КОНТРОЛЛЕР НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЙ ВОПРОСЫ ПО КОНТРОЛЛЕРАМ ЗАРЯДА БАТАРЕИ

Солнечные контроллеры — какие они бывают и для чего нужны?

Любая автономная система электроснабжения, содержащая в своем составе аккумуляторные батареи, должна содержать в себе средства контроля заряда и разряда аккумуляторов. Контроллеры заряда используются в автономных фотоэлектрических системах для правильного заряда аккумуляторных батарей (АБ), для защиты перезаряда (когда батарея заряжена, а солнечная панель вырабатывает избыток электричества). Некоторые модели имеют также разъемы для подключения нагрузки постоянного тока и защищают АБ от глубокого разряда.

Использование контроллеров заряда настоятельно рекомендуется. Он обеспечивает трехстадийный (обычно) заряд аккумулятора. Стадии заряда свинцово-кислотных аккумуляторов подробно расписаны в статье про контроллеры с ШИМ.

Особенно это относится к системам со свинцово-кислотными аккумуляторами. Дело в том, что эти аккумуляторы боятся как глубокого разряда, так и перезаряда. В случае переразряда, резко сокращается срок службы аккумуляторной батареи или даже она может выйти из строя. Если же аккумулятор заряжен, но через него продолжает протекать зарядный ток, то это может привести в закипанию электролита и бурному газовыделению (в случае с заливными батареями) или к вспучиванию и даже взрыву герметичных аккумуляторных батарей.

Щелочные батареи хотя и не боятся глубокого разряда, но также не терпят перезаряда. Для литиевых аккумуляторов кроме защит от перезаряда и переразряда в обязательном порядке необходимо ставить систему балансировки напряжения между элементами последовательной цепочки.

Схема подключения солнечного контроллера заряда в фотоэлектрической системе

Поэтому в систему автономного электроснабжения вводятся устройства, которые отключают нагрузку от аккумуляторных батарей если они недопустимо разряжены, а также отключают источник энергии (фотоэлектрическую батарею, ветротурбину и т.п.) если аккумуляторы заряжены.

Контроллер разряда отключает нагрузку, когда аккумулятор недопустимо разряжен. Обычно фотоэлектрические солнечные комплекты снабжаются контроллером заряда-разряда. Никогда на подключайте нагрузку напрямую к АБ минуя контроллер заряда для того, чтобы получить «последнюю порцию» энергии от батареи. Этим вы можете вывести вашу АБ из стоя.

Напряжения отключения нагрузки для свинцово-кислотных батарей обычно лежат в пределах от 10,5 до 11,5 В. Для 12 В аккумуляторных батарей при более чем 10-часовом разряде это означает использование от 100% до 20% номинальной емкости. При более быстрых разрядах количество отбираемой емкости уменьшается.

Напряжение отключения источника энергии обычно равно 14-14,3 В. Это предотвращает газовыделение при заряде аккумуляторных батарей. Существуют контроллеры заряда, в которых предусмотрен режим «выравнивания». Такой режим необходим периодически для заливных батарей, напряжение заряда при этом должно быть около 15 В. Для герметичных батарей такой режим запрещен.

Часто напряжения отключения можно регулировать при изготовлении или настройке. Но, в основном, контроллеры заряда продаются с уже установленными «типовыми» уровнями напряжений отключения.

Важно использовать отдельные отключающие защитные устройства в каждой цепи, как представлено на рисунке ниже:

Какие бывают солнечные контроллеры заряда для аккумуляторов?

Современные контроллеры заряда аккумуляторов от солнечных батарей подразделяются на 2 большие группы — PWM (ШИМ) и MPPT (со слежением за ТММ).

Для заряда АБ от ШИМ контроллера нужно, чтобы напряжение солнечной батареи соответствовало напряжению аккумулятора. Так, для заряда 12В аккумулятора нужна солнечная батарея с 36 солнечными элементами, соединенными последовательно (для увеличения мощности таких цепочек параллельно может быть несколько). Подробно о соответствии напряжения АБ и количества солнечных элементов в панели расписано в статье Как выбрать солнечную батарею и не пожалеть об этом?

Для заряда АБ через MPPT контроллер напряжение солнечной батареи просто должно быть выше напряжения аккумулятора. Также, нужно следить, чтобы напряжение холостого хода солнечной батареи не превышало максимально допустимое напряжение солнечного контроллера.  Про порядок выбора мощности и тока солнечного контроллера подробно описано в разделе «Вопросы и ответы — Контроллеры-Как правильно выбрать контроллер заряда для солнечных батарей?»

