Aurinkoakun lataussäädin: kaavio, toimintaperiaate, liitäntätavat

Kommentit:

Jos olet miettinyt vaihtoehtoista tapaa saada energiaa ja päättänyt asentaa aurinkopaneeleja, haluat todennäköisesti säästää rahaa. Yksi säästömahdollisuuksista on tee oma latausohjain. Kun asennat aurinkogeneraattoreita - paneeleja, tarvitaan paljon lisälaitteita: latausohjaimet, akut virran siirtämiseksi teknisiin standardeihin.

Harkitse valmistusta tee-se-itse aurinkoakun latausohjain.

Tämä on laite, joka ohjaa lyijyakkujen lataustasoa ja estää niitä tyhjentymästä kokonaan ja latautumasta uudelleen.Jos akku alkaa purkautua hätätilassa, laite vähentää kuormitusta ja estää täydellisen purkamisen.

On syytä huomata, että itse valmistettua säädintä ei voida verrata laadultaan ja toiminnallisuudeltaan teolliseen, mutta se riittää hyvin sähköverkon toimintaan. Myynnissä tulee vastaan ​​kellarissa valmistettuja tuotteita, joiden luotettavuus on erittäin alhainen. Jos sinulla ei ole tarpeeksi rahaa kalliille yksikölle, on parempi koota se itse.

DIY aurinkoakun latausohjain

Jopa kotitekoisen tuotteen on täytettävä seuraavat ehdot:

• 1.2P
• Suurimman sallitun syöttöjännitteen tulee olla yhtä suuri kuin kaikkien kuormittamattomien akkujen kokonaisjännite.

Alla olevassa kuvassa näet kaavion tällaisista sähkölaitteista. Sen kokoamiseksi tarvitset vähän tietoa elektroniikasta ja hieman kärsivällisyyttä. Rakennetta on hieman muokattu ja nyt on asennettu kenttätransistori diodin sijaan, jota säätelee vertailija.
Tällainen latausohjain riittää käytettäväksi pienitehoisissa verkoissa vain käyttämällä. Se eroaa tuotannon yksinkertaisuudesta ja alhaisista materiaalikustannuksista.

Aurinkoenergian latausohjain Se toimii yksinkertaisen periaatteen mukaan: kun tallennuslaitteen jännite saavuttaa määritetyn arvon, se lopettaa lataamisen ja vain pudotuslataus jatkuu. Jos ilmaisimen jännite laskee alle asetetun kynnyksen, virransyöttö akulle jatkuu. Säädin estää akkujen käytön, kun niiden latausjännite on alle 11 V. Tällaisen säätimen toiminnan ansiosta akku ei purkaudu itsestään auringon poissaollessa.

Pääpiirteet latausohjainpiirit:

• Latausjännite V=13,8V (konfiguroitavissa), mitattuna latausvirran ollessa olemassa;
• Kuorman irtoaminen tapahtuu, kun Vbat on alle 11 V (konfiguroitavissa);
• Kuorman kytkeminen päälle kun Vbat = 12,5 V;
• Lataustilan lämpötilan kompensointi;
• Taloudellinen TLC339-vertailija voidaan korvata yleisemmällä TL393:lla tai TL339:llä;
• Näppäimien jännitehäviö on alle 20mV ladattaessa 0,5A virralla.

Edistyksellinen aurinkoenergialatauksen ohjain

Jos olet varma tietosi elektronisista laitteista, voit yrittää koota monimutkaisempi latausohjainpiiri. Se on luotettavampi ja pystyy toimimaan sekä aurinkopaneeleilla että tuuligeneraattorilla, joka auttaa sinua saamaan valoa iltaisin.

Yllä on parannettu tee-se-itse-latausohjainpiiri. Kynnysarvojen muuttamiseksi käytetään trimmausvastuksia, joilla säädät toimintaparametreja. Lähteestä tuleva virta kytketään releellä. Itse relettä ohjataan kenttätransistoriavaimella.

Kaikki latausohjainpiirit käytännössä testattu ja osoittautunut useiden vuosien aikana.

Kesämökeissä ja muissa kohteissa, joissa ei vaadita suurta resurssien kulutusta, ei ole järkevää kuluttaa rahaa kalliisiin elementteihin. Jos sinulla on tarvittavat tiedot, voit muokata ehdotettuja malleja tai lisätä tarvittavia toimintoja.

