Контроллер заряда батареи АКБ

В электроэнергетике состояние, когда количество выработанной энергии соответствует уровню потребления, практически невозможно. В системе промышленной генерации электроэнергии перераспределение происходит за счет энергосетей. В системах альтернативной энергетики для автономного энергоснабжения, из-за особенностей использования и разнообразия способов генерации (ветрогенератор, солнечная батарея), приходится аккумулировать энергию.

В системах автономного энергоснабжения, в зависимости от основного назначения, применятся следующие устройства для аккумуляции энергии:

  • Теплоаккумуляторы.
  • Гидроаккумуляторы.
  • Электролитические аккумуляторы.

В первых двух случаях избыток генерируемой энергии направляется непосредственно на нагрев теплоагента или закачку воды в емкость. Но это приемлемо для решения специализированных задач (обогрев, орошение) и является способом утилизации излишков. Накопление энергии в электролитических аккумуляторах является универсальным.

Эффективное и длительное применение электролитических аккумуляторов (далее — АКБ) возможно при соблюдении следующих условий, которые различаются для разных типов аккумуляторов:

  • Глубина разряда.
  • Напряжение заряда (ток заряда не так критичен при соблюдении первого условия и составляет 10…20% от емкости батареи).

Для динамического контроля этих параметров применяется контроллер заряда аккумуляторной батареи.

МРРТ контроллер

МРРТ контроллер (Maximal Power Point Tracking) циклически считывает значение напряжения на генерирующем устройстве и преобразует отклонение от напряжения заряда батареи. При напряжении ниже номинала напряжения заряда батареи (участок 1-2) происходит преобразование напряжения, с понижением значения тока, до уровня напряжения зарядки. При напряжении генерирующего устройства выше напряжения заряда (участок 3-4) преобразование происходит в направлении повышения тока с подержанием напряжения зарядки в допустимом диапазоне. Пуск контроллера в точке 2 осуществляется с помощью таймера или по достижении определенного напряжения генерирующим устройством. На участке 2-3 функция МРТТ не работает.

MPPT контроллера

Реализация функции МРРТ с помощью процессора позволяет организовать подзарядку АКБ в условиях:

  • раннего утра и позднего вечера;
  • пасмурной погоды;
  • слабого ветра.

Расширение системы в части генерирующего устройства не проблема в пределах мощности контроллера, что является его основным преимуществом.

МРРТ контроллер сложный и дорогой прибор, который станет эффективным только в мощных системах энергоснабжения (свыше 3 Квт и/или с комбинированной системой генерации), что потребует дополнительных устройств защиты (кроме встроенных). Создание таких систем требует взвешенного и профессионального подхода.

ШИМ контроллер

В контроллерах следующего поколения применяется широтно-импульсная модуляция (ШИМ, англ. pulse-width modulation (PWM)) управляющего сигнала, который соответствует уровню зарядки батареи. В результате процесс заряда батареи разделяется на контролируемые обратной связью этапы.

Контроллер заряда акб

Достоинства ШИМ контроллера:

  • Исключается перегрев и закипание аккумулятора.
  • На нисходящей ветви графика (этап равновесия) происходит выравнивание заряда, как в банках самого аккумулятора, так и в разных аккумуляторах.
  • Относительно высокий КПД.

Недостатки ШИМ контроллера:

  • Контроллер начинает зарядку при достижении генерирующим устройством определенного напряжения (нижняя граница срабатывания), а при достижении допустимого напряжения (верхняя граница срабатывания) «отсекает» избыточную энергию (переводит на активное сопротивление, т.е. греет воздух). Это значит, что генерирующие мощности должны наиболее точно соответствовать мощности контроллера и при наращивании мощности (увеличение скорости ветра, повышенная освещенность панели) часть энергии будет теряться.
  • Ограничение по мощности (2 КВт).

Применение ШИМ-контроллера оптимально при условии:

  • основное время генерации приходится на диапазон напряжения генерирующего устройства соответствующий напряжению заряда;
  • применяется комбинированная система генерации (солнечная панель +  ветрогенератор или бензогенератор малой мощности).

ON/OFF контроллер

Наиболее простой контроллер, который работает в двух режимах. Принцип действия построен на контроле соответствия заданным параметрам плеча генерирующего устройства и плеча аккумуляторной батареи.

Включение контроллера:

  • Напряжение батареи ниже номинала.
  • Напряжение генерирующего устройства в пределах параметра напряжения заряда.

Выключение контроллера:

  • Напряжение батареи соответствует номиналу.
  • Напряжение генерирующего устройства за пределами параметра напряжения заряда.

Очевидно, что высока вероятность не полной зарядки батареи при резком изменении напряжения на генерирующем устройстве, т.к. диапазон допустимого напряжения заряда достаточно узкий (допустимое превышение номинала по напряжению 15…20%).

Контроллер On/Off  дешев и неприхотлив. Его применение оптимально в составе системы с прогнозируемой нагрузкой, аварийного освещения или сигнализации мощностью до 0,5 КВт. Солнечная батарея на 100…150 Вт с емкостью, рассчитанной исходя из внутренних задач, полностью обеспечит потребности, а известность или относительно редкая вероятность события позволяет не беспокоиться об уровне заряда АКБ.

Связь с администрацией сайта: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Наши рекомендации: Свадьба в Италии организация

Яндекс.Метрика