Päikeseenergia on seni piiratud (leibkonna tasandil) suhteliselt väikese võimsusega fotogalvaaniliste paneelide loomisega. Kuid olenemata päikesevalgusvoolu fotogalvaanilise muunduri konstruktsioonist, on see seade varustatud mooduliga, mida nimetatakse päikeseenergia kontrolleriks.
Päikesepatareide fotosünteesi paigaldamise skeem sisaldab tõepoolest akumulaatorit - päikesepaneelilt saadava energia salvestusseadet. Just seda sekundaarset energiaallikat teenindab peamiselt kontroller.
Esitatavas artiklis mõistame seadet ja selle seadme tööpõhimõtteid ning kaalume ka seda, kuidas seda ühendada.
Päikesekontrollerid
Elektrooniline moodul, mida nimetatakse päikesepatarei kontrolleriks, on mõeldud päikesepatarei laadimise / tühjendamise protsessis paljude juhtimisfunktsioonide täitmiseks.
Kui päikesevalgus langeb näiteks maja katusele paigaldatud päikesepaneeli pinnale, muundatakse see valgus seadme fotoelementide abil elektrivooluks.
Pildigalerii
Foto:
Kontroller on päikesejaama kohustuslik komponent, mis genereerib päikesevalguse energiast elektrivoolu
Eraisikute mini-elektrijaamade omanikele ja neile, kes soovivad päikeseenergiat osta, on nüüd olemas kahte tüüpi kontrollerid: PWM (või PWM) ja MPPT
PWM-kontrollerid pakuvad aku mitmeastmelist laadimist. Nende abiga viiakse läbi laengu täitmine, joondamine, imendumine ja toetamine.
Kodumaiste päikesepaneelide kontrollerite odavad mudelid on varustatud LED-indikaatoritega, mis võimaldavad teil jälgida aku jõudlust ja tehnilist seisukorda
MPPT (maksimaalse võimsuspunkti jälgimine) - kõrgema taseme ja hinnaga kontrollerid. Need näevad ette maksimaalse võimsuspunkti jälgimist
Väikeste päikeseelektrijaamade jaoks, mis sisaldavad ühte või kahte paneeli, on PWM-kontrollerite (PWM) võimalused piisavad
Mõlemat tüüpi kontrollerid, samuti vooluahelaga ühendatud patareid tuleb paigaldada siseruumidesse, kuna nende konstruktsioonis on temperatuuritundlikud andurid
Integreeritud päikesejaama ostmisel pole vaja kontrollerit osta. Selle isoleeritud korpuses on terve komplekt elektrienergia töötlemiseks ja salvestamiseks vajalikke seadmeid
Päikesepaneelide kontrollerid
Lai impulssmodulatsiooni kontroller
Mitmetasandiline akulaadija
LED-indikaatoritega eelarvemudel
MRPT päikesejaama kontroller
Andes väike heliostation
Päikesepaneelide ühendamine seadmetega
Päikesepaneelide ja seadmete kompleks
Vastuvõetud energiat saab tegelikult tarnida otse akule. Kuid aku laadimise / tühjendamise protsessil on oma peensused (voolude ja pingete teatud tasemed). Kui jätate need peensused tähelepanuta, siis lühikese aja jooksul töötav aku lihtsalt ebaõnnestub.
Selliste kurbade tagajärgede vältimiseks nimetatakse moodulit päikesepatarei laadimiskontrolliks.
Lisaks aku taseme jälgimisele jälgib moodul ka energiatarbimist. Sõltuvalt tühjendusastmest reguleerib ja seadistab päikeseenergia aku laadimiskontrolleri vooluring alg- ja järgnevaks laadimiseks vajaliku voolutaseme.
Sõltuvalt päikeseelektrijaama akulaadimiskontrolleri mahust võib nende seadmete konstruktsioon olla väga erineva konfiguratsiooniga
Üldiselt annab moodul lihtsustatult aku jaoks muretu "elu", mis perioodiliselt akumuleerub ja annab energiat tarbija seadmetele.
