Solar pil şarj kontrolörü: diyagram, çalışma prensibi, bağlantı yöntemleri

Yorumlar:

Enerji elde etmenin alternatif bir yolunu düşündüyseniz ve güneş panelleri kurmaya karar verdiyseniz, muhtemelen paradan tasarruf etmek istersiniz. Tasarruf fırsatlarından biri, kendi şarj kontrol cihazını yap. Güneş jeneratörleri - paneller kurarken, birçok ek ekipman gereklidir: akımı teknik standartlara aktarmak için şarj kontrolörleri, piller.

Üretimi düşünün kendin yap güneş pili şarj kontrolörü.

Bu, kurşun asitli akülerin şarj seviyesini kontrol ederek tamamen boşalmalarını ve yeniden şarj olmalarını engelleyen bir cihazdır.Akü acil modda boşalmaya başlarsa cihaz yükü azaltacak ve tam boşalmayı önleyecektir.

Kendi kendine yapılan bir kontrolörün kalite ve işlevsellik açısından endüstriyel olanla karşılaştırılamayacağını, ancak elektrik şebekesinin çalışması için oldukça yeterli olacağını belirtmekte fayda var. Satışta, bodrum katında çok düşük bir güvenilirlik seviyesine sahip ürünler bulunur. Pahalı bir ünite için yeterli paranız yoksa, kendiniz monte etmek daha iyidir.

DIY güneş pili şarj kontrolörü

Ev yapımı bir ürün bile aşağıdaki koşulları karşılamalıdır:

• 1.2P
• İzin verilen maksimum giriş voltajı, yüksüz tüm akülerin toplam voltajına eşit olmalıdır.

Aşağıdaki resimde bu tür elektrikli ekipmanların bir şemasını göreceksiniz. Bunu monte etmek için biraz elektronik bilgisine ve biraz sabra ihtiyacınız olacak. Tasarım biraz değiştirildi ve şimdi diyot yerine bir karşılaştırıcı tarafından düzenlenen alan etkili bir transistör kuruldu.
Böyle bir şarj kontrolörü, yalnızca düşük güçlü şebekelerde kullanım için yeterli olacaktır. Üretim basitliği ve düşük malzeme maliyeti farklıdır.

Solar şarj kontrolörü Basit bir prensibe göre çalışır: depolama aygıtındaki voltaj belirtilen değere ulaştığında şarjı durdurur ve yalnızca bir düşme şarjı devam eder. Gösterge voltajı ayarlanan eşiğin altına düşerse, aküye akım beslemesi devam eder. Pillerin kullanımı, şarjları 11 V'un altına düştüğünde kontrolör tarafından devre dışı bırakılır. Böyle bir regülatörün çalışması sayesinde, güneş olmadığında pil kendiliğinden boşalmayacaktır.

Temel özellikleri şarj kontrol devreleri:

• şarj voltajı V=13.8V (yapılandırılabilir), şarj akımı olduğunda ölçülür;
• Yük atma Vbat 11V'den az olduğunda oluşur (yapılandırılabilir);
• Yükün açılması Vbat=12,5V olduğunda;
• Şarj modunun sıcaklık telafisi;
• Ekonomik TLC339 karşılaştırıcısı, daha yaygın olan TL393 veya TL339 ile değiştirilebilir;
• 0,5A akımla şarj ederken tuşlardaki voltaj düşüşü 20mV'den azdır.

Gelişmiş Solar Şarj Kontrol Cihazı

Elektronik ekipman bilginize güveniyorsanız, daha karmaşık bir şarj kontrol devresi kurmayı deneyebilirsiniz. Daha güvenilirdir ve hem güneş panellerinde hem de akşamları ışık almanıza yardımcı olacak bir rüzgar jeneratöründe çalışabilir.

Yukarıda, geliştirilmiş bir kendin yap şarj kontrol devresi bulunmaktadır. Eşik değerlerini değiştirmek için, çalışma parametrelerini ayarlayacağınız trimleme dirençleri kullanılır. Kaynaktan gelen akım röle tarafından değiştirilir. Rölenin kendisi bir alan etkili transistör anahtarı tarafından kontrol edilir.

Herşey şarj kontrol devreleri pratikte test edildi ve birkaç yıl boyunca kendilerini kanıtladılar.

