Solar batteri laderegulator: diagram, princip for drift, tilslutningsmetoder

Kommentarer:

Hvis du har tænkt på en alternativ måde at få energi på og besluttet dig for at installere solpaneler, så vil du sikkert gerne spare penge. En af besparelsesmulighederne er lav din egen laderegulator. Ved installation af solgeneratorer - paneler kræves der meget ekstra udstyr: ladecontrollere, batterier, for at overføre strømmen til tekniske standarder.

Overvej fremstilling gør-det-selv solcellebatteriladeregulator.

Dette er en enhed, der styrer opladningsniveauet for bly-syre-batterier, hvilket forhindrer dem i at blive helt afladet og genopladet.Hvis batteriet begynder at aflade i nødtilstand, vil enheden reducere belastningen og forhindre fuldstændig afladning.

Det er værd at bemærke, at en selvfremstillet controller ikke kan sammenlignes i kvalitet og funktionalitet med en industriel, men den vil være ret tilstrækkelig til driften af ​​det elektriske netværk. På salg støder på produkter fremstillet i kælderen, som har et meget lavt niveau af pålidelighed. Hvis du ikke har penge nok til en dyr enhed, er det bedre at samle den selv.

Gør-det-selv opladningskontrol til solcellebatterier

Selv et hjemmelavet produkt skal opfylde følgende betingelser:

• 1.2P
• Den maksimalt tilladte indgangsspænding skal være lig med den samlede spænding for alle batterier uden belastning.

På billedet nedenfor vil du se et diagram over sådant elektrisk udstyr. For at kunne samle den skal du have lidt viden om elektronik og lidt tålmodighed. Designet er blevet ændret en smule, og nu er der installeret en felteffekttransistor i stedet for en diode, som reguleres af en komparator.
En sådan laderegulator vil være tilstrækkelig til brug i laveffektnetværk, kun ved brug af. Adskiller sig i enkelhed af produktion og lave omkostninger til materialer.

Solar laderegulator Det fungerer efter et simpelt princip: Når spændingen på lagerenheden når den angivne værdi, stopper den med at oplade, og kun en dråbeladning fortsætter. Hvis indikatorspændingen falder til under den indstillede tærskel, genoptages strømforsyningen til batteriet. Brugen af ​​batterier deaktiveres af controlleren, når deres ladning er mindre end 11 V. Takket være betjeningen af ​​en sådan regulator vil batteriet ikke spontant aflades under fravær af solen.

Hovedkarakteristika laderegulatorkredsløb:

• Opladningsspænding V=13,8V (konfigurerbar), målt når der er en ladestrøm;
• Belastningsudskillelse opstår, når Vbat er mindre end 11V (konfigurerbar);
• Tænde for læsset når Vbat = 12,5V;
• Temperaturkompensation af ladetilstand;
• Den økonomiske TLC339 komparator kan udskiftes med den mere almindelige TL393 eller TL339;
• Spændingsfaldet på tasterne er mindre end 20mV ved opladning med en strøm på 0,5A.

Avanceret Solar Charge Controller

Hvis du er sikker på din viden om elektronisk udstyr, kan du prøve at samle et mere komplekst laderegulatorkredsløb. Den er mere pålidelig og kan køre på både solpaneler og en vindgenerator, der hjælper dig med at få lys om aftenen.

Ovenfor er et forbedret gør-det-selv opladningskontrolkredsløb. For at ændre tærskelværdierne bruges trimningsmodstande, med hvilke du justerer driftsparametrene. Strømmen, der kommer fra kilden, skiftes af relæet. Selve relæet styres af en felteffekttransistornøgle.

Alle laderegulatorkredsløb testet i praksis og har bevist sig i løbet af flere år.

For sommerhuse og andre genstande, hvor et stort forbrug af ressourcer ikke er påkrævet, giver det ingen mening at bruge penge på dyre elementer. Hvis du har den nødvendige viden, kan du ændre de foreslåede designs eller tilføje den nødvendige funktionalitet.

Så du kan lave en ladecontroller med dine egne hænder, når du bruger alternative energienheder. Fortvivl ikke, hvis den første pandekage kom klumpet ud. Ingen er trods alt immune over for fejl. Lidt tålmodighed, flid og eksperimenter vil bringe sagen til en ende. Men en fungerende strømforsyning vil være en fremragende grund til stolthed.

Laderegulatoren er en meget vigtig del af systemet, hvor den elektriske strøm genereres af solpaneler. Enheden styrer opladning og afladning af batterier. Det er takket være ham, at batterierne ikke kan genoplades og aflades så meget, at det vil være umuligt at genoprette deres funktionstilstand.

