Κύκλωμα ελεγκτή ηλιακής φόρτισης. Ελεγκτής φόρτισης μπαταρίας ηλιακής ενέργειας

Το χειριστήριο είναι πολύ απλό και αποτελείται από τέσσερα μόνο μέρη.

το ισχυρό τρανζίστορ(Χρησιμοποιώ το IRFZ44N μπορεί να αντέξει ρεύμα έως και 49Amps).

Ρελέ-ρυθμιστής αυτοκινήτου με θετικό έλεγχο (VAZ "κλασικό").

Αντίσταση 120 kOhm.

Η δίοδος είναι πιο ισχυρή για να συγκρατεί το ρεύμα που εκπέμπεται από το ηλιακό πάνελ (για παράδειγμα, από μια γέφυρα διόδου αυτοκινήτου).

Η αρχή λειτουργίας είναι επίσης πολύ απλή. Γράφω για ανθρώπους που δεν καταλαβαίνουν καθόλου ηλεκτρονικά, αφού εγώ ο ίδιος δεν καταλαβαίνω τίποτα από αυτά.

Ο ρυθμιστής ρελέ συνδέεται με την μπαταρία, μείον στη βάση αλουμινίου (31k), συν σε (15k), από την επαφή (68k), το καλώδιο μέσω της αντίστασης συνδέεται στην πύλη του τρανζίστορ. Το τρανζίστορ έχει τρία πόδια, το πρώτο είναι η πύλη, το δεύτερο είναι η αποστράγγιση, το τρίτο είναι η πηγή. Το μείον του ηλιακού πάνελ συνδέεται με την πηγή, και το συν με την μπαταρία, από την αποστράγγιση του τρανζίστορ, το μείον του ηλιακού πάνελ πηγαίνει στην μπαταρία.

Όταν ο ρυθμιστής ρελέ είναι συνδεδεμένος και λειτουργεί, τότε το θετικό σήμα από το (68k) ξεκλειδώνει την πύλη και το ρεύμα από το ηλιακό πάνελ ρέει μέσω της αποστράγγισης πηγής στην μπαταρία και όταν η τάση στην μπαταρία υπερβεί τα 14 βολτ, η ο ρυθμιστής ρελέ απενεργοποιεί το συν και την πύλη του τρανζίστορ, η εκφόρτιση μέσω μιας αντίστασης κλείνει στο μείον, σπάζοντας έτσι την αρνητική επαφή του ηλιακού πάνελ και σβήνει. Και όταν η τάση πέσει λίγο, ο ρυθμιστής ρελέ θα δώσει και πάλι ένα συν στην πύλη, το τρανζίστορ θα ανοίξει και πάλι το ρεύμα από τον πίνακα θα ρέει στην μπαταρία. Απαιτείται μια δίοδος στο θετικό καλώδιο SB για να μην αποφορτίζεται η μπαταρία τη νύχτα, καθώς χωρίς φως το ίδιο το ηλιακό πάνελ καταναλώνει ηλεκτρική ενέργεια.

Ακολουθεί μια οπτική απεικόνιση της σύνδεσης των στοιχείων του ελεγκτή.

Δεν είμαι δυνατός στα ηλεκτρονικά και ίσως υπάρχουν κάποια ελαττώματα στο κύκλωμά μου, αλλά λειτουργεί χωρίς ρυθμίσεις και λειτουργεί αμέσως, και κάνει ό,τι κάνουν οι εργοστασιακές ελεγκτές για ηλιακούς συλλέκτες και το κόστος είναι μόνο περίπου 200 ρούβλια και μια ώρα εργασίας .

Παρακάτω είναι μια όχι εντελώς σαφής φωτογραφία αυτού του ελεγκτή, τόσο χονδρικά και ατημέλητα μόνο όλες οι λεπτομέρειες του ελεγκτή είναι στερεωμένες στο σώμα του κουτιού. Το τρανζίστορ ζεσταίνεται λίγο και το έφτιαξα σε ένα μικρό ανεμιστήρα. Παράλληλα με την αντίσταση έβαλα ένα μικρό LED που δείχνει τη λειτουργία του χειριστηρίου. Όταν το SB είναι ενεργοποιημένο, συνδέεται, όταν δεν είναι, η μπαταρία φορτίζεται και όταν η μπαταρία αναβοσβήνει γρήγορα, η μπαταρία είναι σχεδόν φορτισμένη και απλώς επαναφορτίζεται.

Αυτό το χειριστήριο δουλεύει πάνω από έξι μήνες και αυτό το διάστημα δεν υπήρξαν προβλήματα, το σύνδεσα και τέλος, τώρα δεν παρακολουθώ την μπαταρία, όλα λειτουργούν από μόνα τους. Αυτός είναι ο δεύτερος ελεγκτής μου, ο πρώτος που συναρμολόγησα για ανεμογεννήτριες ως ρυθμιστή έρματος, δείτε σχετικά σε προηγούμενα άρθρα στην ενότητα των σπιτικών προϊόντων μου.