Büyük bir kaynak tüketiminin gerekli olmadığı yazlık evler ve diğer nesneler için pahalı unsurlara para harcamak mantıklı değildir. Gerekli bilgiye sahipseniz, önerilen tasarımları değiştirebilir veya gerekli işlevselliği ekleyebilirsiniz.

Böylece alternatif enerji cihazlarını kullanırken kendi elinizle bir şarj kontrolörü yapabilirsiniz. İlk gözleme topaklı çıktıysa umutsuzluğa kapılmayın. Sonuçta, hiç kimse hatalardan bağışık değildir. Biraz sabır, çalışkanlık ve deneyler meseleyi sona erdirecektir. Ancak çalışan bir güç kaynağı, gurur için mükemmel bir neden olacaktır.

Şarj kontrolörü, elektrik akımının güneş panelleri tarafından üretildiği sistemin çok önemli bir parçasıdır. Cihaz, pillerin şarj ve deşarjını kontrol eder. Pillerin o kadar çok şarj ve deşarj edilememesi onun sayesinde çalışma koşullarını eski haline getirmek imkansız olacak.

Bu tür kontrolörler elle yapılabilir.

Çalışma prensibi

Güneş pilinden akım gelmiyorsa, kontrolör uyku modundadır. Pilden gelen wattların hiçbirini kullanmaz. Güneş ışığı panele çarptıktan sonra, kontrolöre elektrik akımı akmaya başlar. Açmalı. Bununla birlikte, 2 zayıf transistör ile birlikte gösterge LED'i, yalnızca voltaj 10 V'a ulaştığında yanar.

Bu voltaja ulaştıktan sonra akım Schottky diyotundan aküye geçecektir. Voltaj 14V'a yükselirse, U1 yükselticisi çalışmaya başlayacak ve bu da MOSFET transistörünü açacaktır. Sonuç olarak, LED sönecek ve güçlü olmayan iki transistör kapanacaktır. Pil şarj olmayacak. Şu anda, C2 taburcu edilecektir. Ortalama olarak, 3 saniye sürer. C2 kondansatörü boşaldıktan sonra U1 histerezisi aşılacak, MOSFET kapanacak ve pil şarj olmaya başlayacaktır. Voltaj anahtarlama seviyesine yükselene kadar şarj devam edecektir.

kendi kendine üretim

Bir kişinin elektronik ve elektrik mühendisliği alanında belirli bir bilgisi varsa, güneş panelleri ve rüzgar jeneratörü için kendi ellerinizle bir kontrol devresi kurmaya çalışabilirsiniz.Böyle bir birim, endüstriyel seri örneklere göre işlevsellik ve verimlilik açısından çok daha düşük olacaktır, ancak düşük güçlü ağlarda oldukça yeterli olabilir.

El işi kontrol modülü temel koşulları karşılamalıdır:

• 1.2P ≤ I × U. Bu denklem, tüm kaynakların toplam gücünün (P), kontrolörün çıkış akımının (I), tamamen boşalmış bir pille sistemdeki voltajın (U) gösterimini kullanır,
• Kontrolörün maksimum giriş voltajı, akülerin yüksüz toplam voltajına karşılık gelmelidir.

Böyle bir modülün en basit şeması şöyle görünecektir:

Elle monte edilen cihaz, aşağıdaki özelliklerle çalışır:

• Şarj voltajı - 13,8 V (mevcut dereceye bağlı olarak değişebilir),
• Kesme gerilimi - 11 V (yapılandırılabilir),
• Açma voltajı - 12,5 V,
• Anahtarlar arasındaki voltaj düşüşü 0,5A akım değerinde 20 mV'dir.

PWM veya MPPT tipi şarj kontrolörleri, güneş ve rüzgar jeneratörlerine dayalı herhangi bir güneş veya hibrit sistemin ayrılmaz parçalarından biridir. Normal bir pil şarj modu sağlarlar, verimliliği artırırlar ve erken aşınmayı önlerler ve ayrıca tamamen elle monte edilebilirler.

Modül bağlantı şeması

Diyagramı büyütmek için tıklayın

Arka duvarı çıkardıktan sonra cihazın devre kartına erişebilirsiniz.

