آیا می دانستید دوره های آموزشی مجتمع فنی و حرفه ای دارالفنون مطابق با استاندارد ها و با مدرک بین المللی است ؟

شارژ کنترلر خورشیدی

شارژ کنترلر خورشیدی بطور کلی دستگاهی جهت تنظیم ولتاژ و یا جریان خروجی از پنل های خورشیدی ،برای محافظت از باتری ها در مقابل شارژ بیش از اندازه است. نقش شارژ کنترلر خورشیدی در سیستم های خورشیدی جدا از شبکه بسیار حائز اهمیت می باشد.در صورتی که تنظیم بر نحوه شارژ باتری وجود نداشته باشد باتری ها بر اثر شارژ بیش از حد آسیب خواهند دید.

مراحل شارژ کنترلر ها

 

بیشتر شارژ کنترلرهای بازار این سه مرحله را برای شارژ باتری ها انجام می دهند

 

مرحله شارژ حداکثری

 

در این مرحله ولتاژ تا حد ولتاژ BULK زیاد می شود و بیشترین جریان برای شارژ باتری ها کشیده می شود اما جریان در این مرحله ثابت است و تا ولتاژ باطری ها به ۸۰ الی ۹۰ درصد ولتاژ شارژ کامل برسد ادامه دارد . زمان این مرحله تقریبا نیمی از زمان شارژ باتری می باشد و بیشترین شارژ باتری در این مرحله اتفاق می افتد ( در این مرحله ولتاژ متغییر و جریان ثابت است ) .

 

مرحله شارژ کامل(ABSORPTION )

 

در این مرحله ولتاژ شارژ در حد همان ولتاژ BULK باقی می ماند برای یک زمان معین ( معمولاً یک یا دو ساعت ) تا هنگامی که جریان به کمترین حد خود برسد یعنی باتری به اشباع برسد . انتقال از مرحله BULK به مرحله ABSORPTION به آرامی صورت می گیرد بدلیل اینکه ولتاژ دو مرحله تقریباً با یکدیگر برابر است ( در این مرحله جریان متغییر و ولتاژ ثابت است ).

 

مرحله شناوری(FLOAT)

 

زمانی که مرحله ABSORPTION تمام شد ( معمولاً جریان شارژ به ۳ درصد جریان نامی برسد ) ولتاژ تا حد ولتاژ مرحله FLOAT کاهش پیدا می کند و باتری ها یک جریان خود نگه دار یا جریانی که از تخلیه باتری جلوگیری می کند از سیستم دریافت می کنند ( در این مرحله هم ولتاژ ثابت است و هم جریان ).

 

شارژ کنترلرهای(PWM Pulse Width Modulation)

 

این شارژ کنترلرها نیز مانند همه ی شارژ کنترلرها وظیفه ی کنترل شارژ و دشارژ باتری ها را بر عهده دارند .

آنها ولتاژ ورودی باتری ها را طوری تنظیم می کنند که به آنها آسیبی وارد نشود .

وقتی که آنها را برای کنترل شارژ باتری ها بکار می گیرید این شارژ کنترلر لحظه به لحظه با چک کردن میزان شارژ باتری ، میزان شارژ (جریان ) مورد نیاز را تغییر می دهد یعنی هر چقدر که باطری به شارژ کامل نزدیک می شود میزان جریان شارژ هم کم می شود .

 

نحوه عملکرد شارژ کنترلر PWM

 

اساس کار به این صورت است که این شارژ کنترلر مانند یک کلید هوشمند عمل می کند ، یعنی با سنجیدن میزان جریان مورد نیاز برای شارژ باتری قطع و وصل می شود تا آن جریان را تامین کند شارژ کنترلرهای (MPPT Maximum Power Point Tracking) همانطور که از اسم این شارژ کنترلرها پیداست این مدل از شارژ کنترلرها دنبال کننده توان ماکزیمم هستند .

