Контроллеры заряда — FAQ

Вопросы и ответы по контроллерам заряда для солнечных батарей

Как правильно выбрать контроллер заряда для солнечных батарей

Выбор номинального тока и напряжения контроллера заряда для солнечных батарей для PWM и MPPT контроллеров имеет свои особенности, которые мы рассмотрим ниже.

1. Напряжение.
Для обоих типов контроллеров максимально допустимое напряжение не должно быть меньше напряжения холостого хода вашей солнечной батареи +20%. Запас в 20% необходим потому, что в морозную солнечную погоду напряжение на солнечной батарее будет выше, чем ее паспортные данные, замеренные при 25°С.

Необходимо учитывать, что максимальное рабочее напряжение MPPT контроллера существенно ниже, чем указанное в его характеристиках максимальное напряжение. Например, для контроллеров Outback Flexmax и Schneider Electric (бывший Xantrex) указано максимальное напряжение 150В. Однако, MPPT отслеживается до 120В, в диапазоне от 120 до 140В идет уменьшение мощности контроллера, при 140В он перестает работать, а при 150В происходит аварийное отключение. Аналогичные напряжения и для другого популярного контроллера — MorningStar TriStar MPPT. У контроллеров SunStar MPPT диапазон MPPT до 112В, а максимальное напряжение — 120В.

2. Для выбора номинального тока контроллера нужно применять различные подходы для PWM и для MPPT контроллеров.

  • PWM контроллер выбирается просто — по току короткого замыкания солнечного модуля, желательно с минимум 10% запасом. Т.е если ток вашего модуля мощностью 100Вт в рабочей точке составляет 5,88А, ток короткого замыкания около 6,75А, то контроллер должен иметь номинальный ток не менее 7,5А. Ближайший по номиналу контроллер будет на 10А.
    Если в контроллере заряда есть еще функция контроля нагрузки, то нужно еще учитывать и ток разряда — он должен быть не более номинального тока контроллера заряда.
  • MPPT контролер выбирается по мощности. Если максимальный ток контроллера 50А и система работает при напряжении 48В, то максимальная мощность, которую может пропустить через себя контроллер — 50А*58В=2900 Вт. Эта мощность обычно указывается производителями контроллеров. Однако, к правильному расчету эта цифра имеет мало отношения. Если аккумуляторы разряжены, напряжение их будет 42-44В, при этом максимальный ток 50А будет соответствовать мощности модулей 44*50=2200 Вт. Мы рекомендуем выбирать контроллер именно так — мощность СБ делить на напряжение на АБ в разряженном состоянии. При этом неважно, что ток от СБ и на входе контроллера будет гораздо меньше — MPPT контроллер имеет способность повышать значение тока на выходе в несколько раз.

Также, учитывайте, что интенсивность солнечной радиации на поверхности земли может быть до 1300 Вт/м2, а модули замеряются при 1000 Вт/м2 — это дает еще 20-25% прибавки к мощности солнечной батареи. Конечно, такая ситуация будет в реальности очень редкая, но она возможна.

Таким образом, для правильным выбором MPPT контролера для 12 солнечных модулей мощностью 230Вт для заряда 48В аккумуляторов будет: 12*230Вт*1,25/44В = 78А, т.е. ближайший из типоразмерного ряда — 80А.

Соединять модули нужно по 3 шт., а не по 4, чтобы не превысить максимально допустимого напряжения контроллера. Причем максимальное напряжение нужно считать для зимы, обычно мы в своих расчетах принимаем температуру -25°С. При такой температуре типичный кремниевый солнечный модуль имеет напряжение холостого хода примерно на 20% выше, чем указанное в его спецификациях. Обязательно учитывайте повышение напряжение солнечной батареи при снижении температуры, иначе зимой в морозную погоду контроллер будет выдавать ошибку и вы потеряете ценные солнечные зимние часы работы вашей солнечной энергосистемы.

