Tenaga surya sejauh ini terbatas (pada tingkat rumah tangga) untuk penciptaan panel fotovoltaik berdaya rendah. Tetapi terlepas dari desain konverter fotovoltaik dari cahaya matahari menjadi arus, perangkat ini dilengkapi dengan modul yang disebut pengendali muatan surya.
Memang, skema instalasi fotosintesis baterai surya termasuk baterai penyimpanan - perangkat penyimpanan untuk energi yang diterima dari panel surya. Sumber energi sekunder inilah yang terutama dilayani oleh pengontrol.
Dalam artikel yang kami sajikan, kami akan memahami perangkat dan prinsip-prinsip pengoperasian perangkat ini, dan juga mempertimbangkan cara menghubungkannya.
Pengontrol surya
Modul elektronik, yang disebut pengontrol untuk baterai surya, dirancang untuk melakukan sejumlah fungsi kontrol dalam proses pengisian / pemakaian baterai surya.
Ketika sinar matahari jatuh pada permukaan panel surya yang dipasang, misalnya, di atap rumah, cahaya ini diubah menjadi arus listrik oleh sel-sel fotosel perangkat.
Galeri Gambar
Foto dari
Pengontrol adalah komponen wajib stasiun surya yang menghasilkan arus listrik dari energi sinar matahari
Pemilik pembangkit listrik mini pribadi dan mereka yang ingin mendapatkan instalasi tenaga surya sekarang dihadirkan dengan dua jenis pengendali: PWM (atau PWM) dan MPPT
Pengontrol PWM menyediakan pengisian daya baterai multi-tahap. Dengan bantuan mereka, pengisian, penyejajaran, penyerapan, dan dukungan biaya dilakukan.
Model pengontrol murah untuk instalasi tenaga surya domestik dilengkapi dengan indikator LED yang memungkinkan Anda untuk memantau kinerja dan kondisi teknis baterai.
MPPT (pelacakan titik daya maksimum) - pengendali tingkat dan harga yang lebih tinggi. Mereka menyediakan untuk melacak titik daya maksimum
Untuk pembangkit tenaga surya kecil, yang mencakup satu atau dua panel, kemampuan pengendali PWM (PWM) sudah cukup
Kedua jenis pengontrol, serta baterai yang terhubung ke sirkuit, harus dipasang di dalam ruangan, karena desainnya memiliki sensor yang peka terhadap suhu.
Tidak perlu membeli controller jika Anda membeli stasiun surya terintegrasi. Dalam selubungnya yang terisolasi, ada satu set seluruh perangkat yang diperlukan untuk memproses dan menyimpan listrik
Pengontrol untuk panel surya
Pengontrol Modulasi Lebar Pulsa
Pengisi Daya Baterai Bertingkat
Model anggaran dengan indikator LED
Pengontrol untuk stasiun surya MRPT
Heliostasi kecil untuk memberi
Menghubungkan panel surya ke peralatan
Kompleks panel dan peralatan surya
Energi yang diterima, pada kenyataannya, dapat disuplai langsung ke baterai penyimpanan. Namun, proses pengisian / pemakaian baterai memiliki kehalusan tersendiri (tingkat arus dan tegangan tertentu). Jika Anda mengabaikan seluk-beluk ini, baterai untuk periode operasi singkat akan gagal.
Agar tidak memiliki konsekuensi yang menyedihkan, sebuah modul disebut pengendali biaya untuk baterai surya.
Selain memonitor level baterai, modul ini juga memonitor konsumsi energi. Tergantung pada tingkat pelepasannya, sirkuit pengontrol pengisian daya baterai dari baterai surya mengatur dan menetapkan tingkat arus yang diperlukan untuk pengisian awal dan selanjutnya.
Tergantung pada kapasitas pengontrol pengisian daya baterai dari pembangkit listrik tenaga surya, desain perangkat ini dapat memiliki konfigurasi yang sangat berbeda
Secara umum, secara sederhana, modul ini memberikan "masa pakai" baterai yang riang, yang secara berkala terakumulasi dan memberi energi ke perangkat konsumen.
