Схема на слънчевия контролер на заряда. Контролер за зареждане на слънчева батерия

Контролерът е много прост и се състои само от четири части.

то мощен транзистор(Използвам IRFZ44N може да издържи ток до 49 ампера).

Автомобилен реле-регулатор с положителен контрол (VAZ "classic").

Резистор 120 kOhm.

Диодът е по-мощен, за да задържи тока, излъчван от слънчевия панел (например от автомобилен диоден мост).

Принципът на действие също е много прост. Пиша за хора, които изобщо не разбират от електроника, тъй като аз самият не разбирам нищо от нея.

Релейният регулатор е свързан към батерията, минус към алуминиевата основа (31k), плюс към (15k), от контакта (68k), проводникът през резистора е свързан към портата на транзистора. Транзисторът има три крака, първият е портата, вторият е изтичането, третият е източникът. Минуса на соларния панел е свързан към източника, а плюса към батерията, от източването на транзистора, минуса на соларния панел отива към батерията.

Когато реле-регулаторът е свързан и работи, тогава положителният сигнал от (68k) отключва вратата и токът от соларния панел протича през източника-източване в батерията и когато напрежението на батерията надвиши 14 волта, реле-регулаторът изключва плюса и портата на транзистора, разреждането през резистор се затваря до минус, като по този начин прекъсва отрицателния контакт на слънчевия панел и той се изключва. И когато напрежението падне малко, реле-регулаторът отново ще даде плюс на портата, транзисторът ще се отвори и отново токът от панела ще потече в батерията. Необходим е диод на положителния проводник SB, за да не се разрежда батерията през нощта, тъй като без светлина самият слънчев панел консумира електричество.

По-долу е визуална илюстрация на свързването на елементите на контролера.

Не съм силен в електрониката и може би има някои недостатъци в моята верига, но работи без никакви настройки и работи веднага и прави това, което правят фабричните контролери за слънчеви панели, а цената е само около 200 рубли и час работа .

По-долу има не съвсем ясна снимка на този контролер, толкова грубо и небрежно, че всички детайли на контролера са фиксирани върху тялото на кутията. Транзистора загрява малко и го закрепих на малък вентилатор. Успоредно с резистора сложих малък светодиод, който показва работата на контролера. Когато SB е включен, той е свързан, когато не е, батерията е заредена, а когато батерията мига бързо, батерията е почти заредена и просто се зарежда.

Този контролер работи повече от шест месеца и през това време не е имало проблеми, свързах го и това е, сега не следя батерията, всичко работи само. Това е вторият ми контролер, първият, който сглобих за вятърни турбини като баластен регулатор, вижте за него в предишни статии в раздела на моите домашни продукти.

Внимание - контролерът не работи напълно. След известно време на работа се оказа, че транзисторът в тази верига не е напълно затворен и токът продължава да тече в батерията, дори ако се увеличи 14 волта

И сега имам баласт регулатор като контролер, който работи добре от доста време. Веднага щом напрежението надвиши 14 волта, транзисторът се отваря и включва електрическата крушка, която изгаря цялата излишна енергия. В същото време на този баласт вече има два слънчеви панела и вятърен генератор.

Този път реших да направя машина, която автоматично включва LED осветлението градинска беседка. Тъй като наблизо няма контакт и постоянното издърпване на удължителя е доста досадна задача, реших да захранвам светодиодите от батерия със зареждане от слънчеви клетки.

По-рано беше описан много подобен, който осветява стъклен рафт в килер. Ще има проблем с използването на този драйвер, защото имаме нужда от повече светлина, за да осветим беседката, отколкото да осветим стъкления рафт. Освен това използването на по-мощен източник на светлина ще разреди батерията по-бързо, което може да се повреди в резултат на дълбоко разреждане на клетките в батерията.

За да предотвратя това, реших да създам прост драйвер със защита срещу твърде дълбок разряд на батерията, базиран на . От своя страна слънчевите клетки служат и като светлинен сензор, което значително опростява цялата верига.