Какое напряжение штатно должны выдавать фотоэлектрические модули при максимальном освещении для работы в составе с контроллером заряда и кислотной АКБ? В технических характеристиках модулей указано номинальное напряжение 12В, однако, для уверенной работы зарядного устройства АКБ необходимо как минимум 16-17В. Или, все-таки, они выдают напряжение 17В под штатной нагрузкой?

Напряжение в рабочей точке модуля с 36 элементами при освещенности 1000 Вт/м2 и температуре 25°С около 17В. При повышении температуры напряжение снижается, при понижении — увеличивается. В типичных условиях работы модуль нагревается до 40-50 градусов, с учетом падения напряжения в проводах от СБ до аккумулятора как раз и получите требуемые 15-16В на АБ. Модули с 72 элементами имеют номинальное напряжение 24В, в точке максимальной мощности — около 34В. Подходят для заряда 24В АБ через ШИМ контроллер. Модули с 60 или 48 элементами — это модули для MPPT контроллеров или сетевых фотоэлектрических инверторов (в которых всегда есть контроллер MPPT). C ШИМ контроллерами для заряда АБ их использовать нельзя — будет хронический недозаряд аккумуляторов, что приведет к быстрому выходу его из строя. Подробнее см. в «Почему 12В солнечные батареи на самом деле 17-вольтовые?«

Могу ли я использовать более высокое номинальное напряжение солнечной батареи для заряда аккумуляторной батареи с более низким напряжением (например, использовать 24В СБ для заряда 12 В АБ)?

В общем случае нет. Номинальное напряжение солнечной батареи должно совпадать с номинальным напряжением аккумуляторной батареи. То же самое относится и к номинальному напряжению нагрузки постоянного тока.

Исключение составляет применение контроллеров заряда с MPPT с возможностью понижения напряжения. MPPT контроллеры могут понижать напряжение солнечной батареи до напряжения аккумулятора, а на входе поддерживать напряжение для отбора максимальной мощности от солнечной батареи. См. ответы на вопрос по преимуществам использования MPPT контроллеров.

При этом надо учитывать, что коэффициент полезного действия такого преобразования тем ниже, чем больше разница между входным и выходным напряжением.

Следует отметить, что такие контроллеры дороже обычных ШИМ контроллеров. Использование MPPT контроллера оправдано при мощности солнечной батареи более 200 Вт. Также, MPPT контроллеры выгодно применять с модулями от 100Вт, если солнечные батареи эксплуатируются в холодных погодных условиях (как известно, при низких температурах напряжение максимальной мощности на модуле повышается, что ведет к большему разрыву между оптимальным напряжением на фотоэлектрическом модуле и напряжением на аккумуляторе).

Также, MPPT контроллеры используются для работы с модулями с нестандартным напряжением (например, тонкопленочные модули и модули для больших солнечных электростанций) — в этом случае такие контроллеры просто необходимы. Более низкая стоимость таких модулей может компенсировать более высокую стоимость MPPT контроллеров.

По мере снижения стоимости MPPT контроллеров минимальная мощность солнечной батареи, с которой их целесообразно использовать, будет снижаться. Например, у нас в продаже есть недорогие MPPT контроллеры китайского производства Tracer MPPT на ток от 10 до 45А.

Выигрыш от слежения за точкой максимальной мощности модуля составляет 15-30%.

Почему солнечный контроллер показывает 18 вольт холостого хода? В технической документации контроллера написано, что напряжение отключения солнечного модуля составляет 14,5 В. Вопрос: в периоды больших значений солнечного излучения напряжение холостого хода принимает значение около 18 В, правильно ли я понимаю, что модуль в это время отключен контроллером и работает в холостом режиме, т.е. потребитель не получают вырабатываемую электроэнергию?

Если вы внимательно читали инструкцию к вашему ШИМ контроллеру, то должны были заметить что без аккумулятора система не работает. Холостой ход СБ может быть и 21 В (см. данные на модуле). Однако подключенная параллельно АБ играет роль буфера. При этом рабочая точка модуля сдвигается в область напряжений АБ.