Солнечные контроллеры заряда могут быть встроены в инверторы или блоки бесперебойного питания. В ББП обычно встраиваются и зарядные устройства. См., например, ББП Combi и др. и инверторы Studer AJ-S

Мы не рекомендуем экономить на хорошем контроллере заряда для солнечной энергосистемы. Типичное распределение стоимости элементов энергосистемы следующее:

Как видим, стоимость солнечного контроллера составляет малую часть от общей стоимости энергосистемы. Однако, технологии заряда очень сильно влияют как на эффективность использования солнечной энергии, так и на срок службы одной из самых дорогостоящих частей системы автономного электроснабжения — аккумуляторных батарей.

Контроллеры заряда отличаются по

Методы регулирования, применяемые в солнечных контроллерах

Простейшие контроллеры просто отключают источник энергии (солнечную батарею) при достижении напряжения на аккумуляторной батарее примерно 14,4 В (для АБ номинальным напряжением 12В). При снижении напряжения на АБ до примерно 12,5-13 В снова подключается солнечная батарея и заряд возобновляется. При этом максимальный уровень заряженности АБ при этом составляет 60-70%. При регулярном недозаряде происходит сульфатация пластин и резкое сокращение срока службы АБ. Такие контроллеры уже серийно практически не выпускаются, и с основном с таким типом контроллеров можно встретиться у различных «самоделкиных», которые или не имеют возможности купить современный контроллер, или пытаются «сэкономить» (экономии, в конечном счете, никакой не будет — см. про преимущества контроллеров с ШИМ и CTMM)

Наиболее сложные контроллеры умеют следить за точкой максимальной мощности фотоэлектрических батарей. Такие контроллеры называются MPPT контроллерами (Maximum Power Point Tracking — Слежение за Точкой Максимальной Мощности). Причем MPPT контроллеры также используют ШИМ для регулирования тока заряда аккумуляторов.

ШИМ контроллеры также делятся на шунтовые и последовательные.

В шунтовых контроллерах солнечная батарея замыкается накоротко; таким образом, ток от солнечной батареи течет через шунт и не попадает в аккумулятор. Такой принцип работы не позволяет подключать ко входу контроллера другие источники энергии, кроме фотоэлектрических батарей.

В последовательных контроллерах источник энергии отключается от аккумулятора и нагрузки. Напряжение на источнике энергии поднимается до значения напряжения холостого хода.

Каждый тип регулирования имеет свои преимущества и недостатки.

В видео выше объясняется отличие ШИМ и MPPT контроллеров и предложен простой способ выбора контроллера для солнечной батареи.

Вычисление степени заряженности аккумуляторной батареи

Контроллеры также отличаются по алгоритму регулирования. Большинство контроллеров обеспечивает регулирование по напряжениям, или по степени заряженности аккумулятора (SOC — state of charge). S OC могут считать только продвинутые контроллеры. Многие недорогие контроллеры, которые отображают степень заряженности АБ в %, на самом деле не могут вычислять SOC и дают примерную цифру в зависимости от напряжения на АБ и, в лучшем случае, скорости его изменения.

Считается, что регулирование по SOC обеспечивает лучшие режимы работы аккумуляторов и продлевает срок их службы.

По-настоящему SOC могут вычислять следующие модели контроллеров при условии, что контроллер учитывает весь ток заряда и разряда аккумулятора (может потребоваться измерительный шунт на аккумуляторе):

Полный список статей  на нашем сайте:

Дополнительная информация также содержится в разделе «Основы возобновляемой энергетики», подраздел Фотоэлектричество, а также в разделе «Библиотека«.

Настоятельно рекомендуем также ознакомиться с ответами на часто задаваемые вопросы по контроллерам заряда.

Эта статья прочитана 39111 раз(а)!

Продолжить чтение

Как правильно выбрать контроллеры заряда для солнечных батарей

Выбор номинального тока и напряжения контроллера заряда для солнечных батарей для PWM и MPPT контроллеров имеет свои особенности, которые мы рассмотрим ниже.

1. Напряжение.
Для обоих типов контроллеров максимально допустимое напряжение не должно быть меньше напряжения холостого хода вашей солнечной батареи +20%. Запас в 20% необходим потому, что в морозную солнечную погоду напряжение на солнечной батарее будет выше, чем ее паспортные данные, замеренные при 25°С.

