Контролери для сонячних станцій

Контролер - це щось, що керує процесом. А ШІМ (PWM) або МРРТ - це спосіб організації цього процесу у часі.

ШІМ (PWM)- це широтно-імпульсна модуляція, тобто імпульси йдуть з однаковою частотою, змінюється лише тривалість включеного (виключеного) стану.

ШІМ має 4 стадії заряду від сонячної батареї
1. Заряд максимальним струмом: на цій стадії батарея отримує весь струм, що надходить від сонячних модулів.
2. ШІМ заряд: коли напруга на АКБ досягає певного рівня, контролер починає підтримувати постійну напругу за рахунок ШІМ струму заряду. Це запобігає перегрів і газоутворення в акумуляторі. Струм поступово зменшується по мірі заряду акумуляторної батареї.
3. Вирівнювання: АКБ покращують свою роботу при періодичному заряді до газоутворення, при цьому вирівнюються напруги на різних банках АКБ і відбувається очищення пластин і перемішування електроліту.
4. Підтримує заряд: Коли АКБ повністю заряджена, зарядний напруга зменшується для запобігання подальшого нагрівання або газоутворення в батареї. АКБ підтримується в зарядженому стані.
 

МРРТ-контролери

Принцип роботи цих пристроїв заснований на управлінні максимальними енергетичними піками. Такий контролер дорожче інших моделей, однак він набагато більш ефективний в експлуатації і дозволяє істотно скоротити період окупності сонячної станції.

Дані регулятори «вливають» у АКБ приблизно на 25-30% більше енергії, ніж інші прилади. Пов'язано це з їх робочим алгоритмом. Він заснований на відстеженні точки найбільшої потужності і перетворенні напруги фотомодулів в більш низький, але має велику силу струму. Потужність при такому перетворенні не змінюється. Іншими словами, щоб для підтримки заряду АКБ сонячні панелі повинні подати напругу більш висока, ніж в акумуляторів. ККД цих контролерів становить близько 95%.

Ще однією важливою особливістю контролерів eMPPT6048 є те, що кілька таких контролерів можуть працювати паралельно. Це дозволяє легко нарощувати систему на сонячних батареях

Вибір контролера заряду

Контролер заряду сонячної батареї потрібно вибирати дуже ретельно. І в першу чергу треба виходити з двох параметрів:

1. Напруга на вході. Гранично можливу напругу для контролера (воно вказується в його техпаспорті) має приблизно на 20% перевищувати напругу «холостого ходу» сонячної панелі (а найчастіше – загальне напруження для групи фотомодулів). Такий запас міцності необхідний тому, що, по-перше, виробники нерідко завищують робочі параметри своїх виробів, а по-друге, при підвищеній активності сонця напруга гелиопанелей вище заявленого в документації).
2. Номінальний струм. Для PWM-контролера цей параметр повинен бути мінімум на 10% вище струму короткого замикання сонячної панелі. MPPT-контролер ж треба вибирати по потужності. Цей параметр повинен бути не нижче величини твори вихідного регулятора струму і напруги системи. Причому значення системного напруги треба брати для розряджених акумуляторів. До отриманого значення необхідно додати приблизно 20% запасу потужності для періодів з високою сонячною активністю.

Не варто намагатися заощадити, і нехтувати «запасом міцності», оскільки при високої інсоляції це може призвести до виходу з ладу всієї системи, однак і закладати надмірний резерв також не треба.

Додаткові особливості контролерів

Сучасні контролери для сонячних батарей дуже надійні і мають декілька ступенів захисту. Залежно від моделі в них реалізують:

• захист від неправильної полярності підключення;
• захист від коротких замикань на вході;
• захист від коротких замикань у навантаженні;
• захист від перегрівів;
• захист навантажень від вхідних перенапруг;
• захист від розрядів блискавок;
• схеми запобігання нічних розрядів АКБ;
• електронні запобіжники.

Для полегшення використання та контролювання параметрів системи контролери оснащують дисплеями. На дисплеї відображається вся інформація про стан АКБ. Наприклад, рівень заряду і напруга акумуляторів, струм фотомодулів, струм зарядки, струм в ланцюзі навантажень і віддані/накопичені ампер-години. Також на екрані висвічується попередження про зниження заряду і швидке відключення подачі живлення на навантаження.

Крім того, в деяких контролерах передбачені таймери, які дозволяють активувати нічний режим.

При виборі контролера заряду потрібно враховувати, що прилади, вироблені в Китаї, на яких міститься інформація про застосування широтно-імпульсної модуляції, не завжди дійсно підтримують ШІМ. У більшості випадків вони працюють за принципом відключення пристрою від джерела електроенергії при досягненні потрібного рівня заряду АКБ. Добре, коли це відключення відбувається з частотою 1 Гц ( один цикл в секунду)
Такий імпульсний заряд – фаза підтримки, коли контролер виробляє імпульс, якщо напруга АКБ падає. Стан зарядки між 95-100%. Це самий акуратний режим зарядки батарей, підключені на тривалі періоди часу (місяці). Рекомендую застосовувати такі контролери для аварійного освітлення будинку-дачі, квартири або при малих споживачах енергії на відпочинку в якості бюджетного варіанту.
Тому, вирішивши, купити контролер заряду з ШІМ, перевагу слід віддавати пристроїв, що випускаються перевіреними виробниками. Не варто ризикувати своєю електричною мережею, намагаючись придбати її складові елементи як можна дешевше.

Як відрізнити справжній МРРТ контролер від ШІМ-контролера?

Ціна МРРТ контролера в три-п'ять разів вище, ніж у ШІМ

Вага МРРТ контролера в 8-10 разів більше, ніж у ШІМ

Вид всередині приблизно такий:

МРРТ ШІМ