INTRODUÇÃO À CONTROLADORES DE CARGA

UM CONTROLADOR DE CARGA  SOLAR , É UMA PARTE ESSENCIAL DE QUASE TODOS OS SISTEMAS DE ENERGIA QUE CARREGAM AS BATERIAS.

Se a fonte de energia é PV, eólica, hidráulica, combustível ou rede elétrica. Sua finalidade é manter as baterias devidamente alimentadas e seguras para o longo prazo. As funções básicas de um controlador são bastante simples. Controlador de carga solar, pode bloquear corrente inversa e evitar sobrecarga da bateria. Alguns controladores também evitar que a bateria sobre a descarga, pode dar proteção da sobrecarga elétrica, e / ou exibir o status da bateria e do fluxo de energia. Vamos examinar cada função individualmente.

BLOQUEIO DE CORRENTE INVERSA 

Painéis fotovoltaicos funcionam impulsionando corrente através de sua bateria em uma direção. À noite, os painéis podem passar um pouco de corrente no sentido inverso, causando uma ligeira descarga da bateria. (A nossa “bateria” termo representa uma única bateria ou banco de baterias.) A perda potencial é menor, mas é fácil de prevenir. Alguns tipos de vento e geradores hidrelétricos também desenhar uma corrente inversa quando parar (a maioria não, exceto sob condições de falha). Na maioria dos controladores, a corrente de carga passa por um semicondutor (um transistor), que funciona como uma válvula para controlar a corrente. Ele é chamado de “semicondutores”, pois passa corrente em apenas uma direção. Ela impede que a corrente reversa sem qualquer esforço extra ou custo. Em alguns controladores, uma bobina eletromagnética abre e fecha um interruptor mecânico. Isso é chamado de um relé. (Você pode ouvir um clique e desligar.) O relé desliga-se durante a noite, para bloquear a corrente inversa. Se você estiver usando uma matriz PV só a pingar de carga de uma bateria (um conjunto muito pequeno em relação ao tamanho da bateria) , então você pode não precisar de um controlador de carga. Esta é uma aplicação rara. Um exemplo é um módulo de manutenção pequena que impede a descarga da bateria, em um veículo estacionado, mas não vai suportar cargas significativas. Você pode instalar um diodo simples, nesse caso, para bloquear a corrente inversa. Um díodo utilizado para este fim é denominada uma “díodo”.

PREVENÇÃO DA SOBRECARGA

      Quando a bateria atinge a carga completa, ele não pode mais armazenar energia de entrada. Se a energia continua a ser aplicado à taxa máxima, a tensão da bateria fica muito alta. Água separa em hidrogênio e oxigênio e bolhas para fora rapidamente. (Parece que ele está fervendo por isso que às vezes chamou-se que, embora não seja realmente quente.) Não há perda excessiva de água, e uma chance de que os gases podem inflamar e causar uma pequena explosão. A bateria também se degrada rapidamente e pode, eventualmente, superaquecer. Tensão excessiva também pode enfatizar suas cargas (luzes, aparelhos, etc) ou fazer com que o inversor desligado. Prevenir a sobrecarga é simplesmente uma questão de reduzir o fluxo de energia para a bateria quando a bateria atinge uma tensão específica. Quando a tensão cai devido à menor intensidade de sol ou um aumento no uso de energia elétrica, o controlador novamente permite a máxima carga possível. Isso é chamado “de regulação de tensão.” É a função mais importante de todos os controladores de carga. O controlador “olha” a tensão, e regula a carga da bateria em resposta. Alguns controladores regulares o fluxo de energia para a bateria, alternando a corrente totalmente ligado ou totalmente desligado. Isso é chamado de “on / off controle.”Outros reduzir gradualmente a corrente. Isto é chamado de “modulação de largura de pulso” (PWM). Ambos os métodos funcionam bem quando configurado corretamente para o seu tipo de bateria. Um controlador PWM mantém a tensão mais constante. Se ele tem regulação em duas fases, primeiro irá manter a tensão a um máximo de segurança para a bateria atingir a carga completa. Em seguida, ele vai cair a tensão mais baixa, para sustentar um “acabamento” ou encargo “trickle”. Duas fases de regulação é importante para um sistema que pode ter diversos dias ou semanas, de excesso de energia (ou pouco consumo de energia). Ela mantém uma carga completa, mas minimiza a perda de água e stress. As tensões em que o controlador altera a taxa de carga são chamados de pontos de ajuste. Ao determinar os pontos de ajuste ideal, existe algum acordo entre o carregamento rapidamente, antes que o sol se põe, e levemente sobrecarga da bateria. A determinação dos pontos de ajuste depende dos padrões esperados de uso, o tipo de bateria, e até certo ponto, a experiência ea filosofia do projetista do sistema ou operador. Alguns controladores têm pontos de ajuste ajustáveis, enquanto outros não.