اساس کار این شارژ کنترلرها به این صورت است که آنها خروجی DC پنل خورشیدی را گرفته به سیگنال AC با فرکانس بالا تبدیل می کنند سپس این سیگنال AC را به ترانسفورماتور می دهند تا به ولتاژ و جریان دلخواه تبدیل کند سپس سیگنال AC را به DC مورد نیاز برای شارژ باتری تبدیل می کند تا بیشترین توان را استفاده کرده باشد .

 

شارژ کنترلرهای MPPT

 

در فرکانس بالای رادیویی کار می کنند ( معمولاً بین ۲۰ تا ۸۰ هرتز) . مزایای کار در فرکانس بالا زیاد شدن راندمان ترانسفورماتور و کم شدن تجهیزات است .

اما این مزیت ها یک مشکل هم ایجاد می کند ، بدلیل تولید این فرکانس باعث ایجاد نویز در فضا می شود پس یک نویز گیر نیز باید طراحی کرد .

تقریباً همه ی شارژ کنترلرهای MPPT دیجیتالی هستند ولی نمونه های غیر دیجیتالی هم موجود است که بازده انها بالاتر از نمونه دیجیتالی است ولی آنها یک عیب بزرگ دارند و آن هم این است که اگر مثلاً یک تکه ابر بر روی پنل می افتاد و دوباره سریع کنار می رفت آنها قابلیت پیدا کردن نقطه ماکزیمم را از دست می دادند .

 

تفاوت بین شارژ کنترلرهای MPPT و PWM

 

بیشتر شارژ کنترلرهای بازار از نوع PWM هستند . اما شارژ کنترلرهای MPPT بهتر هستند . آنها ولتاژ پنل ها و باتری خورشیدی را طوری تنظیم می کنند که بیشترین شارژ (جریان ) را دریافت کنند .

برای مثال اگر از شارژ کنترلر PWM استفاده کنیم برای یک سیستم که یک پنل ۱۰۰ وات داشته باشد ما نمی توانیم ماکزیمم توان را از آن دریافت و به باتری ها بدهیم .

زیرا می دانیم که توان برابر است با حاصل ضرب جریان در ولتاژ P=V*I ، برای داشتن ۱۰۰ وات توان خروجی از پنل طبق مشخصات پنل ولتاژ باید در حدود ۱۶٫۷ و جریان در حدود ۶ امپر باشد .

ولتاژ باتری که می خواهد شارژ بشود در حدود ۱۲٫۵ ولت است و اگر ما از شارژ کنترلرهای معمولی استفاده کنیم چون جریان ( ۶ امپر ) و ولتاژ کاهش پیدا می کند (حدود ۱۳٫۵ولت ) ، توان دریافتی برابر ۸۱ وات می شود .

پس شما در حدود ۲۰% از توان تولیدی را از دست داده اید .اما شارژ کنترلرهای MPPT میزان افت ولتاژ را با زیاد کردن جریان جبران می کنند بدین صورت که بجای تحویل دادن جریان ۶ امپر ، جریان ۷٫۴ امپر را تحویل می دهند تا توان خروجی افت پیدا نکند ( ۱۰۰=۷٫۴ * ۱۳٫۵ ) .

 

کدام یک از شارژ کنترلرهای PWM یا MPPT را انتخاب کنیم ؟

 

همانطور که در بالا اشاره شد راندمان شارژ کنترلرهای MPPT از PWM بیشتر است اما این دلیلی بر استفاده نکردن از PWM ها نیست زیرا باید فاکتورهایی مانند شرایط محل نصب پنل ها ، اندازه سیستم ، توان تولید و قیمت در نظر گرفت .

 

در کل برای سیستم های کوچک (حدوداً زیر ۲۰۰ وات ) استفاده از شارژ کنترلرهای PWM بهتر است زیرا :

 

شارژ کنترلرهای PWM تقریباً بازده ثابتی دارند و به اندازه سیستم وابسته نیستند . قیمت PWM ها خیلی کمتر از MPPT هاست . کارایی MPPT در سیستم های کوچک خیلی کمتر از سیستم های بزرگ است .

 

برای دیدن دوره آموزش برق خورشیدی به سایت مجتمع فنی و حرفه ای دارالفنون ری مراجعه فرمایید.

 

 

  • انتشار : 8 ماه قبل