Контроллер для заряда солнечной батареи: схема подключения панелей своими руками, гибридный вариант для ветрогенератора, как подобрать

Содержание

Контроллеры для заряда солнечной батареи: тонкости подбора и монтажа

Особую популярность в последнее время приобрели системы, функционирующие автономно, без подключения к электросети. Подобные устройства идеально подходят для работы в замкнутом режиме. Конструкции подобных систем довольно сложные и состоят из нескольких элементов, самым главным из которых является контроллер.

Особенности

Контроллеры заряда имеют несколько немаловажных особенностей. Наиболее важными являются функции защиты, которые служат для повышения степени надежности работы данного устройства.

Необходимо отметить наиболее распространенные в подобных конструкциях разновидности защит:

  • устройства оснащены надежной защитой от неправильного подсоединения полярности;
  • очень важно предотвратить вероятность коротких замыканий в нагрузке и на входе, поэтому производители обеспечивают контроллеры надежной защитой от возникновения подобных ситуаций;
  • немаловажной является защита устройства от молнии, а также различных перегревов;
  • конструкции контроллеров оснащаются специальной защитой от перенапряжений и разрядки аккумулятора в ночное время суток.

Дополнительно устройство оснащается разнообразными электронными предохранителями и специальными информационными дисплеями. Монитор позволяет узнать необходимую информацию о состоянии аккумулятора и всей системы.

Помимо этого, на экране отображается множество другой немаловажной информации: напряжение аккумуляторной батареи, степень заряда и многое другое.

В конструкцию многих моделей контроллеров входят специальные таймеры, благодаря которым активируется ночной режим работы прибора.

Кроме того, существуют более сложные модели подобных устройств, способные одновременно управлять работой двух независимых друг от друга батарей. В наименовании подобных приборов присутствует приставка Duo.

Необходимо отметить современные модели приборов, которые способны сбрасывать лишнюю энергию на ТЭНы.

Существует несколько типов контроллеров для заряда солнечных батарей. Наиболее простым и доступным по стоимости прибором является On/Off.

Основным предназначением и преимуществом данного вида приборов является своевременное отключение подачи заряда на аккумулятор. Это свойство аппарата немаловажно: во время достижения оптимального напряжения оно помогает избежать перегревания прибора. При этом обязательно следует упомянуть о недостатке подобного вида устройств – быстрое отключение. После того как будет достигнут максимальный ток, нужно в течение примерно двух часов поддержать процесс заряда, однако данный прибор отключает его сразу. Степень заряда аккумулятора в этом случае будет порядка 70 процентов, что значительно ниже необходимого значения. Этот показатель оказывает негативное влияние на работу аккумуляторной батареи.

Второй тип контроллеров для заряда солнечной батареи – электронный прибор PWM. Выпуск подобной конструкции был налажен сравнительно давно. В основу работы устройства заложены специальные алгоритмы широтно-импульсной модуляции. Несмотря на это, подобные приборы достаточно эффективны. PWM-устройства являются оптимальным вариантом для использования в бытовых условиях.

Более современное электронное устройство – МРРТ. Прибор оснащен новейшими технологиями, направленными на отслеживание максимальной степени мощности. Это в несколько раз увеличивает эффективности и функциональность данного устройства. Однако, несмотря на это, необходимо отметить, что при выборе устройства для использования в бытовых условиях следует выбирать прибор из серии PWM. Это обусловлено высокой стоимостью приборов из серии МРРТ, а также сложной настройкой. Подобные устройства являются оптимальным вариантом для применения в системах масштабной солнечной энергетики.

Если вы хотите подобрать гибридный вариант, тогда, прежде всего, необходимо понять, как микроконтроллер работает (принцип работы и ШИМ).

Как выбрать

Выбирая подходящий контроллер для заряда солнечной батареи, необходимо обратить особое внимание на несколько очень важных критериев.

