Laadregelaar op zonne-energie: diagram, werkingsprincipe, verbindingsmethoden

Opmerkingen:

Als je hebt nagedacht over een alternatieve manier om energie te krijgen en hebt besloten om zonnepanelen te installeren, dan wil je waarschijnlijk geld besparen. Een van de besparingsmogelijkheden is: maak je eigen laadregelaar. Bij het installeren van zonnegeneratoren - panelen is veel extra apparatuur vereist: laadregelaars, batterijen, om de stroom over te brengen naar technische normen.

Overweeg productie doe-het-zelf laadregelaar voor zonne-energie.

Dit is een apparaat dat het laadniveau van loodzuuraccu's regelt en voorkomt dat ze volledig worden ontladen en opnieuw worden opgeladen.Als de batterij in de noodmodus begint te ontladen, zal het apparaat de belasting verminderen en volledige ontlading voorkomen.

Het is vermeldenswaard dat een zelfgemaakte controller qua kwaliteit en functionaliteit niet te vergelijken is met een industriële, maar voldoende zal zijn voor de werking van het elektrische netwerk. In de uitverkoop vindt u producten die in de kelder zijn gemaakt en die een zeer lage betrouwbaarheid hebben. Als je niet genoeg geld hebt voor een duur apparaat, is het beter om het zelf te monteren.

DIY-laadcontroller voor zonne-energie

Ook een zelfgemaakt product moet aan de volgende voorwaarden voldoen:

• 1.2P
• De maximaal toegestane ingangsspanning moet gelijk zijn aan de totale spanning van alle onbelaste batterijen.

In de onderstaande afbeelding ziet u een diagram van dergelijke elektrische apparatuur. Om het in elkaar te zetten, heb je een beetje kennis van elektronica en een beetje geduld nodig. Het ontwerp is enigszins aangepast en er is nu een veldeffecttransistor geïnstalleerd in plaats van een diode, die wordt aangestuurd door een comparator.
Een dergelijke laadregelaar is voldoende voor gebruik in netwerken met een laag stroomverbruik, met alleen gebruik. Verschilt in eenvoud van productie en lage materiaalkosten.

Solar laadregelaar Het werkt volgens een eenvoudig principe: wanneer de spanning op het opslagapparaat de opgegeven waarde bereikt, stopt het met opladen en gaat alleen een druppellading door. Als de indicatorspanning onder de ingestelde drempel zakt, wordt de stroomtoevoer naar de batterij hervat. Het gebruik van batterijen wordt door de controller uitgeschakeld wanneer hun lading lager is dan 11 V. Dankzij de werking van een dergelijke regelaar zal de batterij niet spontaan ontladen bij afwezigheid van de zon.

Belangrijkste kenmerken laadregelaar circuits:

• Laadspanning: V=13.8V (configureerbaar), gemeten wanneer er een laadstroom is;
• Load shedding treedt op wanneer Vbat minder is dan 11V (configureerbaar);
• De belasting inschakelen wanneer Vbat = 12,5 V;
• Temperatuurcompensatie van laadmodus;
• De zuinige TLC339-vergelijker kan worden vervangen door de meer gebruikelijke TL393 of TL339;
• De spanningsval op de toetsen is minder dan 20mV bij opladen met een stroomsterkte van 0,5A.

Geavanceerde zonnelaadregelaar

Als u zeker bent van uw kennis van elektronische apparatuur, kunt u proberen een complexer laadregelaarcircuit samen te stellen. Het is betrouwbaarder en kan zowel op zonnepanelen als op een windgenerator werken, waardoor u 's avonds licht krijgt.

Hierboven ziet u een verbeterd doe-het-zelf laadregelaarcircuit. Om de drempelwaarden te wijzigen, worden trimweerstanden gebruikt, waarmee u de bedrijfsparameters aanpast. De stroom die van de bron komt, wordt geschakeld door het relais. Het relais zelf wordt bestuurd door een veldeffecttransistorsleutel.

Allemaal laadregelaar circuits in de praktijk getest en hebben zich in de loop van meerdere jaren bewezen.

