми для батареи, и фактическими 20 вольтами, генерируемыми солнечной панелью, приводит к большему току, протекающему в батарее.

В результате слишком большой нерегулируемый солнечный ток приведет к перезарядке батареи, что приведет к перегреву раствора электролита в батареях, что приведет к сокращению срока службы батареи и, в конечном итоге, к полному выходу батареи из строя. Тогда качество заряда будет напрямую влиять на срок службы любой подключенной батареи, поэтому чрезвычайно важно защитить батареи солнечной системы зарядки от перезарядки или даже недозарядки, и мы можем сделать это с помощью устройства регулирования заряда батареи, называемого Контроллер заряда аккумулятора .

Контроллер заряда аккумулятора

Контроллер заряда аккумулятора, также известный как регулятор напряжения аккумулятора, представляет собой электронное устройство, используемое в автономных системах и системах привязки к сети с резервным аккумулятором. Контроллер заряда регулирует постоянно меняющиеся выходное напряжение и ток от солнечной панели из-за угла наклона солнца, а также согласовывает его с потребностями заряжаемых батарей.

Контроллер заряда делает это, управляя потоком электроэнергии от источника заряда к батарее на относительно постоянном и контролируемом значении.Таким образом поддерживается максимально возможный уровень заряда батареи, защищая ее от перезарядки источником и от чрезмерной разрядки подключенной нагрузкой. Поскольку батареи любят стабильный заряд в относительно узком диапазоне, колебания выходного напряжения и тока необходимо строго контролировать.

Контроллер заряда солнечной батареи

Тогда наиболее важными функциями контроллеров заряда аккумуляторных батарей, используемых в системе альтернативной энергетики, являются:

• Предотвращает чрезмерную зарядку аккумулятора: это слишком ограничивает энергию, подаваемую в аккумулятор зарядным устройством, когда аккумулятор полностью заряжен.
• Предотвращает чрезмерную разрядку аккумулятора: автоматическое отключение аккумулятора от электрических нагрузок, когда аккумулятор достигает низкого уровня заряда.
• обеспечивает функции управления нагрузкой: автоматическое подключение и отключение электрической нагрузки в заданное время, например, управление осветительной нагрузкой от заката до восхода солнца.

Солнечные панели производят постоянный или постоянный ток, то есть солнечная электроэнергия, вырабатываемая фотоэлектрическими панелями, течет только в одном направлении.Таким образом, чтобы заряжать аккумулятор, солнечная панель должна иметь более высокое напряжение, чем заряжаемая батарея. Другими словами, напряжение панели должно быть больше, чем противоположное напряжение заряжаемой батареи, чтобы в батарею протекал положительный ток.

При использовании альтернативных источников энергии, таких как солнечные панели, ветряные турбины и даже гидрогенераторы, вы получите колебания выходной мощности. Контроллер заряда обычно размещается между зарядным устройством и аккумуляторным блоком и контролирует поступающее напряжение от этих зарядных устройств, регулируя количество электричества постоянного тока, протекающего от источника питания к батареям, двигателю постоянного тока или насосу постоянного тока.

Контроллер заряда отключает ток цепи, когда батареи полностью заряжены и напряжение на их клеммах превышает определенное значение, обычно около 14,2 В для 12-вольтной батареи. Это защищает аккумуляторы от повреждений, поскольку не позволяет им чрезмерно заряжаться, что сокращает срок службы дорогих аккумуляторов. Чтобы обеспечить надлежащую зарядку аккумулятора, регулятор поддерживает информацию о состоянии заряда (SoC) аккумулятора. Это состояние заряда оценивается на основе фактического напряжения аккумулятора.

В периоды инсоляции ниже среднего и / или в периоды чрезмерного использования электрической нагрузки энергии, вырабатываемой фотоэлектрической панелью, может быть недостаточно, чтобы поддерживать полностью заряженный аккумулятор. Когда напряжение на клеммах батарей начинает падать ниже определенного значения, обычно около 11,5 В, контроллер замыкает цепь, чтобы ток от зарядного устройства снова заряжал батарею.

В большинстве случаев контроллер заряда является важным требованием в автономной фотоэлектрической системе, и его размер должен соответствовать напряжениям и токам, ожидаемым при нормальной работе.Любой контроллер заряда аккумулятора должен быть совместим как с напряжением аккумуляторной батареи, так и с номинальной силой тока системы зарядного устройства. Но он также должен быть рассчитан на работу с ожидаемыми пиковыми или импульсными условиями от генерирующего источника или необходимыми электрическими нагрузками, которые могут быть подключены к контроллеру.

Сегодня доступно несколько очень сложных контроллеров заряда . Усовершенствованные контроллеры заряда используют широтно-импульсную модуляцию или ШИМ. Широтно-импульсная модуляция — это процесс, обеспечивающий эффективную зарядку и длительный срок службы батареи.Однако более продвинутые и дорогие контроллеры используют отслеживание точки максимальной мощности или MPPT.

Отслеживание точки максимальной мощности максимизирует зарядные токи аккумулятора за счет снижения выходного напряжения, что позволяет им легко адаптироваться к различным комбинациям аккумуляторов и солнечных панелей, таким как 24 В, 36 В, 48 В и т. Д. Эти контроллеры используют преобразователи постоянного тока в постоянный для соответствия напряжению и использовать цифровую схему для измерения фактических параметров много раз в секунду для соответствующей регулировки выходного тока. Большинство контроллеров солнечных панелей MPPT поставляются с цифровыми дисплеями и встроенными компьютерными интерфейсами для лучшего мониторинга и управления.

Выбор подходящего контроллера заряда от солнечной батареи

Мы видели, что основная функция контроллера заряда батареи состоит в том, чтобы регулировать мощность, передаваемую от генерирующего устройства, будь то солнечная панель или ветряная турбина к батареям. Они помогают в надлежащем обслуживании батарей системы солнечной энергии, предотвращая их перезарядку или недозаряд, тем самым обеспечивая долгий срок службы батарей.

Солнечный ток, регулируемый контроллером заряда аккумуляторов, не только заряжает аккумуляторы, но также может быть передан на инверторы для преобразования постоянного постоянного тока в переменный переменный ток для питания электросети.