Pil olarak 1,2 A / s kapasiteli 12 V pil seçildi, çünkü yazar buna sahipti. Aslında, açık güneşli bir günde, panel bu tür 2-3 pili şarj edebilecektir. Kısa devre riskini azaltmak için akü devresine bir sigorta dahildir.Pilin düşük ışıkta güneş panelinden boşalmasını önlemek için, panele seri olarak IN5817 tipi bir Schottky diyot bağlanır. Pil tamamen şarj olduğunda, güneş panelinden çekilen akım 19V'da yaklaşık 50mA'dır.

Test yükü olarak, 1 W gücünde seri bağlanmış 4 fito-LED'de kendinden yapılmış bir LED fitolamp kullanıldı, LED'lere seri olarak 30 Ohm dirençli MLT-2 tipi bir direnç bağlandı. 12,6 V'luk bir voltajda, lamba tarafından tüketilen akım yaklaşık 60 mA olacaktır. Böylece 1,2 Ah pil bu lambaya yaklaşık 20 saat güç vermenizi sağlar.

Genel olarak, monte edilmiş özerk yapının teknik açıdan oldukça verimli olduğu ortaya çıktı. Ancak ekonomik açıdan güneş pili, pil ve kontrol ünitesinin maliyeti göz önüne alındığında, resim kasvetli. Bir güneş pili 2700 ruble, 12 V 1.2 Ah pil yaklaşık 500 ruble, kontrol ünitesi 400 ruble. Yazar ayrıca seri olarak bağlanmış iki adet 6 V 12 A / h pil kullanmaya çalıştı (yaklaşık 3000 r'ye mal olacaklar), yazar böyle bir pili 3-4 güneşli günde şarj ederken, şarj akımı 270 mA'ya ulaştı.

Minimum konfigürasyonda kullanılan ekipmanın toplam maliyeti 3600 ruble. Gördüğünüz gibi, bu fitolamp yaklaşık 0,8 watt tüketiyor. 3.5 r/kWh hızında, sadece ekipman maliyetini haklı çıkarmak için lamba, şebekeden %50 güç kaynağı verimliliğinde, yaklaşık 640.000 saat veya 73 yıl çalıştırılmalıdır. Aynı zamanda, böyle bir süre boyunca, şüphesiz, ekipmanı birkaç kez tamamen değiştirmek gerekecek, hiç kimse pil ve fotosellerin bozulmasını iptal etmedi.

Cihaz şeması

Bu kartlar gerçekten çok ısınıyor, bu yüzden onları PCB'nin biraz üzerinde lehimleyeceğiz. Bunun için PCB'nin bacaklarını yapmak için sert bir bakır tel kullanacağız. Devre kartı için 4 ayak yapmak için 4 adet bakır telimiz olacak. Bunun için bakır tel yerine pin başlıklarını da kullanabilirsiniz.

Güneş pili, sırasıyla TP4056 şarj kartının IN+ ve IN- terminallerine bağlanır. Ters voltaj koruması için pozitif uca bir diyot yerleştirilmiştir. BAT+ ve BAT- kartları daha sonra pilin + ve - ve uçlarına bağlanır. Pili şarj etmek için ihtiyacımız olan tek şey bu.

Şimdi Arduino kartına güç vermek için çıkışı 5V'a çıkarmamız gerekiyor. Yani bu devreye 5V voltaj yükseltici ekliyoruz. -ve pilleri amplifikatörün IN- girişine ve ve+ pillerini aralarına bir anahtar ekleyerek IN+'ya bağlayın. Güçlendirici kartı doğrudan şarj cihazına bağladık, ancak oraya bir SPDT anahtarı takmanızı öneririz. Bu nedenle cihaz pili şarj ederken şarj olur ve kullanılmaz.

Güneş pilleri, çıkışı 18560 lityum pile bağlı olan bir lityum pil şarj cihazının (TP4056) girişine bağlanır.Aküye ayrıca bir 5V voltaj yükseltici bağlanır ve 3.7VDC'den 5VDC'ye dönüştürmek için kullanılır.

Şarj voltajı tipik olarak 4,2V civarındadır.Voltaj yükselticinin girişi 0,9V ile 5,0V arasında değişir.Yani pil boşalırken girişinde 3,7V ve şarj olurken 4,2V civarında görecektir.Devrenin geri kalanına giden amplifikatör çıkışı onu 5V'da tutacaktır.