Voor zomerhuisjes en andere objecten waar een groot verbruik van hulpbronnen niet vereist is, heeft het geen zin om geld uit te geven aan dure elementen. Indien u over de nodige kennis beschikt, kunt u de voorgestelde ontwerpen aanpassen of de nodige functionaliteit toevoegen.

U kunt dus met uw eigen handen een laadregelaar maken bij het gebruik van apparaten met alternatieve energie. Wanhoop niet als de eerste pannenkoek er klonterig uit komt. Niemand is immers immuun voor fouten. Een beetje geduld, ijver en experimenteren zal de zaak tot een einde brengen. Maar een werkende voeding zal een uitstekende reden voor trots zijn.

De laadregelaar is een zeer belangrijk onderdeel van het systeem waarin de elektrische stroom wordt opgewekt door zonnepanelen. Het apparaat regelt het opladen en ontladen van batterijen. Het is aan hem te danken dat de batterijen niet zo sterk kunnen worden opgeladen en ontladen dat het onmogelijk is om hun werkende staat te herstellen.

Dergelijke controllers kunnen met de hand worden gemaakt.

Werkingsprincipe

Als er geen stroom is van de zonnebatterij, staat de controller in de slaapmodus. Het gebruikt geen van de watts van de batterij. Nadat zonlicht het paneel raakt, begint elektrische stroom naar de controller te stromen. Hij moet aanzetten. De indicatie-LED, samen met 2 zwakke transistors, gaat echter alleen branden wanneer de spanning 10 V bereikt.

Na het bereiken van deze spanning zal de stroom door de Schottky-diode naar de batterij gaan. Als de spanning stijgt tot 14 V, begint de versterker U1 te werken, waardoor de MOSFET-transistor wordt ingeschakeld. Als gevolg hiervan gaat de LED uit en sluiten twee niet-krachtige transistors. De batterij wordt niet opgeladen. Op dit moment wordt C2 gelost. Gemiddeld duurt het 3 seconden. Nadat de condensator C2 is ontladen, wordt de hysterese U1 overwonnen, de MOSFET wordt gesloten en de batterij begint op te laden. Het opladen gaat door totdat de spanning stijgt tot het schakelniveau.

Zelfproductie

Als iemand bepaalde kennis heeft op het gebied van elektronica en elektrotechniek, dan kun je proberen om met je eigen handen een controllercircuit voor zonnepanelen en een windgenerator samen te stellen.Zo'n eenheid zal qua functionaliteit en efficiëntie veel inferieur zijn aan industriële seriële monsters, maar in netwerken met een laag vermogen kan het voldoende zijn.

De ambachtelijke bedieningsmodule moet voldoen aan de basisvoorwaarden:

• 1.2P ≤ I × U. Deze vergelijking gebruikt de notatie van het totale vermogen van alle bronnen (P), de uitgangsstroom van de controller (I), de spanning in het systeem met een volledig ontladen batterij (U),
• De maximale ingangsspanning van de controller moet overeenkomen met de totale spanning van de batterijen zonder belasting.

Het eenvoudigste schema van een dergelijke module ziet er als volgt uit:

Het met de hand geassembleerde apparaat werkt met de volgende kenmerken:

• Laadspanning - 13,8 V (kan variëren afhankelijk van de huidige classificatie),
• Uitschakelspanning - 11 V (configureerbaar),
• Inschakelspanning - 12,5 V,
• De spanningsval over de toetsen is 20 mV bij een stroomwaarde van 0,5A.

PWM- of MPPT-laadcontrollers zijn een van de integrale onderdelen van elk zonne- of hybride systeem op basis van zonne- en windgeneratoren. Ze zorgen voor een normale oplaadmodus van de batterij, verhogen de efficiëntie en voorkomen vroegtijdige slijtage en kunnen volledig met de hand worden gemonteerd.

Module aansluitschema

Klik om het diagram te vergroten

Na het verwijderen van de achterwand heeft u toegang tot de printplaat van het apparaat.

Als batterij is gekozen voor een 12 V-accu met een capaciteit van 1,2 A/h, omdat de auteur die had. Op een heldere zonnige dag kan het paneel zelfs 2-3 van dergelijke batterijen opladen. In het batterijcircuit is een zekering opgenomen om het risico op kortsluiting te verkleinen.Om te voorkomen dat de accu bij weinig licht via het zonnepaneel ontlaadt, is in serie met het paneel een Schottky-diode van het type IN5817 geschakeld. Wanneer de batterij volledig is opgeladen, is de stroom die uit het zonnepaneel wordt getrokken ongeveer 50mA bij 19V.