На первом месте стоит входящее напряжение. Максимальное значение данного показателя должно соответствовать определенным нормам. В конструкциях подобных устройств иногда используются несколько батарей. Поэтому напряжение на схему прибора идет одновременно от всех батарей, соединенных различными способами. Чтобы прибор правильно функционировал, необходимо определенное напряжение, показатели которого не должны превышать предусмотренные производителем нормы.

Чтобы показатели напряжения соответствовали необходимым стандартам, следует учитывать некоторые нюансы:

  • завышение всех показателей конструкции для заряда солнечной батареи – в целях рекламы;
  • неустойчивость различных процессов, происходящих в фотоэлементах прибора, во время сильных световых вспышек, при этом могут быть значительно превышены показатели энергии, которая оказывает влияние на напряжение в аппарате во время холостой работы батареи.

Вторым немаловажным критерием является номинальный ток. Значение данного показателя у каждого вида устройств разное. Поэтому при выборе того или иного прибора следует предварительно уточнять необходимые нормы мощности – для эффективной работы контроллера данные показатели очень важны. Устройство передает эти значения аккумулятору. В том случае, если прибор не будет получать необходимую мощность, может возникнуть непредвиденная ситуация, и произойдет поломка устройства.

Для расчета значения мощности за основу берется показатель напряжения при разряженных аккумуляторах аппарата. При этом необходимо перемножить показатели выходного тока и напряжение, которое вырабатывается солнечной батареей. После этого следует добавить к полученному результату 20 процентов на резерв.

Читать статью  Единственный в своем роде - Комплект автономного видеонаблюдения Optimus

Еще одним важным критерием при выборе контроллера является вид нагрузки. Не следует использовать устройство для подключения различных бытовых приборов. Это приведет к выводу контроллера из строя, что обусловлено использованием в конструкции прибора различных технологий, которые учитывают всю нагрузку, заложенную в свойствах аккумулятора. Чтобы избежать возникновения подобных ситуаций, необходимо использовать устройство строго по назначению.

Схема установки

Вы можете сделать самодельный вариант своими руками и настроить его, если будете учитывать все наши рекомендации.

Следует отметить, что при подключении каждого типа подобных приборов необходимо использовать максимально соответствующий вид солнечных панелей. Например, при использовании устройства, рассчитанного на входное напряжение порядка 100 вольт, следует воспользоваться солнечными панелями, у которых подобный показатель на выходе соответствует данному значению.

Прежде чем приступить к подключению прибора, следует определиться с наиболее подходящим местом для его установки. Оптимальным решением данного вопроса является сухое, хорошо проветриваемое помещение. Категорически не рекомендуется располагать рядом с аппаратом легковоспламеняющиеся материалы. Помимо этого, категорически недопустимо расположение устройства очень близко к различным источникам вибрации, влажности, а также разнообразным обогревателям и печам. Место для размещения аппарата должно быть надежно защищено от различных атмосферных осадков и прямых солнечных лучей.

Последовательность подключения устройств PWM

Чтобы добиться максимального эффекта от использования подобного устройства, необходимо точно следовать инструкции, а также соблюдать определенную последовательность при подключении аппарата. Процесс подсоединения приборов PWM и различных периферийных устройств не вызовет больших затруднений – справиться с данной задачей сможет любой человек.

Каждая конструкция оснащена специальными маркированными клеммами.

Подключение периферийных устройств необходимо осуществлять в точном соответствии с обозначениями на контактных клеммах:

  • необходимо соединить аккумулятор и аккумуляторную батарею при помощи специального провода и клеммы, внимательно соблюдая полярность;
  • к определенному положительному проводу нужно подсоединить предохранитель, предназначенный для защиты прибора;
  • на соответствующих контактах контроллера следует зафиксировать специальные проводники, выходящие от батареи солнечных панелей, при этом также нужно тщательно соблюдать полярность;
  • следует подсоединить к определенным выходам аппарата специальную лампу для контроля соответствующего напряжения.