Jenis Praktis
Di tingkat industri, dua jenis perangkat elektronik telah diluncurkan dan sedang diproduksi, yang pelaksanaannya cocok untuk pemasangan di sirkuit sistem energi surya:
- Perangkat seri PWM.
- Perangkat seri MPPT.
Jenis pengontrol pertama untuk baterai surya bisa disebut "orang tua." Skema semacam itu dikembangkan dan dioperasikan pada awal pengembangan energi surya dan angin.
Prinsip operasi rangkaian pengontrol PWM didasarkan pada algoritma modulasi lebar pulsa. Fungsionalitas perangkat semacam itu agak lebih rendah daripada perangkat seri MPPT yang lebih maju, tetapi secara umum mereka juga bekerja cukup efisien.
Salah satu model paling populer dalam sistem pengisian daya surya untuk pengontrol pengisian daya baterai stasiun surya, meskipun kenyataannya bahwa rangkaian perangkat dibuat menggunakan teknologi PWM, yang dianggap usang
Desain yang menggunakan teknologi Pelacakan Titik Daya Maksimum (melacak batas daya maksimum) dibedakan dengan pendekatan modern untuk solusi sirkuit dan memberikan lebih banyak fungsi.
Tetapi jika Anda membandingkan kedua jenis pengontrol dan, apalagi, dengan bias terhadap lingkungan domestik, perangkat MPPT tidak terlihat dalam cahaya pelangi yang diiklankan secara tradisional.
Pengontrol tipe MPPT:
- memiliki biaya yang lebih tinggi;
- memiliki algoritma penyetelan yang canggih;
- memberikan penguatan daya hanya pada panel area yang luas.
Jenis peralatan ini lebih cocok untuk sistem energi surya global.
Kontroler dirancang untuk operasi sebagai bagian dari pembangunan pembangkit listrik tenaga surya. Merupakan perwakilan dari perangkat kelas MPPT - lebih canggih dan efisien
Lebih menguntungkan untuk membeli dan mengoperasikan pengontrol PWM (PWM) dengan efek yang sama untuk kebutuhan pengguna biasa dari lingkungan rumah tangga, yang biasanya memiliki panel area kecil.
Blokir diagram pengontrol
Diagram skematik dari pengontrol PWM dan MPPT untuk dipertimbangkan dengan penampilannya yang picik - ini terlalu rumit sesaat, ditambah dengan pemahaman elektronik yang halus. Oleh karena itu, logis untuk mempertimbangkan skema struktural saja. Pendekatan ini dapat dipahami oleh berbagai individu.
Opsi # 1 - Perangkat PWM
Tegangan dari panel surya melalui dua konduktor (plus dan minus) sampai pada elemen penstabil dan rantai resistif pemisah. Karena bagian dari rangkaian ini, pemerataan potensial dari tegangan input diperoleh dan, sampai batas tertentu, mereka mengatur perlindungan input pengontrol dari melampaui batas tegangan input.
Harus ditekankan di sini: masing-masing model perangkat memiliki batas spesifik untuk tegangan input (ditunjukkan dalam dokumentasi).
Di sinilah tampak diagram struktural perangkat berdasarkan teknologi PWM. Untuk operasi sebagai bagian dari stasiun domestik kecil, pendekatan skematik seperti ini memberikan efisiensi yang cukup
Selanjutnya, tegangan dan arus terbatas pada nilai yang dibutuhkan oleh transistor daya. Komponen sirkuit ini, pada gilirannya, dikendalikan oleh chip pengontrol melalui chip driver. Akibatnya, tegangan keluaran dari pasangan transistor daya menetapkan nilai tegangan dan arus normal untuk baterai.