Als testbelasting werd een zelfgemaakte LED phytolamp gebruikt op 4 in serie geschakelde phyto-LED's met een vermogen van 1 W, een weerstand van het type MLT-2 met een weerstand van 30 Ohm werd in serie geschakeld met de LED's. Bij een spanning van 12,6 V zal de stroom die door de lamp wordt verbruikt ongeveer 60 mA zijn. Zo kun je met een 1,2 Ah accu deze lamp ongeveer 20 uur van stroom voorzien.

Over het algemeen bleek de geassembleerde autonome structuur technisch gezien behoorlijk efficiënt. Maar vanuit economisch oogpunt, gezien de kosten van de zonnebatterij, batterij en besturingseenheid, is het beeld somber. Een zonnebatterij kost 2700 roebel, een 12 V 1,2 Ah-batterij kost ongeveer 500 roebel, een besturingseenheid kost 400 roebel. De auteur heeft ook geprobeerd om twee 6 V 12 A / h-batterijen in serie te gebruiken (ze kosten ongeveer 3000 r), de auteur laadt zo'n batterij in 3-4 zonnige dagen op, terwijl de laadstroom 270 mA bereikt.

De totale kosten van gebruikte apparatuur in de minimale configuratie zijn 3600 roebel. Zoals je kunt zien, verbruikt deze phytolamp ongeveer 0,8 watt. Met een snelheid van 3,5 r/kWh moet de lamp op het lichtnet worden gebruikt met een energie-efficiëntie van 50%, ongeveer 640.000 uur of 73 jaar, alleen maar om de kosten van apparatuur te rechtvaardigen. Tegelijkertijd zal het voor zo'n periode ongetwijfeld nodig zijn om de apparatuur meerdere keren volledig te vervangen, niemand heeft de degradatie van de batterij en fotocellen geannuleerd.

Apparaatdiagram

Deze borden worden erg heet, dus we zullen ze een beetje over de print solderen. Hiervoor zullen we een stijve koperdraad gebruiken om de poten voor de PCB te maken. We hebben 4 stukken koperdraad om 4 poten voor de printplaat te maken. U kunt hiervoor in plaats van koperdraad ook pinheaders gebruiken.

De zonnecel wordt respectievelijk aangesloten op de IN+ en IN- klemmen van het TP4056 laadbord. Een diode is in het positieve uiteinde geplaatst voor bescherming tegen omgekeerde spanning. De BAT+ en BAT- boards worden dan verbonden met de +ve en -ve uiteinden van de batterij. Dat is alles wat we nodig hebben om de batterij op te laden.

Om het Arduino-bord van stroom te voorzien, moeten we de output verhogen tot 5V. Dus voegen we een 5V spanningsversterker toe aan deze schakeling. Sluit -ve batterijen aan op IN- van de versterker en ve+ op IN+ door er een schakelaar tussen te plaatsen. We hebben het boosterboard rechtstreeks op de oplader aangesloten, maar we raden aan om daar een SPDT-schakelaar te installeren. Daarom, wanneer het apparaat de batterij oplaadt, wordt deze opgeladen en niet gebruikt.

De zonnecellen worden aangesloten op de ingang van een lithium batterijlader (TP4056), waarvan de uitgang is aangesloten op een lithium batterij 18560. Op de batterij is ook een 5V spanningsversterker aangesloten die wordt gebruikt om van 3.7VDC naar 5VDC om te zetten.

De laadspanning is meestal rond de 4,2 V. De ingang van de spanningsversterker varieert van 0,9 V tot 5,0 V. Dus het zal ongeveer 3,7 V aan de ingang zien wanneer de batterij ontlaadt en 4,2 V wanneer deze wordt opgeladen. De output van de versterker naar de rest van het circuit zal het op 5V houden.