Только когда напряжение на АККУМУЛЯТОРЕ достигнет 14,5В, модуль начинает постепенно отключаться (в вашем контроллере заложена широтно-импульсная модуляция тока заряда на завершающей стадии заряда) и зеленый светодиод начинает сначала медленно, а потом быстро мигать. Если одновременно идет отбор мощности потребителями, напряжение на АБ не может быть таким высоким, поэтому нагрузка питается как от СБ, так и от АБ. При высокой частоте отключения СБ при работе ШИМ контроллера, среднее напряжение на входе контроллера действительно может быть выше, чем на аккумуляторе. Это нормально. Главное, чтобы контроллер обеспечивал максимальное напряжение на аккумуляторе не более 14,5-15В (в зависимости от температуры аккумулятора и его типа).

Если у вас контроллер с ЖК экраном и вы смотрите через него напряжение на солнечном модуле (не вольтметром), то он может показывать или напряжение холостого хода модуля, или среднее напряжение на модуле в режиме ШИМ регулирования. Попробуйте померить вольтметром напряжение на входе контроллера и сравнить его с показанием контроллера. Аккумулятор получает ровно столько энергии, сколько может принять. Если энергии деваться некуда (не потребляет ни нагрузка, ни аккумулятор), то, конечно, выработка солнечной панели снижается. А как иначе?

Умеют ли контроллеры SunStar MPPT при наличии Шунта SH-500 добавлять ток от солнечных панелей при подключении нагрузки на АКБ, чтобы компенсировать ток нагрузки и не разряжать АКБ?

Нет, не могут. Шунт используется только для правильного определения степени заряженности АБ и, соответственно, управления встроенными реле по этому параметру.

Вы, наверное, читали про возможность регулирования без разряда АБ в описании контроллеров МАП KES. Там такая возможность заявлена, но, по нашему горькому опыту, она не работает, несмотря на заявления производителя. Очень надеемся, что в ближайшее время Микроарт отладит работу этой уникальной функции своего контроллера.

Можно ли соединять параллельно выходы нескольких контроллеров?

Можно соединять выходы нескольких контроллеров только в случае, если выполняются следующие условия:

  1. Общий максимальный ток, потребляемый нагрузкой не превышает номинальный ток самого маленького контроллера в системе из параллельно соединенных контроллеров.
  2. Нагрузка каждого контроллера подключена через развязывающий диод, рассчитанный на максимальный ток нагрузки данного контроллера. Диод включается в разрыв плюсового или минусового выхода контроллера. Какой именно выход нужно развязывать диодом зависит от конкретной модели контроллера. Если контроллер имеет общий минус — разрывать нужно плюс. Если общий плюс — разрывается минус. Нельзя использовать параллельно контроллеры с различным общим проводом.
  3. Не обязательно подключать все контроллеры к одной и той же аккумуляторной батарее, но номинальное напряжение всех контроллеров и аккумуляторных батарей должно быть одинаковым.

Важно: нельзя соединять несколько выходов контроллеров для того, чтобы питать нагрузку постоянного тока, которая потребляет ток больший, чем максимальный ток нагрузки любого из контроллеров, соединенных параллельно.

Исходя из вышеизложенного, особого смысла в параллельном подключении выходов контроллеров заряда нет.

О влиянии тени и целесообразности применения нескольких МРРТ контроллеров
Нас часто спрашивают о возможности параллельного соединения разнонаправленных солнечных батарей на один солнечный контроллер и о назначении диодов Шоттки в клеммных коробках солнечных модулей. Дискуссия и ответы на эти вопросы — в нашей теме на форуме Вопрос о влиянии тени и целесообразности применения нескольких МРРТ контроллеров
Существует ли контроллер с двумя входами для заряда одного аккумулятора? Чтобы и от солнечной панели, и от ветряка одновременно?
Очень часто китайские контроллеры для ветроустановок имеют возможность подключения к нему солнечных батарей. Обычно мощность контроллера для солнечных батарей раза в полтора-два меньше мощности контроллера ветряка. В них используется простейший ШИМ контроллер для ветроустановки, к которому через разделительный диод просто подключается солнечная панель. Поэтому, покупая такую ветроустановку, вы получаете в ее составе гибридный ветро-солнечный контроллер.