Juga di sirkuit ada sensor suhu dan driver yang mengontrol transistor daya, yang mengatur daya beban (perlindungan terhadap pelepasan baterai yang dalam). Sensor suhu memantau status pemanasan elemen-elemen penting dari pengontrol PWM.
Biasanya tingkat suhu di dalam case atau di radiator dari transistor daya. Jika suhu melampaui batas yang ditentukan dalam pengaturan, perangkat memutus semua saluran daya aktif.
Opsi # 2 - Instrumen MPPT
Kompleksitas skema dalam hal ini adalah karena penambahan sejumlah elemen yang membangun algoritma kontrol yang diperlukan lebih hati-hati, berdasarkan kondisi kerja.
Tegangan dan level arus dimonitor dan dibandingkan dengan rangkaian pembanding, dan daya output maksimum ditentukan dari hasil perbandingan.
Diagram sirkuit struktural untuk pengendali muatan berdasarkan pada teknologi MPPT. Algoritma yang lebih canggih untuk memonitor dan mengendalikan perangkat periferal sudah dicatat di sini.
Perbedaan utama antara jenis pengontrol dan perangkat PWM ini adalah bahwa mereka dapat menyesuaikan modul energi surya dengan daya maksimum, terlepas dari kondisi cuaca.
Rangkaian perangkat tersebut menerapkan beberapa metode kontrol:
- gangguan dan pengamatan;
- meningkatkan konduktivitas;
- sapuan saat ini;
- tegangan konstan.
Dan di segmen terakhir dari tindakan umum, sebuah algoritma untuk membandingkan semua metode ini juga digunakan.
Cara menghubungkan pengontrol
Mengingat topik koneksi, harus segera dicatat: untuk pemasangan setiap perangkat individu, fitur karakteristik adalah pekerjaan dengan serangkaian panel surya tertentu.
Jadi, misalnya, jika pengontrol digunakan yang dirancang untuk tegangan input maksimum 100 volt, serangkaian panel surya harus menghasilkan tidak lebih dari nilai ini pada output.
Setiap pembangkit listrik tenaga surya beroperasi sesuai dengan aturan keseimbangan output dan tegangan input dari tahap pertama. Batas atas tegangan pengontrol harus sesuai dengan batas atas tegangan panel
Sebelum menghubungkan perangkat, perlu untuk menentukan tempat pemasangan fisiknya. Menurut aturan, kamar kering, berventilasi baik harus dipilih sebagai lokasi pemasangan. Keberadaan bahan yang mudah terbakar di dekat perangkat tidak termasuk.
Kehadiran sumber-sumber getaran, panas dan kelembaban di sekitar perangkat tidak dapat diterima. Situs instalasi harus dilindungi dari presipitasi dan sinar matahari langsung.
Teknik Koneksi Model PWM
Hampir semua produsen pengendali PWM harus mengikuti urutan yang tepat dari perangkat penghubung.
Teknik menghubungkan pengontrol PWM ke perangkat periferal tidak terlalu rumit. Setiap papan dilengkapi dengan terminal berlabel. Itu hanya mengharuskan Anda untuk mengikuti urutan tindakan
Perangkat periferal harus terhubung sepenuhnya sesuai dengan penunjukan terminal kontak:
- Hubungkan kabel baterai di terminal perangkat baterai sesuai dengan polaritas yang ditunjukkan.
- Hidupkan sekring pelindung langsung pada titik kontak kabel positif.
- Pada kontak pengontrol yang ditujukan untuk panel surya, pasang konduktor yang berasal dari panel panel surya. Amati polaritas.
- Hubungkan lampu uji dari tegangan yang sesuai (biasanya 12/24V) ke terminal beban perangkat.
Urutan yang ditentukan tidak boleh dilanggar. Misalnya, dilarang keras menghubungkan panel surya dengan baterai yang tidak tersambung. Dengan tindakan seperti itu, pengguna berisiko "membakar" perangkat. Materi ini menjelaskan secara lebih rinci diagram perakitan panel surya dengan baterai.