Dit project zal zeer nuttig zijn voor het aandrijven van externe datalogger. Zoals je weet is de stroomvoorziening voor de remote recorder altijd een probleem en is er in de meeste gevallen geen stopcontact aanwezig.

Een vergelijkbare situatie dwingt u om enkele batterijen te gebruiken om uw circuit van stroom te voorzien. Maar uiteindelijk zal de batterij het begeven. Ons goedkope project zonne oplader zou een geweldige oplossing zijn voor deze situatie.

Nodig hebben

Bij de maximale lading van de batterij regelt de controller de stroomtoevoer naar de batterij en reduceert deze tot de vereiste hoeveelheid om de zelfontlading van het apparaat te compenseren. Als de batterij volledig leeg is, schakelt de controller elke inkomende belasting van het apparaat uit.

De behoefte aan dit apparaat kan worden teruggebracht tot de volgende punten:

1. Het opladen van de batterij is meertraps;
2. De aan/uit batterij aanpassen bij het opladen/ontladen van het toestel;
3. De accu aansluiten bij maximale lading;
4. Aansluiten opladen van fotocellen in automatische modus.

De batterijlaadregelaar voor zonne-energie-apparaten is belangrijk omdat de prestaties van al zijn functies in goede staat de levensduur van de ingebouwde batterij aanzienlijk verlengen.

Bedradingsdiagrammen

Er zijn 3 mogelijke schema's om zonnepanelen aan elkaar te koppelen, dit zijn: serieel, parallel en serie-parallel aansluiten. Nu meer over hen.

seriële verbinding

In dit circuit is de negatieve pool van het eerste paneel verbonden met de positieve pool van de tweede, de negatieve van de tweede met de derde terminal, enzovoort. Wat geeft zo'n verbinding - de spanning van alle panelen wordt opgeteld. Met andere woorden, als je bijvoorbeeld meteen 220V wilt hebben, dan helpt deze schakeling je daarbij.maar het wordt zelden gebruikt.

Laten we een voorbeeld nemen. We hebben 4 panelen met elk een nominaal vermogen van 12V, Voc: 22,48V (dit is de nullastspanning), we krijgen 48V aan de uitgang. Nullastspanning \u003d 22,48V * 4 \u003d 89,92V. terwijl het maximale stroomvermogen, Imp, ongewijzigd blijft.

In dit schema wordt het niet aanbevolen om panelen met verschillende Imp-waarden te gebruiken, omdat het systeemrendement laag zal zijn.

Parallelle verbinding

Dit schema maakt het mogelijk om, zonder de spanning van de panelen te verhogen, de stroom te verhogen. Laten we een voorbeeld nemen. We hebben 4 panelen met een nominaal vermogen van elk 12V, nullastspanning 22,48V, stroom op het punt van maximaal vermogen 5,42A. Aan de uitgang van het circuit blijven de nominale spanning en de nullastspanning ongewijzigd, maar het maximale vermogen is 5,42A * 4 = 21,68A.

Serie-parallelle verbinding

• Nominale spanning van het zonnepaneel: 12 V. • Nullastspanning Voc: 22,48 V. • Stroom op het punt van maximaal vermogen Imp: 5,42 A.

Door 2 zonnepanelen in serie en 2 parallel aan de uitgang aan te sluiten, krijgen we een spanning van 24V, een nullastspanning van 44,96V, en de stroom zal 5,42A * 2 = 10,84A zijn.

Dit maakt het mogelijk om een ​​gebalanceerd systeem te hebben en te besparen op apparatuur zoals een batterijlaadcontroller, aangezien de emu op zijn hoogtepunt niet veel spanning hoeft te weerstaan. De schakeling maakt het ook mogelijk om panelen van verschillend vermogen, bijvoorbeeld 2 naar 12V, om te zetten naar 24V. De handigste netwerkoptie voor thuis.

De beste stationaire zonnepanelen

Stationaire apparaten worden gekenmerkt door grote afmetingen en verhoogd vermogen. Ze worden in grote aantallen geïnstalleerd op daken van gebouwen en andere vrije ruimtes.Ontworpen voor gebruik het hele jaar door.