Необходимо учитывать, что максимальное рабочее напряжение MPPT контроллера существенно ниже, чем указанное в его характеристиках максимальное напряжение. Например, для контроллеров Outback Flexmax и Schneider Electric (бывший Xantrex) указано максимальное напряжение 150В. Однако, MPPT отслеживается до 120В, в диапазоне от 120 до 140В идет уменьшение мощности контроллера, при 140В он перестает работать, а при 150В происходит аварийное отключение. Аналогичные напряжения и для другого популярного контроллера — MorningStar TriStar MPPT. У контроллеров SunStar MPPT диапазон MPPT до 112В, а максимальное напряжение — 120В.

Есть высоковольтные солнечные контроллеры, с напряжением для подключения солнечной батареи  до 600-900В. Такие контроллеры выпускает RichElectric (Prosolar Sunstar MPPT 40CX), Микроарт (KES c входным напряжением до 200 или 250В), Studer VarioString (до 900В), Schneider XW-MPPT 80-600 (до 600В) и др. См. ассортимент высоковольтных контроллеров у нас в Интернет-магазине.

2. Для выбора номинального тока контроллера нужно применять различные подходы для PWM и для MPPT контроллеров.

Также, учитывайте, что интенсивность солнечной радиации на поверхности земли может быть до 1300 Вт/м2, а модули замеряются при 1000 Вт/м2 — это дает еще 20-25% прибавки к мощности солнечной батареи. Конечно, такая ситуация будет в реальности очень редкая, но она возможна.

Таким образом, для правильным выбором MPPT контролера для 12 солнечных модулей мощностью 230Вт для заряда 48В аккумуляторов будет: 12*230Вт*1,25/44В = 78А, т.е. ближайший из типоразмерного ряда — 80А.

Соединять модули нужно по 3 шт., а не по 4, чтобы не превысить максимально допустимого напряжения контроллера. Причем максимальное напряжение нужно считать для зимы, обычно мы в своих расчетах принимаем температуру -25°С. При такой температуре типичный кремниевый солнечный модуль имеет напряжение холостого хода примерно на 20% выше, чем указанное в его спецификациях. Обязательно учитывайте повышение напряжение солнечной батареи при снижении температуры, иначе зимой в морозную погоду контроллер будет выдавать ошибку и вы потеряете ценные солнечные зимние часы работы вашей солнечной энергосистемы.

Какой контроллер лучше использовать — PWM или MPPT?

Для каждого типа контроллеров есть свои особенности применения, которые зависят от типа, состав и режимов эксплуатации системы солнечного электроснабжения.

ШИМ контроллер имеет свои преимущества.

MPPT контроллер действительно дает выигрыш если напряжение модуля нестандартное. Например, сейчас много модулей для сетевых высоковольтных систем с напряжением MPP около 28В. Таким модулем не зарядишь 24В аккумулятор (см. потери выше). А при заряде 12В аккумулятора солнечная панель будет работать далеко от точки максимальной мощности. Рисунок ниже иллюстрирует этот случай.

При большой разнице между напряжением солнечной панели и аккумулятора нужно использовать MPPT контроллер

Поэтому при использовании такого модуля для заряда 12В аккумулятора через MPPT контроллер можно получить существенный выигрыш по энергии. Более того, такие модули обычно дешевле модулей со стандартным напряжением, поэтому разница в цене модулей может скомпенсировать более высокую цену MPPT контроллера.

Считается, что MPPT контроллер дает от 15 до 30% прибавки к выработке модуля. Поэтому действительно, нужно считать, что дешевле — докупить солнечный батарей или поставить более дорогой MPPT контроллер. При мощностях модулей менее 300-400Вт обычно более целесообразно потратить деньги на дополнительные солнечные модули, чем на более дорогой MPPT контроллер.

Увеличение выработки СБ при низких освещенностях при использовании MPPT контроллера с понижением напряжения — один из мифов. « Прибавка к пенсии» настолько мизерная, что принимать ее всерьез и усложнять систему и ее стоимость не стоит.

Реальный выигрыш при использовании MPPT контроллера можно получить в холодное время года. Если вы эксплуатируете солнечные модули круглогодично, что скорее всего MPPT контроллер будет обоснованным выбором, т.к. позволит получить больше энергии в короткие зимние часы солнечного сияния.

