Manufaktur industri
Industri Internet of Things | bahan industri | Pemeliharaan dan Perbaikan Peralatan | Pemrograman industri |
home  MfgRobots >> Manufaktur industri >  >> Manufacturing Technology >> Teknologi Industri

PWM Solar Charge Controller – Bekerja, Ukuran dan Pemilihan

Apa itu Pengontrol Pengisian Tenaga Surya (PWM) Pulse Width Modulation?

Apa itu Modulasi Lebar Pulsa Atau Pengontrol Pengisian PWM?

A PWM (Modulasi Lebar Pulsa ) pengontrol adalah transisi (elektronik) antara panel surya dan baterai:

Pengontrol pengisian daya surya (sering disebut sebagai regulator) identik dengan pengisi daya baterai standar, yaitu mengontrol arus yang mengalir dari panel surya ke bank baterai untuk mencegah pengisian baterai yang berlebihan. Seperti pada pengisi daya baterai standar, pengisi daya ini dapat menampung berbagai jenis baterai.

Tegangan penyerapan dapat memilih tegangan float, dan seringkali juga dapat mengatur waktu dan arus ekor. Mereka paling cocok untuk baterai lithium-besi-fosfat karena ketika pengontrol terisi penuh, baterai tetap berada di float tetap atau mempertahankan tegangan sekitar 13,6V (3,4V per sel) selama sisa hari itu.

Profil pengisian paling populer adalah urutan sederhana yang sama yang ditemukan pada adaptor listrik berkualitas, yaitu, mode massal – mode penyerapan – mode mengambang. Masuk ke mode pengisian massal terjadi di:

Masuk kembali ke mode massal ini berfungsi lebih baik untuk baterai timbal-asam karena penurunan dan penurunan tegangan lebih signifikan daripada baterai berbasis litium, yang mempertahankan tegangan lebih tinggi dan lebih stabil selama sisa periode pelepasan.

Di pengontrol muatan surya:

Perhatikan bahwa saat sakelar dimatikan, tegangan panel akan berada pada tegangan rangkaian terbuka (Voc). Saat tombol berada di panel, tegangan akan berada pada tegangan baterai + tegangan menurun antara papan dan pengontrol.

Pencocokan terbaik untuk pengontrol PWM:

Panel yang paling cocok untuk pengontrol PWM adalah panel dengan tegangan tepat di atas yang disediakan untuk mengisi daya baterai dan dengan mempertimbangkan suhu, biasanya, papan dengan Vmp (tegangan maksimum) sekitar 18V untuk mengisi baterai 12V. Mereka kadang-kadang disebut sebagai baris 12V meskipun mereka memiliki Vmp sekitar 18V.

Di bawah ini adalah diagram blok pengontrol muatan surya PWM biasa.

Pengisian 3 Tahap PMW

Tagihan Massal: Tingkat pengisian massal adalah di mana perangkat PV melanjutkan sebagian besar pengisian daya baterai. Perangkat akan mengisi baterai dengan arus dan tegangan tinggi ketika tegangan turun. Bila tegangan di ujung baterai lebih signifikan daripada nilai pemeliharaan ini saat menyetel, pengisian daya langsung harus dihentikan.

Menyerap Biaya: Biasanya, setelah langkah pertama pengisian, baterai akan menunggu beberapa saat agar voltase turun secara alami dan kemudian mencapai tahap pengisian seimbang. Panggung ini juga disebut pengisian tegangan konstan.

Biaya Float: Ini adalah tahap terakhir dari pengisian 3 tahap, yang dikenal sebagai pengisian Trickle. Tetesannya adalah arus pengisian sedikit ke baterai dengan kecepatan rendah dan stabil. Sebagian besar baterai yang dapat diisi ulang kehilangan daya ketika sepenuhnya bertenaga karena self-discharge. Jika pengisian daya tetap pada arus rendah yang sama dengan laju pengosongan otomatis, pengisian daya dapat mempertahankan kapasitas pengisian daya.