Печатната платка е с размери 40 мм на 45 мм. Освен това са добавени два монтажни отвора. Цялото устройство се захранва от три Ni-MH батерии (1.2V/1000mAh). За зареждане се използва слънчева батерия с номинално напрежение 5 волта и максимален изходен ток до 80 mA. Слънчевата батерия зарежда батериите токоизправителен диод D1. Веригата няма защита от презареждане на батерията поради факта, че в тази конфигурация презареждането просто не е възможно.

Напълно заредената батерия трябва да има напрежение от около 4,2-4,35 V. Соларният панел произвежда напрежение от 5 V, но има спад в изправителния диод в района на 0,7 V, което ни дава напрежение от 4,3 V. Транзисторът Q1 е отговорен за включването на осветлението през нощта и изключването му през деня. Основата на този транзистор е свързана чрез резистор 2,2 kΩ към положителния полюс на слънчевия масив.

Когато слънчевият масив не генерира електричество или е твърде малък, транзисторът Q1 се изключва. Тогава токът от изхода (“REF”) на ценеровия диод TL431 ще тече само през резистора R4, който създава делител на напрежение заедно с резистори R2 и R3. Транзисторът Q2 управлява товара под формата на светодиоди. За да работи правилно веригата, не можем да пренебрегнем резистора R5, чиято задача е да издърпа основата на транзистора Q2 към плюса на захранването.

Според изчисленията за наличното напрежение се оказва, че резисторът трябва да има съпротивление 100 ома. С това съпротивление веригата се превключва много бързо. Но проблемът е, че този резистор има достатъчно малка стойност, и през него протича много голям ток. Общата консумация на ток е около 23 mA! Реших да заменя този резистор с резистор с по-голяма стойност. В резултат на това поставих резистор с номинална стойност 1 kOhm. Сега разтоварването не е толкова бързо, но консумацията на ток е намалена до 8mA.

Разбира се, текущата стойност от 8 mA се консумира само когато слънчевият панел е на тъмно място - тоест само през нощта, когато светодиодите светят. И това е същият максимален ток (8 mA), който идва от батерията при напрежение от 4,2 V. Настроих напрежението за изключване на товара на 2,9 V. Ограничението на напрежението за една клетка е 0,9 V, което, когато е свързано последователно с три ни дава 2,7 V и следователно имаме още 0,2 V.

Веригата след изключване на товара (т.е. при 2,9 V и по-ниско) консумира само 50 µA. Същият ток ще бъде, когато соларният панел зарежда батериите. Устройството реагира много на светлина, но не толкова, че уличното осветление да пречи на здрача. Изминават приблизително 2 минути от момента на засичане на залеза до светването на светодиодите на 100%.

Премахвайки транзистора Q1, резистора R1 и токоизправителния диод D1 от системата, получаваме проста схема за защита на батерията от дълбоко разреждане. Подобна схема може да се използва за изключване на Li-Ion или Li-Pol батерия от зареждане. Може да се използва например във фенерче. Също така е възможно да се създаде такава защита за други напрежения, за това трябва да изчислите делителя на напрежението. Има формули и пример за изчисление

Ако сте мислили за алтернативен начин за получаване на енергия и сте решили да инсталирате слънчеви панели, тогава вероятно искате да спестите пари. Една от възможностите за спестяване е направете свой собствен контролер за зареждане. При монтиране на слънчеви генератори - панели, отнема много допълнително оборудване: контролери за зареждане, батерии, за пренос на ток до технически стандарти.

Помислете за производство контролер за зареждане на слънчева батерия направи си сам.

Това е устройство, което контролира нивото на заряд на оловно-киселинните батерии, като ги предпазва от пълно разреждане и презареждане. Ако батерията започне да се разрежда в авариен режим, устройството ще намали натоварването и ще предотврати пълното разреждане.

Струва си да се отбележи, че самостоятелно изработен контролер не може да се сравни по качество и функционалност с индустриален, но ще бъде напълно достатъчен за работата на електрическата мрежа. В продажба се срещат продукти, произведени в сутерена, които имат много ниско ниво на надеждност. Ако нямате достатъчно пари за скъпа единица, по-добре е да я сглобите сами.