Однако, мы рекомендуем иметь 2 отдельных контроллера для ветроустановки и для солнечных батарей. Этот вариант имеет ряд преимуществ:

  1. Повышенная надежность (при выходе из строя одного из контроллеров, другой продолжает заряжать аккумуляторы)
  2. В гибридных контроллерах обычно применяется простой контроллер для солнечных батарей. Если вы выбираете отдельный контроллер для СБ, вы можете выбрать как простой on-off (хотя промышленно такие контроллеры уже давно не выпускаются), так и ШИМ или MPPT контроллер. Т.е. кроме существенного увеличения эффективности заряда АБ от СБ, вы получаете гибкость в построении системы.
  3. Мощность СБ может быть любой, и не привязана к гибридному контроллеру ветряка.

Оба контроллера — для ветряка и для СБ — подключаются к одной и той же аккумуляторной батарее. К этой же батарее подключается общий инвертор или другая нагрузка постоянного тока.

Можно ли заряжать никель-кадмиевые, никель-металгидридные или другие щелочные аккумуляторы, используя контроллеры солнечного заряда?
Все предлагаемые нами контроллеры используются только со свинцово-кислотными аккумуляторами. Преимущества использования таких аккумуляторов в системах с возобновляемыми источниками энергии описаны в разделе по аккумуляторам.

Щелочные (NiCd и NiMh) имеют другие требования по режимам заряда и разряда. Пожалуйста, не используете эти контроллеры с щелочными или другими типами аккумуляторов — это опасно! Если вам нужно заряжать щелочные или литий-ионные аккумуляторы — поищите специальные зарядные устройства и контроллеры для такого типа аккумуляторов.

Все предлагаемые нами контроллеры рассчитаны для заряда свинцово-кислотных аккумуляторов. Они имеют контрольные напряжения, рассчитанные именно для такого типа аккумуляторов. Использование их для заряда аккумуляторов другого типа опасно и может привести к взрыву.

Можно ли использовать отличные от фотоэлектрических панелей источники постоянного тока для заряда АБ через контроллер солнечного заряда?

Мы не рекомендуем подключать к контроллерам другие источники постоянного тока, кроме как солнечные фотоэлектрические батареи. Несмотря на то, что эти источники могут иметь похожие с солнечной батареей выходные параметры по току и напряжениям, обычно источники постоянного тока имеют гораздо более жесткую нагрузочную характеристику (и выходную мощность), чем солнечный модуль. Подключение к солнечным контроллерам других источников постоянного тока может привести к перегреву и выходу из строя контроллера. Эти источники тока ведут себя не так, как солнечные батареи, когда из выход замкнут накоротко или отключен от нагрузки. Особенно это не рекомендуется при подключении к солнечным контроллерам, которые шунтируют солнечную батарею при ШИМ. Это может привести к выходу из строя как контроллера, так и источника постоянного тока.

Ряд предлагаемых контроллеров имеет шунтовое регулирование зарядного тока (например, контроллеры Steca серии PR, старые версии контроллеров серий Solarix, Solsum и др.), т.е. при ограничении тока заряда они замыкают накоротко солнечную батарею. Если подключен другой источник постоянного тока, это может также привести к выходу из строя не только контроллера, но и этого источника тока.

Если вам нужно обеспечить дополнительный источник для заряда вашей аккумуляторной батареи, вам нужен соответствующий источнику энергии контроллер заряда, который может регулировать ток и напряжение заряда соответствующим образом. В таком случае эти зарядные устройства могут быть соединены параллельно на одну аккумуляторную батарею.

Каковы типичные причины выхода из строя силовых транзисторов?

Регулирование зарядного и разрядного тока в контроллерах обычно осуществляется с помощью силовых полевых транзисторов. Эти транзисторы имеют очень низкое прямое падение напряжение в открытом состоянии, и, следовательно, высокий КПД. Если эти транзисторы выходят из строя, контроллер перестает работать.

Обычно силовые транзисторы выходят из строя по следующим причинам.