Προσοχή - ο ελεγκτής δεν είναι πλήρως λειτουργικός. Μετά από κάποιο χρονικό διάστημα λειτουργίας, αποδείχθηκε ότι το τρανζίστορ σε αυτό το κύκλωμα δεν είναι εντελώς κλειστό και το ρεύμα συνεχίζει να ρέει στην μπαταρία ακόμα και αν αυξηθούν τα 14 βολτ

Και τώρα έχω ως ελεγκτή έναν ρυθμιστή έρματος, ο οποίος λειτουργεί καλά εδώ και πολύ καιρό. Μόλις η τάση ξεπεράσει τα 14 βολτ, το τρανζίστορ ανοίγει και ανάβει τη λάμπα, η οποία καίει όλη την υπερβολική ενέργεια. Ταυτόχρονα, υπάρχουν τώρα δύο ηλιακά πάνελ και μια ανεμογεννήτρια σε αυτό το έρμα.

Αυτή τη φορά αποφάσισα να φτιάξω ένα μηχάνημα που ανάβει αυτόματα τον φωτισμό LED κιόσκι κήπου. Δεδομένου ότι δεν υπάρχει πρίζα κοντά και το συνεχές τράβηγμα του καλωδίου επέκτασης είναι αρκετά κουραστικό έργο, αποφάσισα να τροφοδοτήσω τα LED από μια μπαταρία με επαναφόρτιση από ηλιακές κυψέλες.

Ένα πολύ παρόμοιο περιγράφηκε προηγουμένως, το οποίο φωτίζει ένα γυάλινο ράφι σε μια ντουλάπα. Θα υπήρχε πρόβλημα με τη χρήση αυτού του προγράμματος οδήγησης, επειδή χρειαζόμαστε περισσότερο φως για να φωτίσουμε το κιόσκι παρά για να φωτίσουμε το γυάλινο ράφι. Επίσης, η χρήση μιας πιο ισχυρής πηγής φωτός θα αποφορτίσει την μπαταρία πιο γρήγορα, η οποία μπορεί να αποτύχει ως αποτέλεσμα της βαθιάς εκφόρτισης των στοιχείων της μπαταρίας.

Για να το αποτρέψω αυτό, αποφάσισα να δημιουργήσω ένα απλό πρόγραμμα οδήγησης με προστασία από πολύ βαθιά εκφόρτιση της μπαταρίας με βάση το . Με τη σειρά τους, οι ηλιακές κυψέλες χρησιμεύουν επίσης ως αισθητήρας φωτός, ο οποίος απλοποιεί σημαντικά ολόκληρο το κύκλωμα.

Η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος έχει διαστάσεις 40 mm επί 45 mm. Επιπλέον, έχουν προστεθεί δύο οπές στερέωσης. Ολόκληρη η συσκευή τροφοδοτείται από τρεις μπαταρίες Ni-MH (1,2V/1000mAh). Για φόρτιση χρησιμοποιείται ηλιακή μπαταρία ονομαστικής τάσης 5 volt και μέγιστο ρεύμα εξόδου έως 80 mA. Η ηλιακή μπαταρία φορτίζει τις μπαταρίες μέσω ανορθωτική δίοδοςΔ1. Το κύκλωμα δεν διαθέτει προστασία υπερφόρτισης μπαταρίας λόγω του γεγονότος ότι σε αυτήν τη διαμόρφωση, η υπερφόρτιση απλά δεν είναι δυνατή.

Μια πλήρως φορτισμένη μπαταρία πρέπει να έχει τάση περίπου 4,2-4,35 V. Το ηλιακό πάνελ παράγει τάση 5 V, αλλά υπάρχει πτώση στη δίοδο ανορθωτή στην περιοχή των 0,7 V, που μας δίνει τάση 4,3 V. Το τρανζίστορ Q1 είναι υπεύθυνο για την ενεργοποίηση του φωτισμού τη νύχτα και την απενεργοποίηση του κατά τη διάρκεια της ημέρας. Η βάση αυτού του τρανζίστορ συνδέεται μέσω μιας αντίστασης 2,2 kΩ στον θετικό πόλο της ηλιακής συστοιχίας.

Όταν το ηλιακό στοιχείο δεν παράγει ηλεκτρική ενέργεια ή είναι πολύ μικρό, το τρανζίστορ Q1 απενεργοποιείται. Στη συνέχεια, το ρεύμα από την έξοδο («REF») της διόδου zener TL431 θα ρέει μόνο μέσω της αντίστασης R4, η οποία δημιουργεί έναν διαιρέτη τάσης μαζί με τις αντιστάσεις R2 και R3. Το τρανζίστορ Q2 οδηγεί το φορτίο με τη μορφή LED. Για να λειτουργήσει σωστά το κύκλωμα, δεν μπορούμε να αγνοήσουμε την αντίσταση R5, η αποστολή της οποίας είναι να τραβήξει τη βάση του τρανζίστορ Q2 στο συν του τροφοδοτικού.

Σύμφωνα με τους υπολογισμούς για τη διαθέσιμη τάση, αποδεικνύεται ότι η αντίσταση πρέπει να έχει αντίσταση 100 ohms. Με αυτή την αντίσταση, το κύκλωμα αλλάζει πολύ γρήγορα. Αλλά το πρόβλημα είναι ότι αυτή η αντίσταση έχει αρκετή μικρή αξία, και το διαρρέει πολύ μεγάλο ρεύμα. Η συνολική κατανάλωση ρεύματος είναι περίπου 23 mA! Αποφάσισα να αντικαταστήσω αυτήν την αντίσταση με μια αντίσταση μεγαλύτερης αξίας. Ως αποτέλεσμα, έβαλα μια αντίσταση με ονομαστική τιμή 1 kOhm. Τώρα η απόρριψη φορτίου δεν είναι τόσο γρήγορη, αλλά η κατανάλωση ρεύματος έχει μειωθεί στα 8 mA.