Не следует нарушать указанную последовательность. Например, категорически не рекомендуется подсоединять к контроллеру при отключенном аккумуляторе солнечные панели – это может привести к поломке аппарата. Инвертор конструкции нужно соединять с аккумуляторной батареей при помощи специальных клемм.

Порядок подключения приборов MPPT

Общие правила подключения этого типа аппаратов практически идентичны монтажу других видов приборов. Однако технология установки немного отличается, так как контроллеры MPPT относятся к более мощным устройствам.

Для конструкций, рассчитанных на высокую мощность, для соединения силовых цепей необходимо использовать электрокабели с большим сечением.

Соединительные электрокабели обязательно должны быть оснащены специальными наконечниками, выполненными из меди, которые необходимо предварительно обжать с помощью определенного инструмента. Отрицательные клеммы солнечной панели и аккумулятора следует оснастить специальными переходниками с предохранителями и выключателями. Благодаря подобному оснащению конструкции прибора можно добиться значительного сокращения потери энергии и гарантированной максимально безопасной эксплуатации конструкции.

Предварительно перед подключением прибора обязательно следует убедиться, что напряжение на клеммах соответствует либо имеет значение меньше допустимой нормы, которая необходима для подачи на вход контроллера.

Подсоединение периферии к аппарату MTTP:

  • предварительно следует отключить прибор и аккумулятор при помощи специальных выключателей;
  • необходимо демонтировать специальные предохранители на солнечной панели и аккумуляторе;
  • нужно подсоединить при помощи электрокабеля и клемм аккумулятор и контроллер;
  • подключить с помощью специального провода и клемм солнечную панель с аппаратом (данные элементы обозначены соответствующими знаками);
  • соединить с помощью электрокабеля определенную клемму заземления с шиной «земли»;
  • установить на конструкции специальный датчик, определяющий температуру.

Только после выполнения всех этих действий можно поставить на место предохранитель аккумуляторной батареи и перевести выключатель в положение «включено». На мониторе устройства появится значок, обозначающий аккумулятор.

После этого необходимо подождать несколько минут, установить предохранитель солнечной панели и включить устройство при помощи специального выключателя, расположенного на панели прибора. На мониторе отобразится определенный значок, обозначающий напряжение солнечной панели. Это говорит об успешном начале работы прибора.

Советы

Чтобы добиться максимальной отдачи, необходимо устанавливать устройства в местах, хорошо освещенных солнцем. При этом немаловажно расположить прибор максимально высоко.

Конструкция лицевой стороной должна быть направлена в южном направлении. Допускается незначительное отклонение, которое не должно превышать 20 градусов.

Прибор устанавливается под определенным углом к уровню горизонта.

В конструкцию наиболее усовершенствованных устройств входит специальный электропривод, который меняет угол в зависимости от положения солнца.

О том, какие существуют тонкости подбора и монтажа солнечной батареи, смотрите в следующем видео.

Подключение солнечных панелей: к контроллеру, инвертору, аккумулятору

Подключение солнечных батарей

Для использования солнечной энергии обязательно нужен набор устройств, к которым подключаются фотоэлементы. Сюда входят аккумуляторы, контроллер и инвертор, а вот подключение солнечных панелей к ним и какую последовательность использовать — разберём в этом материале.

Как соединить солнечные батареи между собой

Это очень важный момент, ведь от типа соединения будут зависеть характеристики тока на выходе с панелей. А от этого меняются требования к проводам и прочему оборудованию. О соединении фотоэлементов между собой у нас есть подробный материал.

Читать статью  Готовые комплекты солнечных батарей для частного дома и дачи

Внимательно отнеситесь к выбору провода для соединения. Для стандартных домашних электростанций обычно берут сечение не менее 4 мм 2 , а сам кабель должен быть устойчив к ультрафиолету.