Направи си сам контролер за зареждане на соларна батерия

Дори домашно приготвеният продукт трябва да отговаря на следните условия:

• 1.2P< U x I , где P – общая мощность всех используемых источников напряжения, I – ток прибора на выходе, U – вольтаж системы при разряженных батареях
• Максималното допустимо входно напрежение трябва да бъде равно на общото напрежение на всички батерии без товар.

На изображението по-долу ще видите диаграма на такова електрическо оборудване. За да го сглобите, ще ви трябват малко познания по електроника и малко търпение. Дизайнът е леко модифициран и сега вместо диод е инсталиран транзистор с полеви ефекти, който се регулира от компаратор.
Такъв контролер за зареждане ще бъде достатъчен за използване само в мрежи с ниска мощност. Различава се в простотата на производство и ниската цена на материалите.

Слънчев контролер за зарежданеработи върху прост принцип: когато напрежението на устройството достигне определената стойност, то спира зареждането, продължава само капковото зареждане. Ако напрежението на индикатора падне под зададения праг, токът към батерията се възобновява. Използването на батерии се забранява от контролера, когато зарядът им е по-малък от 11 V. Благодарение на работата на такъв регулатор, батерията няма да се разреди спонтанно по време на отсъствие на слънце.

Основни характеристики схеми на контролери на заряда:

• Зарядно напрежение V=13.8V (конфигурируемо), измерено при наличие на заряден ток;
• Намаляване на натоварванетовъзниква, когато Vbat е по-малко от 11V (конфигурируемо);
• Включване на товаракогато Vbat=12.5V;
• Температурна компенсация на режим на зареждане;
• Икономичният компаратор TLC339 може да бъде заменен с по-често срещаните TL393 или TL339;
• Спадът на напрежението на клавишите е по-малък от 20mV при зареждане с ток 0,5A.

Усъвършенстван контролер за слънчево зареждане

Ако сте уверени в познанията си за електронно оборудване, можете да опитате да сглобите по-сложна схема на контролера на заряда. Той е по-надежден и може да работи както на слънчеви панели, така и на вятърен генератор, който ще ви помогне да получите светлина вечер.

По-горе е подобрена схема на контролер за зареждане „направи си сам“. За промяна на праговите стойности се използват настройващи резистори, с които ще регулирате работните параметри. Токът, идващ от източника, се превключва от релето. Самото реле се управлява от ключ с полеви транзистори.

всичко схеми на контролери на зарядапроверени в практиката и са се доказали в продължение на няколко години.

За вили и други обекти, където не се изисква голямо потребление на ресурси, няма смисъл да се харчат пари за скъпи елементи. Ако имате необходимите познания, можете да промените предложените дизайни или да добавите необходимата функционалност.

Така че можете да си направите сам контролер за зареждане, когато използвате устройства алтернативна енергия. Не се отчайвайте, ако първата палачинка излезе на бучки. В крайна сметка никой не е имунизиран от грешки. Малко търпение, усърдие и експерименти ще доведат въпроса до края. Но работещото захранване ще бъде отлична причина за гордост.

Един от най-важните компоненти слънчева системае контролерът на заряда. Може да се достави отделно или в комплект с инвертор. Както подсказва името, това устройство е предназначено да контролира заряда на батерията, тоест контролерите за заряд на слънчева батерия следят нивото на напрежение на батерията и служат за предотвратяване на пълното разреждане или презареждане на батерията.

Възрастта на глобалната наличност, когато можете да намерите абсолютно всеки продукт и информация, ви позволява не само да закупите контролери във всеки специализиран магазин, но и да го сглобите сами. За да направите това, ще ви е необходима диаграма на устройството, което планирате да направите, в нашия случай контролер за зареждане и способността да разбирате електрониката. Ние ще се опитаме да ви доставим и двете.