Sådanne controllere kan fremstilles i hånden.

Funktionsprincip

Hvis der ikke er strøm fra solbatteriet, er controlleren i dvaletilstand. Den bruger ingen af ​​wattene fra batteriet. Efter sollys rammer panelet, begynder elektrisk strøm at strømme til controlleren. Han skal tænde. Indikator-LED'en sammen med 2 svage transistorer tænder dog kun, når spændingen når 10 V.

Efter at have nået denne spænding vil strømmen passere gennem Schottky-dioden til batteriet. Hvis spændingen stiger til 14 V, begynder forstærkeren U1 at arbejde, hvilket vil tænde MOSFET-transistoren. Som et resultat vil LED'en gå ud, og to ikke-kraftfulde transistorer vil lukke. Batteriet oplades ikke. På dette tidspunkt vil C2 blive udledt. I gennemsnit tager det 3 sekunder. Efter at kondensatoren C2 er afladet, vil hysteresen U1 blive overvundet, MOSFET'en vil lukke, og batteriet begynder at oplade. Opladningen fortsætter, indtil spændingen stiger til koblingsniveauet.

Selvfremstilling

Hvis en person har en vis viden inden for elektronik og elektroteknik, kan du prøve at samle et controllerkredsløb til solpaneler og en vindgenerator med dine egne hænder.En sådan enhed vil være meget ringere i funktionalitet og effektivitet i forhold til industrielle serielle prøver, men i lavstrømsnetværk kan det være ganske nok.

Håndværkskontrolmodulet skal opfylde de grundlæggende betingelser:

• 1.2P ≤ I × U. Denne ligning bruger notationen af ​​den samlede effekt af alle kilder (P), udgangsstrømmen fra controlleren (I), spændingen i systemet med et helt afladet batteri (U),
• Styringens maksimale indgangsspænding skal svare til den samlede spænding på batterierne uden belastning.

Det enkleste skema for et sådant modul vil se sådan ud:

Enheden, der er samlet i hånden, fungerer med følgende egenskaber:

• Opladningsspænding - 13,8 V (kan variere afhængigt af strømstyrken),
• Afskæringsspænding - 11 V (konfigurerbar),
• Tænd spænding - 12,5 V,
• Spændingsfaldet over tasterne er 20 mV ved en strømværdi på 0,5A.

PWM- eller MPPT-laderegulatorer er en af ​​de integrerede dele af ethvert sol- eller hybridsystem baseret på sol- og vindgeneratorer. De giver en normal batteriopladningstilstand, øger effektiviteten og forhindrer for tidligt slid og kan samles fuldstændigt i hånden.

Modultilslutningsdiagram

Klik for at forstørre diagrammet

Efter at have fjernet bagvæggen, kan du få adgang til enhedens printkort.

Et 12 V batteri med en kapacitet på 1,2 A/t blev valgt som batteri, fordi forfatteren havde det. Faktisk vil panelet på en klar solskinsdag være i stand til at oplade 2-3 sådanne batterier. En sikring er inkluderet i batterikredsløbet for at mindske risikoen for kortslutning.For at forhindre batteriet i at aflades gennem solpanelet i svagt lys, er en Schottky-diode af typen IN5817 forbundet i serie med panelet. Når batteriet er fuldt opladet, er strømmen fra solpanelet omkring 50mA ved 19V.

Som testbelastning blev en selvfremstillet LED phytolamp brugt på 4 phyto-LED'er serieforbundet med en effekt på 1 W, en modstand af typen MLT-2 med en modstand på 30 Ohm blev seriekoblet med LED'erne. Ved en spænding på 12,6 V vil strømmen, der forbruges af lampen, være omkring 60 mA. Således giver et 1,2 Ah batteri dig mulighed for at drive denne lampe i omkring 20 timer.

Generelt viste den samlede autonome struktur sig at være ret effektiv fra et teknisk synspunkt. Men fra et økonomisk synspunkt er billedet dystert i betragtning af omkostningerne til solbatteri, batteri og styreenhed. Et solbatteri koster 2700 rubler, et 12 V 1,2 Ah batteri koster omkring 500 rubler, en kontrolenhed koster 400 rubler. Forfatteren forsøgte også at bruge to 6 V 12 A/h batterier forbundet i serie (de vil koste omkring 3000 r), forfatteren oplader et sådant batteri på 3-4 solrige dage, mens ladestrømmen når 270 mA.

