Контроль заряду акумуляторів в геліосистемах

В умовах, коли запаси викопного палива неухильно скорочується, а потреба в ньому і шкоду для навколишнього середовища зростає в геометричній прогресії, необхідно шукати нові шляхи енергопостачання. Одним з ключових альтернативних джерел є наше Сонце, енергію променів якого можна і потрібно використовувати для виробництва електрики.

У самій простій комплектації геліосистема складається з наступних компонентів:

• Сонячна панель. Це прямокутний модуль з дзеркальною поверхнею, що використовується для прийому випромінювання і його трансформації в електричний струм постійного типу. Відбувається цей процес завдяки поєднанню роботи величезної кількості напівпровідникових елементів;
• Блок акумуляторних батарей. Використовується як джерело накопиченої енергії, яка потім лунає побутовим споживачам в необхідній кількості;
• Інвертор. Перетворювач, який перетворює постійний струм, що надходить з клем акумуляторів, в змінний. При цьому змінюються частота і напруга мережі;
• . Виконавчий блок, який регулює рівень заряду акумуляторів.

Як працює контролер заряду?

Цей модуль є проміжним, і його основна роль зводиться до вибору оптимальних режимів зарядки батарей. Якщо його прибрати з загальної схеми, то постійно надходить на клеми струм в кінцевому підсумку призведе до неконтрольованого зростання напруги на них. При досягненні граничного для акумуляторів значення 14,4 В, почнеться зворотний процес перезаряду. В результаті кипіння електроліту в банках, він почне випаровуватися, скорочуючи термін служби АКБ.

До основних функцій контролерів відносяться:

• Автоматичний вибір режимів зарядки акумуляторів;
• Контроль рівня заряду шляхом відключення і підключення користувачів;
• Забезпечення полярності на клемах;
• Захист від обриву мережі, КЗ і т.д.

Основні види контролерів і їх можливості

На сьогоднішній день використовуються три основних види блоків контролю зарядки акумуляторів геліосистем:

• Вимикаючі On/Off-контролери;
• Блоки широтно-імпульсною модуляцією (PWM);
• Контролери точки максимальної потужності ( MPPT).

Найбільш простими є On/Off-блоки управління. Їх робота зводиться до відключення акумуляторів при досягненні напруги на клемах показника 14,4 Ст. Це, звичайно, захистить ваші АКБ від перегріву, але не рівень заряду буде постійно триматися на позначці максимум 70%. Такий процес знижує загальний термін служби батарей.

Усувається момент недо заряду в сучасних контролерах PWM типу, в яких використовується так звана модуляція ШІМ заряджаючого струму в пікової стадії. Коли напруга на клемах АКБ досягає максимальної позначки, PWM-контролер плавно знижує значення струму. Підтримуючи такі параметри зарядки протягом певного часу, досягається повний заряд батарей, а ефективність системи зростає на третину.

Найбільш досконалими на сьогодні є контролери MPPT типу, в яких реалізується принцип стеження за точкою максимальної потужності. Подібні пристрої дозволяють використовувати напруга заряду в районі 17В, що вище граничного для акумуляторів. Ефективність таких пристроїв зростає ще на третину, крім того, стає можливих використання панелей при зниженні їх освітленості практично наполовину.

Висновки

Контролери PWM і MPPT типу є невід'ємною частиною будь геліосистеми і гібридних сонячно-вітрових генераторів. Вони дозволяють забезпечити оптимальний рівень заряду акумуляторів, підвищуючи загальну ефективність вироблення і використання електроенергії.

Перекладено сервісом "Яндекс.Перекладач": translate.yandex.ru.