Для многих людей, которые хотят жить «вне сети», контроллер заряда является ценным элементом оборудования в составе солнечной панели или ветряной турбины. В Интернете вы найдете множество производителей контроллеров заряда, но выбор подходящего иногда может быть довольно запутанным, и, кроме того, они недешевы, поэтому действительно важно найти качественный солнечный регулятор заряда.

Лучше не покупать более дешевые низкокачественные, так как они могут фактически повредить срок службы батареи и в долгосрочной перспективе увеличить ваши общие расходы.Чтобы немного успокоиться, почему бы не нажать здесь и не ознакомиться с некоторыми из лучших контроллеров заряда аккумулятора, доступных на Amazon, и узнать больше о различных типах контроллеров заряда солнечной энергии, доступных как часть вашей солнечной энергетической системы, что поможет вам сэкономить деньги и среда.

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 базовая последовательность, что и на качественном сетевом зарядном устройстве, то есть объемный режим> режим абсорбции> плавающий режим. Вход в режим оптовой заправки происходит по адресу:

• восход утром
• , если напряжение аккумулятора падает ниже определенного напряжения в течение более установленного периода времени, например 5 секунд (повторный вход)

Этот повторный вход в объемный режим 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 солнечного заряда 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 больше 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.
• Переключатель выключен в конце абсорбции, в то время как напряжение батареи падает до плавающего.
• 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 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 преобразователя постоянного тока в постоянный — это мониторинг точки максимальной мощности панели, которая будет меняться в течение дня в зависимости от интенсивности и угла наклона солнца, 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:

1. Напряжение холостого хода панели (Voc) должно быть ниже допустимого напряжения.
2. Voc должен быть выше «пускового напряжения», чтобы контроллер «сработал».
3. Максимальный ток короткого замыкания панели (Isc) должен находиться в пределах указанного диапазона
4. 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.).

Лучший контроллер MPPT:

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

• Когда напряжение солнечной батареи значительно 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 аккумуляторы, 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.
Один 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

Варианты дешевле

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.

6 лучших контроллеров заряда от солнечных батарей

Каждая солнечная система требует регулирования для предотвращения повреждения батареи, поэтому мы собрали список самых лучших контроллеров заряда солнечной энергии для различных применений. От экологически сознательных домовладельцев до строителей подземных бункеров-самоучок, любой, кто использует солнечную панель большего размера, чем небольшие водосточные системы, нуждается в некотором регулировании батареи, и именно здесь на помощь приходят контроллеры солнечного заряда.

Большинство контроллеров заряда солнечных батарей требуют довольно значительных авансовых вложений, иногда превышающих $ 600 .Цена контроллера в сочетании с ценой на панели и батареи означает, что пользователи солнечной системы могут быть напуганы широким спектром моделей, доступных на рынке. Но есть и хорошие новости: относительно легко определить, какое напряжение вам понадобится для правильного обслуживания солнечной системы, будь то дом на колесах, трейлер, сарай, мастерская или дом.

Немного математики, и исследование, поиск и покупка лучшего солнечного контроллера заряда для вашей системы может оказаться довольно простой задачей.Конечно, следует помнить о нескольких важных моментах, например о характеристиках безопасности , репутации качества и цене.

Топ-6 контроллеров заряда от солнечных батарей

На этой странице

Как выбрать контроллер солнечного заряда

Чтобы выбрать контроллер солнечного заряда, вам необходимо знать, с какой системой вы его будете использовать; будь то системы переменного тока на 12, 24, 48 или 110/220 вольт. Вам также необходимо знать, сколько всего батарей в вашей системе, а также их емкость в ампер-часах.Наконец, определите, не нужны ли вам какие-либо блокирующие диоды внутри вашего контроллера, в зависимости от типа батарей

Покупка высококачественного солнечного контроллера заряда — это инвестиция, особенно для топовых моделей MPPT. Вот почему очень важно, чтобы рассмотрела ваш конкретный вариант использования , прежде чем выбирать контроллер заряда.

Есть несколько различных факторов, на которые следует обратить внимание, помимо фактической математики определения ампер / ватт / вольт вашей солнечной батареи и батарей.Каждому пользователю также необходимо принять во внимание, какое устройство он хочет заряжать, будь то большая семья с автономной системой или жилой дом с батареями глубокого разряда.

Какой погоде будут подвергаться ваши панели?

По иронии судьбы, комплекты солнечных панелей лучше всего работают в холодных и пасмурных условиях и на ярком солнце. Это потому, что температура влияет на эффективность солнечной панели; панель на 100 Вт при комнатной температуре станет панелью на 83 Вт при 110 градусах.

При этом, если ваши солнечные панели регулярно подвергаются дождливой или холодной погоде, то номинальное входное напряжение ШИМ-контроллера будет снижено на , когда температура упадет на . А при очень высоких температурах входное напряжение может упасть ниже точки, необходимой для полной зарядки аккумулятора.

В этих случаях лучше всего подходит контроллер MPPT , поскольку он регулирует температуру и компенсирует изменение напряжения. Фактически, вы можете получить прирост мощности на 10–15%, летом и на 20–45% прирост зимой с контроллером заряда MPPT, хотя это может варьироваться в зависимости от множества различных факторов.

Некоторые солнечные контроллеры предлагают датчики температуры батареи, которые увеличивают емкость батареи. Это отличный вариант для тех, кто хочет разместить свои панели в различных условиях с сильными погодными условиями.

Какое напряжение у ваших солнечных панелей и аккумулятора?

В зависимости от напряжения вашей солнечной панели вам может даже не понадобиться контроллер заряда. Когда дело доходит до небольших панелей, которые вырабатывают 2 Вт или меньше на каждые 50 ампер-часов батареи, контроллеры солнечного заряда не нужны.Тем не менее, вы должны оборудовать каждую солнечную панель и батарею, которые производят больше, чем этот общий стандарт, контроллером заряда. Это будет регулировать производительность и эффективность вашей системы.

Большинство напряжений аккумуляторных батарей попадают в диапазон 12–48 В постоянного тока, , который контроллер заряда должен будет согласовать на выходе. Однако наиболее важной частью является способность контроллера обрабатывать ток от вашей солнечной панели. Чтобы вычислить , сколько усилителей вам нужно , вам нужно немного посчитать.