Joten voit tehdä latausohjaimen omin käsin, kun käytät vaihtoehtoisia energialaitteita. Älä ole epätoivoinen, jos ensimmäinen pannukakku tuli möykkyisenä. Loppujen lopuksi kukaan ei ole suojassa virheiltä. Pienellä kärsivällisyydellä, ahkeruudella ja kokeilulla asia saadaan päätökseen. Mutta toimiva virtalähde on erinomainen syy ylpeydelle.

Latausohjain on erittäin tärkeä osa järjestelmää, jossa sähkövirta tuotetaan aurinkopaneeleilla. Laite ohjaa akkujen lataamista ja purkamista. Hänen ansiostaan ​​akkuja ei voida ladata ja purkaa niin paljon, että niiden toimintakuntoa on mahdotonta palauttaa.

Tällaiset säätimet voidaan valmistaa käsin.

Toimintaperiaate

Jos aurinkoparistosta ei tule virtaa, säädin on lepotilassa. Se ei käytä yhtään akun wattia. Kun auringonvalo osuu paneeliin, sähkövirta alkaa virrata säätimeen. Hänen täytyy kytkeytyä päälle. Merkkivalo syttyy kuitenkin yhdessä kahden heikon transistorin kanssa vain, kun jännite saavuttaa 10 V.

Kun tämä jännite on saavutettu, virta kulkee Schottky-diodin kautta akkuun. Jos jännite nousee 14 V:iin, vahvistin U1 alkaa toimia, mikä käynnistää MOSFET-transistorin. Tämän seurauksena LED sammuu ja kaksi tehotonta transistoria sulkeutuu. Akku ei lataudu. Tällä hetkellä C2 puretaan. Keskimäärin se kestää 3 sekuntia. Kun kondensaattori C2 on purkautunut, hystereesi U1 voitetaan, MOSFET sulkeutuu ja akku alkaa latautua. Lataus jatkuu, kunnes jännite nousee kytkentätasolle.

Itsevalmistus

Jos henkilöllä on tiettyjä tietoja elektroniikan ja sähkötekniikan alalla, voit yrittää koota ohjainpiirin aurinkopaneeleille ja tuuligeneraattorille omin käsin.Tällainen yksikkö on toiminnaltaan ja teholtaan paljon huonompi kuin teolliset sarjanäytteet, mutta pienitehoisissa verkoissa se voi riittää.

Käsityöohjausmoduulin tulee täyttää perusehdot:

• 1,2P ≤ I × U. Tämä yhtälö käyttää kaikkien lähteiden kokonaistehon (P), säätimen lähtövirran (I) merkintää, järjestelmän jännitettä täysin tyhjentyneen akun kanssa (U),
• Säätimen maksimitulojännitteen tulee vastata akkujen kokonaisjännitettä ilman kuormitusta.

Tällaisen moduulin yksinkertaisin kaavio näyttää tältä:

Käsin koottu laite toimii seuraavilla ominaisuuksilla:

• Latausjännite - 13,8 V (voi vaihdella nimellisvirran mukaan),
• Katkaisujännite - 11 V (konfiguroitavissa),
• Päällekytkentäjännite - 12,5 V,
• Jännitehäviö näppäinten välillä on 20 mV virran arvolla 0,5A.

PWM- tai MPPT-tyyppiset latausohjaimet ovat yksi kaikkien aurinko- ja tuuligeneraattoreihin perustuvien aurinko- tai hybridijärjestelmien olennaisista osista. Ne tarjoavat normaalin akun lataustilan, lisäävät tehokkuutta ja estävät ennenaikaisen kulumisen, ja ne voidaan koota kokonaan käsin.

Moduulin kytkentäkaavio

Napsauta suurentaaksesi kaaviota

Kun irrotat takaseinän, pääset käsiksi laitteen piirilevyyn.

Akuksi valittiin 12 V akku, jonka kapasiteetti oli 1,2 A / h, koska tekijällä oli se. Itse asiassa kirkkaana aurinkoisena päivänä paneeli pystyy lataamaan 2-3 tällaista akkua. Akun piirissä on sulake oikosulun riskin vähentämiseksi.Jotta akku ei purkautuisi aurinkopaneelin kautta hämärässä, paneelin kanssa on kytketty sarjaan IN5817-tyyppinen Schottky-diodi. Kun akku on ladattu täyteen, aurinkopaneelista otettu virta on noin 50mA 19V jännitteellä.