  1. Перенапряжение. Может быть вследствие удара молнии или другой наводки высокого напряжения на провода, соединяющие контроллер с солнечной батареей или нагрузкой.
  2. Перегрузка. Подключена слишком большая солнечная батарея, которая производит ток больше, чем номинальный ток контроллера. Также, при коротком замыкании в проводке от солнечных батарей может протекать ток от аккумулятора в нагрузку больше допустимого.
  3. Повышенная температура во время заряда.
  4. Выход из строя вследствие заводского брака. Транзисторы — это полупроводниковые приборы, которые производятся в огромных количествах, при этом процент брака чрезвычайно низок. Однако, ни на какой электрический прибор нельзя дать 100% гарантию надежности. Транзистор мог пройти тестирование при производстве и потом выйти из строя через некоторое время.
  5. Большой возраст транзистора. Как любое изделие, транзисторы имеют определенный срок службы.
Можно ли присоединять инвертор к выходу для нагрузки контроллера заряда?

В подавляющем большинстве случаев нет. Это связано с тем, что обычно:

  • мощность инвертора намного превышает максимальную мощность выхода на нагрузку солнечного контролера
  • большинство инверторов имеют большие емкости на входе и выходе. Эти конденсаторы используются для фильтрации гармоник и помех на входе инвертора. При первом подключении источника постоянного тока эти конденсаторы начинают заряжаться, что приводит к очень большим входным токам инвертора (в сотни ампер) в течение короткого промежутка времени. Этого может быть достаточно для того, чтобы транзисторы на выходе контроллера заряда вышли из строя, даже если контроллер имеет защиту от короткого замыкания в нагрузке.
    Если инвертор подключен к выходу контроллера, это обычно приводит к срабатыванию защиты контроллера или, в большинстве случаев, выходу его из строя из-за того, что защита контроллера по короткому замыканию не успевает сработать.

Мы не рекомендуем присоединять инвертор к выходу контроллера, даже в том случае, если его номинальная мощность меньше номинальной мощности выхода контроллера. Инвертор может заработать после нескольких попыток (т.е. когда его входной конденсатор зарядится), но это не является нормальным режимом работы.

Поэтому инвертор обычно подключают напрямую к аккумуляторной батарее. Защита аккумулятора от глубокого разряда при этом осуществляется инвертором. Обычно инверторы имеют напряжение защитного отключения примерно 1,75В на банку (т.е. 10,5 В для 12В, для других напряжений нужно умножать на соответствующий коэффициент). «Продвинутые» инверторы могут регулировать напряжение защитного отключению, простые — не могут. Если режимы работы системы таковы, что происходит частое срабатывание защиты инвертора по низкому напряжению аккумуляторов, нужно использовать защитные возможности контроллера. Дело в том, что напряжение срабатывания защиты инвертора соответствует почти полному разряду аккумулятора при типичных токах разряда (около 0,1С). Это приводит к резкому сокращению срока службы аккумулятора.

Солнечные контроллеры рассчитаны на работу именно в регулярных циклических режимах заряда-разряда, поэтому напряжение защитного отключения контроллера обычно значительно выше, около 11,1-11,4 (около 1,87 В на банку 2В). Поэтому при работе защиты по напряжению контроллера, срок службы АБ можно значительно повысить.

Как же правильно подключить инвертор в системе солнечного электроснабжения, учитывая ограничения контроллера, указанные выше?

Для этого нужно подключить к выходу контроллера реле (на соответствующее напряжение постоянного тока 12, 24 или 48В и ток, не превышающий номинальный ток контроллера), с коммутирующими контактами, рассчитанными на максимальный потребляемый инвертором ток. Инвертор должен подключаться к аккумуляторной батарее через эти контакты. В такой схеме защитные функции будет выполнять контроллер заряда. Когда контроллер дает команду на отключение нагрузки из-за разряда аккумулятора, реле обесточивается и его контакты размыкают питающую инвертор цепь. Обращайтесь к нашим специалистам для получения схем подключения.

