Tipi di controllori di ricarica solare!

Al fine di proteggere la batteria e prevenire il sovraccarico, la maggior parte dei sistemi di energia solare include un controller di ricarica. La sua funzione di base è quella di tagliare la corrente di carica quando la batteria è piena. Poiché le batterie diverse hanno caratteristiche di ricarica diverse, il controller di ricarica deve essere selezionato in base al tipo di batteria. Oggi introdurremo la classificazione dei controllori di ricarica solare.

Secondo i diversi principi della regolazione del controller della ricarica della batteria, i controller di ricarica comunemente usati possono essere suddivisi in:

Introduzione di controller di ricarica solari collegati in serie

Un elemento di commutazione è collegato in serie tra il modulo fotovoltaico e la batteria. Il circuito del rilevatore di controllo monitora la tensione del terminale della batteria. Quando la tensione di carica supera il valore di disconnessione della carica completa (HVD) impostato dalla batteria, l'elemento di commutazione interrompe il circuito di ricarica della batteria e riprende la ricarica della batteria.

Il controller di ricarica connesso in serie può utilizzare un relè come interruttore rapido. Attualmente vengono utilizzati principalmente transistor a effetto di campo di potenza (MOSFET), IGBT, relè a stato solido. L'elemento di commutazione in un controller di ricarica ben progettato in serie può anche sostituire il diodo anti-inverso, che svolge un ruolo nel prevenire la "perdita inversa" durante la notte.

Poiché l'elemento di commutazione di controllo è collegato in serie nel circuito di carica, la perdita di tensione del circuito è relativamente grande, il che riduce l'efficienza di ricarica. Inoltre, quando l'elemento di commutazione viene disconnesso, la tensione di ingresso salirà al livello della tensione a circuito aperto dell'unità di generazione di energia. Pertanto, quando si progetta un controller di ricarica connesso in serie, è necessario selezionare MOSFET a stato passa basso e IGBT a caduta di tensione a bassa saturazione.

Introduzione di controller di ricarica solari connessi in parallelo

L'elemento di commutazione del controller di ricarica connesso in parallelo è collegato in parallelo alle due estremità del modulo fotovoltaico, quindi può risolvere il problema della perdita di potenza dell'elemento di commutazione nel controller di ricarica connesso in serie.

Il circuito di rilevamento del controller monitora la tensione del terminale della batteria. Quando la tensione di carica supera il valore di disconnessione della carica completa (HVD) impostato dalla batteria, l'elemento di commutazione viene acceso per bypassare la batteria.

Quando la tensione del terminale della batteria scende al valore di tensione di carica di recupero della batteria impostato, l'elemento di commutazione viene scollegato e il circuito di ricarica della batteria viene acceso contemporaneamente.

Il circuito di ingresso del controller di ricarica solare connesso in parallelo di solito ha un diodo, che può consentire alla corrente di fluire nella batteria durante la ricarica e impedire che la corrente della batteria fluisca verso l'array fotovoltaico di notte o nei giorni nuvolosi. Il controller di ricarica connesso in parallelo ha un circuito semplice, è economico, ma quando la batteria è piena e protetta mentre l'array fotovoltaico sta ancora generando energia, genererà una grande corrente di cortocircuito, creerà un "punto caldo", accelererà l'invecchiamento e non è raccomandato.

Introduzione di controller di ricarica solare di tipo PWM

Al fine di prevenire efficacemente il sovraccarico e sfruttare appieno l'energia solare per la ricarica della batteria, negli ultimi anni sono stati sviluppati controller di ricarica per la modulazione della larghezza di impulso (PWM). Il controller di ricarica PWM commuta l'ingresso del modulo fotovoltaico in modo pulsato. Quando la batteria tende ad essere piena, poiché la sua tensione terminale aumenta gradualmente, la frequenza o il ciclo di funzionamento dell'impulso cambia, accorciando il tempo di conduzione e riducendo gradualmente la corrente di carica.

Quando la tensione della batteria scende al di sotto del punto di carica completo, la corrente di carica aumenterà gradualmente nuovamente. Questo processo di ricarica forma uno stato di ricarica più completo, che può aumentare la durata totale del ciclo della batteria nel sistema fotovoltaico. Lo stato di ricarica della protezione della carica PWM può aumentare la durata totale del ciclo della batteria nel sistema fotovoltaico.

Il circuito di protezione della carica PWM è principalmente un circuito di protezione connesso in parallelo. L'utilizzo di questo tipo di circuito ha i vantaggi sia di proteggere la batteria che di sfruttare appieno l'energia. Inoltre, i controller di ricarica solare PWM possono anche ottenere la massima funzione di tracciamento della potenza per i sistemi fotovoltaici. Pertanto, i controller di modulazione della larghezza di impulso sono anche comunemente usati nei sistemi fotovoltaici su larga scala. Lo svantaggio è che lo stesso controller di modulazione PWM porta una certa perdita di commutazione (dal 4% all'8 % circa).