Какие преимущества имеют контроллеры с MPPT?

MPPT расшифровывается как Maximum Power Point Tracking. Слежение за точкой максимальной мощности (ТММ) солнечного модуля может дать прирост в выработке энергии примерно 15-30% по сравнению с контроллером без слежения за ТММ.

Существует несколько алгоритмов поиска точки максимальной мощности. Наиболее распространенный — когда MPPT контроллер постоянно делает итерации по произведению ток*напряжение на входе и следит, чтобы эта величина была максимальной. Тем самым отслеживается точка максимальной мощности солнечного модуля.

Напряжение на выходе MPPT контроллера равно напряжению аккумулятора. Оно зависит не от контроллера, а от уровня заряженности АБ. Естественно, ограничивается на 14,5В*n (количество 12В в цепочке).

MPPT контроллеры могут понижать напряжение солнечной батареи до напряжения аккумулятора. В этом случае, токи на стороне солнечной батареи уменьшаются, поэтому можно уменьшить необходимое сечение проводов. Также, при таком режиме появляется возможность немного заряжать аккумуляторы при низкой освещенности (например, в пасмурную погоду, в начале и конце дня и т.п.). Практически все модели MPPT контроллеров, предлагаемых нами, имеют функцию преобразования напряжения солнечной батареи. Обязательно посмотрите в инструкции к контроллеру, в каких пределах может изменяться входное и выходное напряжение контроллера.

Может ли сила тока заряда (после контроллера) при разряженных АКБ превышать силу тока от СБ? Конечно, может. Мощности на входе и выходе почти одинаковы (за вычетом потерь в контроллере, это несколько процентов).

Т.к. P=U*I, при снижении U возрастает I.

Следует учитывать, что КПД преобразования MPPT контроллеров всегда ниже, чем контроллеров без MPPT. Поэтому, не всегда использование контроллера с MPPT оправдывает его высокую стоимость. Мы рекомендуем использовать MPPT контроллеры в следующих случаях:

Более подробная информация по принципам работы и техническим характеристикам контроллеров с MPPT находится в соответствующем разделе.

Существует ли MPPT контроллер на 2 разные СБ?

Мы о таких контроллерах не знаем. Всегда проще установить 2 отдельных контроллера заряда, особенно если напряжение на разных солнечных батареях сильно отличается. Хотя мы знаем, что некоторые наши клиенты соединяют разные сегменты солнечных батарей, ориентированные на разные стороны крыши, параллельно. Это не совсем правильно (см. здесь), но допустимо.

Существуют контроллеры с 2 выходами для аккумуляторов. Такие контроллеры могут заряжать 2 разные батареи аккумуляторов с различным приоритетом. Например, у вас есть критичная нагрузка, которую нужно питать всегда. Ее вы можете подключить к отдельному аккумулятору. Второстепенную нагрузку, без которой можно обойтись, вы подключаете к другому аккумулятору. Используя контроллер с 2 выходами для разных аккумуляторов, можно от одной солнечной панели заряжать их с разными приоритетами.

Мой контроллер показывает степень заряженности аккумулятора в процентах, насколько он правильно определяет ее?

Некоторые контроллеры имеют функцию определения степени заряженности аккумулятора, что позволяет выбирать режимы работы под конкретный аккумулятор, тем самым существенно продлевая срок его службы. Однако стоит обратить внимание, что, несмотря на то, что в спецификациях контроллера может быть написано, что он определяет степень заряженности в процентах (SOC — state of charge), на самом деле это не так. Для определения SOC необходимо следить за несколькими циклами заряда-разряда аккумулятора и запомнить напряжения при разных токах заряда и разряда и потом вычислять SOC по сложному алгоритму. Подавляющее большинство солнечных контроллеров не делают этого.

Большинство недорогих контроллеров и инверторов не могут определять SOC, а лишь показывают какие-то проценты в зависимости от напряжения на аккумуляторе. Скорее всего, в контроллер записана таблица соответствия «напряжение — % заряженности»,  в соответствии с которым он и показывает «степень заряженности».  Хотя в большинстве случаев этого обычному пользователю достаточно, часто такая индикация может сыграть злую шутку при разряде малыми токами, т.к. пользователь будет надеяться на то, что аккумулятор заряжен, а на самом деле он почти разряжен.  Ведь, как известно, конечное напряжения разряда аккумулятора сильно зависит от того, каким током его разряжали.