Juga untuk pengontrol seri PWM, tidak diperbolehkan untuk menghubungkan inverter tegangan ke terminal beban pengontrol. Inverter harus terhubung langsung ke terminal baterai.
Prosedur Koneksi Instrumen MPPT
Persyaratan umum untuk pemasangan fisik untuk jenis peralatan ini tidak berbeda dari sistem sebelumnya. Tetapi instalasi teknologinya seringkali agak berbeda, karena pengontrol MPPT sering dianggap sebagai perangkat yang lebih kuat.
Untuk pengontrol yang dirancang untuk tingkat daya tinggi, disarankan untuk menggunakan kabel penampang besar yang dilengkapi dengan terminasi logam pada koneksi rangkaian daya
Misalnya, untuk sistem yang kuat, persyaratan ini dilengkapi oleh fakta bahwa produsen merekomendasikan mengambil kabel untuk saluran koneksi daya, yang dirancang untuk kepadatan arus minimal 4 A / mm2. Misalnya, untuk pengontrol untuk arus 60 A, Anda memerlukan kabel untuk menghubungkan ke baterai dengan penampang setidaknya 20 mm.2.
Kabel penghubung harus dilengkapi dengan penutup tembaga, dikeraskan dengan alat khusus. Terminal negatif dari panel surya dan baterai harus dilengkapi dengan adaptor dengan sekering dan sakelar.
Pendekatan ini menghilangkan kehilangan energi dan memastikan operasi instalasi yang aman.
Diagram blok koneksi pengontrol MPPT yang kuat: 1 - panel surya; 2 - pengontrol MPPT; 3 - blok terminal; 4,5 - sekering; 6 - saklar daya pengontrol; 7.8 - ban darat
Sebelum menghubungkan panel surya ke perangkat, pastikan tegangan di terminal sesuai dengan atau kurang dari tegangan yang diizinkan untuk diterapkan ke input pengontrol.
Menghubungkan periferal ke perangkat MTTP:
- Beralih panel dan sakelar baterai ke posisi "mati".
- Lepaskan sekering pelindung pada panel dan baterai.
- Hubungkan kabel ke terminal baterai dengan terminal pengontrol untuk baterai.
- Hubungkan kabel ke terminal panel surya dengan terminal pengontrol yang ditandai dengan tanda yang sesuai.
- Hubungkan terminal darat ke bus darat dengan kabel.
- Pasang sensor suhu pada pengontrol sesuai dengan instruksi.
Setelah langkah-langkah ini, perlu untuk mengganti sekering baterai yang dilepas sebelumnya dan meletakkan sakelar di posisi "on". Sinyal deteksi baterai akan muncul di layar pengontrol.
Kemudian, setelah jeda singkat (1-2 menit), pasang sekering panel surya yang dilepas sebelumnya dan pasang sakelar panel pada posisi "on".
Layar instrumen akan menampilkan nilai tegangan panel surya. Momen ini menunjukkan keberhasilan peluncuran pembangkit listrik tenaga surya.
Industri ini memproduksi perangkat multifaset dalam hal solusi sirkuit. Oleh karena itu, tidak mungkin untuk memberikan rekomendasi yang jelas tentang koneksi semua instalasi tanpa kecuali.
Namun, prinsip utama untuk semua jenis perangkat tetap sama: tanpa menghubungkan baterai ke bus pengontrol, koneksi dengan panel fotovoltaik tidak dapat diterima. Persyaratan serupa disajikan untuk dimasukkan dalam rangkaian inverter tegangan. Ini harus dianggap sebagai modul terpisah yang terhubung ke baterai dengan kontak langsung.
Jika Anda memiliki pengalaman atau pengetahuan yang diperlukan, silakan bagikan dengan pembaca kami. Tinggalkan komentar Anda di kotak di bawah ini. Di sini Anda dapat mengajukan pertanyaan tentang topik artikel.