Контролери за зареждане за SB: кратко описание

Има няколко разновидности на описаното устройство. Най-простият от тях изпълнява само една функция: включва и изключва батериите в зависимост от заряда им. По-"напредналите" модели са оборудвани с функция за проследяване на максимална мощност, която осигурява по-висок изходен ток в сравнение с тока на соларния панел. А това от своя страна повишава ефективността на цялата инсталация като цяло.

По-модерните модели са в състояние да намалят напрежението на SB и да го поддържат на необходимото ниво. Наличието на тази функция допринася за по-пълното зареждане на батерията.

Всеки контролер, включително домашно приготвен, трябва да отговаря на определени изисквания:

• 1.2P ≤ I×U, където P е общата мощност на слънчевите панели на цялата система; I – изходен ток на контролера; U - системно напрежение с разредени батерии.
• 1.2Uin = Ux.x, където Uin е максимално допустимото входно напрежение, Ux.x е общото напрежение на отворена верига на всички слънчеви панели в системата.

Ако не можете да купите...

Разбира се, често устройството „направи си сам“ ще бъде по-лошо от подобно устройство, произведено във фабриката. Но днес на малко хора може да се вярва. И евтини слънчеви контролери, доставяни от Китай, също могат да бъдат сглобени в някоя задна стая. Така че защо да купувате устройство, за което не сте сигурни дали е възможно да го изградите у дома.

Фигура 1 показва най-простата схема, използвайки която можете да сглобите контролер със собствените си ръце, подходящ за зареждане на 12 V оловно-киселинна батерия с помощта на SB с ниска мощност с ток от няколко ампера. Чрез промяна на стойностите на използваните елементи можете да адаптирате сглобеното устройство към батерията с други технически спецификации. Трябва да се отбележи, че тази схема включва използването на полеви транзистор, управляван от компаратор вместо защитен диод.

Видео, което да ви помогне:

Принципът на работа е доста прост: когато напрежението на батерията достигне зададената стойност, контролерът ще спре зареждането, ако падне под праговата стойност, зареждането ще се включи отново. При напрежение по-малко от 11 V товарът ще бъде изключен, а при напрежение над 12,5 V, напротив, ще бъде свързан към батерията. Това малко устройство ще спаси батерията ви от спонтанно разреждане при липса на слънце. Фигура 2 показва вече сглобен комплект, състоящ се от две батерии, DC / DC преобразуватели и индикация.

Самостоятелно сглобените слънчеви контролери за зареждане по по-сложни схеми могат да ви гарантират надеждна и стабилна работа. Ето защо, ако усетите силата в себе си, тогава по-долу е представена друга диаграма. Състои се от по-голям брой компоненти, но функционира без „бъгове“ (Фигура 3).

Самостоятелно изработен контролер, сглобен по тази схема, е подходящ за система за захранване, която работи както от SB, така и от вятърен генератор. Сигналът, който идва от използвания източник на алтернативна енергия, се превключва от реле, което от своя страна се управлява от превключвател на полеви транзистори. Тримерните резистори се използват за регулиране на праговете за превключване на режима.

Не се страхувайте да експериментирате, защото най-добрите умове на човечеството също са правили грешки и падания, така че ако за първи път не сте успели да сглобите надежден контролер със собствените си ръце, не се отчайвайте. Опитайте отново и може би втория път ще успеете. Но ще бъдете „загрети“ от самото осъзнаване, че сте го направили сами.

Статията е подготвена от Abdullina Regina

Как да модифицираме устройството за контрол на заряда:

В системите за слънчеви електроцентрали се използват различни схеми на свързване за подаване на получената енергия, които се извършват по различни алгоритми, базирани на микропроцесорна електронна технология. Въз основа на такива схеми са създадени устройства, наречени контролери за слънчеви панели.

Принцип на действие

Има няколко метода за пренос на електричество от слънчеви клетки към батерия:

• Без използване на устройства за превключване и настройка, директно.
• Чрез контролерите

Първият начин предизвиква преминаването електрически токот източника към батериите, за да се увеличи напрежението им. Първо, напрежението ще се повиши до определена гранична стойност, която зависи от вида и разнообразието на конструкцията на батерията и температурата на външната среда. Допълнително надвишаване на това ниво.