CONJUNTO DE PONTOS DE CONTROLO VERSUS TEMPERATURA

O conjunto de pontos ideais para controle de carga varia de acordo com a temperatura de uma bateria. Alguns controladores possuem um recurso chamado de “compensação de temperatura.” Quando o controlador detectar uma baixa temperatura da bateria, que irá aumentar os pontos de ajuste. Caso contrário, quando a bateria estiver frio, ele vai reduzir a carga demasiado cedo. Se as baterias estão expostas a temperatura oscila mais do que cerca de 30 ° F (17 ° C), a compensação é essencial. Alguns controladores têm um sensor de temperatura integrado. Tal aparelho deve ser montado em um local onde a temperatura esteja próxima de as baterias. Melhores controladores tem uma sonda de temperatura remota, em um pequeno cabo.

 A sonda deve ser ligada directamente a uma bateria, a fim de denunciar a sua temperatura para o controlador. Uma alternativa para compensação automática de temperatura consiste em ajustar manualmente os pontos de ajuste (se possíveis) segundo as estações. Pode ser suficiente para fazer isso apenas duas vezes por ano, na primavera e outono.

CONJUNTO DE PONTOS DE CONTROLO VERSUS TIPO DE BATERIA

O conjunto de pontos ideais para a carga controlando depender do projeto da bateria. A grande maioria dos sistemas FER usar baterias de chumbo-ácido de ciclo profundo, quer do tipo inundado ou do tipo selada. Baterias convencionais estão cheios de líquido. Estas são a norma, as baterias económicas profundas do ciclo. baterias seladas usar almofadas saturadas entre as placas. Eles também são chamados de “regulada válvula” ou “absorvida esteira de vidro”, ou simplesmente “livre de manutenção”. Eles precisam ser regulada para uma tensão um pouco menor do que as baterias inundadas ou eles vão secar e ser arruinado. Alguns controladores têm um meio para seleccionar o tipo de bateria.Nunca use um controlador que não se destina para o seu tipo de bateria. set points típicos para 12 V baterias chumbo-ácidas a 77 ° F (25 ° C) (Estes são típicos, apresentados aqui apenas como exemplo.) limite de alta (bateria inundada ): 14,4 V limite de alta (bateria selada): 14,0 V Resume carga total: 13.0 V Baixo desconexão tensão: 10,8 V Reconnect: 12,5 V Compensação de temperatura para bateria de 12V: -.03 V por ° C desvio padrão de 25 ° C

Baixa Tensão (LVD)