Testikuormituksena käytettiin itse valmistettua LED-fytolamppua 4 sarjaan kytketyssä 1 W teholla fyto-LED:ssä, LEDien kanssa sarjaan kytkettiin MLT-2-tyyppinen vastus, jonka resistanssi on 30 ohmia. 12,6 V:n jännitteellä lampun kuluttama virta on noin 60 mA. Näin ollen 1,2 Ah:n akku antaa sinun antaa tälle lampulle virtaa noin 20 tuntia.

Yleisesti ottaen koottu autonominen rakenne osoittautui tekniseltä kannalta varsin tehokkaaksi. Mutta taloudellisesta näkökulmasta, aurinkopariston, akun ja ohjausyksikön kustannukset huomioon ottaen, kuva on synkkä. Aurinkoakku maksaa 2700 ruplaa, 12 V 1,2 Ah akku noin 500 ruplaa, ohjausyksikkö 400 ruplaa. Kirjoittaja yritti myös käyttää kahta sarjaan kytkettyä 6 V 12 A / h akkua (ne maksavat noin 3000 r), kirjoittaja lataa sellaisen akun 3-4 aurinkoisena päivänä, kun latausvirta saavuttaa 270 mA.

Käytettyjen laitteiden kokonaishinta vähimmäiskokoonpanossa on 3600 ruplaa. Kuten näette, tämä fytolamppu kuluttaa noin 0,8 wattia. Nopeudella 3,5 r/kWh lamppua on käytettävä verkosta 50 % tehonsyötön hyötysuhteella, noin 640 000 tuntia tai 73 vuotta, pelkästään laitekustannusten perustelemiseksi. Samanaikaisesti tällaisen ajanjakson aikana on epäilemättä vaihdettava laitteet kokonaan useita kertoja, kukaan ei ole peruuttanut akun ja valokennojen heikkenemistä.

Laitekaavio

Nämä levyt kuumenevat todella paljon, joten juotamme ne hieman piirilevyn päälle. Tätä varten käytämme jäykkää kuparilankaa piirilevyn jalkojen valmistukseen. Meillä on 4 kappaletta kuparilankaa, jotta voimme tehdä 4 jalkaa piirilevylle. Voit myös käyttää tähän kuparilangan sijasta pin-otsikoita.

Aurinkokenno on kytketty TP4056 latauskortin IN+- ja IN-liittimiin. Positiiviseen päähän on asetettu diodi käänteisen jännitteen suojaamiseksi. Tämän jälkeen BAT+- ja BAT-kortit liitetään akun +ve- ja -ve-päihin. Se on kaikki mitä tarvitsemme akun lataamiseen.

Nyt Arduino-levyn virran saamiseksi meidän on lisättävä lähtö 5 V:iin. Joten lisäämme tähän piiriin 5 V jännitevahvistimen. Liitä -ve paristot vahvistimen IN- liittimeen ja ve+ liittimeen IN+ lisäämällä niiden väliin kytkin. Kytkemme tehostinkortin suoraan laturiin, mutta suosittelemme SPDT-kytkimen asentamista sinne. Siksi, kun laite lataa akkua, se ladataan eikä sitä käytetä.

Aurinkokennot on liitetty litiumakkulaturin (TP4056) tuloon, jonka lähtö on liitetty litiumakulle 18560. Akun päälle on liitetty myös 5V jännitteentehostin, jolla muunnetaan 3,7VDC 5VDC:ksi.

Latausjännite on tyypillisesti noin 4,2 V. Jännitetehostimen tulo vaihtelee välillä 0,9 V - 5,0 V. Joten se näkee sisääntulossaan noin 3,7 V akun purkautuessa ja 4,2 V latauksen aikana. Vahvistimen lähtö muuhun piiriin pitää sen 5 V:ssa.

Tämä projekti on erittäin hyödyllinen etätietologgerin virran kytkemisessä. Kuten tiedät, virtalähde on aina ongelma etätallentimessa, eikä pistorasiaa useimmiten ole saatavilla.