Вот два разных уравнения, которые можно использовать для расчета требований к току:

• Мощность солнечной панели / напряжение батареи = потребность в амперах
• Ток короткого замыкания солнечной батареи X 1,56 = потребность в амперах

С другой стороны, если вы работаете с системой высокого напряжения с сетевыми солнечными панелями , лучше всего использовать контроллер MPPT. Они могут потреблять до 150 вольт постоянного тока на входе и могут преобразовывать усилители в максимальную мощность, так что вы потеряете минимальную мощность во время процесса.

Устройство какого размера вы планируете использовать?

Для тех, кто хочет запитать небольшие нагрузки, такие как фонари и мелкие бытовые приборы, хорошим вариантом будет выход LOAD или LVD . Терминал нагрузки имеет размыкатель низкого напряжения и отключает подключенное устройство, чтобы батарея не разрядилась.

Эта опция используется для некритических нагрузок и иногда может использоваться как контроллер освещения, который автоматически включает устройство в сумерках. Однако эта система используется только для очень маленьких инверторов и не может использоваться с чем-либо выше 60 ампер , так как это может привести к неисправности.

Если вы хотите запитать удаленную систему, например, в доме на колесах или в солнечном фонаре, то выход LOAD / LVD отлично подойдет. ШИМ-контроллер также идеально подходит для этих типов устройств, поскольку это недорогой вариант и может обрабатывать только небольшие нагрузки.

С другой стороны, для больших устройств, таких как сеточные солнечные панели, требуется контроллер MPPT . Эти технологически продвинутые и дорогие контроллеры гораздо больше подходят для больших нагрузок.

Где будут размещаться солнечные панели по отношению к батарее?

Если ваши солнечные панели расположены на значительном расстоянии от батарей, вы столкнетесь со значительной потерей мощности и падением напряжения , если вы не используете большой провод.Это может быть довольно обременительно для тех, у кого нет места или бюджета для использования больших проводов на больших расстояниях, особенно для тех, у кого есть сетевые системы.

Однако контроллер заряда MPPT позволяет использовать провод гораздо меньшего размера, поскольку он преобразует напряжение. В этом случае MPPT — лучший выбор по сравнению с контроллером заряда PMW.

Критерии выбора

: как мы оценили лучшие контроллеры заряда от солнечных батарей

Тип

Тип контроллера заряда солнечной батареи относится к модели MPPT или PMW.Контроллеры MPPT широко признаны лучшими из лучших, поэтому они по сути возглавляют наш список. Однако мы также включили в наш рейтинг несколько контроллеров PWM, поскольку высококачественные варианты иногда больше подходят для тех, кто хочет разработать простые системы для питания солнечных фонарей в саду или мобильных устройств.

Напряжение аккумулятора

Большинство зарядных устройств аккумуляторов относятся к диапазону 12–48 В постоянного тока . Однако некоторым может потребоваться мощность 60 В или 72 В. Базовый стандарт — 12 В постоянного тока, но для тех, кто использует очень большие системы, такие как соединения или целые дома, требуется более высокое напряжение.Важно, чтобы емкость аккумулятора соответствовала вашим индивидуальным потребностям, но мы также рассматриваем возможность масштабирования вашей системы, если вы того пожелаете.

Максимальное входное напряжение

Хотя может показаться, что 12-вольтовая панель будет совместима с 12-вольтовой батареей, это просто неправда. Большинство панелей на самом деле не работают при номинальном напряжении, потому что мощность, генерируемая солнцем, может варьироваться в зависимости от различных факторов, таких как яркость солнца в тот день.

Не только это, но некоторые домовладельцы или владельцы бизнеса могут захотеть соединить несколько панелей вместе, чтобы создать систему привязки к сетке. Это потребует даже более высокого максимального входного напряжения для контроллера, чтобы компенсировать дополнительную мощность.

Лучшие контроллеры заряда солнечных батарей — это те, у которых максимальное входное напряжение на выше , поэтому пользователи могут масштабировать свои системы в зависимости от их использования и интересов. Более высокий максимальный ввод также будет учитывать различные погодные условия.

Максимальный выходной ток

Количество ампер, которое ваш контроллер будет подавать на ваши устройства от аккумуляторной батареи, важно, потому что оно определяет, какой тип и размер устройств вы действительно можете заряжать с помощью своих солнечных батарей. Те, которые совместимы только с 20-30A , имеют меньшую емкость, чем те, которые рассчитаны на 80A или выше. Хотя больше не обязательно лучше, это ключевой фактор, который следует учитывать при выборе модели, которую вы хотите приобрести.

Большинство контроллеров заряда солнечных батарей имеют ряд дополнительных функций.Эти функции обеспечивают максимальную настройку, что означает, что пользователи могут разработать идеальную систему для обслуживания своей солнечной батареи и батарей. Вероятно, наиболее важными дополнительными функциями являются те, которые связаны с безопасностью , , поскольку они предотвращают возникновение опасных аварий — очень реальная проблема при работе с высоковольтными электрическими системами.

Вот лучшие функции контроллера заряда солнечной батареи, на которые стоит обратить внимание:

• Светодиодные экраны
• Регистрация данных
• Системы дистанционного управления
• Функции безопасности, предотвращающие перезарядку, перегрузку, короткое замыкание, обратную полярность и электрические дуги.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Как работает контроллер солнечного заряда?

Проще говоря, контроллер заряда солнечной батареи регулирует мощность, передаваемую от солнечной панели к батарее. Важно использовать контроллер заряда, поскольку он повышает эффективность солнечной системы до 50% , может предотвратить перезарядку аккумуляторов и продлит срок службы аккумулятора при правильном использовании.Если нет никаких правил, батареи могут быть легко повреждены, что потребует денег и времени на ремонт.

Существует два основных типа контроллеров заряда солнечных батарей: с отслеживанием точки максимальной мощности (MPPT) и широтно-импульсной модуляцией (PWM). Каждый тип служит своей цели, но в конечном итоге чаще используются контроллеры MPPT.

Что такое контроллер заряда MPPT?

Основное различие между ними состоит в том, что контроллер MPPT обеспечивает до на 30% больше мощности , чем контроллер ШИМ, и может использоваться для более высоких напряжений.Хотя контроллеры MPPT на энергоэффективнее (до 98%), они значительно дороже по сравнению с контроллерами ШИМ.