       Baterias de ciclo profundo O utilizados em sistemas de energias renováveis ​​são projetados para ser descarregada em cerca de 80 por cento. Se eles são descarregados de 100 por cento, são imediatamente danificados. Imagine uma panela de água fervente em seu fogão de cozinha. No momento em que se esgota o pote superaquece. Se você esperar até que o vapor pára, já é tarde demais! Da mesma forma, se você esperar até que suas luzes olhar escura, alguns danos bateria já terá ocorrido. Toda vez que isso acontecer, tanto a capacidade ea vida útil da bateria será reduzido em uma quantidade pequena. Se a bateria fica neste estado mais apurado por dias ou semanas de cada vez, pode ser arruinada rapidamente. A única maneira de evitar o excesso de descarga quando tudo o mais falhar, é desligar cargas (electrodomésticos, lâmpadas, etc), e depois reconectá-los somente quando a tensão se recuperou devido a alguma carga substancial. Quando mais de quitação está se aproximando, uma bateria de 12 volts cai abaixo de 11 volts (uma bateria de 24 V cai abaixo de 22 V). Um circuito de baixa tensão de desconexão irá desligar cargas nesse ponto set. Ele vai reconectar as cargas somente quando a tensão da bateria substancialmente recuperada devido ao acúmulo de alguma carga. Um ponto de reset LVD típico é de 13 volts (26 V em um sistema de 24 V). Todos os modernos inversores de energia de corrente contínua tem LVD embutido, mesmo os de bolso baratos. O inversor se desligará para proteger a si mesmo e suas cargas, bem como a sua bateria. Normalmente, um inversor é conectado diretamente para as baterias, não através do controlador de carga, porque o seu consumo de corrente pode ser muito alto, e porque ele não exige LVD externo. Se você tiver alguma carga CC, você deve ter uma LVD. Alguns controladores de carga têm um construído em. Você também pode obter um dispositivo de LVD separado. Alguns sistemas LVD ter uma “chave de misericórdia” para deixá-lo tirar uma quantidade mínima de energia, pelo menos o tempo suficiente para encontrar as velas e fósforos! Geladeiras DC têm LVD construído em. Se você comprar um controlador de carga com alto-LVD, certifique-se que ele tem capacidade suficiente para lidar com suas cargas CC. Por exemplo, digamos que você precisa de um controlador de carga para lidar com menos de 10 amperes de corrente de carga, mas você tem uma bomba de pressurização de água que atrai DC 20 ampères (por curtos períodos), mais um 6 ampères DC carga de iluminação. Um controlador de carga com um LVD 30 ampères seria apropriado.Não compre um controlador de carga 10 ampères que tem apenas uma capacidade de carga de 10 ou 15 ampères!

PROTEÇÃO DE SOBRECARGA

        Um circuito está sobrecarregado quando a corrente que flui em que é maior do que ele pode manipular com segurança. Isso pode causar superaquecimento e pode até mesmo ser um perigo de incêndio. Sobrecarga pode ser causado por uma falha (curto-circuito) na fiação, ou por um aparelho com defeito (como uma bomba de água congelada). Alguns controladores de carga possuem proteção contra sobrecarga embutido, geralmente com um botão de reset. Built-in proteção de sobrecarga pode ser útil, mas a maioria dos sistemas exige proteção adicional na forma de fusíveis ou disjuntores. Se você tem um circuito com um tamanho de fio para que a capacidade de suporte de segurança (ampacidade) é menor que o limite de sobrecarga do controlador, em seguida, você deve proteger o circuito com um fusível ou disjuntor de amperagem adequada inferior. Em todo o caso, siga as exigências do fabricante e com o Código Elétrico Nacional para quaisquer requisitos fusível ou disjuntor externos.

EXIBE E MEDIÇÃO

Controlador de carga inclui uma variedade de possíveis exposições, que vão desde uma única luz vermelha para displays digitais de tensão e corrente. Estes indicadores são importantes e úteis. Imagine dirigir em todo o país sem o painel de instrumentos do seu carro! Um sistema de apresentação pode indicar o fluxo de energia para dentro e para fora do sistema, o estado aproximado de carga da bateria, e quando vários limites são atingidos. Se você quer monitoramento completo e preciso no entanto, gastam cerca de US $ 200 para um dispositivo digital separado que inclui um medidor de amp-hora. Ele age como um contador eletrônico para controlar a energia disponível na bateria. Se você tem um monitor de sistema separado, então não é importante ter displays digitais no próprio controlador de carga. Até mesmo o sistema mais barato deve incluir um voltímetro como um indicador mínimo de funcionamento do sistema e status.

TER TUDO ISSO COM UM CENTRO DE PODER

    Se você estiver instalando um sistema para alimentar uma casa moderna, então você vai precisar shutoffs segurança e interconexões para lidar com alta corrente.O hardware elétrica pode ser volumoso, caro e trabalhoso para instalar. Para tornar as coisas econômico e compacto, obter um pronto-construída “centro de poder”. Ele pode incluir um controlador de carga com monitoramento LVD e digital como opções. Isto torna mais fácil para um eletricista para amarrar nos principais componentes do sistema, e para atender os requisitos de segurança do Código Elétrico Nacional ou as autoridades locais. 

CONTROLADORES DE CARGA PARA VENTO E A HYDRO-ELÉTRICA

A carregar controlador para um sistema de carregamento de vento elétrico ou hidro-eléctrica deve proteger as baterias de sobrecarga, como um controlador de PV. No entanto, a carga deve ser mantida no gerador em todos os momentos para evitar que a turbina de excesso de velocidade. Em vez de desligar o gerador da bateria (como a maioria dos controladores de PV) que desvia o excesso de energia para uma carga especial que absorve a maior parte da energia do gerador. Essa carga é geralmente um elemento de aquecimento, que “queima” excesso de energia na forma de calor. Se você pode colocar o calor para uma boa utilização, tudo bem!

