Контролери заряду/розряду

ШІМ-контролери зазвичай застосовуються у невеликих система від 100 Вт до 2 кВт, де потрібна зарядка  акумуляторів невеликої ємності і встановлено трохи модулів. Деякі з них мають світлодіодну індикацію, так і LCD-екрани, на які виводиться вся поточна інформація про роботу системи.

Нижче наводяться у вигляді таблиці скорочені технічні характеристики ШІМ-контролера на прикладі Steca PR3030:

Напруга	12/24В
Максимальний вхідний струм	30А
Максимальний струм навантаження	30А
Максимальне власне споживання	12ма
Напруга ударного заряду	14.4/28.8 В
Напруга підтримки	13.9/27.8(для герметичних АКБ) 14.1/28.2(для АКБ з рідким електролітом)
Напруга вирівнювання(для АКБ з рідким електролітом)	14.7/29.4 В
Напруга захисного відключення навантаження(SOC,30%)	11.1/22.2 В
Напруга повторного підключення навантаження(SOC>50%)	12.6/25.2 В
Інтервал робочих температур	-10...+50°З
Розмір терміналів	16/25мм*2
Клас захисту	IP22
Габаритні розміри	187*96*44мм
Вага	350г

 

 

 Коли напруга на АБ досягає певного значення, алгоритм ШІМ поступово знижує струм заряду для запобігання перегріву, вспухания або закипання акумуляторів. Однак заряд АБ триває для досягнення максимальної кількості енергії, що запасається в АБ. Більш того, скорочується час заряду. Результатом є більш високий ККД процесу заряду, швидкий заряд і повністю заряджена батарея. Акумулятори, що заряджаються з використанням алгоритму ШІМ, будуть підтримуватися при дуже високому середньому рівні заряду у типовій сонячній системі електропостачання. Крім забезпечення високої резервної ємності в системі, термін служби акумуляторної батареї може бути значно збільшений. При використанні алгоритму ШІМ вирівнювання елементів можливо і при більш низьких напругах. ШІМ заряд дозволяє підтримувати окремі елементи акумуляторної батареї в більш збалансованому стані. Це важливо при використанні герметичних акумуляторів, які не допускають газовиділення. Також, це дуже корисно при використанні при заряді акумуляторів від сонячних батарей, так як на практиці в сонячних системах електропостачання дуже рідко бувають випадки, коли можливе підтримання напруги на АБ на високому рівні протягом тривалого часу. Спеціальне  дослідження контролерів з ШІМ показало, що контролери підвищували сприйнятливість до заряду АБ саме внаслідок використання широтно-імпульсної модуляції струму заряду. Контролери ШІМ позводили навіть збільшити ефективність заряду АБ на 2-8% навіть порівняно з контролерами, які підтримували постійно висока напруга на АБ. Ряд випробувань показав, що алгоритм ШІМ має значні переваги для підвищення сприйнятливості до заряду АБ. Це дослідження, проведене Morningstar, було проведено в однакових тестових умовах. Контролер з ШІМ дозволяв "закачати" в акумулятор на 20%-30% більше енергії від сонячних батарей, ніж on-off контролер.

   

  Контролер МРРТ працює за технологією управління максимальними піками енергії. Це технологія, яка дозволяє заряджати АКБ з номінальною напругою більш низьким, ніж номінальна напруга сонячної батареї. Наприклад з'являється можливість зарядки  АКБ з номінальною напругою 12В від сонячної батареї з номінальною напругою 24В, 48В, 60В або більше. Це відбувається за рахунок відстеження точки максимальної потужності (Maximum Power Point Tracking) і перетворення напруги СБ в більш низьке, але з більшою силою струму, потужність джерела при подібному перетворенні зберігається. ККД МРРТ контролерів становить близько 94-98%-дуже висока ефективність! Інакше кажучи, щоб йшов заряд акумуляторної батареї, сонячний модуль повинен подати напругу на батарею більш високе, ніж напруга АКБ. Робоча напруга модуля з номінальною напругою 12В при стандартних умовах паспортизації(освітленість 1000 вт/м2, температура 25°С, спектр АМ1.5) зазвичай знаходиться в межах 17-18В. Таке робоче напруга сонячного модуля вибирається для того, щоб у спекотний сонячний день робоча напруга нагрілася набагато вище 25°З модуля знизившись приблизно до 15В, як перевищувала напругу повного заряду АКБ(при температурі 25°С це напруга для свинцево-кислотного акумулятора дорівнює 14,4 В). По іншому справа йде  при хмарності низької освітленості. При однаковій номінальній напрузі СБ і АКБ може в умовах низької освітленості виникнути ситуація, коли напруга сонячної батареї менше напруги акумулятора, і відповідно зарядки немає. Але ситуація змінюється, коли кілька послідовно з'єднаних модулів з напругою перевищує номінальне напруга АКБ підключаються на вхід контролера МРРТ. Чим вище загальна напруга модулів, тим при більш низькій освітленості продовжує відбуватися зарядка акумулятора. Представлені на ринку МРРТ контролери допускають вхідна напруга в інтервалі 75-150В в залежності від моделі і фірми виробника. Хоча останнім часом стали з'являтися і контролери з максимальним вхідною напругою до 200В. Найпотужніші контролери розраховані на вхідний струм 60-80А. Це дозволяє підключати на один контролер сонячні модулі сумарної потужності до 4000Вт при системному напрузі 48В. Контролер автоматично знаходить точку максимальної потужності системи сонячних модулів. Це дозволяє отримати надбавку в 30% до генерується модулями потужності в цілому за рік. Алгоритми пошуку точки максимальної потужності різноманітні, кожен має свої особливості і кожен виробник МРРТ контролерів використовує свої. Етапи зарядки МРРТ контролера ідентичні етапами зарядки контролера з ШІМ. Багато контролери МРРТ дозволяють вибір системного напруги, широкі налаштування для заряду АКБ, виконувати вирівнюючий заряд для АКБ з рідким електролітом за розкладом, мають лічильники згенерованої сонячними модулями енергії в А*год або Вт*год подобово(останні 128 днів), помісячно і таким чином дозволяють спостерігати енергетичний баланс в системі, индицируют миттєву потужність сонячних модулів, вхідна напруга сонячних модулів, сумарний струм масиву сонячних модулів, напруга в точці максимальної потужності(МРРТ), струм у точці максимальної потужності, температуру АКБ(при наличии температурного датчика), при помощи дополнительного оборудования или самостоятельно (MS TriStar MPPT) могут транслировать основные характеристики в сеть интернет, имеют вспомогательный выход(AUX) c помощью которого можно управлять внешними и внутренними функциями в зависимости от температуры и напряжения на АКБ или на солнечных модулях, возможность объединения в общую сеть с «себе подобными» или другими совместимыми продуктами для оптимального взаимодействия и обмена информацией и др.

Контроллеры с жидкокристаллическими дисплеями могут отображать массу полезной информации:
— уровень заряда АКБ в процентах, называемый SOC (State Of Charge);
— напряжение на АКБ;
— ток солнечной батареи;
— ток зарядки АКБ;
— ток в цепи нагрузки;
— суммарное количество накопленных А*ч от солнечной батареи;
— суммарное количество отданных нагрузке А*ч;
— предупреждение о скором отключении нагрузки.