Kelebihan Pengendali Surya PWM:

Pengontrol Pengisian Tenaga Surya PWM Kekurangan:

Postingan Terkait: Pengantar Algoritma Titik Daya Maksimum dalam Sistem PV

Fungsi Solar Charge Controller:

Pengontrol pengisian daya pusat pada dasarnya mengatur voltase unit dan membuka sirkuit, menghentikan pengisian daya saat voltase baterai naik ke jumlah tertentu. Kontrol pengisian daya lainnya menggunakan relai mekanis untuk membuka atau mematikan jalur, menghentikan, atau memulai daya dari unit penyimpanan listrik.

Umumnya, baterai 12V digunakan untuk aplikasi tenaga surya. Panel surya dapat menyampaikan lebih banyak tegangan daripada yang dibutuhkan baterai untuk diisi. Tegangan pengisian akan dipertahankan pada tingkat setinggi mungkin sementara waktu yang dibutuhkan untuk mengatur peralatan penyimpanan listrik seluruhnya minimal. Ini membantu tata surya untuk berjalan terus menerus secara optimal. Disipasi daya kabel sangat rendah dengan menjalankan tegangan yang lebih tinggi di kabel panel surya ke pengontrol pengisian daya.

Pengontrol muatan surya juga dapat mengontrol aliran listrik balik. Pengontrol pengisian daya akan mengetahui apakah tidak ada daya yang berasal dari panel surya dan membuka sirkuit yang memisahkan panel surya dari perangkat baterai dan menghentikan aliran arus balik.

Jenis pengontrol Pengisi Daya tenaga surya:

Tiga jenis pengontrol muatan surya

1) Kontrol Fasa 1 atau 2 Sederhana:telah mengganti transistor untuk mengatur tegangan dalam satu atau dua langkah.

2) PWM (pulse width modulated):ini adalah bentuk tradisional dari pengontrol muatan, misalnya xantrex, Blue Sky, dan sebagainya. Ini adalah norma industri saat ini.

3) Pelacakan titik daya maksimum (MPPT):MPPT mengidentifikasi tegangan operasi dan arus listrik yang optimal dari tampilan panel surya dan cocok dengan bank sel listrik.

Mengukur Pengontrol Pengisian Tenaga Surya PWM

Pengontrol PWM tidak dapat membatasi kinerjanya saat ini. Mereka hanya menggunakan koleksi saat ini. Oleh karena itu, jika susunan surya akan menghasilkan arus 40 amp dan pengontrol muatan yang Anda gunakan hanya memiliki nilai 30 amp, pengontrol dapat terganggu. Sangat penting untuk memastikan bahwa pengontrol pengisian daya Anda sejajar, sesuai dengan, dan berukuran tepat untuk panel Anda.

Saat melihat pengontrol pengisian daya, banyak item terlihat dalam daftar fitur atau tag. Pengontrol PWM akan memiliki amp yang dibaca dengannya, misalnya pengontrol PWM 30 amp. Ini mencerminkan berapa banyak amp yang dapat ditampung oleh pengontrol, dalam contoh di atas, 30 amp. Secara umum, nilai arus dan tegangan adalah dua hal yang ingin Anda lihat dalam kontrol PWM.

Selanjutnya, kita ingin melihat tegangan nominal perangkat. Ini akan memberi tahu kami voltase apa yang sesuai dengan bank baterai pengontrol. Anda dapat menggunakan bank baterai 12V atau 24V dalam situasi ini. Pengontrol tidak akan dapat beroperasi pada perangkat yang lebih tinggi, seperti bank baterai 48V.