Bu proje, uzak veri kaydediciye güç sağlamak için çok faydalı olacaktır. Bildiğiniz gibi, güç kaynağı uzak kaydedici için her zaman bir sorundur ve çoğu durumda çıkış yoktur.

Benzer bir durum, devrenize güç sağlamak için sizi bazı pilleri kullanmaya zorlar. Ama sonunda, pil ölecek. Ucuz projemiz güneş enerjisi şarj cihazı bu durum için harika bir çözüm olacaktır.

İhtiyaç

Pilin maksimum şarjında, kontrol cihazı, cihazın kendi kendine deşarjını telafi etmek için gerekli miktara indirerek, kendisine gelen akımı düzenler. Pil tamamen boşalmışsa, kontrolör cihaza gelen tüm yükleri kapatacaktır.

Bu cihaza olan ihtiyaç aşağıdaki noktalara indirgenebilir:

1. Pil şarjı çok aşamalıdır;
2. Cihazı şarj ederken / boşaltırken açma / kapama pilinin ayarlanması;
3. Pili maksimum şarjda bağlama;
4. Otomatik modda fotosellerden şarj bağlantısı.

Güneş enerjisi cihazları için pil şarj kontrolörü önemlidir, çünkü tüm işlevlerinin iyi durumda performansı, yerleşik pilin ömrünü büyük ölçüde artırır.

Bağlantı şemaları

Güneş panellerini birbirine bağlamak için 3 olası şema vardır, bunlar seri, paralel ve seri-paralel bağlantıdır. Şimdi onlar hakkında daha fazla.

seri bağlantı

Bu devrede, birinci panelin negatif terminali ikinci terminalin pozitif terminaline, ikincinin negatif terminali üçüncü terminale vb. bağlanır.Böyle bir bağlantı sağlayan şey - tüm panellerin voltajı eklenecektir. Yani örneğin hemen 220V almak istiyorsanız bu devre bunu yapmanıza yardımcı olacaktır. ama nadiren kullanılır.

Bir örnek alalım. Her biri 12V nominal güce sahip 4 panelimiz var, Voc: 22.48V (bu açık devre voltajıdır), çıkışta 48V alıyoruz. Açık devre voltajı \u003d 22.48V * 4 \u003d 89.92V. maksimum akım gücü, Imp, değişmeden kalır.

Bu şemada sistem verimi düşük olacağından farklı Imp değerlerine sahip panellerin kullanılması önerilmez.

Paralel bağlantı

Bu şema, panellerin voltajını yükseltmeden akımı arttırmaya izin verir. Bir örnek alalım. Her biri 12V nominal güce, 22.48V açık devre voltajına, maksimum güç 5.42A noktasında akıma sahip 4 panelimiz var. Devrenin çıkışında anma gerilimi ve açık devre gerilimi değişmeden kalır ancak maksimum güç 5.42A*4=21.68A olacaktır.

Seri-paralel bağlantı

• Nominal güneş paneli voltajı: 12V • Yüksüz voltaj Voc: 22,48V • Maksimum güç noktasındaki akım Imp: 5,42A.

Çıkışta 2 adet güneş panelini seri ve 2 adet paralel bağlayarak 24V gerilim, 44.96V açık devre gerilimi elde ederiz ve akım 5.42A*2=10.84A olacaktır.

Bu, dengeli bir sisteme sahip olmayı ve emu'nun tepe noktasında çok fazla voltaja dayanması gerekmeyeceğinden, pil şarj kontrolörü gibi ekipmanlardan tasarruf etmeyi mümkün kılar. Devre ayrıca 24V'a dönüştürmek için örneğin 2 ila 12V gibi farklı güçteki panellerin kullanılmasını mümkün kılar. Ev için en uygun ağ seçeneği.

En iyi sabit güneş panelleri

Sabit cihazlar, büyük boyutlar ve artan güç ile karakterize edilir. Binaların çatılarına ve diğer boş alanlara çok sayıda monte edilirler. Yıl boyunca kullanım için tasarlanmıştır.