De samlede omkostninger ved brugt udstyr i minimumskonfigurationen er 3600 rubler. Som du kan se, forbruger denne phytolamp omkring 0,8 watt. Ved en hastighed på 3,5 r/kWh skal lampen drives fra lysnettet med 50 % strømforsyningseffektivitet, omkring 640.000 timer eller 73 år, bare for at retfærdiggøre udgifterne til udstyr. På samme tid, i en sådan periode, vil det utvivlsomt være nødvendigt at ændre udstyret fuldstændigt flere gange, ingen har annulleret nedbrydningen af ​​batteriet og fotocellerne.

Enhedsdiagram

Disse boards bliver rigtig varme, så vi lodder dem lidt over printet. Til dette vil vi bruge en stiv kobbertråd til at lave benene til printkortet. Vi vil have 4 stykker kobbertråd til at lave 4 ben til printkortet. Du kan også bruge stiftoverskrifter i stedet for kobbertråd til dette.

Solcellen er forbundet til henholdsvis IN+ og IN- terminalerne på TP4056 ladepladen. En diode er indsat i den positive ende for omvendt spændingsbeskyttelse. BAT+ og BAT- boards er derefter forbundet til +ve og -ve enderne af batteriet. Det er alt, hvad vi behøver for at oplade batteriet.

For at forsyne Arduino-kortet nu skal vi øge outputtet til 5V. Så vi tilføjer en 5V spændingsforstærker til dette kredsløb. Tilslut -ve batterier til IN- på forstærkeren og ve+ til IN+ ved at tilføje en switch mellem dem. Vi tilsluttede boosterboardet direkte til opladeren, men vi anbefaler at installere en SPDT-switch der. Derfor, når enheden oplader batteriet, oplades den og bruges ikke.

Solcellerne er forbundet til indgangen på en lithium batterioplader (TP4056), hvis udgang er forbundet til et lithium batteri 18560. En 5V spændingsforstærker er også tilsluttet batteriet og bruges til at konvertere fra 3,7VDC til 5VDC.

Ladespændingen er typisk omkring 4,2 V. Spændingsforstærkerens input varierer fra 0,9 V til 5,0 V. Så den vil se omkring 3,7 V ved sin indgang, når batteriet aflades, og 4,2 V, når det genoplades. Forstærkerens udgang til resten af ​​kredsløbet vil holde den på 5V.

Dette projekt vil være meget nyttigt til at drive fjerndatalogger. Som bekendt er strømforsyningen altid et problem for fjernoptageren, og i de fleste tilfælde er der ingen stikkontakt tilgængelig.

En lignende situation tvinger dig til at bruge nogle batterier til at drive dit kredsløb. Men i sidste ende vil batteriet dø. Vores billige projekt solcelleoplader ville være en god løsning i denne situation.

Brug for

Ved den maksimale opladning af batteriet vil controlleren regulere strømforsyningen til den og reducere den til den nødvendige mængde for at kompensere for enhedens selvafladning. Hvis batteriet er helt afladet, vil controlleren slukke for enhver indkommende belastning på enheden.

Behovet for denne enhed kan reduceres til følgende punkter:

1. Batteriopladning er flertrins;
2. Justering af tænd/sluk-batteriet ved opladning/afladning af enheden;
3. Tilslutning af batteriet ved maksimal opladning;
4. Tilslutning af opladning fra fotoceller i automatisk tilstand.

Batteriopladningsregulatoren til solcelleanlæg er vigtig, fordi udførelsen af ​​alle dens funktioner i god stand i høj grad øger levetiden af ​​det indbyggede batteri.

Ledningsdiagrammer

Der er 3 mulige ordninger til at forbinde solpaneler til hinanden, disse er: seriel, parallel og serie-parallel forbindelse. Nu mere om dem.

seriel forbindelse

I dette kredsløb er den negative terminal på det første panel forbundet med den positive terminal på den anden, den negative på den anden til den tredje terminal og så videre. Hvad giver en sådan forbindelse - spændingen på alle paneler vil blive tilføjet. Med andre ord, hvis du ønsker at få for eksempel 220V med det samme, vil dette kredsløb hjælpe dig med det.men det bliver sjældent brugt.

Lad os tage et eksempel. Vi har 4 paneler med en nominel effekt på 12V hver, Voc: 22,48V (dette er tomgangsspændingen), vi får 48V ved udgangen. Åben kredsløbsspænding \u003d 22,48V * 4 \u003d 89,92V. mens den maksimale strømeffekt, Imp, forbliver uændret.

I denne ordning anbefales det ikke at bruge paneler med forskellige Imp-værdier, da systemeffektiviteten vil være lav.