Диод — для гашения всплесков напряжения в индуктивности обмотки реле, его номинал зависит от выбранного реле. Обычно диода на 1А бывает достаточно. Силовые реле мы не продаем, поищите любые контакторы в электротехнических магазинах.

Примечание. При подключении по такой схеме контроллер не может вычислять степень заряженности АБ, поэтому, если он имеет соответствующие установки, его нужно перевести в режим работы по напряжению. Следует учитывать, что такая же ситуация имеет место и при прямом подключении инвертора к клеммам аккумуляторной батареи.
Для правильного подсчета степени заряженности нужно применять специальные измерительные шунты, которые измеряют не только ток заряда, но и ток разряда аккумуляторов. Только дорогие MPPT контроллеры имеют возможность подключения таких шунтов. В остальных случаях для получения данных по степени заряженности нужно ставить отдельный монитор АБ (см. в нашем Интернет-магазине, раздел «Дополнительное оборудование»).

Могу ли я использовать несколько контроллеров для заряда одной аккумуляторной батареи?

Да, многие контроллеры позволяют присоединять несколько контроллеров с солнечными батареями к одной большой аккумуляторной батареи. Однако в этом случае возможен некорректный расчет степени заряженности АБ. Обратитесь к руководству и техническим характеристикам для конкретного контроллера для выяснения особенностей параллельной работы контроллеров. Каждый контроллер должен быть соединен со своей солнечной батареей. Также, желательно, чтобы каждый контроллер соединялся с аккумулятором через отдельное защитное устройство (предохранитель или автомат постоянного тока). Если защитное устройство будет одно на все контроллеры, то при его срабатывании АБ отсоединяется от системы, и выход одного контроллера идет на выход другого, напряжение на выходах контроллеров может существенно вырасти и привести к выходу их из строя.

Если вы не специалист, при самостоятельном монтаже вашей фотоэлектрической системы консультируйтесь с профессионалами даже в вопросах, кажущихся вам ясными и простыми. Дьявол в мелочах, у нас есть приличная статистика по выходу из строя электронного оборудования при неправильном монтаже (соединения, защитные устройства, заземление и т.п.).

Какой контроллер лучше использовать - PWM или MPPT?

Для каждого типа контроллеров есть свои особенности применения, которые зависят от типа, состав и режимов эксплуатации системы солнечного электроснабжения.

ШИМ контроллер имеет свои преимущества.

1. Это действительно более простое устройство, чем MPPT контроллер.

2. Напряжение стандартного модуля подобрано с учетом заряда аккумулятора. Например, для 12В аккумулятора необходимо напряжение 14,5В. Именно исходя из этого напряжения выбрано напряжение 12В солнечного модуля в точке максимальной мощности 17В. Это напряжение в идеальных условиях — освещенности 1000Вт/м2 и температуре модуля 25°С. Но дело в том, что в реальных условиях модуль нагревается и эта точка снижается до 16-16,5В. Расстояние до аккумулятора от модуля тоже обычно не 1 м, поэтому добавляются еще 1-2В на потери в проводах. Более того, обычно даже в яркий солнечный день уровень освещенности не 1000, а 700-900Вт/м2 — это дает еще до 0,5В снижения напряжения (напряжение снижается при снижении уровня освещенности не так сильно, как ток).

Вот и выходит, что в реальных условиях летней эксплуатации ШИМ контроллер работает близко к точке максимальной мощности.

3. КПД MPPT контроллера обычно ниже, чем ШИМ контроллера. В MPPT происходит преобразование напряжения и тока, а в ШИМ на основной стадии заряда СБ практически напрямую подключена к АБ и весь ток идет на заряд и питание нагрузки. Регулирование ШИМ начинается только в конце заряда, а такой режим гораздо реже, чем режим с полностью открытым ключом.

4. Из-за того, что ШИМ контроллер имеет меньшее собственное потребление, вероятность зарядить через него сильно разряженный аккумулятор больше, чем при использовании MPPT контроллера. MPPT контроллер для своего запуска требует определенных минимальных напряжения и тока, которые сильно разряженный АБ может и не выдать.