Контроллеры MPPT способны справляться с ненастной погодой , поскольку они сохранят выход батареи и компенсируют низкое энергопотребление. Он также преобразует напряжение для входных и выходных источников, что приводит к очень небольшим потерям мощности. В зависимости от модели, контроллер должен поддерживать солнечную батарею напряжением до 150 В постоянного тока.

Что такое контроллер заряда PMW?

ШИМ-контроллер — это переключатель , который подключает солнечную батарею к батарее. Это часто приводит к низкой выходной мощности при очень высокой или низкой наружной температуре. Это также приводит к уменьшению выходного напряжения солнечной батареи до напряжения батареи.

По мере увеличения массива солнечных панелей вам потребуется более крупная проводка, чтобы компенсировать размер области. Это будет очень дорого, хотя сам контроллер является самым дешевым вариантом на рынке.

В конечном счете, PMW на более устаревший с точки зрения технологий, и не имеет таких преимуществ, как контроллер заряда MPPT, когда речь идет о регулировании батареи.

Всегда ли контроллер заряда MPPT лучше?

Краткий ответ: не обязательно.

Контроллеры заряда с ШИМ-сигналом должны выбирать только те, кто хочет питать небольшие устройства и бытовую технику. Они более экономичны и могут выдерживать низкое напряжение.

Тем не менее, тем, кто хочет установить солнечные панели на своих крышах или питать большие системы, следует использовать контроллеры заряда MPPT.Они могут помочь сохранить низкую силу тока и малый размер провода. Они делают это при подключении ряда панелей более высокого напряжения.

Рейтинги и обзоры

Основываясь на наших установленных критериях типа контроллера, напряжения аккумуляторной батареи (В), максимального входного напряжения (В), максимального выходного тока (А) и дополнительных функций, мы выбрали лучших 6 контроллеров заряда солнечной энергии , чтобы вы могли выбрать из.

Наши рейтинги учитывают множество целей и задач.Это не ограничивается только контроллерами MPPT. Таким образом, стандарты безопасности и качества являются важным фактором в нашем рейтинге.

Наш выбор №1: Контроллер заряда EPEVER MPPT

• Тип: MPPT
• Напряжение аккумулятора: 12-24В
• Максимальное входное напряжение: 100 В
• Максимальный выходной ток: 30A
• Дополнительные функции: Четырехступенчатая зарядка аккумулятора, температурная компенсация, ЖК-экран, программное обеспечение для ПК, поддержка удаленного измерителя и нескольких методов управления нагрузкой.
• Основные моменты: Дешевый контроллер MPPT по сравнению с другими моделями высшего уровня с отличной защитой.
• Минусы: Не обеспечивает такое высокое входное напряжение или максимальный выходной ток, как другие модели MPPT.

Когда дело доходит до контроллеров MPPT, они доминируют в регулировании батарей. Существуют модели MPPT с большим количеством наворотов.

Тем не менее, контроллер заряда для солнечных батарей Epever возглавляет список по рентабельности .Его цена почти вдвое меньше, чем у других высококачественных моделей. Но этот контроллер заряда дает большую отдачу от ваших вложений.

В целом, заявленный контроллер заряда солнечных батарей Epever имеет высокий рейтинг эффективности отслеживания не менее 99,5% . У бренда есть и другие модели с токовыми выходами от 20А до 40А. Однако версия 30A — это хорошая золотая середина для рядовых покупателей, которые не стремятся создавать огромные солнечные батареи.

Это также отличный выбор для тех, кто хочет создавать автономные системы солнечных панелей для питания дома или бункера.Благодаря бесплатному проектированию системы и технической поддержке компании Epever упрощает сбор энергоэффективной и экологически чистой солнечной энергии.

Что говорят рецензенты?

Покупатели в восторге от звездной цены на высококачественный солнечный контроллер заряда MPPT. Они использовали это устройство для регулирования солнечных панелей, установленных на туристических трейлерах, домах, прудах и т. Д. Они утверждают, что его легко установить и использовать благодаря удаленному дисплею.

У некоторых пользователей вышли из строя контроллеры.Но они сообщают, что обслуживание клиентов производителя было быстрым и дружелюбным. Рецензенты также ценят множество функций. К ним относятся выходная нагрузка для управления освещением и использованием батареи.

Особенности и рекомендации

Контроллер заряда солнечных батарей Epever MPPT имеет автоматическое распознавание напряжения системы от 12 до 24 В и функцию автосохранения для запоминания настроек. Устройство также оснащено многофункциональной системой ЖК-дисплея для отображения информации, а также может быть подключено к программному обеспечению ПК или трекеру MT50 для постоянного наблюдения.

Контроллер заряда работает с гелевыми, герметичными и заливными литиевыми батареями , и имеет несколько режимов управления нагрузкой, включая ручной режим, освещение и таймер освещения. Более того, контроллер поставляется с множеством защитных устройств, в том числе от перенапряжения батареи, перегрузки нагрузки, короткого замыкания фотоэлектрических элементов или обратной полярности и многого другого.

Узнать цену на Amazon

Вернуться к отзывам

Следующее лучшее: Outback Flexmax 80 FM80 MPPT 80 AMP Контроллер заряда от солнечных батарей

• Тип: MPPT
• Напряжение аккумулятора: 12-60В
• Максимальное входное напряжение: 150 В
• Максимальный выходной ток: 80A
• Дополнительные функции: Программируемый дисплей с подсветкой, регистрируемые данные о производительности системы, контроль температуры и возможность интеграции в сеть.
• Основные преимущества: Может обрабатывать большие количества постоянного напряжения и преобразовывать их с 12 В постоянного тока в 60 В постоянного тока для батарейных блоков.
• Недостатки: Очень высокая цена на системные и настраиваемые дополнения.

Outback Flexmax FM80 — один из лучших контроллеров солнечной энергии на рынке, поскольку он поддерживает широкий спектр конструкций систем и типов батарей. Благодаря огромному максимальному входному напряжению контроллер Outback идеально подходит для автономных систем, которые люди устанавливают на крышах или в сельской местности.

Одним из ключевых преимуществ этого устройства является его способность упрощать управление и программирование. Производитель также допускает более сложные конфигурации при подключении к системному дисплею и контроллеру MATE или фирменному инвертору и диспетчеру связи HUB.