Φυσικά, η τρέχουσα τιμή των 8 mA καταναλώνεται μόνο όταν το ηλιακό πάνελ βρίσκεται σε σκοτεινό μέρος - δηλαδή μόνο τη νύχτα όταν τα LED είναι αναμμένα. Και αυτό είναι το ίδιο μέγιστο ρεύμα (8 mA) που προέρχεται από την μπαταρία σε τάση 4,2 V. Ρύθμισα την τάση απενεργοποίησης φορτίου στα 2,9 V. Το όριο τάσης για ένα στοιχείο είναι 0,9 V, το οποίο όταν συνδεθεί σε σειρά με τρία μας δίνει 2,7 V, και επομένως έχουμε ακόμα 0,2 V να διαθέσουμε.

Το κύκλωμα μετά την αποσύνδεση του φορτίου (δηλαδή στα 2,9 V και κάτω), καταναλώνει μόνο 50 µA. Το ίδιο ρεύμα θα είναι όταν το ηλιακό πάνελ φορτίζει τις μπαταρίες. Η συσκευή ανταποκρίνεται πολύ στο φως, αλλά όχι τόσο ώστε ο φωτισμός του δρόμου να παρεμβαίνει στο λυκόφως. Περνούν περίπου 2 λεπτά από τη στιγμή που ανιχνεύεται το ηλιοβασίλεμα μέχρι να ανάψουν τα LED στο 100%.

Αφαιρώντας το τρανζίστορ Q1, την αντίσταση R1 και τη δίοδο ανορθωτή D1 από το σύστημα, έχουμε ένα απλό κύκλωμα για την προστασία της μπαταρίας από βαθιά εκφόρτιση. Ένα παρόμοιο κύκλωμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αποσύνδεση μιας μπαταρίας Li-Ion ή Li-Pol από τη φόρτιση. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί, για παράδειγμα, σε φακό. Είναι επίσης δυνατό να δημιουργηθεί τέτοια προστασία για άλλες τάσεις, γι 'αυτό πρέπει να υπολογίσετε τον διαιρέτη τάσης. Υπάρχουν τύποι και ένα παράδειγμα υπολογισμού

Εάν έχετε σκεφτεί έναν εναλλακτικό τρόπο για να αποκτήσετε ενέργεια και αποφασίσατε να εγκαταστήσετε ηλιακούς συλλέκτες, τότε μάλλον θέλετε να εξοικονομήσετε χρήματα. Μία από τις ευκαιρίες εξοικονόμησης είναι φτιάξτε τον δικό σας ελεγκτή φόρτισης. Κατά την εγκατάσταση ηλιακών γεννητριών - πάνελ, χρειάζεται πολύ προσθετος εξοπλισμος: ελεγκτές φόρτισης, μπαταρίες, για μεταφορά ρεύματος στα τεχνικά πρότυπα.

Σκεφτείτε την κατασκευή Φτιάξτο μόνος σου ελεγκτής φόρτισης ηλιακής μπαταρίας.

Αυτή είναι μια συσκευή που ελέγχει το επίπεδο φόρτισης των μπαταριών μολύβδου-οξέος, αποτρέποντας την πλήρη αποφόρτιση και επαναφόρτισή τους. Εάν η μπαταρία αρχίσει να αποφορτίζεται σε κατάσταση έκτακτης ανάγκης, η συσκευή θα μειώσει το φορτίο και θα αποτρέψει την πλήρη αποφόρτιση.

Αξίζει να σημειωθεί ότι ένας αυτοδημιούργητος ελεγκτής δεν μπορεί να συγκριθεί σε ποιότητα και λειτουργικότητα με έναν βιομηχανικό, αλλά θα είναι αρκετά επαρκής για τη λειτουργία του ηλεκτρικού δικτύου. Στην πώληση συναντάμε προϊόντα που κατασκευάζονται στο υπόγειο, τα οποία έχουν πολύ χαμηλό επίπεδο αξιοπιστίας. Εάν δεν έχετε αρκετά χρήματα για μια ακριβή μονάδα, είναι καλύτερα να τη συναρμολογήσετε μόνοι σας.

Ελεγκτής φόρτισης ηλιακής μπαταρίας DIY

Ακόμη και ένα σπιτικό προϊόν πρέπει να πληροί τις ακόλουθες προϋποθέσεις:

• 1,2P< U x I , где P – общая мощность всех используемых источников напряжения, I – ток прибора на выходе, U – вольтаж системы при разряженных батареях
• Η μέγιστη επιτρεπόμενη τάση εισόδου πρέπει να είναι ίση με τη συνολική τάση όλων των μπαταριών χωρίς φορτίο.

Στην παρακάτω εικόνα θα δείτε ένα διάγραμμα τέτοιου ηλεκτρικού εξοπλισμού. Για να το συναρμολογήσετε θα χρειαστείτε λίγη γνώση ηλεκτρονικών και λίγη υπομονή. Ο σχεδιασμός έχει τροποποιηθεί ελαφρώς και τώρα τοποθετείται ένα τρανζίστορ πεδίου αντί για δίοδο, το οποίο ρυθμίζεται από έναν συγκριτή.
Ένας τέτοιος ελεγκτής φόρτισης θα είναι επαρκής για χρήση σε δίκτυα χαμηλής ισχύος, χρησιμοποιώντας μόνο. Διαφέρει στην απλότητα της παραγωγής και στο χαμηλό κόστος των υλικών.