Sunways FSM-370M

4.9

★★★★★
redactionele score

98%
kopers raden dit product aan

Het model is gemaakt met behulp van PERC-technologie, waardoor het stabiel is in ongunstige weersomstandigheden. Het geanodiseerde aluminium frame is niet bang voor scherpe stoten en vervorming. Hoge sterkte gehard glas met lage UV-absorptie zorgt voor de veiligheid van het paneel.

Nominaal vermogen is 370 W, spanning is 24 V. De batterij kan werken bij een buitentemperatuur van -40 tot +85 °С. Het diodesamenstel beschermt het tegen overbelasting en tegenstromen, vermindert efficiëntieverliezen bij gedeeltelijke beschaduwing van het oppervlak.

Voordelen:

• duurzaam corrosiebestendig frame;
• dik beschermend glas;
• stabiele werking onder alle omstandigheden;
• lange levensduur.

Gebreken:

groot gewicht.

Sunways FSM-370M wordt aanbevolen voor permanente stroomvoorziening van grote faciliteiten. Een uitstekende keuze voor plaatsing op het dak van een woongebouw of kantoorgebouw.

Delta BST 200-24M

4.9

★★★★★
redactionele score

96%
kopers raden dit product aan

Een kenmerk van Delta BST is de heterogene structuur van monokristallijne modules. Dit heeft het vermogen van het paneel om verstrooide zonnestraling te absorberen verbeterd en zorgt voor een efficiënte werking, zelfs in bewolkte omstandigheden.

Het piekvermogen van de batterij is 200 watt met afmetingen van 1580x808x35 mm. De stevige constructie is bestand tegen moeilijke omstandigheden, terwijl een versterkt frame met afwateringsgaten zorgt voor een stabiele werking van het paneel bij slecht weer. De beschermlaag is gemaakt van gehard ontspiegeld glas van 3,2 mm dik.

Voordelen:

• stabiele werking in moeilijke weersomstandigheden;
• versterkte constructie;
• hittebestendig;
• roestvrij frame.

Gebreken:

complexe installatie.

De Delta BST is ontworpen om het hele jaar door een constant vermogen te leveren en zal nog vele jaren betrouwbare stroom leveren.

Feron PS0301

4.8

★★★★★
redactionele score

90%
kopers raden dit product aan

Het Feron zonnepaneel is niet bang voor moeilijke omstandigheden en functioneert stabiel bij een temperatuur van -40..+85 °C. De metalen behuizing is bestand tegen beschadiging en corrodeert niet. Het batterijvermogen is 60 W, de afmetingen in gebruiksklare vorm zijn 35x1680x664 millimeter.

Indien nodig, vervoer de structuur kan gemakkelijk worden opgevouwen. Voor gemakkelijk en veilig dragen wordt een speciale koffer van duurzame kunststof meegeleverd. De kit bevat ook twee steunen, een kabel met clips en een controller, waarmee u het paneel onmiddellijk in gebruik kunt nemen.

Voordelen:

• hittebestendig;
• stabiele werking in alle weersomstandigheden;
• duurzame behuizing;
• snelle installatie;
• handig opvouwbaar ontwerp.

Gebreken:

hoge prijs.

Feron kan bij elk weer worden gebruikt. Een goede keuze voor installatie in een privéwoning, maar je hebt meerdere van deze panelen nodig om voldoende stroom te krijgen.

Bos Zonnehuis 120W

4.7

★★★★★
redactionele score

85%
kopers raden dit product aan

Het model is gemaakt van polykristallijne siliciumwafels. Fotocellen zijn bedekt met een dikke laag gehard glas, waardoor het risico op mechanische schade en externe factoren wordt geëlimineerd. Hun levensduur is ongeveer 25 jaar.

Het batterijvermogen is 120 W, de afmetingen in gebruiksklare toestand zijn 128x4x67 centimeter.De kit bevat een praktische tas van slijtvast materiaal die de opslag en het transport van het paneel vereenvoudigt. Voor eenvoudige installatie op een vlakke ondergrond zijn speciale poten meegeleverd.

Voordelen:

• beschermende bekleding;
• snelle installatie;
• compact formaat en gemakkelijk mee te nemen;
• lange levensduur;
• duurzame tas inbegrepen.

Gebreken:

het frame is fragiel.