Все китайские контроллеры не могут определять SOC. Контроллеры Morningstar вообще не определяют SOC, а работают только по напряжению на аккумуляторе. По-настоящему SOC без шунта определяют только контроллеры Steca PR1010-3030, Tarom и Power Tarom при условии подключения всей нагрузки к выходу контроллера — т.е. контроллер должен иметь возможность считать всю потребляемую энергию.

Если в системе есть инвертор, то единственная возможность правильно считать степень заряженности аккумулятора — это использовать специальные мониторы аккумуляторных батарей, или применять контроллеры с шунтами — например, Prosolar Sunstar MPPT.

Какое напряжение штатно должны выдавать фотоэлектрические модули при максимальном освещении для работы в составе с контроллером заряда и кислотной АКБ? В технических характеристиках модулей указано номинальное напряжение 12В, однако, для уверенной работы зарядного устройства АКБ необходимо как минимум 16-17В. Или, все-таки, они выдают напряжение 17В под штатной нагрузкой?

Напряжение в рабочей точке модуля с 36 элементами при освещенности 1000 Вт/м2 и температуре 25°С около 17В. При повышении температуры напряжение снижается, при понижении — увеличивается. В типичных условиях работы модуль нагревается до 40-50 градусов, с учетом падения напряжения в проводах от СБ до аккумулятора как раз и получите требуемые 15-16В на АБ. Модули с 72 элементами имеют номинальное напряжение 24В, в точке максимальной мощности — около 34В. Подходят для заряда 24В АБ через ШИМ контроллер. Модули с 60 или 48 элементами — это модули для MPPT контроллеров или сетевых фотоэлектрических инверторов (в которых всегда есть контроллер MPPT). C ШИМ контроллерами для заряда АБ их использовать нельзя — будет хронический недозаряд аккумуляторов, что приведет к быстрому выходу его из строя. Подробнее см. в «Почему 12В солнечные батареи на самом деле 17-вольтовые?«

Могу ли я использовать более высокое номинальное напряжение солнечной батареи для заряда аккумуляторной батареи с более низким напряжением (например, использовать 24В СБ для заряда 12 В АБ)?

В общем случае нет. Номинальное напряжение солнечной батареи должно совпадать с номинальным напряжением аккумуляторной батареи. То же самое относится и к номинальному напряжению нагрузки постоянного тока.

Исключение составляет применение MPPT контроллеров заряда с возможностью понижения напряжения. M PPT контроллеры могут понижать напряжение солнечной батареи до напряжения аккумулятора, а на входе поддерживать напряжение, которое необходимо для отбора максимальной мощности от солнечной батареи.

При этом надо учитывать, что коэффициент полезного действия такого преобразования тем ниже, чем больше разница между входным и выходным напряжением.

Следует отметить, что такие контроллеры дороже обычных ШИМ контроллеров. Использование MPPT контроллера оправдано при мощности солнечной батареи более 200 Вт. Можно применять MPPT контроллеры с модулями от 100Вт, если солнечные батареи эксплуатируются в холодных погодных условиях (как известно, при низких температурах напряжение максимальной мощности на модуле повышается, что ведет к большему разрыву между оптимальным напряжением на фотоэлектрическом модуле и напряжением на аккумуляторе).

Также, MPPT контроллеры используются для работы с модулями с нестандартным напряжением (например, тонкопленочные модули и модули для больших солнечных электростанций) — в этом случае такие контроллеры просто необходимы. Более низкая стоимость таких модулей может компенсировать более высокую стоимость MPPT контроллеров.

По мере снижения стоимости MPPT контроллеров минимальная мощность солнечной батареи, с которой их целесообразно использовать, будет снижаться. Например, у нас в продаже есть недорогие MPPT контроллеры на ток от 10 до 80А.

Выигрыш от слежения за точкой максимальной мощности модуля составляет 15-30%.

В технической документации контроллера написано, что напряжение отключения солнечного модуля составляет 14,5 В. Почему контроллер показывает 18 вольт холостого хода?

В периоды больших значений солнечного излучения напряжение холостого хода принимает значение около 18 В, правильно ли я понимаю, что модуль в это время отключен контроллером заряда и работает в холостом режиме, т. потребитель не получают вырабатываемую электроэнергию?