Что нужно кроме солнечных батарей

Для сбора полноценной солнечной системы вам понадобятся сами фотоэлектрические модули, которые собирают свет и преобразуют его в электрическую энергию, а также такие устройства, как:

    . Его задача накапливать, сохранять и отдавать энергию. То есть по сути это временное хранилище избыточной энергии. Обычно одного аккумулятора недостаточно и устанавливается комплект в зависимости от мощности электростанции. . Это устройство собственно контролирует заряд, отслеживая напряжение аккумулятора. При необходимости контроллер может прерывать зарядку, чтобы не допускать перезаряда, что негативно сказывается на сроке службы аккумулятора.
  • Инвертор. Он получает постоянный ток от аккумулятора и преобразует в переменный 220В, что необходимо для функционирования электроприборов в доме.
  • Предохранители. Между всеми устройствами солнечной системы лучше ставить предохранители для защиты от короткого замыкания.

Как подключить фотомодули

Рекомендация. При самостоятельной установке лучше приобрести комплект приборов для всей системы, а не по отдельности. Так все устройства будут совместимы по параметрам и смогут обеспечить максимальную эффективность системы.

Последовательность подключения солнечных панелей

Оптимальный вариант — соединять всё в такой последовательности:

  1. Подключаем контроллер к аккумулятору и убеждаемся, что он считывает данные заряда.
  2. Соединяем солнечные панели с контроллером. Должен начаться заряд аккумулятора.
  3. Далее от аккумулятора подключаем инвертор.
  4. От инвертора ток подаётся в разводку по потребителям.

По итогу, идеальная схема солнечной системы такая:

  1. От панелей к контроллеру.
  2. От контроллера к аккумуляторам.
  3. От аккумулятора к инвертору.
  4. От инвертора к потребителям.

Схема подключения солнечных панелей

Но могут быть и другие варианты соединения. Пройдёмся по всем.

Самые необычные электростанции

Подключаем солнечные батареи к контролеру

Чаще всего именно это является началом схемы. Контроллер — связующее звено между солнечными панелями и аккумулятором, при необходимости сбрасывая излишки электроэнергии.

Принцип подключения очень прост. На контроллере 2 пары контактов: к одной подключаются солнечные модули, от другой пары идёт соединения с аккумуляторами. Часто контроллер оборудован и третьей парой контактов для подключения приборов с низким потреблением. Все контакты обозначены: часто это графические изображения устройств, с которыми соединяются каждые контакты.

Как сказано выше, сначала лучше соединить контроллер с аккумуляторами для проверки работоспособности.

Внимание! Во время подключения всех приборов в системе обязательно убеждайтесь в соблюдении полярности.

Можно ли подключить солнечные панели напрямую к аккумуляторам

При стандартном подключении через контроллер сюрпризов быть не должно. Без него, конечно, можно обойтись, но тогда аккумуляторы будут бесконтрольно заряжаться и перегреваться, что очень быстро выведет их из строя.

Если вы уверены, что солнечные батареи будут вырабатывать ровно тот объём энергии или меньше, который могут вместить аккумуляторы, то можно рискнуть обойтись без контроллера. Но мы все же рекомендуем его использовать.

Подключение инвертора

Тоже особых сложностей нет. В комплектации инвертора 2 провода, которые обычно с одной стороны имеют зажимы для подключения к клеммам аккумулятора, с другой — штекеры вставляющиеся в инвертор.

Можно ли использовать солнечные панели без аккумулятора и инвертора

Без аккумулятора система будет работать, но только в дневное время суток и при ясной погоде. Для круглосуточного обеспечения домохозяйства энергией без него уже не обойтись.

Инвертор обязателен, если в доме есть приборы, питающиеся от 220В, что довольно распространено. 12В, поступающих от аккумулятора или напрямую от панелей, будет недостаточно.