Помимо простоты использования, производитель разработал контроллер заряда Outback для солнечных батарей с неброским черным корпусом и зеленым экраном. Этот блок является отличным дополнением к любой конструкции системы солнечных батарей для продвинутых и начинающих поклонников солнечной энергии.

Что говорят рецензенты?

Пользователи продукта в целом очень довольны маркой Outback. Эта модель не исключение.

У обозревателей мало претензий к прочной конструкции и качественному дизайну. Те, кто действительно сталкивается с проблемами, утверждают, что обслуживание клиентов производителя быстрое и эффективное. Сообщают, что быстро решают проблемы.

Один покупатель был недоволен тем, что к нему не прилагался кабель для передачи данных . Это необходимо для подключения контроллера Outback к диспетчеру связи HUB.

Поскольку в комплект поставки не входит кабель, покупатели должны приобретать его отдельно. То есть, если они хотят централизовать регистрацию данных и управление системой.

Особенности и рекомендации

Outback Flexmax рекламирует увеличение мощности фотоэлектрических массивов до 30%, что на больше, чем у большинства других моделей на рынке. Входное фотоэлектрическое напряжение может выдерживать разомкнутую цепь до 150 В постоянного тока для зарядки аккумуляторов от 12 до 60 В постоянного тока. Благодаря такой большой емкости по напряжению, контроллер Outback отлично подходит для систем солнечных панелей, связанных с сетью.

Конкретная модель FM80 также оснащена встроенным 80-символьным дисплеем, на котором отображаются журналы данных за последние 128 дней. Эту регистрацию данных можно легко централизовать с помощью других расширенных инструментов Outback , таких как инвертор, контроллер MATE3 и диспетчер связи HUB.

Благодаря автоматическому контролю температуры устройство может использовать интеллектуальные системы управления температурой для охлаждения системы до температуры окружающей среды. Вы также можете дополнить его дополнительным дистанционным датчиком температуры , который вы покупаете отдельно.

Узнать цену на Amazon

Вернуться к отзывам

Наш следующий фаворит: контроллер заряда MidNite Solar Classic 150

• Тип: MPPT
• Напряжение аккумулятора: 12-72В
• Максимальное входное напряжение: 150 В
• Максимальный выходной ток: 96A
• Дополнительные функции: Встроенный DC-GFP и режимы дугового замыкания, солнечной, ветровой и гидроэнергетики MPPT, а также расширение предельного значения летучих органических соединений.
• Отличительные особенности: Очень безопасен в использовании, так как оснащен системой автоматического обнаружения дугового замыкания, которая отключает цепь при обнаружении опасной электрической дуги.
• Недостатки: Во встроенном ПО есть несколько ошибок кодирования, которые затрудняют навигацию.

Контроллер заряда Midnite Solar Classic MPPT — одно из самых безопасных устройств на рынке. Его автоматическое обнаружение дугового замыкания помогает защитить от опасных электрических токов. Не только это, но все контроллеры сделаны в Америке , что гарантирует высокое качество от имени производителя.

Помимо высокого максимального входного напряжения и тока на выходе, Midnite Solar Classic идеально подходит для больших солнечных систем, питающих такие объекты, как склады и бункеры.Контроллер заряда MPPT также поставляется с расширенной гарантией , которая позволяет покупателям отправлять свои устройства обратно производителю для общей настройки за определенную плату.

После этого они продлят гарантию еще на на 2 года. Этот дополнительный уровень защиты покупателей делает дорогостоящие предварительные вложения не такими пугающими для начинающих пользователей солнечной энергии.

Что говорят рецензенты?

Большинство обозревателей очень довольны широким диапазоном мощности Midnite Solar Classic.Имея емкость 48-72 В, — это — е из самых мощных на рынке.

Покупатели также заявляют, что чувствуют себя в большей безопасности благодаря дополнительным функциям безопасности и защиты. С точки зрения стоимости, это того стоит. Те, у кого мало места на крыше, могут высосать из своих панелей каждый последний ватт.

Также стоит отметить возможности отслеживания . Он регистрирует данные за 4 месяца, которые легко просматривать и анализировать.

Однако некоторые пользователи жаловались, что прошивка плохо закодирована и ее трудно использовать.Это заставляет их усомниться в легитимности компании.

Особенности и рекомендации

Одной из лучших функций, включенных в контроллер Midnite Solar Classic, является возможность удаленного доступа к энергосистеме через локальное приложение Midnite Solar. Приложение позволяет вам легко контролировать вашу систему издалека через Интернет, и вы можете получить доступ к системе для устранения проблем, если они возникнут.

Эта функция идеально подходит для тех, кто устанавливает солнечные системы в удаленных местах , вдали от места их проживания, например, в подземных бункерах, охотничьих домиках, летних домах или сельскохозяйственных объектах.

Контроллер заряда также может обрабатывать различных источников постоянного тока , таких как одобренные фотоэлектрические, гидро- и ветровые турбины. Вы также можете приобрести несколько классических контроллеров и подключить их в параллельную серию для использования с большими системами. Это значительно увеличивает мощность системы, эффективно создавая гигантский уникальный концентратор для регулирования ваших солнечных панелей.

Узнать цену на Amazon

Вернуться к отзывам

4. Контроллер заряда от солнечных батарей Victron SmartSolar MPPT 100/50

• Тип: MPPT
• Напряжение аккумулятора: 12-48В
• Максимальное входное напряжение: 150 В
• Максимальный выходной ток: 100A
• Дополнительные функции: Bluetooth-соединение, портал удаленного управления, совместимость с монитором батареи.
• Основные моменты: Передовые технологии и интеллектуальная система управления делают его идеальным для жилых автофургонов.
• Минусы: Требуется дополнительная покупка для полного мониторинга батареи.

Благодаря интеллектуальной и молниеносной системе контроллер заряда Victron SmartSolar MPPT является отличным выбором для тех, кто не знаком с установкой солнечных систем или плохо знаком с ними. Цифровые функции, включенные в этот контроллер MPPT, такие как беспроводная система управления Bluetooth , ставят это устройство на первое место в списке.

Компания Victron energy известна как производитель высококачественного оборудования для преобразования энергии, и эта модель не является исключением. Компания Victron, штаб-квартира которой находится в Нидерландах, с 1975 года производит инверторы и зарядные устройства для аккумуляторов, в основном для рынка автомобилей и лодок.