Если вы внимательно читали инструкцию к вашему ШИМ контроллеру, то должны были заметить что без аккумулятора система не работает. Холостой ход СБ может быть и 21 В (см. данные на модуле). Однако подключенная параллельно АБ играет роль буфера. При этом рабочая точка модуля сдвигается в область напряжений АБ.

Только когда напряжение на АККУМУЛЯТОРЕ достигнет 14,5В, модуль начинает постепенно отключаться (в вашем контроллере заложена широтно-импульсная модуляция тока заряда на завершающей стадии заряда) и зеленый светодиод начинает сначала медленно, а потом быстро мигать. Если одновременно идет отбор мощности потребителями, напряжение на АБ не может быть таким высоким, поэтому нагрузка питается как от СБ, так и от АБ. При высокой частоте отключения СБ при работе ШИМ контроллера, среднее напряжение на входе контроллера действительно может быть выше, чем на аккумуляторе. Это нормально. Главное, чтобы контроллер обеспечивал максимальное напряжение на аккумуляторе не более 14,5-15В (в зависимости от температуры аккумулятора и его типа).

Если у вас контроллер с ЖК экраном и вы смотрите через него напряжение на солнечном модуле (не вольтметром), то он может показывать или напряжение холостого хода модуля, или среднее напряжение на модуле в режиме ШИМ регулирования. Попробуйте померить вольтметром напряжение на входе контроллера и сравнить его с показанием контроллера. Аккумулятор получает ровно столько энергии, сколько может принять. Если энергии деваться некуда (не потребляет ни нагрузка, ни аккумулятор), то, конечно, выработка солнечной панели снижается. А как иначе?

Умеют ли контроллеры SunStar MPPT при наличии Шунта SH-500 добавлять ток от панелей при подключении нагрузки на АКБ, чтобы компенсировать ток нагрузки и не разряжать АКБ?

Нет, не могут. Шунт используется только для правильного определения степени заряженности АБ и, соответственно, управления встроенными реле по этому параметру.

Вы, наверное, читали про возможность регулирования без разряда АБ в описании контроллеров МАП KES. Там такая возможность заявлена, но, по нашему горькому опыту, она не работает, несмотря на заявления производителя. Очень надеемся, что в ближайшее время Микроарт отладит работу этой уникальной функции своего контроллера.

Могу ли я для увеличения мощности солнечной системы использовать несколько контроллеров для заряда одной аккумуляторной батареи?

Да, многие контроллеры позволяют присоединять несколько контроллеров с солнечными батареями к одной большой аккумуляторной батареи. Однако в этом случае возможен некорректный расчёт степени заряженности АБ. Обратитесь к руководству и техническим характеристикам для конкретного контроллера для выяснения особенностей параллельной работы контроллеров.

Необходимо соблюдать следующие условия

При параллельном подключении выходов солнечных контроллеров правильно будет использовать ящик постоянного тока с шинами, к которыми будут присоединены защитные устройства контроллеров и кабели от аккумуляторной батареи.  К этой же шине может быть подключен и инвертор.

Если вы не специалист, при самостоятельном монтаже вашей фотоэлектрической системы консультируйтесь с профессионалами даже в вопросах, кажущихся вам ясными и простыми. Дьявол в мелочах, у нас есть приличная статистика по выходу из строя электронного оборудования при неправильном монтаже (соединения, защитные устройства, заземление и т.п.).

Можно ли соединять параллельно выходы для нагрузки постоянного тока нескольких контроллеров?

Если мы говорим о выходе контроллеров для нагрузки постоянного тока, а не выходе на аккумуляторы, то можно соединять выходы нескольких контроллеров только в случае, если выполняются следующие условия:

Важно: нельзя соединять несколько выходов контроллеров для того, чтобы питать нагрузку постоянного тока, которая потребляет ток больший, чем максимальный ток нагрузки любого из контроллеров, соединенных параллельно.

Исходя из вышеизложенного, особого смысла в параллельном подключении выходов контроллеров заряда нет. Более того, велик риск ошибки при подключении. Поэтому мы не рекомендуем соединять выходы солнечных контроллеров параллельно.

Существует ли контроллер с двумя входами для заряда одного аккумулятора? Чтобы и от солнечной панели, и от ветряка одновременно?

Очень часто китайские контроллеры для ветроустановок имеют возможность подключения к нему солнечных батарей. Обычно мощность контроллера для солнечных батарей раза в полтора-два меньше мощности контроллера ветряка. В них используется простейший ШИМ контроллер для ветроустановки, к которому через разделительный диод просто подключается солнечная панель. Поэтому, покупая такую ветроустановку, вы получаете в ее составе гибридный ветро-солнечный контроллер.