Samanlainen tilanne pakottaa sinut käyttämään joitain paristoja piirin virtalähteenä. Mutta lopulta akku loppuu. Edullinen projektimme Aurinkolaturi olisi loistava ratkaisu tähän tilanteeseen.

Tarve

Akun enimmäislatauksella ohjain säätelee sen virransyöttöä vähentäen sen vaadittuun määrään laitteen itsepurkauksen kompensoimiseksi. Jos akku on täysin tyhjä, ohjain sammuttaa laitteen tulevan kuormituksen.

Tämän laitteen tarve voidaan vähentää seuraaviin kohtiin:

1. Akun lataus on monivaiheinen;
2. On / off -akun säätäminen laitetta ladattaessa / purettaessa;
3. Akun kytkeminen maksimilatauksella;
4. Latauksen liittäminen valokennoista automaattitilassa.

Aurinkolaitteiden akun lataussäädin on tärkeä, koska sen kaikkien toimintojen suorituskyky hyvässä kunnossa pidentää huomattavasti sisäänrakennetun akun käyttöikää.

Kytkentäkaaviot

Aurinkopaneelien kytkemiseksi toisiinsa on 3 mahdollista järjestelmää, nämä ovat: sarja-, rinnakkais- ja sarja-rinnakkaisliitäntä. Nyt niistä lisää.

sarjaliitäntä

Tässä piirissä ensimmäisen paneelin negatiivinen napa on kytketty toisen positiiviseen napaan, toisen negatiivinen kolmanteen napaan ja niin edelleen. Mikä antaa tällaisen yhteyden - kaikkien paneelien jännite lisätään. Toisin sanoen, jos haluat saada esimerkiksi 220 V heti, tämä piiri auttaa sinua tekemään sen.mutta sitä käytetään harvoin.

Otetaan esimerkki. Meillä on 4 paneelia, joiden nimellisteho on kunkin 12V, Voc: 22,48V (tämä on avoimen piirin jännite), saamme 48V lähtöön. Avoimen piirin jännite \u003d 22,48 V * 4 \u003d 89,92 V. kun taas suurin nykyinen teho, Imp, pysyy ennallaan.

Tässä mallissa ei ole suositeltavaa käyttää paneeleja, joilla on erilaiset Imp-arvot, koska järjestelmän tehokkuus on alhainen.

Rinnakkaisliitäntä

Tämä järjestelmä mahdollistaa virran lisäämisen nostamatta paneelien jännitettä. Otetaan esimerkki. Meillä on 4 paneelia, joiden nimellisteho on kunkin 12V, avoimen piirin jännite 22,48V, virta maksimitehopisteessä 5,42A. Piirin lähdössä nimellisjännite ja avoimen piirin jännite pysyvät ennallaan, mutta maksimiteho on 5,42A * 4 = 21,68A.

Sarja-rinnakkaisliitäntä

• Aurinkopaneelin nimellisjännite: 12 V. • Tyhjäjännite Voc: 22,48 V • Virta maksimitehopisteessä Imp: 5,42 A.

Kytkemällä 2 aurinkopaneelia sarjaan ja 2 rinnan lähtöön, saamme jännitteen 24V, avoimen piirin jännitteen 44,96V ja virta on 5,42A * 2 = 10,84A.

Tämä mahdollistaa tasapainoisen järjestelmän ja säästämisen laitteissa, kuten akun latausohjaimessa, koska emu:n ei tarvitse kestää paljon jännitettä huipussaan. Piiri mahdollistaa myös eri tehoisten, esim. 2-12V paneelien muuntamisen 24V:ksi. Kätevin verkkovaihtoehto kotiin.

Parhaat kiinteät aurinkopaneelit

Kiinteille laitteille on ominaista suuret mitat ja lisääntynyt teho. Niitä asennetaan suuria määriä rakennusten katoille ja muille vapaille alueille.Suunniteltu ympärivuotiseen käyttöön.

Sunways FSM-370M

4.9

★★★★★
toimituksellinen pistemäärä

98%
ostajat suosittelevat tätä tuotetta

Malli on valmistettu PERC-teknologialla, jonka ansiosta se on vakaa vaikeissa sääolosuhteissa. Anodisoitu alumiinirunko ei pelkää teräviä iskuja ja muodonmuutoksia. Vahva karkaistu lasi alhainen UV-absorptio varmistaa paneelin turvallisuuden.