Ελεγκτής ηλιακής φόρτισηςλειτουργεί απλή αρχή: όταν η τάση στη μονάδα δίσκου φτάσει την καθορισμένη τιμή, σταματά τη φόρτιση, συνεχίζεται μόνο η φόρτιση σταγόνας. Εάν η τάση του δείκτη πέσει κάτω από το καθορισμένο όριο, η παροχή ρεύματος στην μπαταρία συνεχίζεται. Η χρήση των μπαταριών απενεργοποιείται από τον ελεγκτή όταν η φόρτιση σε αυτές είναι μικρότερη από 11 V. Χάρη στη λειτουργία ενός τέτοιου ρυθμιστή, η μπαταρία δεν θα εκφορτιστεί αυθόρμητα κατά την απουσία του ήλιου.

Τα κύρια χαρακτηριστικά κυκλώματα ελεγκτή φόρτισης:

• Τάση φόρτισης V=13,8V (με δυνατότητα διαμόρφωσης), που μετράται όταν υπάρχει ρεύμα φόρτισης.
• Απόρριψη φορτίουεμφανίζεται όταν το Vbat είναι μικρότερο από 11 V (με δυνατότητα διαμόρφωσης).
• Ενεργοποίηση του φορτίουόταν Vbat=12,5V;
• Αντιστάθμιση θερμοκρασίας λειτουργίας φόρτισης.
• Ο οικονομικός συγκριτής TLC339 μπορεί να αντικατασταθεί με τον πιο συνηθισμένο TL393 ή TL339.
• Η πτώση τάσης στα πλήκτρα είναι μικρότερη από 20 mV κατά τη φόρτιση με ρεύμα 0,5Α.

Προηγμένος ελεγκτής ηλιακής φόρτισης

Εάν είστε σίγουροι για τις γνώσεις σας στον ηλεκτρονικό εξοπλισμό, μπορείτε να προσπαθήσετε να συναρμολογήσετε ένα πιο περίπλοκο κύκλωμα ελεγκτή φόρτισης. Είναι πιο αξιόπιστο και μπορεί να λειτουργεί τόσο με ηλιακά πάνελ όσο και με ανεμογεννήτρια που θα σας βοηθήσει να πάρετε φως τα βράδια.

Παραπάνω είναι ένα βελτιωμένο κύκλωμα ελεγκτή φόρτισης «φτιάξ' το μόνος σου». Για να αλλάξετε τις τιμές κατωφλίου, χρησιμοποιούνται αντιστάσεις συντονισμού, με τις οποίες θα προσαρμόσετε τις παραμέτρους λειτουργίας. Το ρεύμα που προέρχεται από την πηγή εναλλάσσεται από το ρελέ. Το ίδιο το ρελέ ελέγχεται από ένα κλειδί τρανζίστορ εφέ πεδίου.

Ολα κυκλώματα ελεγκτή φόρτισηςέχουν δοκιμαστεί στην πράξη και έχουν αποδείξει τον εαυτό τους κατά τη διάρκεια πολλών ετών.

Για εξοχικές κατοικίες και άλλα αντικείμενα όπου δεν απαιτείται μεγάλη κατανάλωση πόρων, δεν έχει νόημα να ξοδεύετε χρήματα σε ακριβά στοιχεία. Εάν έχετε τις απαραίτητες γνώσεις, μπορείτε να τροποποιήσετε τα προτεινόμενα σχέδια ή να προσθέσετε την απαραίτητη λειτουργικότητα.

Έτσι, μπορείτε να κάνετε DIY έναν ελεγκτή φόρτισης όταν χρησιμοποιείτε συσκευές εναλλακτική ενέργεια. Μην απελπίζεστε αν η πρώτη τηγανίτα βγήκε σβώλων. Άλλωστε, κανείς δεν είναι απρόσβλητος από λάθη. Λίγη υπομονή, επιμέλεια και πειραματισμός θα φέρει το θέμα στο τέλος. Αλλά ένα λειτουργικό τροφοδοτικό θα είναι ένας εξαιρετικός λόγος υπερηφάνειας.

Ένα από τα πιο σημαντικά συστατικά ηλιακό σύστημαείναι ο ελεγκτής φόρτισης. Μπορεί να παραδοθεί χωριστά ή σε πακέτο με μετατροπέα. Όπως υποδηλώνει το όνομα, αυτή η συσκευή έχει σχεδιαστεί για να ελέγχει τη φόρτιση της μπαταρίας, δηλαδή, ελεγκτές φόρτισης για μια ηλιακή μπαταρία παρακολουθούν το επίπεδο τάσης στην μπαταρία και χρησιμεύουν για να αποτρέψουν την πλήρη αποφόρτιση ή επαναφόρτιση της μπαταρίας.

Η εποχή της παγκόσμιας προσβασιμότητας, όταν μπορείτε να βρείτε απολύτως οποιοδήποτε προϊόν και πληροφορίες, σας επιτρέπει όχι μόνο να αγοράσετε ελεγκτές σε οποιοδήποτε εξειδικευμένο κατάστημα, αλλά και να το συναρμολογήσετε μόνοι σας. Για να το κάνετε αυτό, θα χρειαστείτε ένα διάγραμμα της συσκευής που σκοπεύετε να φτιάξετε, στην περίπτωσή μας, έναν ελεγκτή φόρτισης και την ικανότητα κατανόησης ηλεκτρονικών. Θα προσπαθήσουμε να σας προμηθεύσουμε και με τα δύο.