Однако, мы рекомендуем иметь 2 отдельных контроллера для ветроустановки и для солнечных батарей. Этот вариант имеет ряд преимуществ:

Оба контроллера — для ветряка и для СБ — подключаются к одной и той же аккумуляторной батарее. К этой же батарее подключается общий инвертор или другая нагрузка постоянного тока.

Можно ли заряжать никель-кадмиевые, никель-металгидридные или другие щелочные аккумуляторы, используя контроллеры солнечного заряда?

Все предлагаемые нами контроллеры используются только со свинцово-кислотными аккумуляторами. Преимущества использования таких аккумуляторов в системах с возобновляемыми источниками энергии описаны в разделе по аккумуляторам.

Щелочные (NiCd и NiMh) имеют другие требования по режимам заряда и разряда. Пожалуйста, не используете эти контроллеры с щелочными или другими типами аккумуляторов — это опасно! Если вам нужно заряжать щелочные или литий-ионные аккумуляторы — поищите специальные зарядные устройства и контроллеры для такого типа аккумуляторов.

Все предлагаемые нами контроллеры рассчитаны для заряда свинцово-кислотных аккумуляторов. Они имеют контрольные напряжения, рассчитанные именно для такого типа аккумуляторов. Использование их для заряда аккумуляторов другого типа опасно и может привести к взрыву.

Можно ли использовать отличные от фотоэлектрических панелей источники постоянного тока для заряда АБ через контроллер солнечного заряда?

Мы не рекомендуем подключать к контроллерам другие источники постоянного тока, кроме как солнечные фотоэлектрические батареи. Несмотря на то, что эти источники могут иметь похожие с солнечной батареей выходные параметры по току и напряжениям, обычно источники постоянного тока имеют гораздо более жесткую нагрузочную характеристику (и выходную мощность), чем солнечный модуль. Подключение к солнечным контроллерам других источников постоянного тока может привести к перегреву и выходу из строя контроллера. Эти источники тока ведут себя не так, как солнечные батареи, когда из выход замкнут накоротко или отключен от нагрузки. Особенно это не рекомендуется при подключении к солнечным контроллерам, которые шунтируют солнечную батарею при ШИМ. Это может привести к выходу из строя как контроллера, так и источника постоянного тока.

Ряд предлагаемых контроллеров имеет шунтовое регулирование зарядного тока (например, контроллеры Steca серии PR, старые версии контроллеров серий Solarix, Solsum и др.), т.е. при ограничении тока заряда они замыкают накоротко солнечную батарею. Если подключен другой источник постоянного тока, это может также привести к выходу из строя не только контроллера, но и этого источника тока.

Если вам нужно обеспечить дополнительный источник для заряда вашей аккумуляторной батареи, вам нужен соответствующий источнику энергии контроллер заряда, который может регулировать ток и напряжение заряда соответствующим образом. В таком случае эти зарядные устройства могут быть соединены параллельно на одну аккумуляторную батарею.

Каковы типичные причины выхода из строя силовых транзисторов?

Регулирование зарядного и разрядного тока в контроллерах обычно осуществляется с помощью силовых полевых транзисторов. Эти транзисторы имеют очень низкое прямое падение напряжение в открытом состоянии, и, следовательно, высокий КПД. Если эти транзисторы выходят из строя, контроллер перестает работать.

Обычно силовые транзисторы выходят из строя по следующим причинам.

Можно ли присоединять инвертор к выходу для нагрузки контроллера заряда?

В подавляющем большинстве случаев нет. Это связано с тем, что обычно:

Мы не рекомендуем присоединять инвертор к выходу контроллера, даже в том случае, если его номинальная мощность меньше номинальной мощности выхода контроллера. Инвертор может заработать после нескольких попыток (т.е. когда его входной конденсатор зарядится), но это не является нормальным режимом работы.

Поэтому инвертор обычно подключают напрямую к аккумуляторной батарее. Защита аккумулятора от глубокого разряда при этом осуществляется инвертором. Обычно инверторы имеют напряжение защитного отключения примерно 1,75В на банку (т.е. 10,5 В для 12В, для других напряжений нужно умножать на соответствующий коэффициент). « Продвинутые» инверторы могут регулировать напряжение защитного отключению, простые — не могут. Если режимы работы системы таковы, что происходит частое срабатывание защиты инвертора по низкому напряжению аккумуляторов, нужно использовать защитные возможности контроллера. Дело в том, что напряжение срабатывания защиты инвертора соответствует почти полному разряду аккумулятора при типичных токах разряда (около 0,1С). Это приводит к резкому сокращению срока службы аккумулятора.

