El uso eficiente de la energía solar es posible en sistemas integrados, que incluyen: controlador de cargador solar, paneles solares, baterías (baterías) e inversores.
¿Qué es un controlador de carga yque va a hacer
Cada uno de los elementos del esquema anterior cumple su función:
- El módulo solar percibe la radiación luminosa y la convierte en una corriente eléctrica constante.El módulo en sí consta de muchos semiconductores (fotocélulas);
- La batería, más precisamente, la batería, se utiliza para acumular y distribuir la energía proveniente de los módulos;
- El inversor se utiliza para convertir un CC en una variable con un cambio en los valores de salida de la frecuencia y el voltaje en la red.
Aquí puede surgir una pregunta legítima: "¿Por qué, entonces, el controlador, ya que puede conectar directamente el módulo solar y la unidad de la batería?".Si esto no se hace, entonces el terminal de la batería recibirá continuamente una corriente de carga, lo que a su vez causará un aumento en el voltaje.Tarde o temprano, según el tipo de batería, la tensión alcanza un valor máximo de 14,4 V, después de lo cual comenzará el proceso de recarga de la batería y la ebullición del electrolito.
Esta es una forma directa de acortar la vida útil de la batería.Naturalmente es posibleSupervise manualmente este proceso con un voltímetro simple y apague la alimentación en el momento adecuado. Pero en este caso, la persona estará constantemente atada al sistema y llamarlo autónomo no será posible.
El controlador es precisamente el enlace en la cadena, que debe monitorearse automáticamente en el proceso de carga y distribución de energía de la batería. Además, realiza una serie de otras funciones, cuya lista depende del modelo y tipo específicos:
- Conexión automática de baterías y módulos de circuito de carga;
- Selección de modos óptimos de acumulación de carga;
- Control total del proceso y, si es necesario, desconexión o conexión de los consumidores;
- Soporte para la correcta polaridad;
- Protección contra cortocircuitos, interrupción del suministro de energía (avería);
- Contabilización de los niveles de carga de la batería;
- Control del consumo de energía, etc.
Para los heliosistemas existentes, es necesario reunir en sus propias manos o elegir uno de los tres tipos de controladores existentes:
Controladores de encendido /apagado
Este es el más simple de los dispositivos existentes, que realiza un corte de energía a un determinado voltaje (14.4 V). De esta forma, evita el sobrecalentamiento del dispositivo y su posterior recarga. Al mismo tiempo, es imposible proporcionar una carga completa de la batería, ya que al alcanzar la corriente máxima se desconecta, mientras que es necesario mantener el proceso durante varias horas más. Como resultado, el nivel de carga está constantemente en el rango de 60-70%, lo que afecta la condición de las placas y acorta la vida útil de la batería.
Esencialmente, este módulo puede llamarse controlador solo con un gran esfuerzo. En la práctica, a menudo se les conoce como máquinas de apagado y prácticamente no se usan en la actualidad.
Controladores PWM
Se puede resolver el problema de la carga incompleta eligiendo las unidades de control de próxima generación que utilizan el principio de modulación de ancho de pulso (PWM) para transmitir la corriente.
El principio de su funcionamiento se basa en la disminución de la corriente nominal de la corriente de carga cuando se alcanza la tensión máxima.Esto le permite alcanzar un nivel de carga del 100%, mientras aumenta la eficiencia general en un 20-30%.Algunos de los modelos de datos del controlador le permiten ajustar el voltaje de la corriente que viene dependiendo de la temperatura del aire exterior.Evitan el sobrecalentamiento de la batería, aumentan la capacidad de carga y llevan a cabo el control autónomo del proceso.
El circuito aproximado del controlador PWM es el siguiente:
Controles de tipo MPPT
El tipo más avanzado actualmente regula la carga de una batería solar del dispositivo, que se puede seleccionar en el mercado, es el controlador MRPT.Le permite aumentar la eficiencia de la producción de electricidad y su cantidad en el mismo bloque de paneles solares.El principio de cualquier módulo mppt se basa en el seguimiento del llamado "punto de máxima potencia".
Cualquier regulador mppt monitorea constantemente los parámetros de corriente y voltaje en base a los cuales la unidad analítica del microprocesador calcula su relación óptima para generar un completopoder El procesador, al elegir las clasificaciones de corriente y voltaje, también tiene en cuenta la etapa del proceso de carga.
Cuando se usan controladores mppt, es posible eliminar más voltaje de los paneles solares, que luego se convierte en una carga óptima de la batería (por regla general, difiere de la fuente de alimentación del pasaporte). La eficiencia global del heliosistema en comparación con los controladores PWM aumenta en un 15-35%. En este caso, la tecnología MRPT le permite trabajar incluso cuando la iluminación del panel se reduce en un 40%.
Las ventajas de los módulos MRPT se pueden visualizar en la forma del siguiente esquema:
La posibilidad de crear altos voltajes en la salida del controlador mppt le permite usar cables de una intersección más pequeña y aumentar la distancia entre el bloque en sí y los paneles solares.
Controladores híbridos para aerogeneradores
En Escandinavia, Alemania, España y los Estados Unidos, los generadores eólicos cubren una parte justa de las necesidades generales del estado en electricidad. También tienen un lugar para un sitio como un controlador de carga.
Y si la UE es una combinación (en paneles solares y molinos de viento), se utiliza el llamado módulo híbrido.
También puede operar sobre la base de PWM o MRPT. La principal diferencia entre un controlador híbrido es el uso de varias otras características de voltios-amperios. Esto se debe a que los generadores de turbinas eólicas tienen grandes saltos en la producción y el consumo de energía, y las baterías, a su vez, están sobrecargadas significativamente. El controlador deja caer el exceso de energía a un lado (por ejemplo, en la sombra del bloque).
Realización de controladores con sus propias manos
Si una persona tiene cierto conocimiento en el campo de la electrónica y la ingeniería eléctrica, puede intentar recolectar el circuito del controlador para paneles solares y el generador de viento con sus propias manos.Por supuesto, tal agregado será mucho menor en la funcionalidad y eficiencia de los modelos industriales en serie, pero en redes de baja potencia puede ser suficiente.
Un módulo regulador artístico debe cumplir las condiciones básicas:
- 1,2 P?Yo?U. En esta ecuación, se usa la designación de la potencia total de todas las fuentes (P), la corriente de salida del controlador (I), la tensión en el sistema con una batería completamente descargada (U);
- La tensión de entrada máxima del controlador debe corresponder a la tensión total de las baterías sin carga.
El esquema más simple de este módulo será el siguiente:
El dispositivo recolectado por sus propias manos funciona con las siguientes características:
- Voltaje de carga - 13.8 (puede variar dependiendo de la corriente nominal);
- Voltaje apagado - 11 (configurable);
- Tensión de alimentación - 12,5;
- La caída de voltaje en las teclas es de 20 mV a un valor de corriente de 0.5 A.
Los controladores de la carga de tipo PWM o MRPT son una de las partes integrales de cualquier sistema solar o sistema híbrido solary aerogeneradores.Proporcionan un modo normal de carga de la batería, aumentan la eficiencia y evitan su desgaste, además, se pueden ensamblar completamente con sus propias manos.