Ελεγκτές φόρτισης για SB: σύντομη περιγραφή

Υπάρχουν διάφορες ποικιλίες της περιγραφόμενης συσκευής. Το πιο απλό από αυτά εκτελεί μόνο μία λειτουργία: ενεργοποιεί και απενεργοποιεί τις μπαταρίες ανάλογα με τη φόρτισή τους. Τα πιο «προηγμένα» μοντέλα είναι εξοπλισμένα με λειτουργία παρακολούθησης σημείου μέγιστης ισχύος, η οποία παρέχει υψηλότερο ρεύμα εξόδου σε σύγκριση με το ρεύμα ηλιακού πάνελ. Και αυτό, με τη σειρά του, αυξάνει την αποτελεσματικότητα ολόκληρης της εγκατάστασης στο σύνολό της.

Τα πιο προηγμένα μοντέλα μπορούν να μειώσουν την τάση στο SB και να τη διατηρήσουν στο απαιτούμενο επίπεδο. Η παρουσία αυτής της λειτουργίας συμβάλλει στην πληρέστερη φόρτιση της μπαταρίας.

Οποιοσδήποτε ελεγκτής, συμπεριλαμβανομένου ενός σπιτικού, πρέπει να πληροί ορισμένες απαιτήσεις:

• 1,2P ≤ I×U, όπου P είναι η συνολική ισχύς των ηλιακών συλλεκτών ολόκληρου του συστήματος. I – ρεύμα εξόδου ελεγκτή. U - τάση συστήματος με αποφορτισμένες μπαταρίες.
• 1.2Uin = Ux.x, όπου Uin είναι η μέγιστη επιτρεπόμενη τάση εισόδου, Ux.x είναι η συνολική τάση ανοιχτού κυκλώματος όλων των ηλιακών συλλεκτών του συστήματος.

Αν δεν μπορείτε να αγοράσετε...

Φυσικά, συχνά μια συσκευή «φτιάχνω μόνος σου» θα είναι χειρότερη από μια παρόμοια συσκευή που κατασκευάζεται στο εργοστάσιο. Αλλά σήμερα, λίγοι άνθρωποι μπορούν να εμπιστευτούν. Και φτηνοί ηλιακοί ελεγκτές που αποστέλλονται από την Κίνα θα μπορούσαν επίσης να συναρμολογηθούν σε κάποιο πίσω δωμάτιο. Γιατί λοιπόν να αγοράσετε μια συσκευή για την οποία δεν είστε σίγουροι αν είναι δυνατή η κατασκευή της στο σπίτι.

Το σχήμα 1 δείχνει το απλούστερο κύκλωμα, χρησιμοποιώντας το οποίο μπορείτε να συναρμολογήσετε έναν ελεγκτή με τα χέρια σας, κατάλληλο για φόρτιση μπαταρίας μολύβδου 12 V με χρήση SB χαμηλής ισχύος με ρεύμα πολλών αμπέρ. Αλλάζοντας τις τιμές των στοιχείων που χρησιμοποιούνται, μπορείτε να προσαρμόσετε τη συναρμολογημένη συσκευή στην μπαταρία με άλλες τεχνικές προδιαγραφές. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι αυτό το σχήμα περιλαμβάνει τη χρήση ενός τρανζίστορ εφέ πεδίου που ελέγχεται από έναν συγκριτή αντί για μια προστατευτική δίοδο.

Βίντεο που θα σας βοηθήσει:

Η αρχή λειτουργίας είναι αρκετά απλή: όταν η τάση της μπαταρίας φτάσει την καθορισμένη τιμή, ο ελεγκτής θα σταματήσει να φορτίζει, εάν πέσει κάτω από την τιμή κατωφλίου, η φόρτιση θα ενεργοποιηθεί ξανά. Σε τάση μικρότερη από 11 V, το φορτίο θα απενεργοποιηθεί και σε τάση μεγαλύτερη από 12,5 V, αντίθετα, θα συνδεθεί με την μπαταρία. Αυτή η μικρή συσκευή θα σώσει την μπαταρία σας από την αυθόρμητη εκφόρτιση απουσία του ήλιου. Το σχήμα 2 δείχνει ένα ήδη συναρμολογημένο κιτ, που αποτελείται από δύο μπαταρίες, μετατροπείς DC/DC και μια ένδειξη.

Οι αυτοσυναρμολογημένοι ελεγκτές ηλιακής φόρτισης σύμφωνα με πιο σύνθετα σχήματα μπορούν να σας εγγυηθούν αξιόπιστη και σταθερή λειτουργία. Επομένως, εάν αισθάνεστε τη δύναμη στον εαυτό σας, τότε ένα άλλο διάγραμμα παρουσιάζεται παρακάτω. Αποτελείται από μεγαλύτερο αριθμό εξαρτημάτων, αλλά λειτουργεί χωρίς «δυσλειτουργίες» (Εικόνα 3).

Ένας αυτοδημιούργητος ελεγκτής που συναρμολογείται σύμφωνα με αυτό το σχήμα είναι κατάλληλος για ένα σύστημα τροφοδοσίας που λειτουργεί τόσο από SB όσο και από ανεμογεννήτρια. Το σήμα που προέρχεται από την πηγή της χρησιμοποιούμενης εναλλακτικής ενέργειας μετατρέπεται από ένα ρελέ, το οποίο με τη σειρά του ελέγχεται από έναν διακόπτη τρανζίστορ φαινομένου πεδίου. Οι αντιστάσεις κοπής χρησιμοποιούνται για τη ρύθμιση των ορίων αλλαγής λειτουργίας.