Что говорят рецензенты?

Покупатели в восторге от репутации Victron в области компонентов аккумуляторов, особенно когда речь идет о солнечных панелях, устанавливаемых на транспортных средствах, таких как дома на колесах и лодки. Конечно, наиболее примечательной функцией является опция Bluetooth, которая подключается к смартфонам пользователей.Это, по-видимому, особенно полезно в дороге.

Однако некоторые покупатели заявляют, что техническая поддержка не всегда доступна. Это касается, учитывая, что их основным преимуществом является передовая технология . Один покупатель также утверждает, что этот контроллер повредил его батареи после того, как он залил их электроэнергией и перезарядил.

Особенности и рекомендации

Victron SmartController предлагает встроенное соединение Bluetooth с любым устройством с поддержкой Bluetooth, например смартфоном.Через подключение к Интернету пользователи могут бесплатно использовать портал удаленного управления Victron и контроллер MPPT в любом месте. Это отлично подходит для установки, обновления и мониторинга удаленных систем , подобных тем, которые установлены в RV.

Вы также можете обновить контроллер, приобретя дополнительно монитор батареи Victron серии BMV-700. Это дополнение будет контролировать аккумуляторную батарею. Он предоставляет информацию о состоянии в реальном времени, такую ​​как напряжение, ток, солнечные ватты и многое другое.

Узнать цену на Amazon

Вернуться к отзывам

5.Реноги Странник

• Тип: PWM
• Напряжение аккумулятора: 12В
• Максимальное входное напряжение: 25 В
• Максимальный выходной ток: 30A
• Дополнительные функции: Четырехступенчатая зарядка, температурная компенсация, светодиодные индикаторы и защита от перезарядки, перегрузки, короткого замыкания и обратной полярности.
• Основные моменты: Предлагает различные способы определения включения нагрузки.
• Недостатки: Устройство оснащено только светодиодным индикатором и не имеет ЖК-дисплея для отображения важных диагностических данных.

Благодаря чистому и гладкому черному дизайну Renogy Wander является привлекательным выбором для домашней солнечной системы. Являясь частью большого семейства моделей контроллеров заряда Renogy, Wanderer является одним из лучших благодаря низкой цене и защитным функциям.

Устройство относится к типу PWM, а не MPPT, что значительно ограничивает возможности устройства.Хотя технология не так развита, эта модель по-прежнему является отличным вариантом для тех, кто хочет использовать небольшие системы.

Что говорят рецензенты?

Хотя некоторые считают устройство «голым костяком» , по мнению обозревателей, это эффективный и надежный . Это идеальный вариант для освещения в садах или по бокам сараев, но он не подойдет для больших домашних решеток.

У некоторых пользователей возникли проблемы с неработающими контроллерами через несколько месяцев.Один сообщил о трудностях с использованием разъемов в нижней части устройства. В целом, люди считают Wanderer простым контроллером заряда солнечной энергии, который может удовлетворить несложные и небольшие потребности.

Особенности и рекомендации

Четырехфазная ШИМ-зарядка , включая объемную, повышающую, плавающую и выравнивающую, помогает предотвратить перезарядку или чрезмерную разрядку подключенной батареи. Он также имеет отрицательное заземление, что довольно стандартно.

Wander может компенсировать изменения температуры.Он автоматически исправит параметры для достижения оптимальной производительности.

Он совместим с удаленным датчиком температуры. Это позволит собрать данные о температурной компенсации. Это устройство необходимо покупать отдельно. 3 зеленых светодиода , расположенные на передней панели устройства, отображают основные данные.

Благодаря возможности подключения к герметичным, гелевым и залитым батареям, ШИМ-контроллер довольно универсален. Он также имеет защитные приспособления. Это помогает защитить от перезарядки, перегрузки, короткого замыкания и обратной полярности.

Узнать цену на Amazon

Вернуться к отзывам

6. Контроллер заряда MOHOO 20A

• Тип: PWM
• Напряжение аккумулятора: 12-24В
• Максимальное входное напряжение: 24 В
• Максимальный выходной ток: 20A
• Дополнительные функции: Автоматическое отключение, защитная защита, покрытие от влаги, ЖК-экран, USB-порты.
• Основные преимущества: Можно использовать как с системами 12 В, так и с 24 В, включая прямую зарядку телефонов.
• Низкие точки: Невозможно подключить его к нагрузке более 20А с клеммами.

Как самый дешевый вариант в нашем списке, контроллер заряда MOHOO PWM — отличный вариант без суеты для тех, у кого небольшие солнечные системы. Он идеально подходит для зарядки таких устройств, как освещение и небольшие цифровые устройства, например мобильные телефоны. Однако его ограниченная мощность означает, что вы не можете использовать его для чего-либо выше 20 А.

MOHOO — одна из лучших моделей контроллера заряда с ШИМ.Тем не менее, он по-прежнему не обладает такой емкостью, как контроллер MPPT.

Тем не менее, эта модель может обеспечить объемную зарядку до 80% емкости. Он также обеспечивает подзарядку последних 20% емкости и выравнивающий заряд.

Что говорят рецензенты?

По большей части обозреватели довольны компактной моделью MOHOO. Некоторые жалуются, что это не очень эффективно. Но это недостаток, который есть у всех контроллеров заряда с ШИМ.

Другим очень нравятся дополнительных USB-портов для зарядки мобильных телефонов.Но они предупреждают, что ночью он разряжает телефон, если вы его не подключили.

Многие пользователи приобрели их за рабочих прицепов. Они утверждают, что их легко установить и использовать. Невероятно низкая цена также является важным аргументом в пользу продажи.

Особенности и рекомендации

Большой ЖК-экран может отображать важную информацию о технических характеристиках устройства, а также поддерживает управление освещением. Интеллектуальная система выполнит автоматическое отключение , когда батарея упадет ниже 8 В, в результате чего дисплей станет пустым.

Контроллер совместим только со свинцово-кислотными батареями и не будет работать с батареями из лития, никель-металлгидрида или других элементов. Но влажное покрытие защитит устройство от повреждений, вызванных влажностью или гнездованием насекомых, что является плюсом для тех, кто устанавливает их в гаражах или сараях.