Nimellisteho on 370 W, jännite 24 V. Akku toimii ulkolämpötilassa -40 - +85 °С. Diodikokoonpano suojaa sitä ylikuormituksilta ja käänteisvirroilta, vähentää tehokkuushäviöitä pinnan osittaisella varjostuksella.

Edut:

• kestävä korroosionkestävä runko;
• paksu suojalasi;
• vakaa toiminta kaikissa olosuhteissa;
• pitkä käyttöikä.

Virheet:

suuri paino.

Sunways FSM-370M:tä suositellaan suurten tilojen jatkuvaan virransyöttöön. Erinomainen valinta asuin- tai toimistorakennuksen katolle.

Delta BST 200-24M

4.9

★★★★★
toimituksellinen pistemäärä

96%
ostajat suosittelevat tätä tuotetta

Delta BST:n ominaisuus on yksikidemoduulien heterogeeninen rakenne. Tämä on parantanut paneelin kykyä absorboida hajallaan olevaa auringonsäteilyä ja varmistaa sen tehokkaan toiminnan myös pilvisissä olosuhteissa.

Akun huipputeho on 200 wattia ja mitat 1580x808x35 mm. Jäykkä rakenne kestää vaikeita olosuhteita, ja vahvistettu runko tyhjennysaukoilla varmistaa paneelin vakaan toiminnan huonolla säällä. Suojakerros on valmistettu karkaistusta heijastamattomasta lasista, jonka paksuus on 3,2 mm.

Edut:

• vakaa toiminta vaikeissa sääolosuhteissa;
• vahvistettu rakentaminen;
• lämmönkestävyys;
• ruostumaton runko.

Virheet:

monimutkainen asennus.

Delta BST on suunniteltu tarjoamaan tasaista tehoa ympäri vuoden ja luotettavaa virtaa useiden vuosien ajan.

Feron PS0301

4.8

★★★★★
toimituksellinen pistemäärä

90%
ostajat suosittelevat tätä tuotetta

Feron-aurinkopaneeli ei pelkää vaikeita olosuhteita ja toimii vakaasti -40...+85 °C lämpötilassa. Metallikotelo kestää vaurioita eikä ruostu. Akun teho on 60 W, mitat käyttövalmiina 35x1680x664 millimetriä.

Tarvittaessa kuljetusrakenne voidaan helposti taittaa. Kätevää ja turvallista kantamista varten mukana toimitetaan erikoiskotelo, joka on valmistettu kestävästä synteettisestä materiaalista. Sarja sisältää myös kaksi tukea, kaapelin pidikkeineen ja ohjaimen, jonka avulla voit ottaa paneelin välittömästi käyttöön.

Edut:

• lämmönkestävyys;
• vakaa toiminta kaikissa sääolosuhteissa;
• kestävä kotelo;
• nopea asennus;
• kätevä taitettava muotoilu.

Virheet:

korkea hinta.

Feronia voidaan käyttää missä tahansa säässä. Hyvä valinta asennukseen omakotitaloon, mutta tarvitset useita näitä paneeleita saadaksesi tarpeeksi virtaa.

Woodland Sun House 120W

4.7

★★★★★
toimituksellinen pistemäärä

85%
ostajat suosittelevat tätä tuotetta

Malli on valmistettu monikiteisistä piikiekoista. Valokennot on peitetty paksulla karkaistu lasikerroksella, mikä eliminoi mekaanisten vaurioiden ja ulkoisten tekijöiden riskin. Niiden käyttöikä on noin 25 vuotta.

Akun teho on 120 W, mitat käyttövalmiina 128x4x67 senttimetriä.Pakkaukseen sisältyy käytännöllinen laukku, joka on valmistettu kulutusta kestävästä materiaalista, mikä yksinkertaistaa paneelin säilytystä ja kuljetusta. Asennuksen helpottamiseksi tasaiselle pinnalle tarjotaan erityiset jalat.

Edut:

• suojakalvo;
• nopea asennus;
• kompakti koko ja helppo kuljettaa;
• pitkä käyttöikä;
• Mukana kestävä laukku.

Virheet:

runko on hauras.

Woodland Sun House pystyy lataamaan 12 voltin akkuja. Erinomainen ratkaisu asennukseen maalaistaloon, metsästyskeskukseen ja muihin paikkoihin, jotka ovat kaukana sivilisaatiosta.

Aurinkoenergialiitäntävaihtoehdot

Aurinkopaneelit koostuvat useista yksittäisistä paneeleista. Järjestelmän lähtöparametrien lisäämiseksi tehon, jännitteen ja virran muodossa elementit kytketään toisiinsa fysiikan lakeja noudattaen.

Useiden paneelien liittäminen toisiinsa voidaan suorittaa käyttämällä yhtä kolmesta aurinkopaneelien asennustavasta:

• yhdensuuntainen;
• johdonmukainen;
• sekoitettu.

Rinnakkaiskytkentä käsittää samannimisen liittimien kytkemisen toisiinsa, joissa elementeillä on kaksi yhteistä johtimien konvergenssisolmua ja niiden haaroitus.

Rinnakkaispiirillä plussat kytketään plussiin ja miinukset miinuksiin, minkä seurauksena lähtövirta kasvaa ja lähtöjännite pysyy 12 voltissa

Suurimman mahdollisen lähtövirran arvo rinnakkaispiirissä on suoraan verrannollinen kytkettyjen elementtien lukumäärään. Määrän laskentaperiaatteet on esitetty suosittelemassamme artikkelissa.

Sarjapiiri sisältää vastakkaisten napojen kytkemisen: ensimmäisen paneelin "plus" toisen "miinus". Jäljellä oleva toisen paneelin käyttämätön "plus" ja ensimmäisen akun "miinus" on kytketty kauempana piiriä pitkin sijaitsevaan ohjaimeen.

Tämäntyyppinen kytkentä luo olosuhteet sähkövirran virtaukselle, jossa on vain yksi tapa siirtää energian kantaja lähteestä kuluttajalle.

Sarjakytkennällä lähtöjännite kasvaa ja saavuttaa 24 volttia, mikä riittää kannettavien laitteiden, LED-lamppujen ja joidenkin sähkövastaanottimien virtalähteeksi

Sarja-rinnakkais- tai sekapiiriä käytetään useimmiten, kun on tarpeen kytkeä useita akkuryhmiä. Tätä piiriä käyttämällä voidaan lisätä sekä jännitettä että virtaa lähdössä.

Sarja-rinnakkaiskytkentäkaaviolla lähtöjännite saavuttaa merkin, jonka ominaisuudet sopivat parhaiten ratkaisemaan suurimman osan kotitaloustehtävistä

Tämä vaihtoehto on hyödyllinen myös siinä mielessä, että jos jokin järjestelmän rakenneelementeistä epäonnistuu, muut yhdistävät ketjut jatkavat toimintaansa. Tämä lisää merkittävästi koko järjestelmän luotettavuutta.

Yhdistetyn piirin kokoamisen periaate perustuu siihen, että kunkin ryhmän laitteet on kytketty rinnan. Ja kaikkien ryhmien yhdistäminen yhteen piiriin suoritetaan peräkkäin.

Yhdistämällä erityyppisiä liitäntöjä ei ole vaikeaa koota akkua tarvittavilla parametreilla. Tärkeintä on, että kytkettyjen kennojen lukumäärän tulee olla sellainen, että akkuihin syötetty käyttöjännite, ottaen huomioon sen laskun latauspiirissä, ylittää itse akkujen jännitteen ja samalla akun kuormitusvirran. aika tarjoaa tarvittavan määrän latausvirtaa.

Tarve

Akun enimmäislatauksella ohjain säätelee sen virransyöttöä vähentäen sen vaadittuun määrään laitteen itsepurkauksen kompensoimiseksi. Jos akku on täysin tyhjä, ohjain sammuttaa laitteen tulevan kuormituksen.

Tämän laitteen tarve voidaan vähentää seuraaviin kohtiin:

1. Akun lataus on monivaiheinen;
2. On / off -akun säätäminen laitetta ladattaessa / purettaessa;
3. Akun kytkeminen maksimilatauksella;
4. Latauksen liittäminen valokennoista automaattitilassa.

Aurinkolaitteiden akun lataussäädin on tärkeä, koska sen kaikkien toimintojen suorituskyky hyvässä kunnossa pidentää huomattavasti sisäänrakennetun akun käyttöikää.