Μην φοβάστε να πειραματιστείτε, γιατί τα καλύτερα μυαλά της ανθρωπότητας έκαναν επίσης λάθη και πτώσεις, οπότε αν την πρώτη φορά δεν καταφέρατε να συναρμολογήσετε έναν αξιόπιστο ελεγκτή με τα χέρια σας, μην απελπίζεστε. Προσπαθήστε ξανά, και ίσως τη δεύτερη φορά θα τα καταφέρετε. Αλλά θα «ζεσταθείτε» από την ίδια τη συνειδητοποίηση ότι το φτιάξατε μόνοι σας.

Το άρθρο ετοίμασε η Abdullina Regina

Πώς να τροποποιήσετε τη συσκευή για έλεγχο φόρτισης:

Στα συστήματα ηλιακών σταθμών παραγωγής ενέργειας, χρησιμοποιούνται διάφορα σχήματα σύνδεσης για την παροχή της λαμβανόμενης ενέργειας, τα οποία κατασκευάζονται με διαφορετικούς αλγόριθμους βασισμένους στην τεχνολογία ηλεκτρονικών μικροεπεξεργαστών. Με βάση τέτοια σχήματα, έχουν δημιουργηθεί συσκευές που ονομάζονται ελεγκτές για ηλιακούς συλλέκτες.

Λειτουργική αρχή

Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι για τη μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας από τα ηλιακά στοιχεία σε μια μπαταρία:

• Χωρίς τη χρήση συσκευών μεταγωγής και ρύθμισης, απευθείας.
• Μέσω των ελεγκτών

Ο πρώτος τρόπος προκαλεί το πέρασμα ηλεκτρικό ρεύμααπό την πηγή στις μπαταρίες για να αυξηθεί η τάση τους. Πρώτον, η τάση θα αυξηθεί σε μια ορισμένη οριακή τιμή, η οποία εξαρτάται από τον τύπο και την ποικιλία του σχεδιασμού της μπαταρίας και τη θερμοκρασία του εξωτερικού περιβάλλοντος. Περαιτέρω υπερβείτε αυτό το επίπεδο.

Στην αρχική περίοδο, η φόρτιση της μπαταρίας είναι κανονική. Στη συνέχεια ξεκινούν διεργασίες, που χαρακτηρίζονται από αρνητικές στιγμές: το ρεύμα φόρτισης συνεχίζει να ρέει, προκαλεί αύξηση της τάσης πάνω από την επιτρεπόμενη τιμή, εμφανίζεται υπερφόρτιση και ως αποτέλεσμα αυξάνεται η θερμοκρασία του ηλεκτρολύτη. Αυτό το οδηγεί σε βρασμό και απελευθέρωση υδρατμών με σημαντική ένταση από τα μεμονωμένα στοιχεία της μπαταρίας. Αυτή η διαδικασία μπορεί να συνεχιστεί μέχρι να στεγνώσουν τα βάζα. Είναι σαφές ότι η διάρκεια ζωής της μπαταρίας των μπαταριών δεν αυξάνεται από αυτό το φαινόμενο.

Για να περιορίσετε το ρεύμα φόρτισης, χρησιμοποιήστε ειδικές συσκευές - ελεγκτές φόρτισης ή κάντε το χειροκίνητα. Σχεδόν κανείς δεν χρησιμοποιεί την τελευταία μέθοδο, καθώς προκαλεί ταλαιπωρία για την παρακολούθηση της τιμής τάσης στα όργανα, για χειροκίνητη εναλλαγή, απαιτείται να διοριστεί ένας ειδικός εργάτης για να επισκευάσει τους ελεγκτές για ηλιακούς συλλέκτες.

Η σειρά του ελεγκτή κατά τη φόρτιση

Οι ελεγκτές για ηλιακούς συλλέκτες κατασκευάζονται με διάφορες τροποποιήσεις σύμφωνα με τις αρχές και την πολυπλοκότητα της μεθόδου περιορισμού τάσης:

• Εύκολη απενεργοποίηση και ενεργοποίηση. διακόπτες ελεγκτή Φορτιστήςστην μπαταρία ανάλογα με την τιμή της τάσης στους ακροδέκτες.
• Μεταμορφώσεις.
• Έλεγχος υψηλής ισχύος.

Η πρώτη αρχή της απλής εναλλαγής

Αυτός είναι ο απλούστερος τύπος εργασίας, αλλά είναι λιγότερο αξιόπιστος. Το κύριο μειονέκτημα της μεθόδου είναι ότι όταν η τάση στους ακροδέκτες της μπαταρίας αυξάνεται στη μέγιστη τιμή, η τελική φόρτιση δεν συμβαίνει. Η χρέωση φτάνει το 90% της ονομαστικής αξίας. Οι μπαταρίες είναι συνεχώς σε κατάσταση υποφόρτισης. Αυτό επηρεάζει αρνητικά τη διάρκεια ζωής τους.

Αρχή πλάτους παλμού

Τέτοιες συσκευές κατασκευάζονται με βάση μικροκυκλώματα. Ελέγχουν τη μονάδα ισχύος για να διατηρήσουν την τάση εισόδου σε ένα συγκεκριμένο διάστημα με σήματα ανάδρασης.