Sunways FSM-370M

4.9

★★★★★
editoryal puan

98%
alıcılar bu ürünü tavsiye eder

Model, olumsuz hava koşullarında stabil olduğu için PERC teknolojisi kullanılarak yapılmıştır. Eloksallı alüminyum çerçeve, keskin darbelerden ve deformasyondan korkmaz. Düşük UV absorpsiyonlu yüksek mukavemetli temperli cam, panelin güvenliğini sağlar.

Nominal güç 370 W, voltaj 24 V'tur. Akü, -40 ila +85 °С arasındaki dış ortam sıcaklığında çalışabilir. Diyot tertibatı onu aşırı yüklenmelerden ve ters akımlardan korur, yüzeyin kısmi gölgelenmesi ile verim kayıplarını azaltır.

Avantajlar:

• dayanıklı korozyona dayanıklı çerçeve;
• kalın koruyucu cam;
• her koşulda kararlı çalışma;
• uzun servis ömrü.

Kusurlar:

büyük ağırlık.

Büyük tesislerin kalıcı güç kaynağı için Sunways FSM-370M önerilir. Bir konut binasının veya ofis binasının çatısına yerleştirmek için mükemmel bir seçim.

Delta BST 200-24M

4.9

★★★★★
editoryal puan

96%
alıcılar bu ürünü tavsiye eder

Delta BST'nin bir özelliği, tek kristalli modüllerin heterojen yapısıdır. Bu, panelin saçılan güneş ışınımını emme yeteneğini geliştirdi ve bulutlu koşullarda bile verimli çalışmasını sağlıyor.

Pilin maksimum gücü, 1580x808x35 mm boyutlarında 200 watt'tır. Sağlam yapı zor koşullara dayanırken, drenaj deliklerine sahip güçlendirilmiş bir çerçeve, kötü hava koşullarında panelin kararlı çalışmasını sağlar.Koruyucu tabaka 3,2 mm kalınlığında temperli yansıma önleyici camdan yapılmıştır.

Avantajlar:

• zor hava koşullarında kararlı çalışma;
• güçlendirilmiş yapı;
• ısı dayanıklılığı;
• paslanmaz çerçeve.

Kusurlar:

karmaşık kurulum.

Delta BST, yıl boyunca tutarlı güç sağlamak üzere tasarlanmıştır ve uzun yıllar boyunca güvenilir güç sağlayacaktır.

Feron PS0301

4.8

★★★★★
editoryal puan

90%
alıcılar bu ürünü tavsiye eder

Feron güneş paneli zor koşullardan korkmaz ve -40..+85 °C sıcaklıkta stabil çalışır. Metal kasa hasara karşı dayanıklıdır ve paslanmaz. Pil gücü 60 W, kullanıma hazır formdaki boyutları 35x1680x664 milimetredir.

Gerekirse, yapı kolayca katlanabilir. Rahat ve güvenli taşıma için dayanıklı sentetikten yapılmış özel bir çanta sağlanmıştır. Kit ayrıca iki destek, klipsli bir kablo ve paneli hemen çalıştırmanıza izin veren bir kontrolör içerir.

Avantajlar:

• ısı dayanıklılığı;
• tüm hava koşullarında kararlı çalışma;
• dayanıklı kasa;
• hızlı kurulum;
• uygun katlanır tasarım.

Kusurlar:

yüksek fiyat.

Feron her türlü hava koşulunda kullanılabilir. Özel bir eve kurulum için iyi bir seçim, ancak yeterli gücü elde etmek için bu panellerden birkaçına ihtiyacınız olacak.

Woodland Güneş Evi 120W

4.7

★★★★★
editoryal puan

85%
alıcılar bu ürünü tavsiye eder

Model polikristal silikon gofretlerden yapılmıştır. Fotoseller, mekanik hasar ve dış etkenler riskini ortadan kaldıran kalın bir temperli cam tabakası ile kaplanmıştır.Hizmet ömürleri yaklaşık 25 yıldır.

Pil gücü 120 W, kullanıma hazır durumdaki boyutları 128x4x67 santimetredir. Kit, panelin depolanmasını ve taşınmasını kolaylaştıran, aşınmaya dayanıklı malzemeden yapılmış pratik bir çanta içerir. Düz bir yüzeye montaj kolaylığı için özel ayaklar sağlanmıştır.