MPPT контроллер действительно дает выигрыш если напряжение модуля нестандартное. Например, сейчас много модулей для сетевых высоковольтных систем с напряжением MPP около 28В. Таким модулем не зарядишь 24В аккумулятор (см. потери выше). Поэтому при использовании такого модуля для заряда 12В аккумулятора через MPPT контроллер можно получить существенный выигрыш по энергии. Более того, такие модули обычно дешевле модулей со стандартным напряжением, поэтому разница в цене модулей может скомпенсировать более высокую цену MPPT контроллера.

Считается, что MPPT контроллер дает от 15 до 30% прибавки к выработке модуля. Поэтому действительно, нужно считать, что дешевле — докупить солнечный батарей или поставить более дорогой MPPT контроллер. При мощностях модулей менее 300-400Вт обычно более целесообразно потратить деньги на дополнительные солнечные модули, чем на более дорогой MPPT контроллер.

Увеличение выработки СБ при низких освещенностях при использовании MPPT контроллера с понижением напряжения — один из мифов. «Прибавка к пенсии» настолько мизерная, что принимать ее всерьез и усложнять систему и ее стоимость не стоит.

Реальный выигрыш при использовании MPPT контроллера можно получить в холодное время года. Если вы эксплуатируете солнечные модули круглогодично, что скорее всего MPPT контроллер будет обоснованным выбором, т.к. позволит получить больше энергии в короткие зимние часы солнечного сияния.

Какие преимущества имеют контроллеры с MPPT?

MPPT расшифровывается как Maximum Power Point Tracking. Слежение за точкой максимальной мощности (ТММ) солнечного модуля может дать прирост в выработке энергии примерно 15-30% по сравнению с контроллером без слежения за ТММ.

Существует несколько алгоритмов поиска точки максимальной мощности. Наиболее распространенный — когда MPPT контроллер постоянно делает итерации по произведению ток*напряжение на входе и следит, чтобы эта величина была максимальной. Тем самым отслеживается точка максимальной мощности солнечного модуля.

Напряжение на выходе MPPT контроллера равно напряжению аккумулятора. Оно зависит не от контроллера, а от уровня заряженности АБ. Естественно, ограничивается на 14,5В*n (количество 12В в цепочке).

MPPT контроллеры могут понижать напряжение солнечной батареи до напряжения аккумулятора. В этом случае, токи на стороне солнечной батареи уменьшаются, поэтому можно уменьшить необходимое сечение проводов. Также, при таком режиме появляется возможность немного заряжать аккумуляторы при низкой освещенности (например, в пасмурную погоду, в начале и конце дня и т.п.). Практически все модели MPPT контроллеров, предлагаемых нами, имеют функцию преобразования напряжения солнечной батареи. Обязательно посмотрите в инструкции к контроллеру, в каких пределах может изменяться входное и выходное напряжение контроллера.

Может ли сила тока заряда (после контроллера) при разряженных АКБ превышать силу тока от СБ? Конечно, может. Мощности на входе и выходе почти одинаковы (за вычетом потерь в контроллере, это несколько процентов).

Т.к. P=U*I, при снижении U возрастает I.

Следует учитывать, что КПД преобразования MPPT контроллеров всегда ниже, чем контроллеров без MPPT. Поэтому, не всегда использование контроллера с MPPT оправдывает его высокую стоимость. Мы рекомендуем использовать MPPT контроллеры в следующих случаях:

  1. при мощности солнечных батарей более 300-500 Вт
  2. если у вас часто пасмурная погода; в этом случае вы можете использовать функцию понижения напряжения MPPT контроллера и скоммутировать модули на более высокое напряжение. Тем самым вы повысите напряжение в рабочей точке, и оно будет выше напряжения АБ даже в пасмурную погоду, что позволит заряжать АБ и при пониженных освещенностях.
  3. если ваши солнечные модули имеют нестандартное напряжение (например, аморфные или тонкопленочные модули)
  4. если ваша солнечная батарея находится на значительном расстоянии от аккумуляторных батарей — в этом случае желательно передавать энергию при более высоком напряжении и меньшем токе. Также, более высокое напряжение может быть нужно, если сечения проводов от СБ до контроллера ограниченное.