Солнечные контроллеры рассчитаны на работу именно в регулярных циклических режимах заряда-разряда, поэтому напряжение защитного отключения контроллера обычно значительно выше, около 11,1-11,4 (около 1,87 В на банку 2В). Поэтому при работе защиты по напряжению контроллера, срок службы АБ можно значительно повысить.

Как же правильно подключить инвертор в системе солнечного электроснабжения, учитывая ограничения контроллера, указанные выше?

Для этого нужно подключить к выходу контроллера реле (на соответствующее напряжение постоянного тока 12, 24 или 48В и ток, не превышающий номинальный ток контроллера), с коммутирующими контактами, рассчитанными на максимальный потребляемый инвертором ток. Инвертор должен подключаться к аккумуляторной батарее через эти контакты. В такой схеме защитные функции будет выполнять контроллер заряда. Когда контроллер дает команду на отключение нагрузки из-за разряда аккумулятора, реле обесточивается и его контакты размыкают питающую инвертор цепь. Обращайтесь к нашим специалистам для получения схем подключения.

Диод — для гашения всплесков напряжения в индуктивности обмотки реле, его номинал зависит от выбранного реле. Обычно диода на 1А бывает достаточно. Силовые реле мы не продаем, поищите любые контакторы в электротехнических магазинах.

Примечание. При подключении по такой схеме контроллер не может вычислять степень заряженности АБ, поэтому, если он имеет соответствующие установки, его нужно перевести в режим работы по напряжению. Следует учитывать, что такая же ситуация имеет место и при прямом подключении инвертора к клеммам аккумуляторной батареи.
Для правильного подсчета степени заряженности нужно применять специальные измерительные шунты, которые измеряют не только ток заряда, но и ток разряда аккумуляторов. Только дорогие MPPT контроллеры имеют возможность подключения таких шунтов. В остальных случаях для получения данных по степени заряженности нужно ставить отдельный монитор АБ (см. в нашем Интернет-магазине, раздел «Дополнительное оборудование»).

Для чего нужна температурная компенсация и датчик температуры в контроллерах?

Для правильного и полного заряда аккумуляторов необходимо изменять напряжения на различных стадиях заряда в зависимости от температуры аккумулятора.

Напряжения заряда, которые приведены в инструкциях на контроллеры, даются для 25°С. Также обычно дается величина температурной компенсации при изменениях температуры вверх или вниз от стандартной — обычно это -0,03В/°С (для 12В батареи). Минус означает, что напряжение нужно повышать при понижении температуры.

Температурная компенсация контроллеров MorningStar

Например, если температура окружающего воздуха 35°C, т.е на +10°C выше базовой температуры 25°C, то напряжение заряда на различных стадиях заряда должно быть на 10 *0.03В ниже рекомендуемого для 25°С. Поэтому, если указано напряжение 14,4В для 25°С, то при 35°С это напряжение должно быть 14,1В, а при 15С — 14,7В. Типичный график вольтодобавки для АБ напряжением 12В приведен на рисунке (источник — Morningstar Co).

Обычно в контроллерах заряда есть встроенный датчик температуры. В соответствии с его показаниями контроллер регулирует зарядные напряжения. Если АБ и контроллер находятся рядом друг с другом, то обычно этого бывает достаточно для правильного температурно-компенсированного заряда. Если же аккумуляторная батарея находится далеко от контроллера или в другом помещении (т.е. когда их температуры могут сильно отличаться), необходимо применять выносной датчик температуры аккумуляторных батарей. Во всех более-менее серьезных контроллерах есть возможность подключения внешнего датчика температуры. В маломощных и бюджетных контроллерах такой возможности может не быть.

Какие контроллеры могут работать с литиевыми аккумуляторами?

Почти все контроллеры современные могут работать с литиевыми аккумуляторами. Если в настройках контроллеров есть раздел пользовательских настроек, то он может работать с литиевыми АБ.

Есть контроллеры специально для работы только с литиевыми аккумуляторами, см. тут
Но при этом все равно нужны балансиры -например, такие