Контроллер заряда MOHOO также оснащен двумя выходами постоянного тока и двумя портами USB для легкой зарядки. Порты USB могут обеспечивать выход 5V 1A , который подходит для небольших цифровых устройств.

Узнать цену на Amazon

Вернуться к обзорам
Вернуться к началу Руководства

Контроллер заряда

— обзор

7.2.2 Контроллер заряда солнечной энергии

Контроллер заряда солнечной энергии используется для зарядки батареи путем регулирования и управления выходной мощностью солнечной фотоэлектрической батареи; он также защищает аккумулятор от чрезмерной зарядки или разрядки. При перезарядке аккумулятора из электролита выделяются газообразные водород и кислород, что может вызвать взрыв и выход из строя.Если аккумулятор допускает чрезмерный разряд тока, заряд аккумулятора будет истощен. Таким образом, срок службы аккумулятора сократится и вызовет преждевременный выход аккумулятора из строя.

Контроллеры заряда солнечных батарей перенаправляют или отключают весь массив или его часть, чтобы уменьшить ток, протекающий к батарее, когда она становится полной. Если батарея разряжается ниже заданного напряжения, которое является предустановленной точкой низкого напряжения, происходит отключение некоторых или всех нагрузок. Чтобы защитить аккумулятор от перезарядки, контроллер заряда имеет точку отключения высокого напряжения (HVD).Таким образом, контроллер будет иметь уставки, такие как отключение при низком напряжении (LVD) и HVD. Напряжение контроллера должно быть совместимо с номинальным напряжением системы, и он должен выдерживать максимальный ток, производимый фотоэлектрической батареей.

Контроллер заряда солнечных батарей защищает аккумуляторы от перезарядки солнечными фотоэлектрическими батареями / модулями в течение дня. Ночью, когда солнечные панели не генерируют и имеют нулевое напряжение, от батареи к солнечным панелям будет течь ток.Контроллер заряда обеспечивает управление за счет включения блокирующего диода или реле для предотвращения обратного потока тока от батареи к массиву, чтобы избежать разряда батарей во время низкой солнечной освещенности или в ночное время. Это означает, что батареи не разряжаются в течение дня и что электричество не возвращается за ночь обратно к солнечным панелям и не разряжает батареи. Некоторые контроллеры солнечного заряда, такие как тот, который используется для уличного освещения, заботятся об управлении освещением в качестве дополнительной функции.Кроме того, для некоторых контроллеров заряда солнечной энергии доступна функция управления нагрузкой.

Типы контроллеров заряда: Существует два основных типа контроллеров заряда, используемых для небольших фотоэлектрических систем: последовательные и шунтирующие. Это одноступенчатые контроллеры, которые отключают массив, когда напряжение батареи достигает высокого уровня во время зарядки.

Контроллер шунта — шунтирует часть солнечной батареи и перенаправляет зарядный ток от батареи.Во время шунтирования солнечной батареи происходит рассеяние тепла, и для рассеивания избыточного тока требуется большой радиатор.

Контроллер серии

— между массивом и батареей встроен последовательный переключатель. Последовательный переключатель в контроллере будет открыт в зависимости от состояния заряда батареи, чтобы прервать зарядный ток от фотоэлектрической матрицы. Контроллер этой серии имеет ограничение относительно способности компонентов обрабатывать ток во время операций переключения.

На разных этапах зарядки аккумулятора требуются разные уровни зарядного тока. Таким образом, многоступенчатые контроллеры используются для обеспечения более эффективного метода зарядки аккумулятора. По мере того, как батарея приближается к полному SOC, ее внутреннее сопротивление увеличивается, и при использовании более низкого зарядного тока тратится меньше энергии.

В целом, существуют две различные топологии контроллеров заряда солнечных батарей: трекер максимальной мощности (MPPT) и широтно-импульсная модуляция (PWM).Производительность каждого из этих контроллеров не одинакова, и MPPT имеет лучшую производительность по сравнению с контроллером PWM.

7.2.2.1 Контроллер заряда солнечной энергии — тип ШИМ

ШИМ имеет менее дорогую топологию контроллера заряда солнечной энергии. Солнечные фотоэлектрические модули / массивы, а также батареи подключаются непосредственно к контроллеру заряда солнечной батареи для работы; в основном он используется для домашнего освещения на солнечных батареях или домашних энергосистем.

Солнечный фотоэлектрический модуль / массив постоянно подключен к батарее, и более высокое напряжение солнечной фотоэлектрической батареи снижается до уровня напряжения на клеммах батареи.Во время зарядки батареи с помощью солнечной фотоэлектрической батареи напряжение батареи увеличивается, и контроллер заряда гарантирует, что выходное напряжение солнечной батареи выше, чем напряжение батареи.

Солнечный фотоэлектрический модуль, известный как номинальное напряжение 12 В, разработан для обеспечения выходной мощности около 18 В (с учетом изменения выходного напряжения солнечного фотоэлектрического модуля из-за повышения температуры, падения напряжения на кабеле), который может заряжать аккумулятор до 14,4 В (максимальный заряд для залитой свинцово-кислотной аккумуляторной батареей). Как можно понять, если солнечный фотоэлектрический модуль и батарея имеют одинаковое напряжение, то зарядка батареи с помощью солнечного фотоэлектрического модуля будет невозможна.Следовательно, необходимо проектировать фотоэлектрический модуль на более высокое напряжение, чем у батареи.

Для зарядки аккумуляторной батареи на 24 В нам необходимо подключить два солнечных фотоэлектрических модуля (с В, _mp , 18 В каждый), и аналогично для зарядки аккумуляторной батареи на 48 В потребуются четыре солнечных фотоэлектрических модуля ( В _м.д. = 18 В).

При последовательном использовании двух солнечных фотоэлектрических модулей ( В, _mp = 18 В) для зарядки 12-вольтовой батареи, будет потеряна половина емкости солнечного фотоэлектрического модуля, что не является оптимальным использованием солнечных фотоэлектрических модулей. емкость модуля.Аналогичным образом, если предполагается зарядить батарею 24 В с помощью одного солнечного фотоэлектрического модуля ( В, _mp = 18 В), зарядить батарею не удастся, и в конечном итоге произойдет разрядка батареи. аккумулятор. Рис. 7.4 и 7.5 объясняется потеря энергии при подключении модуля 12 В к батарее 12 В и модуля 24 В, подключенного к батарее 12 В.