В началния период зареждането на батерията е нормално. След това започват процеси, характеризиращи се с отрицателни моменти: токът на зареждане продължава да тече, предизвиква повишаване на напрежението над допустимата стойност, възниква презареждане и в резултат на това температурата на електролита се повишава. Това го води до кипене и отделяне на водни пари със значителна интензивност от отделните клетки на батерията. Този процес може да продължи, докато бурканите изсъхнат. Ясно е, че животът на батериите не се увеличава от това явление.

За да ограничите тока на зареждане, използвайте специални устройства - контролери за зареждане или го направете ръчно. Почти никой не използва последния метод, тъй като причинява неудобство да се следи стойността на напрежението на инструментите, за да се извърши ръчно превключване, е необходимо да се назначи специален работник за това, който да обслужва контролерите за слънчеви панели.

Редът на контролера по време на зареждане

Контролерите за слънчеви панели се произвеждат в различни модификации според принципите и сложността на метода за ограничаване на напрежението:

• Лесно изключване и включване. превключватели на контролера зарядно устройствокъм батерията в зависимост от стойността на напрежението на клемите.
• Трансформации.
• Контрол на висока мощност.

Първият принцип на простото превключване

Това е най-простият вид работа, но е по-малко надежден. Основният недостатък на метода е, че когато напрежението на клемите на батерията се увеличи до максималната стойност, окончателното зареждане не се осъществява. Зарядът достига 90% от номиналната стойност. Батериите са постоянно в състояние на недозареждане. Това се отразява неблагоприятно на експлоатационния им живот.

Принцип на ширината на импулса

Такива устройства са направени на базата на микросхеми. Те управляват захранващия блок за поддържане на входното напрежение в определен интервал с обратни сигнали.

Контролерите с широчинно-импулсен контрол имат способността да:

• Измерете температурата на електролита в дистанционна или вградена батерия.
• Формирайте температурна компенсация чрез зарядно напрежение.
• Адаптиране към свойствата на определен тип батерия с различни стойностиспоред диаграмата на напрежението.

Колкото повече функции са вградени в соларните контролери, толкова по-висока е тяхната надеждност и цена.

график за слънчеви батерии

Максимална граница на напрежението в точката на захранване

Тези устройства могат да работят и по широчинно-импулсен начин. Тяхната точност е висока, тъй като се отчита максималната стойност на мощността, дадена от слънчевата батерия. Стойността на мощността се изчислява и съхранява.

За слънчеви клетки с напрежение 12 волта максималната мощност е 17,5 волта. Един прост контролер ще изключи заряда на батерията вече при 14 V, а контролерът с специална технологияви позволява да използвате захранване от слънчеви панели до 17,5 волта.

Колкото повече се разрежда батерията, толкова по-голяма е загубата на енергия от соларните клетки, соларните контролери намаляват тези загуби. В резултат на това контролерите, използвайки трансформации на ширината на импулса, увеличават енергийния изход на слънчевата батерия при всички цикли на зареждане. Процентът на спестяванията може да достигне до 30%, в зависимост от различни фактори. Изходният ток на батерията ще бъде по-висок от входния ток.

Имоти

Когато избирате типа контролер, трябва да обърнете внимание не само на принципите на работа, но и на условията, предназначени за неговата работа. Тези индикатори на устройството са:

• Стойност на входното напрежение.
• Стойността на общата мощност на слънчевите клетки.
• Тип товар.

Волтаж

Веригата на контролера може да се захранва от няколко батерии, които са свързани по различни начини. За правилното функциониране на устройството е необходимо общата стойност на напрежението, заедно с празния ход, да не надвишава границата, посочена от производителя в инструкциите.

Нека назовем някои фактори, поради които е необходимо да се направи 20% марж на напрежението:

• Необходимо е да се вземе предвид факторът на рекламното надценяване на данните на администратора.
• Процесите, протичащи във фотоклетките, са нестабилни, с прекомерни слънчеви светкавици, енергията, която създава напрежението на празен ход на батерията, може да бъде превишена.