Avantajlar:

• koruyucu kaplama;
• hızlı kurulum;
• kompakt boyut ve taşıması kolay;
• uzun hizmet ömrü;
• dayanıklı çanta dahildir.

Kusurlar:

çerçeve incedir.

Woodland Sun House, 12 voltluk pilleri şarj edebilir. Bir kır evinde, av üssünde ve medeniyetten uzak diğer yerlerde kurulum için mükemmel bir çözüm.

Solar bağlantı seçenekleri

Güneş panelleri birkaç ayrı panelden oluşur. Sistemin çıkış parametrelerini güç, voltaj ve akım şeklinde artırmak için, elemanlar fizik yasaları uygulanarak birbirine bağlanır.

Birkaç panelin birbirine bağlantısı, üç güneş paneli montaj şemasından biri kullanılarak gerçekleştirilebilir:

• paralel;
• tutarlı;
• karışık.

Paralel devre, aynı adı taşıyan terminalleri birbirine bağlamayı içerir; burada, elemanlar iki ortak iletken yakınsama düğümüne ve dallarına sahiptir.

Paralel bir devre ile, artılar artılara ve eksiler eksilere bağlanır, bunun sonucunda çıkış akımı artar ve çıkış voltajı 12 volt içinde kalır.

Paralel bir devrede mümkün olan maksimum çıkış akımının değeri, bağlı elemanların sayısı ile doğru orantılıdır. Miktarın hesaplanmasına ilişkin esaslar önerdiğimiz yazıda verilmiştir.

Seri devre, zıt kutupların bağlantısını içerir: ilk panelin "artı", ikincinin "eksi" sine.İkinci panelin kalan kullanılmayan "artı"sı ve birinci pilin "eksi"si, devre boyunca daha ileride bulunan kontrolöre bağlanır.

Bu bağlantı türü, enerji taşıyıcısını kaynaktan tüketiciye aktarmanın tek bir yolunun olduğu elektrik akımı akışı için koşullar yaratır.

Seri bağlantı ile çıkış voltajı artar ve portatif ekipmana, LED lambalara ve bazı elektrik alıcılarına güç sağlamak için yeterli olan 24 volta ulaşır.

Seri-paralel veya karışık devre, çoğunlukla birkaç pil grubunu bağlamak gerektiğinde kullanılır. Bu devre uygulanarak çıkışta hem gerilim hem de akım arttırılabilir.

Seri paralel bağlantı şemasıyla, çıkış voltajı, özellikleri ev işlerinin çoğunu çözmek için en uygun olan bir işarete ulaşır.

Bu seçenek, sistemin yapısal elemanlarından birinin arızalanması durumunda diğer bağlantı zincirlerinin çalışmaya devam etmesi anlamında da faydalıdır. Bu, tüm sistemin güvenilirliğini önemli ölçüde artırır.

Kombine devre kurma ilkesi, her gruptaki cihazların paralel bağlanmasına dayanır. Ve tüm grupların tek bir devrede bağlantısı sırayla gerçekleştirilir.

Farklı bağlantı türlerini birleştirerek, gerekli parametrelere sahip bir pil monte etmek zor olmayacaktır. Ana şey, bağlı hücre sayısının, şarj devresindeki düşüşü dikkate alınarak pillere sağlanan çalışma voltajının, pillerin voltajını ve aynı zamanda pilin yük akımını aşacak şekilde olması gerektiğidir. zaman gerekli miktarda şarj akımı sağlar.

İhtiyaç

Pilin maksimum şarjında, kontrol cihazı, cihazın kendi kendine deşarjını telafi etmek için gerekli miktara indirerek, kendisine gelen akımı düzenler. Pil tamamen boşalmışsa, kontrolör cihaza gelen tüm yükleri kapatacaktır.

Bu cihaza olan ihtiyaç aşağıdaki noktalara indirgenebilir:

1. Pil şarjı çok aşamalıdır;
2. Cihazı şarj ederken / boşaltırken açma / kapama pilinin ayarlanması;
3. Pili maksimum şarjda bağlama;
4. Otomatik modda fotosellerden şarj bağlantısı.

Güneş enerjisi cihazları için pil şarj kontrolörü önemlidir, çünkü tüm işlevlerinin iyi durumda performansı, yerleşik pilin ömrünü büyük ölçüde artırır.