1. Як працює MPPT-контролер
2. Гелієвий контролер Tracer 4210A

Наше деловое партнерство www.banwar.org

Найважливіша ланка сонячної домашньої електростанції - контролер заряду акумулятора. Вже з самої назви зрозуміло, що цей прилад призначений для управління процесом зарядки акумуляторів. Відомі випадки, коли при покупці сонячної домашньої електростанції деякі замовники з метою економії відмовлялися від цього досить дорогого приладу. В результаті такої «економії» повністю або частково виходила з ладу акумуляторна батарея, і витрати на її відновлення або навіть заміну багато разів перевищували вартість одного-єдиного контролера.

Неконтрольований зарядний струм (і / або напруга) сонячних батарей міг перевищити критичний для даного типу акумуляторів значення, що прискорювало б хімічні процеси, через які акумулятор міг руйнуватися. При тривалому заряді може статися перезаряд акумулятора, що призводить до «закипання акумулятора» і подальшого вибуху. Нарешті, при тривалому розряді без підзарядки виникають незворотні хімічні процеси, які роблять неможливою відновлення акумулятора.

Ось для того і застосовуються контролери, щоб акумулятори служили якомога довше. В даний час для сонячних домашніх електростанцій використовуються контролери двох типів. Перший тип - це контролери, що працюють за принципом широтно-імпульсної модуляції (ШІМ), контролюють рівень заряду акумуляторів. До другого типу відносяться МРРТ-контролери для сонячних батарей, що працюють за принципом пошуку точки максимальної потужності (ТММ). МРРТ-контролери, на відміну від ШІМ-контролерів, вибираючи точку максимальної потужності, значно збільшують вироблення електроенергії фотоелектричними перетворювачами.

Як працює MPPT-контролер

В основу роботи MPPT-контролера покладено принцип «Perturb and Observe» ( «Відійти і стежити»). Тобто під час роботи контролера періодично проводиться сканування всієї кривої вольт-амперної характеристики фотоелектричних модулів. Періодичність такого сканування, як правило, лежить в межах двох годин. Але існують моделі контролерів, де періодичність може встановлюватися при настройці приладу і змінюватися від однієї хвилини до чотирьох годин.

В процесі цього сканування контролер знаходить точку максимальної потужності, фіксує її для своїх розрахунків і до наступного сканування використовує саме ці значення для обчислення потужності сонячного модуля. Зрушуючи це значення вправо-вліво на незначну величину, обчислює потужність, і, якщо виявляється, що нове значення потужності більше попереднього, встановлює це нове значення ТММ (MPP).

Вольт-амперна характеристика сонячної батареї

Практично всі прилади MPPT використовують саме цей метод, хоча він і не позбавлений деяких недоліків. Наприклад, одним з недоліків є те, що вимірювання проводяться постійно, а під час цієї операції на деякий час припиняється подача енергії від фотоелектричних перетворювачів.

Одні виробники контролерів підбирають параметри пошуку і періодичність всеосяжного сканування параметрів, фіксуючи їх в настройках. Інші ж виробники віддають настройки на відкуп споживачеві, надаючи йому самому знайти оптимальний режим роботи приладу і домогтися максимальної віддачі від фотоелектричних модулів.

Крім цього необхідно враховувати зміни вольт-амперних характеристик модулів в залежності від температури. Чим вище температура сонячної батареї, тим менше виробляється напруга і, як наслідок, загальна вироблення електроенергії. Тому є ймовірність того, що в деякі моменти напруга в ТММ виявиться нижче, ніж напруга акумуляторної батареї. Зменшення виробітку електроенергії відбувається також і при частковому затіненні модуля.

Залежність напруги від температури

Щоб повністю використовувати можливості MPPT-контролера при будь-яких умовах, фотоелектричні модулі коммутируются на підвищену напругу, так як практично всі контролери можуть відстежувати точку максимальної потужності в великому діапазоні. Така комутація модулів дозволяє також збільшити виробництво електроенергії навіть при слабкому освітленні. При цьому необхідно стежити за тим, щоб різниця між вхідною напругою і вихідним була не дуже велика, так як велика різниця між цими значеннями знижує ефективність приладу.

Гелієвий контролер Tracer 4210A

Повна назва контролера - Y-SOLAR 40A Tracer Solar Charge Controller 12V 24V. Як вже видно з назви, він виконаний по MPPT-технології, яка забезпечує роботу приладу з ефективністю не менше 99.5%. Робоча напруга 12/24 вольт постійного струму розпізнається автоматично, і це значення відображається на рідкокристалічному дисплеї на лицьовій панелі контролера. Прилад в автоматичному режимі контролює потужність енергії від фотоелектричних перетворювачів на вході, щоб ні в якому разі не допустити перезарядження акумуляторів. Для зв'язку з багатьма терміналами (ноутбук, смартфон) в приладі реалізований інтерфейс RS-485, який працює в протоколі зв'язку Modbus. З'єднання з приладом є в будь-який момент часу. Контролер працює з акумуляторами різних типів, в тому числі і з гелевими. Є вбудований температурний датчик. У реальному масштабі часу ведеться статистика по витраті енергії.

Y-SOLAR 40A Tracer Solar Charge Controller 12V 24V

Всі вироби цієї лінійки приладів, що працюють за алгоритмом MPPT, в будь-якій ситуації швидко і точно знаходять точку максимальної потужності фотоелектричних перетворювачів, що мінімум на 30% підвищує ефективність роботи гелієвих батарей. Дисплей призначений для виконання двох функцій - локального контролю безпосередньо на приладі і для дистанційного керування контролером. Протокол інтерфейсу зв'язку Modbus розширює можливості клієнтських додатків в самих різних позиціях. Це можуть бути телекомунікації базової системи, це можуть бути фінансові розрахунки, це може бути вуличне освітлення, це може бути навіть установка спостереження за навколишнім середовищем і так далі.

Зовнішній вигляд і роз'єми контролера

У приладі є вбудований фільтр помилок зовнішніх підключень, реалізовані функція самотестування і поліпшена електронна функція захисту, що блокує помилки, які можуть виникнути при ручному налаштуванні, і згодом привести до пошкодження всієї системи. Високоякісні компоненти приладу забезпечують системну продуктивність з ефективністю не менше 98%.

Надзвичайно швидка швидкість відстеження точок максимальної потужності фотоелектричних перетворювачів, широкий діапазон робочих напруг, кілька режимів управління навантаженням, режим ручного управління, включення і виключення освітлення, включення світла в режимі таймера.

Можливі підключення контролера

У приладі реалізована функція енергостатістікі в реальному масштабі часу. Можливе підключення мережевого модуля (Ebox-01) і підключення до Інтернету через TCP / UDP / SNMP. Передбачено моніторинг за допомогою персонального комп'ютера і підключення зовнішнього дисплея МТ-50. Програмне забезпечення постійно оновлюється, про доповнення і зміни власник приладу отримує повідомлення.

Вага приладу - 2.2 кг.
Розміри - 228х144х55 мм.
Вартість - 11000 рублів

Зрозуміло, ці прилади не з дешевих. Але, якщо ви хочете, щоб ваша домашня електростанція працювала ефективно і надійно, потрібно вибирати саме те, що забезпечує і ефективність, і надійність. Рішення приймати вам.