Parallel forbindelse

Denne ordning gør det muligt, uden at hæve panelernes spænding, at øge strømmen. Lad os tage et eksempel. Vi har 4 paneler med en nominel effekt på 12V hver, åben kredsløbsspænding 22,48V, strøm ved punktet med maksimal effekt 5,42A. Ved udgangen af ​​kredsløbet forbliver den nominelle spænding og åben kredsløbsspænding uændret, men den maksimale effekt vil være 5,42A * 4 = 21,68A.

Serie-parallel forbindelse

• Nominel solpanelspænding: 12 V. • Ingen belastning Voc: 22,48 V. • Strøm ved maksimalt effektpunkt Imp: 5,42A.

Ved at seriekoble 2 solpaneler og 2 parallelt ved udgangen får vi en spænding på 24V, en åben spænding på 44,96V, og strømmen bliver 5,42A * 2 = 10,84A.

Dette gør det muligt at få et afbalanceret system og spare på udstyr såsom en batteriopladningsregulator, da emu'en ikke behøver at modstå en masse spænding på sit højeste. Kredsløbet gør det også muligt at bruge paneler med forskellig effekt, for eksempel 2 til 12V, til at konvertere til 24V. Den mest bekvemme netværksmulighed til hjemmet.

De bedste stationære solpaneler

Stationære enheder er kendetegnet ved store dimensioner og øget effekt. De er installeret i stort antal på tagene af bygninger og andre frie områder.Designet til brug året rundt.

Sunways FSM-370M

4.9

★★★★★
redaktionelt resultat

98%
købere anbefaler dette produkt

Modellen er lavet ved hjælp af PERC-teknologi, takket være hvilken den er stabil under ugunstige vejrforhold. Den anodiserede aluminiumsramme er ikke bange for skarpe stød og deformation. Højstyrke hærdet glas med lav UV-absorption sikrer panelets sikkerhed.

Nominel effekt er 370 W, spænding er 24 V. Batteriet kan fungere ved udendørs temperatur fra -40 til +85 °С. Diodesamlingen beskytter den mod overbelastning og omvendte strømme, reducerer effektivitetstab med delvis skygge af overfladen.

Fordele:

• holdbar korrosionsbestandig ramme;
• tykt beskyttelsesglas;
• stabil drift under alle forhold;
• lang levetid.

Fejl:

stor vægt.

Sunways FSM-370M anbefales til permanent strømforsyning af store anlæg. Et fremragende valg til placering på taget af en boligbygning eller kontorbygning.

Delta BST 200-24M

4.9

★★★★★
redaktionelt resultat

96%
købere anbefaler dette produkt

Et træk ved Delta BST er den heterogene struktur af enkeltkrystalmoduler. Dette har forbedret panelets evne til at absorbere spredt solstråling og sikrer dens effektive drift selv under overskyede forhold.

Batteriets maksimale effekt er 200 watt med dimensioner på 1580x808x35 mm. Stiv konstruktion tåler vanskelige forhold, og en forstærket ramme med drænhuller sikrer stabil drift af panelet under dårligt vejr. Det beskyttende lag er lavet af hærdet anti-reflekterende glas 3,2 mm tykt.

Fordele:

• stabil drift under vanskelige vejrforhold;
• forstærket konstruktion;
• varmebestandighed;
• rustfri ramme.

Fejl:

kompleks installation.

Delta BST er designet til at give ensartet strøm hele året og vil levere pålidelig strøm i mange år fremover.

Feron PS0301

4.8

★★★★★
redaktionelt resultat

90%
købere anbefaler dette produkt

Feron solpanelet er ikke bange for vanskelige forhold og fungerer stabilt ved en temperatur på -40..+85 °C. Metalhuset er modstandsdygtigt over for skader og korroderer ikke. Batterieffekten er 60 W, målene i brugsklar form er 35x1680x664 millimeter.

Hvis det er nødvendigt, transport strukturen kan nemt foldes. For praktisk og sikker transport medfølger en speciel taske lavet af slidstærkt syntetisk materiale. Sættet indeholder også to understøtninger, et kabel med clips og en controller, som giver dig mulighed for straks at sætte panelet i drift.

Fordele:

• varmebestandighed;
• stabil drift under alle vejrforhold;
• holdbar sag;
• hurtig installation;
• praktisk foldedesign.

Fejl:

høj pris.

Feron kan bruges i alt slags vejr. Et godt valg til installation i et privat hjem, men du skal bruge flere af disse paneler for at få nok strøm.