Kedua, nilai arus baterai itu penting. Dalam hal ini, mari kita asumsikan bahwa Anda memiliki pengontrol muatan rating 30-amp. Direkomendasikan rasio perlindungan minimal 1,25, yang berarti Anda dapat rata-rata arus dari panel sebesar 1,25 dan kemudian menyamakannya dengan 30 amp. Misalnya, lima panel 100 watt akan menjadi 5,29 x 5 =26,45 amp secara paralel. 26,45 Amps x 1,25 =33 amp, dan itu akan terlalu banyak untuk pengontrol. Panel akan menghadapi lebih banyak arus daripada yang diperkirakan saat paparan sinar matahari di atas 1000 watt/m^2.

Ketiga, kita harus melihat input maksimum energi matahari. Ini menunjukkan kepada Anda berapa volt yang bisa Anda dapatkan ke pengontrol. Kontroler ini tidak dapat mentolerir lebih dari 50 volt. Dilihat dari pembuatan panel 2 x 100 Watt secara seri dengan total tegangan 22,5V (tegangan rangkaian terbuka) x 2 =45 volt. Dalam hal ini, tidak masalah untuk menyambungkan kedua panel ini secara seri.

Keempat, kita harus melihat terminal. Setiap pengontrol biasanya akan memiliki ukuran maksimum pengukur terminal. Sangat penting saat membeli kabel untuk mesin Anda.

Terakhir, lihat jenis baterainya. Ini memberi tahu kita baterai mana yang sesuai dengan pengontrol muatan. Sangat penting untuk memverifikasi karena Anda tidak ingin mendapatkan baterai yang tidak dapat dinyalakan oleh perangkat pengontrol.

Mari kita lihat contoh dasar lain berikut untuk mengukur pengontrol muatan surya PWM.

Contoh:

Berapa ukuran pengontrol muatan surya PWM yang cocok untuk panel surya 100W, 12V yang memiliki ISC (Arus hubung singkat) dari 8A?

Solusi:

Kita harus menambahkan faktor keamanan arus 25% yaitu 1,25 x ISC untuk menemukan ukuran pengontrol muatan surya yang sesuai.

Cara ini; 8A x 1,25 =10A.

Oleh karena itu, Anda dapat menggunakan 10A, 12V dengan aman pengontrol muatan surya untuk sistem panel surya dasar ini.

Cara lain, jika total beban DC yang terhubung adalah 12V, 95W.

Arus beban nominal =Total beban DC / Tegangan Sistem Nominal =95W / 12V

Arus beban nominal =7,91 A

Faktor Keamanan x Arus beban nominal

1,25 x 7,91 =9,9A

Akhirnya, metode rumus kekuatan dasar yaitu P =V x I

I =(P/V) x 1,25

I =(95W/12V) x 1,25

Saya =9,9A

Perhatikan bahwa Anda harus menerapkan rumus yang sama untuk panel surya dan baterai yang terhubung seri dan paralel sesuai dengan peringkat tegangan dan arus. Anda dapat melihat lebih banyak contoh yang terpecahkan untuk mengukur pengontrol PWM dan MMPT Charge di postingan sebelumnya.

Perbedaan antara Pengontrol Beban Surya PWM dan MPPT

Inti dari perbedaannya adalah:

Anda juga melihat slogan-slogan seperti “Anda akan mendapatkan 20% atau lebih pemanenan energi dari pengontrol MPPT.” Ekstra ini juga berbeda secara signifikan, dan berikut ini adalah referensi apakah panel berada di bawah sinar matahari penuh dan pengontrol berada dalam mode pengisian massal. Mengabaikan penurunan tegangan, menggunakan panel sederhana dan matematika sederhana sebagai contoh:

Tegangan pengisi daya =13V (tegangan baterai dapat bervariasi antara, katakanlah, 10.8V habis penuh dan 14.4V selama mode pengisian daya absorpsi). Pada 13V, panel amp akan sedikit lebih tinggi dari total power amp, katakanlah 5.2A.

Dengan pengontrol PWM, output dari panel adalah 5.2A*13V =67,6 watt. Jumlah daya ini akan ditarik terlepas dari suhu panel, asalkan tegangan panel tetap di atas tegangan baterai.