Praktilised tüübid
Tööstuslikul tasandil on turule tulnud ja toodetakse kahte tüüpi elektroonikaseadmeid, mille täitmine sobib paigaldada päikeseenergia süsteemi vooluringisse:
- PWM-seeria seadmed.
- MPPT seeria seadmed.
Päikesepatarei esimest tüüpi kontrollerit võib nimetada "vanameheks". Sellised skeemid töötati välja ja hakati kasutusele võtma päikese- ja tuuleenergia väljatöötamise alguses.
PWM-kontrolleri vooluringi tööpõhimõte põhineb impulsi laiuse modulatsiooni algoritmidel. Selliste seadmete funktsionaalsus on mõnevõrra halvem kui MPPT-seeria arenenumatel seadmetel, kuid üldiselt töötavad need ka üsna tõhusalt.
Üks päikesejaama aku laadimiskontrolleri populaarseimaid päikeseenergia laadimissüsteemi mudeleid, hoolimata asjaolust, et seadme vooluring on tehtud PWM-tehnoloogia abil, mida peetakse aegunuks
Kujundused, mis kasutavad tehnoloogiat Maximum Power Point Tracking (maksimaalse võimsuse piiri jälgimine), eristuvad moodsa lähenemisviisiga vooluringide lahendustele ja pakuvad rohkem funktsioone.
Kuid kui võrrelda mõlemat tüüpi kontrollereid ja pealegi kodumaise sfääri kallutatust, ei vaata MPPT-seadmed eredas valguses, milles neid tavaliselt reklaamitakse.
MPPT tüüpi kontroller:
- on kõrgemad kulud;
- omab keerukat häälestamisalgoritmi;
- annab võimenduse ainult suure ala paneelidele.
Seda tüüpi seadmed sobivad rohkem globaalsete päikeseenergia süsteemide jaoks.
Kontroller, mis on ette nähtud kasutamiseks päikeseelektrijaama ehituse käigus. On MPPT-seadme klassi esindaja - arenenum ja tõhusam
Sama efektiga PWM-kontrollerit (PWM) on kasulikum osta ja kasutada tavakasutaja vajaduste jaoks majapidamiskeskkonnast, kus tavaliselt on väikese pindalaga paneelid.
Kontrollerite plokkskeemid
PWM- ja MPPT-kontrollerite skemaatilised diagrammid, pidades silmas nende kitsarinnalist pilku - see on liiga keeruline hetk koos peene arusaamisega elektroonikast. Seetõttu on loogiline kaaluda ainult struktuuriskeeme. See lähenemisviis on arusaadav paljudele inimestele.
Valik nr 1 - PWM-seadmed
Pinge päikesepaneelilt läbi kahe juhi (pluss ja miinus) jõuab stabiliseerivale elemendile ja jagavale takistusele. Selle vooluringi tüki tõttu saavutatakse sisendpinge potentsiaalide võrdsustamine ja mingil määral korraldavad need kontrolleri sisendi kaitset sisendpinge piiri ületamise eest.
Siinkohal tuleb seda rõhutada: seadme igal üksikul mudelil on sisendpinge jaoks konkreetne piir (märgitud dokumentatsioonis).
See näeb välja PWM-tehnoloogial põhinevate seadmete struktuuriskeem. Väikese kodumaise jaama osana töötamiseks tagab selline skemaatiline lähenemisviis suure tõhususe
Lisaks on pinge ja voolutransistorid piiratud vajaliku väärtusega. Neid vooluringi komponente juhib kontrolleri kiip juhi kiibi kaudu. Selle tulemusel seab toitetransistoride paari väljundpinge aku pinge ja voolu normaalväärtuse.