Οι ελεγκτές με έλεγχο πλάτους παλμού έχουν τη δυνατότητα:

• Μετρήστε τη θερμοκρασία του ηλεκτρολύτη σε μια απομακρυσμένη ή ενσωματωμένη μπαταρία.
• Σχηματίστε αντιστάθμιση θερμοκρασίας με τάση φόρτισης.
• Προσαρμόστε στις ιδιότητες ενός συγκεκριμένου τύπου μπαταρίας με διαφορετικές αξίεςσύμφωνα με το διάγραμμα τάσης.

Όσο περισσότερες λειτουργίες ενσωματώνονται στους ηλιακούς ελεγκτές, τόσο μεγαλύτερη είναι η αξιοπιστία και το κόστος τους.

χρονοδιάγραμμα ηλιακών μπαταριών

Ανώτατο όριο τάσης σημείου ισχύος

Αυτές οι συσκευές μπορούν επίσης να λειτουργούν με τρόπο πλάτους παλμού. Η ακρίβειά τους είναι υψηλή, αφού λαμβάνεται υπόψη η μέγιστη τιμή της ισχύος που δίνει η ηλιακή μπαταρία. Η τιμή ισχύος υπολογίζεται και αποθηκεύεται.

Για ηλιακά κύτταρα με τάση 12 βολτ, η μέγιστη ισχύς είναι στα 17,5 βολτ. Ένας απλός ελεγκτής θα απενεργοποιήσει τη φόρτιση της μπαταρίας ήδη στα 14 V και ένας ελεγκτής με ειδική τεχνολογίασας επιτρέπει να χρησιμοποιήσετε μια παροχή ηλιακών συλλεκτών έως 17,5 βολτ.

Όσο περισσότερο αποφορτίζεται η μπαταρία, τόσο μεγαλύτερη είναι η απώλεια ενέργειας από τις ηλιακές κυψέλες, οι ηλιακοί ελεγκτές μειώνουν αυτές τις απώλειες. Ως αποτέλεσμα, οι ελεγκτές, χρησιμοποιώντας μετασχηματισμούς πλάτους παλμού, αυξάνουν την παραγωγή ενέργειας της ηλιακής μπαταρίας σε όλους τους κύκλους φόρτισης. Το ποσοστό εξοικονόμησης μπορεί να φτάσει έως και το 30%, ανάλογα με διάφορους παράγοντες. Το ρεύμα εξόδου της μπαταρίας θα είναι υψηλότερο από το ρεύμα εισόδου.

Ιδιότητες

Όταν επιλέγετε τον τύπο του ελεγκτή, πρέπει να δώσετε προσοχή όχι μόνο στις αρχές λειτουργίας, αλλά και στις συνθήκες που προορίζονται για τη λειτουργία του. Αυτοί οι δείκτες συσκευής είναι:

• Τιμή τάσης εισόδου.
• Η τιμή της συνολικής ισχύος των ηλιακών κυψελών.
• Τύπος φορτίου.

Τάση

Το κύκλωμα του ελεγκτή μπορεί να τροφοδοτηθεί από πολλές μπαταρίες, οι οποίες συνδέονται με διαφορετικούς τρόπους. Για τη σωστή λειτουργία της συσκευής, είναι απαραίτητο η συνολική τιμή τάσης, μαζί με το ρελαντί, να μην υπερβαίνει το όριο που καθορίζεται από τον κατασκευαστή στις οδηγίες.

Ας ονομάσουμε ορισμένους παράγοντες λόγω των οποίων είναι απαραίτητο να δημιουργήσουμε ένα περιθώριο τάσης 20%:

• Είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη ο παράγοντας της διαφημιστικής υπερεκτίμησης των δεδομένων του υπεύθυνου επεξεργασίας.
• Οι διεργασίες που συμβαίνουν στα φωτοκύτταρα είναι ασταθείς, με υπερβολικές ηλιακές λάμψεις φωτός, η ενέργεια που δημιουργεί την τάση αδράνειας της μπαταρίας μπορεί να ξεπεραστεί.

Ηλιακή ισχύς μπαταρίας

Αυτή η τιμή είναι σημαντική στη λειτουργία του ελεγκτή, καθώς η συσκευή πρέπει να έχει επαρκή ισχύ για να τη μεταφέρει στις μπαταρίες, εάν δεν υπάρχει αρκετή ισχύς, το κύκλωμα της συσκευής θα αποτύχει.

Για τον υπολογισμό της ισχύος, η τιμή του ρεύματος εξόδου από τον ελεγκτή πολλαπλασιάζεται με την τάση που παράγεται, χωρίς να ξεχνάμε το αποθεματικό 20%.

Τύπος φορτίου

Ο ελεγκτής πρέπει να χρησιμοποιείται για τον προορισμό του. Δεν χρειάζεται να το χρησιμοποιήσετε ως κανονική πηγή τάσης, συνδέστε διάφορες οικιακές συσκευές σε αυτό. Ίσως κάποια από αυτά να λειτουργήσουν καλά και να μην απενεργοποιήσουν τον ελεγκτή.

Ένα άλλο ερώτημα είναι πόσο καιρό θα συνεχιστεί αυτό. Η συσκευή λειτουργεί με βάση την αρχή των μετασχηματισμών πλάτους παλμού, χρησιμοποιεί τεχνολογίες κατασκευής μικροεπεξεργαστή. Αυτές οι τεχνολογίες λαμβάνουν υπόψη το φορτίο που είναι εγγενές στις ιδιότητες της μπαταρίας και όχι διάφορα είδη καταναλωτών που έχουν ιδιαίτερες ιδιότητες συμπεριφοράς όταν αλλάζει το φορτίο.