Dengan pengontrol MPPT, output daya panel adalah 5.0A*18V =90 watt, yaitu 25 persen lebih tinggi. Namun, ini terlalu ambisius karena voltase menurun saat suhu meningkat; dengan demikian, asumsikan bahwa suhu panel naik hingga 30°C di atas suhu kondisi uji normal (STC) sebesar 25°C. Tegangan turun 4 persen pada setiap sepuluh °C, yaitu total 12 persen, output MPPT akan menjadi 5A*15.84V =79.2W, yaitu, 17,2 persen lebih banyak daya daripada pengontrol PWM.

Jadi, ada peningkatan pemanenan energi untuk kontrol MPPT, tetapi persentase peningkatan pemanenan sangat berbeda sepanjang hari.

Kelebihan Pengisi Daya PWM

Mengisi baterai bertenaga surya adalah tantangan yang unik dan menantang. Di masa lalu, regulator on-off penting digunakan untuk mengurangi baterai dari gas ketika panel surya menyediakan listrik berlebih. Namun, saat tata surya berevolusi, menjadi jelas betapa instrumen sederhana ini telah mengacaukan proses pengisian.

Pengalaman regulator on-off adalah kesalahan baterai awal, meningkatnya pemutusan beban, dan meningkatnya frustrasi konsumen. PWM baru-baru ini muncul sebagai terobosan pertama dalam pengisian baterai surya. Pengisi daya surya PWM menggunakan perangkat keras yang mirip dengan pengisi daya baterai paling modern dan berkualitas tinggi.

Saat tegangan baterai melebihi batas kontrol, algoritme PWM perlahan-lahan menurunkan arus pengisian untuk mencegah baterai menjadi panas dan gas, sementara pengisian daya mulai mengembalikan jumlah total energi ke baterai dalam waktu sesingkat mungkin. Ini menghasilkan efisiensi pengisian daya yang lebih baik, pengisian ulang yang cepat, dan baterai tahan lama dengan daya maksimum.

Selain itu, cara baru pengisian baterai tenaga surya ini menawarkan beberapa keuntungan pulsasi PWM yang sangat menarik dan tidak biasa.

Ini termasuk:

  1. Kemampuan untuk memulihkan daya baterai yang berkurang dan membuang baterai
  2. Tingkatkan persetujuan pengisian daya baterai secara dramatis.
  3. Mempertahankan kapasitas baterai keseluruhan yang tinggi (90 persen hingga 95 persen) dibandingkan dengan rentang pengisian daya terkontrol on-off yang biasanya antara 55 persen dan 60 persen.
  4. Menyamakan sel drift baterai.
  5. Batasi pemanasan dan gasifikasi baterai.
  6. Otomatis mengimbangi usia baterai.
  7. Pengaturan mandiri dari kenaikan tegangan dan efek suhu di tata surya

Memilih Pengontrol Surya Terbaik

PWM adalah opsi berbiaya rendah yang layak:

Aplikasi

Dalam beberapa hari terakhir, metode menghasilkan listrik dari sinar matahari menjadi lebih umum daripada sumber alternatif lainnya, dan panel fotovoltaik bebas emisi dan tidak memerlukan perawatan yang tinggi. Berikut adalah beberapa contoh di mana kami menggunakan energi matahari.

Catatan:Artikel ini diterbitkan oleh www.electricaltechnology.org


Teknologi Industri

  1. Pembagi Tegangan
  2. Baterai Kentang
  3. Pengontrol Daya PWM
  4. Persamaan dan Hukum Sirkuit DC
  5. Sirkuit Musim Panas dan Rata-rata
  6. Tegangan dan Arus
  7. Kapasitor dan Kalkulus
  8. Perhitungan Tegangan dan Arus Kompleks
  9. Konfigurasi Tiga Fase Y dan Delta
  10. Sensor Tegangan Bekerja dan Aplikasinya