Woodland Sun House is in staat om 12 volt accu's op te laden. Een uitstekende oplossing voor installatie in een landhuis, een jachtbasis en op andere plaatsen ver van de bewoonde wereld.

Opties voor zonne-aansluiting

Zonnepanelen zijn opgebouwd uit meerdere losse panelen. Om de uitgangsparameters van het systeem in de vorm van vermogen, spanning en stroom te vergroten, zijn de elementen met elkaar verbonden, waarbij de wetten van de fysica worden toegepast.

De verbinding van meerdere panelen aan elkaar kan worden uitgevoerd met behulp van een van de drie montageschema's voor zonnepanelen:

• parallel;
• consequent;
• gemengd.

Het parallelle circuit omvat het met elkaar verbinden van terminals met dezelfde naam, waarbij de elementen twee gemeenschappelijke convergentieknooppunten van geleiders en hun vertakking hebben.

Bij een parallelschakeling zijn de plussen verbonden met de plussen en de minnen met de minnen, waardoor de uitgangsstroom toeneemt en de uitgangsspanning binnen 12 volt blijft

De waarde van de maximaal mogelijke uitgangsstroom in een parallelschakeling is recht evenredig met het aantal aangesloten elementen. De principes voor het berekenen van de hoeveelheid worden gegeven in het artikel dat we aanbevelen.

Het seriële circuit omvat de verbinding van tegengestelde polen: de "plus" van het eerste paneel met de "min" van het tweede. De resterende ongebruikte "plus" van het tweede paneel en de "min" van de eerste batterij zijn verbonden met de controller die zich verder langs het circuit bevindt.

Dit type verbinding schept voorwaarden voor de stroom van elektrische stroom, waarbij er maar één manier is om de energiedrager van de bron naar de consument over te dragen.

Met een seriële aansluiting neemt de uitgangsspanning toe en bereikt deze 24 volt, wat voldoende is om draagbare apparatuur, LED-lampen en sommige elektrische ontvangers van stroom te voorzien

Een serie-parallel of gemengd circuit wordt meestal gebruikt wanneer het nodig is om meerdere groepen batterijen aan te sluiten. Door deze schakeling toe te passen kan zowel de spanning als de stroom aan de uitgang worden verhoogd.

Met een serie-parallel verbindingsschema bereikt de uitgangsspanning een punt, waarvan de kenmerken het meest geschikt zijn voor het oplossen van het grootste deel van huishoudelijke taken

Deze optie is ook gunstig in die zin dat bij uitval van een van de constructieve elementen van het systeem, andere verbindingsketens blijven functioneren. Dit verhoogt de betrouwbaarheid van het gehele systeem aanzienlijk.

Het principe van het samenstellen van een gecombineerd circuit is gebaseerd op het feit dat de apparaten binnen elke groep parallel zijn geschakeld. En de verbinding van alle groepen in één circuit wordt opeenvolgend uitgevoerd.

Door verschillende soorten verbindingen te combineren, zal het niet moeilijk zijn om een ​​batterij met de nodige parameters samen te stellen. Het belangrijkste is dat het aantal aangesloten cellen zodanig moet zijn dat de bedrijfsspanning die aan de batterijen wordt geleverd, rekening houdend met de daling in het laadcircuit, de spanning van de batterijen zelf overschrijdt en de laadstroom van de batterij tegelijkertijd tijd levert de benodigde hoeveelheid laadstroom.

Nodig hebben

Bij de maximale lading van de batterij regelt de controller de stroomtoevoer naar de batterij en reduceert deze tot de vereiste hoeveelheid om de zelfontlading van het apparaat te compenseren. Als de batterij volledig leeg is, schakelt de controller elke inkomende belasting van het apparaat uit.

De behoefte aan dit apparaat kan worden teruggebracht tot de volgende punten:

1. Het opladen van de batterij is meertraps;
2. De aan/uit batterij aanpassen bij het opladen/ontladen van het toestel;
3. De accu aansluiten bij maximale lading;
4. Aansluiten opladen van fotocellen in automatische modus.

De batterijlaadregelaar voor zonne-energie-apparaten is belangrijk omdat de prestaties van al zijn functies in goede staat de levensduur van de ingebouwde batterij aanzienlijk verlengen.