ESTÁ TRABALHANDO?

Como você sabe se um controlador está funcionando corretamente? Cuidado com o voltímetro como as baterias atingir a carga completa. A tensão está chegando (mas não superior) os pontos de ajuste apropriado para o seu tipo de bateria? Use seus olhos e ouvidos, são as baterias borbulhando severamente?Existe um monte de acúmulo de umidade no topo da bateria? Estes são sinais de possível sobrecarga. Você está recebendo a capacidade que você espera do seu banco de baterias? Se não, pode haver um problema com o controlador, e isso pode ser prejudicial a suas baterias.

CONCLUSÃO

O controle de carregamento da bateria é tão importante que a maioria dos fabricantes de baterias de alta qualidade (com garantia de cinco anos ou mais) especificar os requisitos para a regulação de tensão, baixa tensão de desconexão e compensação de temperatura. Quando esses limites não são respeitados, é comum que as baterias falhem depois de menos de um quarto de sua expectativa de vida normal, independentemente da sua qualidade ou seu custo. Uma boa controlador de carga não é caro em relação ao custo total de um sistema de energia . Também não é muito misterioso.


AUMENTE A CARGA SOLAR COM UM CONTROLADOR DE CARGA MPPT RASTREAMENTO DE ENERGIA

QUE VANTAGEM MPPT PODE DAR NO MUNDO REAL?

Isso depende de sua matriz, o seu clima, e seu padrão de carga sazonal. Dá-lhe um impulso de corrente eficaz somente quando o Vpp é mais do que cerca de 1V maior que a tensão da bateria. Em clima quente, isso pode não ser o caso, a menos que as pilhas estão fracas no comando. No tempo frio no entanto, o Vpp pode subir para 18V. Se o seu consumo de energia é maior no inverno (típico na maioria das casas) e você tem tempo frio do inverno, então você pode ganhar um impulso substancial em energia quando você mais precisa! Aqui está um exemplo de ação MPPT em um dia frio de inverno : temperatura externa: 20 ° F (-7 ° C) vento está soprando um pouco, de modo que a temperatura da célula PV sobe para apenas cerca de 32 ° F (0 ° C). Vpp = 18V baterias são um pouco baixo, e cargas são, por isso a tensão da bateria = 12,0 Rácio de Vpp a tensão da bateria é 18:12 = 1,5: 1 Sob essas condições, um MPPT teoricamente perfeito (sem queda de tensão no circuito da matriz ) iria entregar um aumento de 50% na corrente de carga! Na realidade, há perdas na conversão assim como não há atrito na transmissão de um carro. Os relatórios de campo indicam que os aumentos de 20 a 30% são tipicamente observado. consulte por favor “específicos do produto artigos” para uma revisão do produto e mais explicações.NOTA: MPPT também foi incorporada em alguns controladores da bomba de água solares.

CONTROLADORES DE CARGA SOLAR MPPT e PWM 

QUAL ESCOLHER?

     Você precisa de um controlador de carga solar para o seu sistema fotovoltaico, mas não sabe qual escolher? O mercado oferece diferentes tipos de controladores de carga solar a preços diversos. Mas qual é o mais apropriado para você?  Por isso, é muito importante saber as suas características e como eles trabalham, a fim de fazer uma compra segura e durável. Esta página vai de dar informações para ajudá-lo na escolha do controlador de carga certa para o seu sistema fotovoltaico com base no tipo de painél e baterias que deseja instalar. Se durante o planejamento do seu sistema fotovoltaico você decidiu escolher certos painéis em vez de outros, é bom saber que esta escolha pode sugerir um regulador em vez de outro.    

controlador de carga solar

 

 

 

 

 


Se a tensão do painel é ligeiramente maior do que a da bateria (caso típico de um painel de 12 V a 30 células solares e bateria 12V) , o controlador PWM é recomendado porque tem uma produção diária neste caso similar ao MPPT. Abaixo então fizemos uma tabela muito simples, onde você vai encontrar a tecnologia do controlador adequada a sua necessidade.

con-03-Controlador de carga solar

 

 

 

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