Рис. 7.4. Потеря энергии при подключении модуля 12 В с аккумулятором 12 В с ШИМ контроллером заряда.

Фиг.7.5. Потеря энергии при подключении модуля 24 В с аккумулятором 12 В с ШИМ контроллером заряда.

ШИМ-контроллеры заряда солнечных батарей — это контроллеры постоянного напряжения с двухступенчатым регулированием. На первом этапе контроллер заряжает аккумулятор более высоким напряжением, чтобы аккумулятор мог быть заряжен на 100%. На втором этапе, после того, как батарея полностью заряжена, она понижает напряжение от солнечной батареи, чтобы подзарядить батарею, так что батарея остается заряженной на уровне заряда 100%.Этот тип зарядки поддерживает 100% уровень заряда аккумулятора, сводя к минимуму потерю воды и перезарядку аккумулятора.

7.2.2.2 Контроллер заряда солнечной энергии — тип MPPT

Контроллер MPPT считается лучшим контроллером заряда солнечной батареи по сравнению с контроллером ШИМ.

Максимальная точка мощности кривой I — В зависит от рабочей температуры модуля и яркости, падающей на модуль. Итак, точка солнечной батареи V _mp постоянно меняется из-за изменения погодных условий.Контроллер отслеживает В, _mp (напряжение в точке максимальной мощности) и понижает напряжение солнечной батареи до напряжения батареи. Ввиду снижения В _mp , поскольку мощность является произведением напряжения и тока, в конечном итоге происходит повышение тока, чтобы поддерживать мощность солнечной батареи на том же уровне, и мощность массива, генерируемая в этот момент, доступна. для использования.

В идеале, солнечный фотоэлектрический модуль с 36 солнечными элементами с напряжением В _mp 18 В может использоваться для зарядки блока батарей на 12 В.Кроме того, можно использовать типичный фотоэлектрический модуль с более чем 36 элементами (используемый для сетевой системы: скажем, фотоэлектрический модуль на 60 элементов) для зарядки батареи 12 В. Точно так же два солнечных фотоэлектрических модуля могут заряжать аккумуляторную батарею на 24 В, а три солнечных фотоэлектрических модуля могут заряжать аккумуляторную батарею на 48 В. Использование солнечных фотоэлектрических модулей с более чем 36 ячейками с контроллером MPPT открывает путь для гибкого использования других солнечных фотоэлектрических модулей для автономных систем.

7.2.2.3 Функции контроллеров заряда

Защита от перезарядки

Батарея, которая достигает 100% уровня заряда (SOC), не может принимать энергию, поступающую от солнечной батареи.Когда солнечная батарея подает ток с полной скоростью, вероятно, что напряжение батареи возрастет до высокого уровня. Эта дополнительная энергия не поглощается и расщепляет воду в электролите на водород и кислород. Это разделение воды приводит к потере воды в батарее и может вызвать небольшой взрыв. Кроме того, эта перезарядка приведет к ухудшению качества аккумулятора и, вероятно, к его перегреву. Кроме того, более высокое напряжение может привести к отключению инвертора или вызвать проблемы с нагрузкой.

Следовательно, требуется защита от перезарядки, которая поможет снизить количество энергии в батарее, достигающей указанного предела перенапряжения.А когда напряжение снижается из-за низкой солнечной радиации или увеличения нагрузки, контроллер должен обеспечивать максимальный заряд. Вышеуказанное явление называется регулированием напряжения или защитой от перезарядки, что является наиболее важной функцией контроллера солнечного заряда.

Отсечка по низкому напряжению и защита от переразряда

Срок службы аккумулятора зависит от глубины разряда. Когда нагрузки подключены постоянно, аккумулятор может быть глубоко разряжен и полностью разряжен. Благодаря этой глубокой разрядке емкость и срок службы батареи сокращаются на определенную величину.Если аккумулятор находится в таком чрезмерно разряженном состоянии в течение нескольких дней или недель, он может быстро выйти из строя. Защита от чрезмерного разряда в контроллерах заряда обычно достигается путем размыкания цепи соединения между аккумулятором и электрической нагрузкой, когда аккумулятор достигает предварительно установленного или регулируемого заданного значения отключения низковольтной нагрузки (LVD). Как только аккумулятор заряжен до определенного уровня, нагрузки снова подключаются к аккумулятору.

Защита от перегрузки

Когда поддерживается более высокий ток, чем указанный предел тока, это приводит к ситуации перегрузки, которая небезопасна для схемы.Эта ситуация перегрузки или перегрузки по току приведет к перегреву и создаст опасность пожара. Перегрузка может быть вызвана коротким замыканием в проводе или неисправными нагрузками. Контроллер заряда солнечной батареи имеет встроенную защиту от перегрузки с кнопкой сброса. Встроенная защита от перегрузки очень полезна и осуществляется либо автоматическим выключателем, либо предохранителем.

Зарядка свинцово-кислотных аккумуляторов

Свинцово-кислотные аккумуляторы глубокого разряда необходимо заряжать контролируемым образом с помощью энергии, генерируемой солнечными батареями.Существует четыре этапа зарядки: заряд постоянным током (этап накопления), добавочный заряд (этап поглощения) и плавающий заряд, как показано на рис. 7.6. Выравнивание — четвертый этап, следующий за обратным расслоением.

Рис. 7.6. Различные этапы зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов.

Этап 1 — Массовая зарядка : Если аккумулятор находится на низком уровне заряда, таком как 20%, контроллер заряда заряжает аккумулятор в режиме постоянного тока при высоком напряжении. Этот процесс заполняет аккумуляторную батарею до указанной программой емкости, которая составляет примерно 80–90% от его полной емкости.Это называется зарядкой постоянным током или объемной зарядкой.

Этап 2 — Абсорбционная зарядка : После того, как этап основной зарядки пройден, аккумулятор будет примерно на 80–90% от своей полной емкости. Напряжение достигает пика, а затем сила тока снижается по мере увеличения внутреннего сопротивления контроллера заряда.

Этап 3 — Плавающая зарядка : Когда достигается этот этап, аккумулятор почти полностью заряжен.