Woodland Sun House 120W

4.7

★★★★★
redaktionelt resultat

85%
købere anbefaler dette produkt

Modellen er lavet af polykrystallinske silicium wafers. Fotoceller er dækket af et tykt lag hærdet glas, hvilket eliminerer risikoen for mekaniske skader og eksterne faktorer. Deres levetid er omkring 25 år.

Batterieffekten er 120 W, målene i klar-til-brug-tilstand er 128x4x67 centimeter.Sættet indeholder en praktisk taske lavet af slidstærkt materiale, der forenkler opbevaring og transport af panelet. For at lette installationen på en flad overflade leveres specielle ben.

Fordele:

• beskyttende belægning;
• hurtig installation;
• kompakt størrelse og nem at bære;
• lang levetid;
• slidstærk taske medfølger.

Fejl:

rammen er spinkel.

Woodland Sun House er i stand til at oplade 12-volts batterier. En fremragende løsning til installation i et landsted, en jagtbase og andre steder fjernt fra civilisationen.

Solar tilslutningsmuligheder

Solpaneler er opbygget af flere individuelle paneler. For at øge systemets outputparametre i form af effekt, spænding og strøm er elementerne forbundet med hinanden under anvendelse af fysikkens love.

Forbindelsen af ​​flere paneler til hinanden kan udføres ved hjælp af en af ​​tre solpaneler monteringsskemaer:

• parallel;
• konsekvent;
• blandet.

Det parallelle kredsløb involverer at forbinde terminaler af samme navn til hinanden, hvor elementerne har to fælles knudepunkter for konvergens af ledere og deres forgrening.

Med et parallelt kredsløb er plusserne forbundet med plusserne og minuserne til minuserne, som et resultat af hvilket udgangsstrømmen stiger, og udgangsspændingen forbliver inden for 12 volt

Værdien af ​​den maksimalt mulige udgangsstrøm i et parallelkredsløb er direkte proportional med antallet af tilsluttede elementer. Principperne for beregning af mængden er angivet i den artikel, vi anbefaler.

Det serielle kredsløb involverer forbindelsen af ​​modsatte poler: "plus" af det første panel til "minus" af det andet. De resterende ubrugte "plus" af det andet panel og "minus" af det første batteri er forbundet til controlleren placeret længere langs kredsløbet.

Denne type forbindelse skaber betingelser for strømmen af ​​elektrisk strøm, hvor der kun er én måde at overføre energibæreren fra kilden til forbrugeren.

Med en seriel forbindelse stiger udgangsspændingen og når 24 volt, hvilket er nok til at drive bærbart udstyr, LED-lamper og nogle elektriske modtagere

Et serieparallelt eller blandet kredsløb bruges oftest, når det er nødvendigt at forbinde flere grupper af batterier. Ved at anvende dette kredsløb kan både spænding og strøm øges ved udgangen.

Med en serie-parallel forbindelsesordning når udgangsspændingen et mærke, hvis egenskaber er bedst egnede til at løse hovedparten af ​​husholdningsopgaver

Denne mulighed er også fordelagtig i den forstand, at i tilfælde af fejl i et af de strukturelle elementer i systemet, fortsætter andre forbindelseskæder med at fungere. Dette øger pålideligheden af ​​hele systemet markant.

Princippet om at samle et kombineret kredsløb er baseret på det faktum, at enhederne inden for hver gruppe er forbundet parallelt. Og forbindelsen af ​​alle grupper i et kredsløb udføres sekventielt.

Ved at kombinere forskellige typer forbindelser vil det ikke være svært at samle et batteri med de nødvendige parametre. Det vigtigste er, at antallet af tilsluttede celler skal være sådan, at driftsspændingen, der leveres til batterierne, under hensyntagen til dets fald i ladekredsløbet, overstiger spændingen på selve batterierne, og batteriets belastningsstrøm samtidig tiden giver den nødvendige mængde ladestrøm.

Brug for

Ved den maksimale opladning af batteriet vil controlleren regulere strømforsyningen til den og reducere den til den nødvendige mængde for at kompensere for enhedens selvafladning. Hvis batteriet er helt afladet, vil controlleren slukke for enhver indkommende belastning på enheden.

Behovet for denne enhed kan reduceres til følgende punkter:

1. Batteriopladning er flertrins;
2. Justering af tænd/sluk-batteriet ved opladning/afladning af enheden;
3. Tilslutning af batteriet ved maksimal opladning;
4. Tilslutning af opladning fra fotoceller i automatisk tilstand.

Batteriopladningsregulatoren til solcelleanlæg er vigtig, fordi udførelsen af ​​alle dens funktioner i god stand i høj grad øger levetiden af ​​det indbyggede batteri.