Слънчева батерия

Тази стойност е важна при работата на контролера, тъй като устройството трябва да има достатъчно мощност, за да я прехвърли към батериите, ако няма достатъчно мощност, веригата на устройството ще се повреди.

За да се изчисли мощността, стойността на изходния ток от контролера се умножава по напрежението, което се генерира, като не се забравя 20% резерв.

Тип товар

Контролерът трябва да се използва по предназначение. Не е необходимо да го използвате като нормален източник на напрежение, свържете различни домакински устройства към него. Може би някои от тях ще работят добре и няма да деактивират контролера.

Друг е въпросът докога ще продължава това. Устройството работи на принципа на широчинно-импулсните трансформации, използва микропроцесорни технологии за производство. Тези технологии отчитат натоварването, присъщо на свойствата на батерията, а не различните видове потребители, които имат специфични свойства на поведение при промяна на натоварването.

Как да направите контролер със собствените си ръце

За да направите такова устройство, е достатъчно да имате известни познания по електротехника и електроника. Домашното устройство ще бъде по-ниско от индустриалния дизайн по отношение на характеристиките и ефективността, но за прости мрежи с ниска мощност такъв домашен контролер е доста подходящ.

Домашният контролер трябва да има следните параметри:

• 1.2 P ≤ I × U. В този израз се използват обозначенията на общата мощност на източниците (P), изходния ток на контролера (I) и напрежението с разредена батерия (U).
• Най-високото входно напрежение на контролера трябва да съответства на общото напрежение на батериите на празен ход без товар.

Проста диаграма на домашен контролен модул:

Самосглобяващите се соларни контролери имат следните свойства:

• Зарядно напрежение - 13,8 волта, варира от номиналния ток.
• Напрежение на прекъсване - 11 волта, може да се регулира.
• Комутационно напрежение - 12,5 волта.
• Падът на напрежението на клавишите е 20 миливолта при ток 0,5 A.

Контролерите за слънчеви батерии са част от всички слънчеви системи, както и системи, базирани на слънчеви батерии и вятърни генератори. Те дават възможност за създаване на нормален режим на зареждане на батерията, повишаване на ефективността и намаляване на износването и могат да бъдат сглобени самостоятелно.

Анализ на схемата на контролера за хибридна мощност

Например ще разгледаме източник на аварийно осветление или аларма срещу крадец, работеща денонощно.

Използването на енергия от слънчеви батерии позволява да се намали консумацията на електрическа енергия от централната захранваща мрежа, както и да се предпазят електрическите устройства от възможността за спиране на тока.

През нощта, когато няма слънчева светлина, системата превключва на мрежово захранване 220 волта. Резервният източник беше 12-волтова батерия. Тази система работи при всяко време.

Схема на най-простия контролер

Фоторезисторът управлява транзисторите Т1 и Т2.

През деня, когато има слънчева светлина, транзисторите се изключват. Напрежение от 12 волта се подава към батерията от панела през диод D2. Предпазва батерията от разреждане през панела. При достатъчно осветление панелът произвежда ток от 15 вата, 1 ампер.

Когато батериите са напълно заредени до 11,6 волта, ценеровият диод се отваря и червеният светодиод (LED Red) се включва. Когато напрежението на контактите на батерията падне до 11 волта, червеният светодиод се изключва. Това означава, че батерията трябва да се зареди. Резисторите R1 и R3 ограничават тока на светодиода и ценеровия диод.

През нощта или на тъмно, когато няма светлина от слънцето, съпротивлението на фотоклетката намалява, свързват се транзистори Т1 и Т2. Батерията се зарежда от захранването. Зарядният ток от 220-волтовата захранваща линия през трансформатор, токоизправител, резистор и транзистори отива към батерията. Капацитет C2 изглажда вълните на мрежовото напрежение.

Границата на светлинния поток, при която фотосензорът се включва, се регулира с променлив резистор.