Более подробная информация по принципам работы и техническим характеристикам контроллеров с MPPT находится в соответствующем разделе.

Для чего нужна температурная компенсация и датчик температуры в контроллерах?

Для правильного и полного заряда аккумуляторов необходимо изменять напряжения на различных стадиях заряда в зависимости от температуры аккумулятора.

Напряжения заряда, которые приведены в инструкциях на контроллеры, даются для 25°С. Также обычно дается величина температурной компенсации при изменениях температуры вверх или вниз от стандартной — обычно это -0,03В/°С (для 12В батареи). Минус означает, что напряжение нужно повышать при понижении температуры.

Температурная компенсация контроллеров MorningStar

Например, если температура окружающего воздуха 35°C, т.е на +10°C выше базовой температуры 25°C, то напряжение заряда на различных стадиях заряда должно быть на 10 *0.03В ниже рекомендуемого для 25°С. Поэтому, если указано напряжение 14,4В для 25°С, то при 35°С это напряжение должно быть 14,1В, а при 15С — 14,7В. Типичный график вольтодобавки для АБ напряжением 12В приведен на рисунке (источник — Morningstar Co).

Обычно в контроллерах заряда есть встроенный датчик температуры. В соответствии с его показаниями контроллер регулирует зарядные напряжения. Если АБ и контроллер находятся рядом друг с другом, то обычно этого бывает достаточно для правильного температурно-компенсированного заряда. Если же аккумуляторная батарея находится далеко от контроллера или в другом помещении (т.е. когда их температуры могут сильно отличаться), необходимо применять выносной датчик температуры аккумуляторных батарей. Во всех более-менее серьезных контроллерах есть возможность подключения внешнего датчика температуры. В маломощных и бюджетных контроллерах такой возможности может не быть.

Эта статья прочитана 1548 раз(а)!

Продолжить чтение

  • 67
    Солнечные контроллеры - Какие они бывают и для чего нужны? Любая автономная система электроснабжения, содержащая в своем составе аккумуляторные батареи, должна содержать в себе средства контроля заряда и разряда аккумуляторов. Особенно это относится к системам со свинцово-кислотными аккумуляторами. Дело в…
  • 62
    Раздел "Оборудование - Солнечные контроллеры" PWM (ШИМ) контроллеры MPPT контроллеры Контроллеры Wattrouter Контроллеры для солнечных коллекторов Вопросы и ответы по солнечным контроллерам   См. также полную карту нашего сайта со списком всех статей.
  • 56
    Солнечные контроллеры SRNE Мы предлагаем выгодные условия как для розничных клиентов (стоимость контроллеров SRNE ниже аналогичных контроллеров EPSolar примерно в 2 раза!), так и для наших партнеров (условия для партнеров по запросу или при заполнении формы заявки на партнерство на…
  • 53
    Солнечные контроллеры SRNE: линейка MPPT и PWM различного назначения MPPT контроллеры SRNE Контроллеры со слежением за максимальной мощностью солнечной батареи наиболее востребованы сейчас на рынке. SRNE выпускает надёжные и высокоэффективные MPPT контроллеры SRNE выпускает следующие серии MPPT контроллеров: SR-ML 24xx…
  • 52
    Солнечные контроллеры заряда аккумуляторов Контроллеры заряда используются в автономных фотоэлектрических системах для правильного заряда аккумуляторных батарей (АБ), для защиты перезаряда (когда батарея заряжена, а солнечная панель вырабатывает избыток электричества). Некоторые модели имеют также разъемы для подключения нагрузки постоянного тока и…
  • 51
    Контроллеры заряда Morningstar MorningStar - американский разработчик и производитель контроллеров заряда для солнечных батарей. В некоторых случаях вы можете выбрать эти контроллеры для применения в своей системе солнечного электроснабжения (например, при особых требованиях к температуре окружающей среды). Контроллеры MorningStar имеют…

Google рекомендует

Реклама

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *