Одним из основных элементов энергосистемы, работа которой основана на солнечной энергии, считается контроллер заряда аккумуляторной батареи. Эти устройства бывают встроенными в инверторах, а также в блоках бесперебойного питания (ББП). Блоки бесперебойного питания комплектуются зарядными устройствами, работающими, как от электросети, так от генератора.

TriStar

Контроллеры заряда имеют ряд назначений:

  • Регулирует процесс заряда массива аккумуляторных батарей в энергетической станции.
  • Обеспечивают предохранение АКБ от перезарядки.
  • Не допускают полной разрядки АКБ.
  • Производят включение/выключение нагрузки, в случае работы оборудования через контроллер.

Залог долгой жизни АКБ и безопасной работа энергосистемы, основанной на использовании солнечной энергии, которая имеет автономный принцип работы — в использовании хорошо зарекомендовавших себя контроллеров заряда.

Набор светодиодной индикации для многих типов этих устройств стандартен:

— Диод зеленого цвета свидетельствует о полной заряженности АКБ.

— Диод желтого цвета сигнализирует о номинальном заряде АКБ.

— Диод красного цвета дает понять потребителю о разреженности АКБ, следствием чего будет отключение нагрузки.

Чтобы обеспечить бесперебойную работу системы, необходимо отслеживать показания контроллера заряда, сигнализирующего о степени заряженности батареи.

Многие виды контроллеров, продаваемых в специализированном магазине, оснащены необходимыми защитными функциями:

  1. Функция защиты от ошибочного подсоединения АКБ, нагрузки и СМ со сменой полярности.
  2. Предотвращение кроткого замыкания.
  3. Функция предотвращения перегревания элементов.
  4. Предотвращение от пагубного воздействия при обрыве цепи АКБ.
  5. Функция безопасности во время грозы, благодаря применению варистора.
  6. Предотвращение перенапряжения.
  7.  Функция электронного предохранителя.
  8. Предотвращение глубокого разрядки АКБ ночью.

Существующие типы контроллеров заряда.

Контроллеры ВКЛ/ВЫКЛ. (ON/OFF)

Принцип действия этого устройства основан на отсоединении от блока питания АКБ, при 100% заряженности солнечного модуля. В приборах, имеющих рабочее напряжение 12В, степень заряженности соответствует значению 14.4 Вольт. Во время того, когда показатель заряженности солнечного генератора падает на 1-2 единицы, и по большому счету ровняется 60-70% от общей заряженности АКБ, то контроллер включает процесс зарядки батареи. Но, несмотря на свои функции, работа этого контроллера не обеспечивает длительный срок службы батареи. Из-за частой неполной зарядки батареи, осуществляется сульфатация пластин. В новейших АСЭ, благодаря появлению в производстве обновленных контроллеров PWM и MPPT, такой вид устройства почти не применяется.

Контроллеры PWM (ШИМ контроллеры)

Принцип действия этого устройства, на первых этапах работы, похож на предыдущий вариант устройства. То есть, солнечная панель напрямую подключается к АКБ. Но впоследствии, благодаря технологии Pulse Width Modulation (PWM) используется широтно-импульсная модуляция (ШИМ) тока заряда на конечной стадии подзарядки АКБ. Применение этой особенности позволяет обеспечивать 100% заряженность батареи.

Этот вид контроллера имеет четыре этапа подзарядки АКБ:

  1. Подзарядка с максимально возможным (заранее запрограммированным)  током заряда. Таким образом, на АКБ поступает вся мощность солнечного модуля.
  2. ШИМ заряд. На стадии достижении конкретного уровня напряжения на АКБ, контроллер не отключает процесс зарядки, а поддерживает номинальное напряжение благодаря функции ШИМ. Такой принцип работы является идеальной защитой от перегрева и образования газов в АКБ. В зависимости от степени заряженности АКБ сила тока медленно снижается.
  3. Процесс выравнивания. Благодаря этой функции происходит выравнивание напряжения в разных отсеках АКБ, осуществляется смешивание и очистка электролита за счет незначительного перезаряда, не доводя до степени газообразования в АКБ.
  4. Этап поддержки напряжения. Имея 100% заряженные АКБ, зарядное устройство уменьшает напряжение, поступающее от солнечной электростанции. Благодаря чему предотвращается последующий нагрев, а также образование газов в АКБ.

controllers_charge_state

Контроллеры МРРТ.

Maximum Power Point Tracking – это технология работы контроллера новейшей разработки. Все этапы работы этого контроллера схожи с принципом действия контроллера ШИМ. Эффективность использования солнечной энергии повышается на 25-30% благодаря расчету точки максимальной мощности. Использование такого типа устройства равносильно установке дополнительного числа солнечных модулей в системе.

 

mppt1Контроллеры МРРТ имеют свои преимущества:

  1. Можно увеличить  расстояние между солнечными батареями и контроллером за счет последовательного соединения батарей и как следствие работы системы на большем напряжении и меньшем токе.
  2. Возможно применение проводов меньшего сечения.
  3. Эффективная работа во время облаков и при низкой освещенности.
  4. Поддержание нормальной работы, во время попадания тени на несколько солнечных панелей.
  5. Во время подзарядки АКБ нет потерь напряжения.