Подключение солнечных панелей, схемы соединения

Монтаж солнечной электростанции может стоять до половины стоимости самого оборудования. Но, сделать это вполне можно и самостоятельно. Для этого не нужно иметь никакого специального оборудования, достаточно понимать схему соединения. Их несколько, выбирать нужно в зависимости от параметров тока и напряжения, которые необходимо получить. В этой статье мы разберем все варианты.

Комплект солнечной электростанции

Подключение солнечных панелей, схемы

Типичный комплект солнечной электростанции

Данное оборудование применяется в небольших гелиосистемах которые можно использовать для дома или для дачи. К обязательным компонентам относятся:

  • Солнечные панели или батареи — могут быть монокристаллические и поликристаллические. Чем отличаются и какие выбрать читайте здесь.
  • Инвертор — для чего он и как его выбрать читайте в этой статье.
  • Коннекторы для солнечных батарей — предназначены для быстрого подключения провода к панелям. Если бюджет ограничен, можно использовать пайку, но данное соединение намного удобнее.
  • Кабель, используется одножильный медный в двойной изоляции, стойкий к любым атмосферным воздействиям, сечение от 1.5 мм.

Опционный комплектующие, которые не обязательно должны быть в системе и устанавливаются при определенных задачах:

  • Аккумуляторные батареи — существует несколько вариантов, какой выбрать описано здесь.
  • Контроллер заряда аккумуляторов.
  • Реверсный электросчетчик, устанавливается если вы хотите продавать электроэнергию. В некоторых странах существует так называемый «зеленый тариф», который позволяет зарабатывать, делая это.

Важные характеристики батарей, которые нужно учитывать

• Номинальное напряжение панелей – 12В или 24В.
• Максимальное напряжение при пиковой мощности Vmp.
• Напряжение холостого хода Voc – напряжение, выдаваемое панелями без нагрузки (важно при выборе контроллера заряда аккумулятора).
• Ток Imp – ток при максимальной мощности панели в А.

Схемы подключения

Существуют 3 возможные схемы подключения солнечных панелей между собой, это: последовательное, параллельное и последовательно-параллельное соединение. Теперь о них подробнее.

Читать статью  ТОП-5 лучших зарядных устройств и панелей на солнечных батареях в 2022

Последовательное соединение

В данной схеме минусовая клемма первой панели соединяется с плюсовой клеммой второй, минусовая второй с клеммой третьей и тд. Что дает такое соединение — напряжение всех панелей будет приплюсовываться. Другими словами, если вы хотите получить, например сразу 220В, данная схема поможет это сделать. но используется она крайне редко.

Разберем на примере. Имеем 4 панели с номинальной мощностью по 12В, Voc: 22.48В (это напряжение холостого хода) на выходе получаем 48В. Напряжение холостого хода = 22,48В*4=89,92В. при этом максимальная мощность тока, Imp, останется неизменной.

В данной схеме не рекомендуется использовать панели с разным значением Imp, поскольку эффективность системы будет низкая.

Параллельное соединение

К входам панелей подключаются клеммы одинакового знака, аналогично и к выходам. Удобнее всего это делать с помощью специальных Y коннекторов.

Эта схема позволяет, не поднимая напряжение панелей, увеличить ток. Разберем пример. Имеем 4 панели с номинальной мощностью по 12В, напряжение холостого хода 22.48В, ток в точке максимальной мощности 5.42А. На выходе схемы номинальное напряжение и напряжение холостого хода остается без изменений, но максимальная мощность будет равна 5,42А*4=21,68А.

Последовательно-параллельное соединение

В данной схеме часть панелей соединяется последовательно, часть параллельно. Это дает возможность подобрать оптимальный режим работы электростанции путем регулирования номинальной мощности и силы тока на выходе. Разберем на примере все тех же 4х панелей с характеристиками:

• Номинальное напряжение солнечной батареи: 12В.
• Напряжение холостого хода Voc: 22.48В.
• Ток в точке максимальной мощности Imp: 5.42А.