Πώς να φτιάξετε ένα χειριστήριο με τα χέρια σας

Για να φτιάξετε μια τέτοια συσκευή, αρκεί να έχετε κάποιες γνώσεις ηλεκτρολόγων μηχανικών και ηλεκτρονικών. Μια σπιτική συσκευή θα είναι κατώτερη από ένα βιομηχανικό σχέδιο όσον αφορά τα χαρακτηριστικά και την αποτελεσματικότητα, αλλά για απλά δίκτυα με χαμηλή ισχύ, ένας τέτοιος σπιτικός ελεγκτής είναι αρκετά κατάλληλος.

Ο αυτοσχέδιος ελεγκτής πρέπει να έχει τις ακόλουθες παραμέτρους:

• 1,2 P ≤ I × U. Σε αυτήν την έκφραση, χρησιμοποιούνται οι ονομασίες της συνολικής ισχύος των πηγών (P), του ρεύματος εξόδου του ελεγκτή (I) και της τάσης με μια αποφορτισμένη μπαταρία (U).
• Η υψηλότερη τάση εισόδου του ελεγκτή πρέπει να αντιστοιχεί στη συνολική τάση των μπαταριών στο ρελαντί χωρίς φορτίο.

Ένα απλό διάγραμμα μιας σπιτικής μονάδας ελεγκτή:

Οι αυτοσυναρμολογούμενοι ηλιακοί ελεγκτές έχουν τις ακόλουθες ιδιότητες:

• Τάση φόρτισης - 13,8 βολτ, ποικίλλει από το ονομαστικό ρεύμα.
• Τάση διακοπής - 11 βολτ, μπορεί να ρυθμιστεί.
• Τάση μεταγωγής - 12,5 βολτ.
• Η πτώση τάσης στα πλήκτρα είναι 20 millivolt σε ρεύμα 0,5 A.

Οι ελεγκτές για ηλιακές μπαταρίες αποτελούν μέρος οποιουδήποτε ηλιακού συστήματος, καθώς και συστήματα που βασίζονται σε ηλιακές μπαταρίες και ανεμογεννήτριες. Επιτρέπουν τη δημιουργία μιας κανονικής λειτουργίας φόρτισης μπαταρίας, αυξάνουν την απόδοση και μειώνουν τη φθορά και μπορούν να συναρμολογηθούν από μόνα τους.

Ανάλυση κυκλώματος ελεγκτή για υβριδική ισχύ

Για παράδειγμα, θα εξετάσουμε μια πηγή φωτισμού έκτακτης ανάγκης ή έναν συναγερμό διαρρήκτη που λειτουργεί όλο το εικοσιτετράωρο.

Η χρήση ηλιακής ενέργειας μπαταρίας καθιστά δυνατή τη μείωση της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας από το κεντρικό δίκτυο τροφοδοσίας, καθώς και την προστασία των ηλεκτρικών συσκευών από την πιθανότητα κυλιόμενων διακοπών ρεύματος.

Τη νύχτα, όταν δεν υπάρχει ηλιακό φως, το σύστημα μεταβαίνει σε ηλεκτρικό ρεύμα 220 βολτ. Η εφεδρική πηγή ήταν μια μπαταρία 12 volt. Αυτό το σύστημα λειτουργεί σε κάθε καιρό.

Σχέδιο του απλούστερου ελεγκτή

Η φωτοαντίσταση ελέγχει τα τρανζίστορ Τ1 και Τ2.

Κατά τη διάρκεια της ημέρας, όταν υπάρχει ηλιακό φως, τα τρανζίστορ σβήνουν. Μια τάση 12 βολτ τροφοδοτείται στην μπαταρία από τον πίνακα μέσω της διόδου D2. Αποτρέπει την αποφόρτιση της μπαταρίας μέσω του πίνακα. Με επαρκή φωτισμό, ο πίνακας παράγει ρεύμα 15 watt, 1 ampere.

Όταν οι μπαταρίες είναι πλήρως φορτισμένες έως και 11,6 βολτ, ανοίγει η δίοδος zener και ανάβει το κόκκινο LED (LED Red). Όταν η τάση στις επαφές της μπαταρίας πέσει στα 11 βολτ, το κόκκινο LED σβήνει. Αυτό σημαίνει ότι η μπαταρία πρέπει να φορτιστεί. Οι αντιστάσεις R1 και R3 περιορίζουν το ρεύμα της διόδου LED και zener.

Τη νύχτα ή στο σκοτάδι, όταν δεν υπάρχει φως από τον ήλιο, η αντίσταση του φωτοκυττάρου μειώνεται, τα τρανζίστορ Τ1 και Τ2 συνδέονται. Η μπαταρία λαμβάνει τη φόρτισή της από το τροφοδοτικό. Το ρεύμα φόρτισης από τη γραμμή τροφοδοσίας 220 volt μέσω ενός μετασχηματιστή, ανορθωτή, αντίστασης και τρανζίστορ πηγαίνει στην μπαταρία. Η χωρητικότητα C2 εξομαλύνει τους κυματισμούς της τάσης του δικτύου.

Το όριο της φωτεινής ροής, στο οποίο είναι ενεργοποιημένος ο φωτοαισθητήρας, ρυθμίζεται με μεταβλητή αντίσταση.