Ka vooluringis on temperatuuriandur ja draiver, mis juhib võimsustransistorit, mis reguleerib koormuse võimsust (kaitse aku sügava tühjenemise eest). Temperatuuri andur jälgib PWM-kontrolleri oluliste elementide kuumutamise olekut.
Tavaliselt temperatuuritase korpuse sees või toitetransistoride radiaatoritel. Kui temperatuur ületab seadetes seatud piire, eraldab seade kõik aktiivsed toiteliinid.
Variant 2 - MPPT instrumendid
Skeemi keerukus on antud juhul tingitud selle lisamisest mitmele elemendile, mis ehitavad vajaliku juhtimisalgoritmi hoolikamalt, lähtudes töötingimustest.
Pinge ja voolu taset jälgitakse ja võrreldakse võrdlusahelate abil ning maksimaalne väljundvõimsus määratakse võrdlustulemuste põhjal.
MPPT tehnoloogial põhinevad laadimiskontrollerite struktuuriskeem. Siin on juba ära märgitud keerukam algoritm välisseadmete jälgimiseks ja juhtimiseks.
Peamine erinevus seda tüüpi kontrollerite ja PWM-seadmete vahel on see, et need suudavad reguleerida päikesemooduli maksimaalsele võimsusele sõltumata ilmastikutingimustest.
Selliste seadmete vooluringis rakendatakse mitmeid juhtimismeetodeid:
- häired ja tähelepanekud;
- juhtivuse suurendamine;
- praegune pühkimine;
- püsiv pinge.
Ja üldtoimingu viimases segmendis kasutatakse ka kõigi nende meetodite võrdlemise algoritmi.
Kontrollerite ühendamise viisid
Ühenduste teemat arvesse võttes tuleks kohe märkida: iga üksiku seadme paigaldamisel on iseloomulik eripärase päikesepaneelide seeriaga töö.
Näiteks kui kasutatakse kontrollerit, mis on ette nähtud maksimaalseks sisendpingeks 100 volti, ei tohiks päikesepaneelide seeria väljundis ületada seda väärtust.
Iga päikeseelektrijaam töötab esimese etapi väljund- ja sisendpingete tasakaalu reegli kohaselt. Regulaatori pinge ülemine piir peab vastama paneeli pinge ülemisele piirile
Enne seadme ühendamist on vaja kindlaks teha selle füüsilise paigaldamise koht. Reeglite kohaselt tuleks paigalduskohaks valida kuivad, hästiventileeritavad ruumid. Tuleohtlike materjalide olemasolu seadme läheduses on välistatud.
Vibratsiooni, kuumuse ja niiskuse allikate olemasolu seadme vahetus läheduses on vastuvõetamatu. Paigalduskoht tuleb kaitsta sademete ja otsese päikesevalguse eest.
PWM-mudeli ühendamise tehnika
Peaaegu kõik PWM-kontrollerite tootjad peavad järgima ühendusseadmete täpset järjestust.
PWM-kontrollerite lisaseadmete ühendamise tehnika pole eriti keeruline. Iga plaat on varustatud märgistatud klemmidega. See nõuab lihtsalt toimingute jada järgimist
Välisseadmed tuleb ühendada täielikult vastavalt kontaktklemmide tähistustele:
- Ühendage aku juhtmed aku seadme klemmidel vastavalt näidatud polaarsusele.
- Lülitage kaitse sisse otse positiivse juhtme kontaktpunktis.
- Päikesepaneeli jaoks ette nähtud kontrolleri kontaktidel kinnitage päikesepaneeli paneelidest tulevad juhid. Jälgige polaarsust.
- Ühendage vastava pinge (tavaliselt 12/24 V) testlamp seadme koormuse klemmidega.
Määratud järjestust ei tohi rikkuda. Näiteks on rangelt keelatud päikesepaneelide ühendamine ühendamata akuga. Selliste toimingutega riskib kasutaja seadme "ära põletada". See materjal kirjeldab üksikasjalikumalt akuga päikesepaneelide montaažiskeemi.