Соединив 2 солнечные панели последовательно и 2 параллельно на выходе мы получим напряжение 24В, напряжение холостого хода 44,96В, а ток при этом будет равен 5,42А*2=10,84А.

Это дает возможность получить сбалансированную систему и сэкономить на таком оборудовании как контроллера заряда аккумулятора, поскольку эму не нужно будет выдерживать большое напряжение в пике работы. Так же схема дает возможность использовать панели разной мощности, например 2 по 12В, преобразовать в 24В. Наиболее удобный вариант сети для дома.

Как подключить солнечную панель к контроллеру заряда

Это оборудование применяется в системе с аккумуляторами для контроля их уровня зарядки. То есть, сбрасывает излишки электроэнергии на них и предотвращает накопление в случаи полного заряда. Так же дает возможность подключения приборов с низким номинальным напряжением — 12В, 24В, 48В и тд. (в зависимости от того как соединены панели).

Подключение производится следующим образом. Контроллер имеет 3 пары контактов на панели (это стандартный вариант, есть варианты с другим количеством клемм, тогда нужно изучать инструкцию производителя к этому оборудованию):

  • 1 пара контактов — подключается сеть панелей.
  • 2 пара — подключаются аккумуляторы.
  • 3 пара — подключается источник и низким уровнем потребления.

Сначала рекомендуется подключить аккумуляторные батареи что бы проверить оборудование. Затем сами панели, после уже потребитель, если он предусмотрен в схеме.

Схема подключения, которая была в документации к контроллеру. Все достаточно просто и понятно.

Важно. Необходимо соблюдать полярность всей системы, иначе она не будет работать, возможно выйдет из строя сам контроллер. Если вы будете подключать систему к сети, это особенно важно, иначе замыкание выведет из строя все оборудование.

Видео обзор подключения

Подключение к аккумулятору

Как уже писалось выше, аккумуляторные батареи подключаются к контроллеру, который будет контролировать их заряд. С другой стороны они подключаются к инвертору, который преобразует 12В, 24В, 48В в 220В для использования потребителями. Важно так же соблюдать полярность всей схемы и использовать большее сечение провода, рекомендовано в этой части системы сечение 3 мм.

Подключать аккумуляторы можно и напрямую к панелям, без использования контроллера. Однако это делать не желательно по нескольким причинам, самой важной из которых является «перегрев батарей», то есть избыточная бесконтрольная зарядка, которая снизит их срок эксплуатации.

Подключение к инвертору

Данный прибор преобразовывает напряжение, вырабатываемое панелями или отдаваемое аккумуляторными батареями в 220В, после чего его можно использовать в бытовых целях. Есть инверторы, выдающие 380В, однако такие системы в домашних условиях используются крайне редко.

Сам процесс подключение достаточно прост, подсоединяем клеммы, обязательно соблюдая полярность, от аккумуляторов или непосредственно от солнечных панелей, если у вас система без контроллера и АКБ.

Схема подключения солнечных панелей в существующую электросеть такая же, но обязательно нужен гибридный инвертор. Работать он будет по следующему принципу: когда энергии от панелей или аккумуляторов достаточно для потребителя, он будет использовать ее, когда же не достаточно, выросла нагрузка или снизилась выработка, он будет использовать энергию с сети. Так же есть и другие варианты настройки такого оборудования, которые позволят эффективно использовать различные источники электроэнергии. Или настроить зарядку АКБ от сети в случаи нехватки солнечной энергии, например если у вас ночной тариф и ночью электроэнергия дешевле.

Как рассчитать мощность инвертора. Для начала необходимо выяснить напряжение и общую мощность собранной вами системы панелей:

Источник https://stroy-podskazka.ru/solnechnye-batarei/kontrollery-dlya-zaryada/

Источник https://nova-sun.ru/solnechnye-paneli/ustanovka/podklyuchenie-solnechnyh-panelej

Источник https://vremya-stroiki.net/podklyuchenie-solnechnyx-panelej-sxemy-soedineniya/

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *