Контролери заряду для сонячних батарей

Выбор контроллера заряда АБ

Остановимся на немаловажном вопросе - выборе контроллера заряда АБ для системы индивидуальной солнечной электростанции. Основная задача контроллеров - это "подгонять" напряжение, вырабатываемое СП, до значения напряжения, необходимого для каждой стадии зарядки АБ с учётом их текущего состояния, и в том числе отключать подачу заряда АБ от СП при полной зарядке во избежание перезаряда (перезаряд предотвращается по напряжению! в некоторых моделях контроллеров его можно подстроить под свои предпочтения). Если простые модели контроллеров могут просто подключать и отключать СП без корректив, то самые продвинутые способны даже «подтянуть» слишком низкое напряжение, вырабатываемое СП при слабом освещении, к необходимому уровню за счёт уменьшения тока.

Контроллеры заряда АБ классифицируют по типам на два основных класса - PWM (или ШИМ) и MPPT. Класс ШИМ контроллеров наиболее популярный и представительный ввиду своей простоты и, вследствии этого, доступности по цене. Принцип работы такого контроллера легко понять по абревиатуре его названия. Данный тип контроллера не следит за напряжением и как говорится "преобразует то что дали в то что можно". При этом энергия, выработанная СП, используется неоптимально и часть её расходуется в холостую (потери могут составлять до 15-25% мощности). Правда ценовая сторона вопроса очень привлекательна и для солнечных регионов данные модели пользуются популятностью у потребителей. Чтобы как-то снизить вышеуказанные потери была разработана технология MPPT (Maximum Power Point Tracking - отслеживание точки максимальной мощности). Она заключается в постоянном измерении вырабатываемого СП тока и напряжения и обеспечении их оптимального соотношения, которое зависит, в частности, от текущей солнечной активности, от температуры СП и АБ. Это позволяет достичь оптимального использования мощности батарей практически во всех режимах работы и в идеале снизить потери мощности до 3%. Правда при выборе в пользу MPPT контроллера следует обратить внимание на "цену вопроса" - при существенных мощностя разница цены по сравнение с ШИМ контроллером может быть в разы и выше! Поэтому оптимальным вариантом можеть стать добавление в систему ещё одной СП и применение ШИМ контроллера, чем переплата за MPPT. Существует ещё один класс grid/on-grid (их иногда называют "сетевые") контроллеров, которые честно говоря уже и контроллером трудно назвать, - они обычно идут во влагозащитном исполнении и размещаются около СП и по выходу выдают переменное напряжение порядка 220В / 50 Гц . С таким контроллером вам не нужен инвертор, но у вас не будет буфера на тот случай, если Солнце скрылось за тучами. Такой вид контроллера актуален, только если вы планируете его использовать в солнечном регионе и запитывать от него своё оборудование только в светлое время суток.

Ещё стоит упомянуть о таком классе контроллеров как гибридные. Изначально название гибридные предполагало возможность питания от СП и ветрогенератора, но в последнее время произошла подмена понятий, и гибридными стали называть контроллеры, способные частично или полностью замещать мощности потребляемые от энергокомпаний или путём добавления к уже имеющимся мощностям от энергокомпаний расширять возможности потребления для оборудования пользователя. Единого стандарта в таких моделях на данном этапе не достигнуто и разные компании предлагают различные решения этого вопроса в своём ключе.

Выбор мощности контроллера стоит производить с учётом 25-30% запаса по току от максимально планируемого. Для чего нужен такой запас? Во первых, не для никого не секрет, что большинство моделей контроллеров производится в Китае и зачастую с незначительным завышением их возможностей. Поэтому в подобном случае выбрав для максимального тока 20А модель на 20А очень вероятно, что ваш контроллер может выйти из строя ещё в период гарантийной эксплуатации. Во вторых, возможны ситуации когда на СП помимо прямого солнечного света попадёт мощный отражённый свет, что приведёт к повышенной засветке фотоэлементов и, как следствие, выработке больших токов (например, такое явление наблюдают зимой в ясный солнечный день при равномерном снежном покрытии земли, поскольку снег хорошо отражает Солнце, все помнят как иногда зимой приходится щурить глаза от непривычного для глаз уровня освещённости).

Наиболее представлены на рынке модели контроллеров на 12/24В и ток до 10...20А. Чуть меньше представлено моделей на 12/24В и ток до 30А. Более мощные модели на токи 40...60...80 и напряжением до 48В представлены в ограниченном количестве вследствии их стоимости и не совсем бытового назначения применения. Для увеличения мощности системы можно или использовать мошный (и видимо дорогой) контроллер или использовать параллельное их подключение к АБ, подключив каждый к своей группе СП. Подобная схема имеет свои особенности, но в большинстве случаев является самым простым решением. Также стоит отметить, что для некоторых моделей контроллеров, в частности MPPT, данная схема подключения невозможна ввиду особенности их работы. В любом случае рекомендуем проконсультироваться по вопросам выбора контроллера со специалистами.

Также при выборе модели контроллера заряда АБ стоит учесть, что некоторые модели контроллеров изначально расчитаны на подачу питания для нагрузки только в тёмное время суток. Подобные контроллеры изначально планировались для систем ночного освещения и в зависимости от модели могут подавать питание на нагрузку или всю ночь, или несколько часов после захода Солнца.