Ka PWM-seeria kontrollerite puhul pole lubatud pingemuunduri ühendamine kontrolleri koormusterminalidega. Inverter tuleks ühendada otse aku klemmidega.
MPPT instrumendi ühendamise protseduur
Seda tüüpi aparaatide füüsilise paigaldamise üldnõuded ei erine varasematest süsteemidest. Kuid tehnoloogiline paigaldus on sageli mõnevõrra erinev, kuna MPPT-kontrollereid peetakse sageli võimsamateks seadmeteks.
Suure võimsuse jaoks mõeldud kontrollerite jaoks on toiteahela ühendustel soovitatav kasutada suuri ristlõikekaableid, mis on varustatud metallist otstega
Näiteks võimsate süsteemide puhul täiendavad neid nõudeid asjaolu, et tootjad soovitavad võtta toiteühendusliinide jaoks kaabli, mille voolu tihedus on vähemalt 4 A / mm2. See tähendab, et näiteks 60 A voolu kontrolleri jaoks on vaja aku ühendamiseks kaablit, mille ristlõige on vähemalt 20 mm2.
Ühenduskaablid peavad olema varustatud vasest korpustega, mis on spetsiaalselt spetsiaalse tööriistaga tihedalt kokku pressitud. Päikesepaneeli ja aku miinusklemmid peavad olema varustatud kaitsmete ja lülititega adapteritega.
See lähenemisviis välistab energiakaod ja tagab paigaldise ohutu töö.
Võimas MPPT kontrolleri ühendamise plokkskeem: 1 - päikesepaneel; 2 - MPPT kontroller; 3 - klemmliist; 4,5 - kaitsmed; 6 - kontrolleri toitelüliti; 7.8 - maapinna rehv
Enne päikesepaneelide ühendamist seadmega veenduge, et klemmide pinge vastab pingele, mis on regulaatori sisendile lubatud või väiksem, või sellest väiksem.
Lisaseadmete ühendamine MTTP-seadmega:
- Lülitage paneel ja aku lülitid väljalülitatud asendisse.
- Eemaldage paneeli ja aku kaitsmed.
- Ühendage kaabel aku klemmidega aku kontrolleri klemmidega.
- Ühendage kaabel päikesepaneeli klemmidega kontrolleri klemmidega, mis on tähistatud vastava märgisega.
- Ühendage maandusterminal kaabliga maandussiiniga.
- Paigaldage temperatuuriandur regulaatorisse vastavalt juhistele.
Pärast neid samme on vaja välja vahetada varem eemaldatud akukaitsmed ja viia lüliti asendisse “sisse”. Kontrolleri ekraanile ilmub aku tuvastamise signaal.
Seejärel pange pärast lühikest pausi (1–2 minutit) päikesepaneeli varem eemaldatud kaitsme oma kohale ja lülitage paneeli lüliti sisse.
Armatuurlaual kuvatakse päikesepaneeli pinge väärtus. See hetk näitab töötava päikeseenergiajaama edukat käivitamist.
Tööstus toodab vooluahelalahenduste osas mitmetahulisi seadmeid. Seetõttu on võimatu anda ühemõttelisi soovitusi kõigi käitiste ühendamise kohta ilma eranditeta.
Kuid igat tüüpi seadmete peamine põhimõte jääb samaks: ilma aku ühendamata kontrolleri siinidega, on ühendus fotogalvaaniliste paneelidega vastuvõetamatu. Sarnased nõuded on esitatud ka pingemuunduri vooluahelasse lisamiseks. Seda tuleks käsitleda eraldi moodulina, mis on akuga ühendatud otsekontakti kaudu.
Kui teil on vajalikku kogemust või teadmisi, palun jagage seda meie lugejatega. Jäta oma kommentaarid allolevasse kasti. Siin saate esitada küsimuse artikli teema kohta.