منظم شحن بطارية الطاقة الشمسية

أصبح من الممكن الآن تزويد منازلنا بالكهرباء النظيفة. يستطيع أي شخص تقريبًا بناء محطة توليد الطاقة الخاصة به. إلى جانب الألواح الشمسية نفسها، ستحتاج إلى منظم شحن الطاقة الشمسية والعديد من المعدات الأخرى.

إذن ما هو جهاز التحكم، وما هو؟ إنه في الأساس جهاز تقني مصمم للتحكم في الشحن والتفريغ.

كما نعلم، يتحول ضوء الشمس الساقط على لوحة كهروضوئية إلى تيار كهربائي. ثم يتدفق هذا التيار المتحرك والموجه إلى البطاريات. وعند مروره عبر العاكس، يتحول إلى تيار متردد بقوة 220 فولت. ويقوم جهاز التحكم بمراقبة كل هذه العمليات ويمنع البطاريات من الشحن الزائد أو التفريغ الكامل.

لماذا يجب عليك مراقبة الشحن وكيف يعمل جهاز التحكم في شحن البطارية الشمسية؟

الأسباب الرئيسية:

1. سيساعد ذلك على إطالة عمر بطاريتك! الشحن الزائد قد يتسبب في انفجار.
2. تعمل كل بطارية بجهد كهربائي محدد. يتيح لك جهاز التحكم تحديد الجهد المطلوب.

يقوم منظم الشحن أيضاً بفصل البطارية عن الأجهزة الاستهلاكية في حال انخفاض مستوى شحنها بشكل كبير، كما يفصلها عن اللوحة الشمسية في حال اكتمال شحنها.

وبهذه الطريقة، يتم توفير التأمين ويصبح النظام أكثر أماناً.

مبدأ التشغيل بسيط للغاية. يساعد الجهاز في الحفاظ على التوازن ويمنع انخفاض الجهد أو ارتفاعه بشكل مفرط.

أنواع أجهزة التحكم في شحن البطاريات الشمسية

1. صنع منزلياً.
2. MRRT.
3. تشغيل/إيقاف.
4. الهجائن.
5. أنواع تعديل عرض النبضة (PWM).

سنقدم فيما يلي وصفًا موجزًا ​​لهذه الخيارات لبطاريات الليثيوم وغيرها من البطاريات.

أجهزة تحكم يمكنك صنعها بنفسك

إذا كنت تمتلك خبرة ومهارات في الإلكترونيات، يمكنك بناء هذا الجهاز بنفسك. مع ذلك، من غير المرجح أن يكون هذا الجهاز فعالاً للغاية. يُرجّح أن يكون الجهاز المصنوع منزلياً مناسباً إذا كانت محطتك ذات طاقة منخفضة.

لبناء جهاز الشحن هذا، ستحتاج إلى إيجاد مخططه. لكن تذكر أن نسبة الخطأ يجب ألا تتجاوز 0.1.

هذا رسم تخطيطي بسيط.

MRRT

يتميز هذا الجهاز بقدرته على مراقبة الحد الأقصى لطاقة الشحن. يحتوي البرنامج على خوارزمية تراقب مستويات الجهد والتيار، وتعمل على إيجاد التوازن الأمثل الذي يضمن تشغيل النظام بأكمله بأقصى كفاءة.

يُعتبر جهاز MPPT من أفضل وأحدث الأجهزة المتوفرة حاليًا. وعلى عكس جهاز PMW، فإنه يزيد من كفاءة النظام بنسبة 35%. هذا الجهاز مناسب إذا كان لديك نظام كبير لوحة شمسية.

الجهاز حسب النوع على/ل

إنه أبسط الأنواع المتوفرة. لا يحتوي على العديد من الميزات الموجودة في الأنواع الأخرى. يتوقف الجهاز عن شحن البطارية بمجرد وصول الجهد إلى أقصى حد له.

لسوء الحظ، لا يستطيع هذا النوع من منظمات شحن الطاقة الشمسية شحن البطارية بنسبة 100%. فبمجرد وصول التيار إلى أقصى حد له، يتوقف عن العمل. ونتيجة لذلك، يؤدي الشحن غير الكامل إلى تقليل عمره الافتراضي.

هجين

تُستخدم هذه الأجهزة عند وجود نوعين من مصادر الطاقة، مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح. ويعتمد تصميمها على تقنيتي تعديل عرض النبضة (PWM) وتتبع نقطة القدرة القصوى (MPPT). ويكمن الاختلاف الرئيسي بينها وبين الأجهزة المماثلة في خصائص التيار والجهد.

يتمثل الغرض منه في موازنة الحمل على البطارية. ويحدث هذا نتيجةً لتدفق التيار غير المنتظم من مولدات الرياح. وهذا بدوره قد يقلل بشكل كبير من عمر أجهزة تخزين الطاقة.

تعديل عرض النبضة أو PWM

تعتمد هذه التقنية على تعديل عرض النبضة (PWM)، مما يحل مشكلة نقص الشحن. فهي تقلل التيار، وبالتالي تصل شحنة البطارية إلى 100%.

نتيجةً لعملية تعديل عرض النبضة (PWM)، لا يحدث ارتفاع في درجة حرارة البطارية. ونتيجةً لذلك، فإن وحدة التحكم هذه لوحة شمسية يُعتبر فعالاً للغاية.

كيفية توصيل منظم شحن الطاقة الشمسية؟

يمكن وضع هذا الجهاز داخل العاكس، أو يمكن أن يكون أداة منفصلة.

عند النظر في عملية التوصيل، يجب مراعاة خصائص جميع مكونات محطة الطاقة. على سبيل المثال، يجب ألا تتجاوز قيمة U جهد تشغيل وحدة التحكم.

يجب تركيب الجهاز في مكان جاف. فيما يلي خيارات التوصيل لنوعين شائعين من وحدات التحكم في الألواح الشمسية.

ربط نظام النقل العام متعدد الوسائط (MPRT)

هذا جهاز قوي نسبيًا، ويتم توصيله بطريقة محددة. تحتوي الأسلاك المستخدمة لتوصيله على أطراف نحاسية مزودة بمشابك. يجب تزويد الأطراف السالبة المتصلة بوحدة التحكم بمحولات وصمامات وقواطع دوائر. يمنع هذا الحل فقد الطاقة ويجعل نظام الطاقة الشمسية أكثر أمانًا. يجب أن يتطابق جهد الألواح الشمسية مع جهد وحدة التحكم.

قبل توصيل جهاز MPPT بالدائرة، قم بتحويل نقاط التلامس إلى وضع "إيقاف التشغيل" وأزل الصمامات. اتبع الإجراء التالي:

1. قم بتوصيل أطراف البطارية ووحدة التحكم.
2. قم بتوصيل الألواح الشمسية بجهاز التحكم.
3. توفير التأريض.
4. ضع مستشعر مراقبة درجة الحرارة على جهاز التحكم.

عند إجراء هذه العملية، تأكد من صحة قطبية نقاط التلامس. بعد الانتهاء، أدر المفتاح إلى وضع "التشغيل" وأعد تركيب الفيوزات. ستشير شاشة وحدة التحكم إلى التشغيل الصحيح من خلال عرض حالة الشحن.

توصيل اللوحة الشمسية بوحدة التحكم تعديل عرض النبضة

للقيام بذلك، اتبع خوارزمية اتصال بسيطة:

1. قم بتوصيل كابلات البطارية بأطراف وحدة التحكم PWM.
2. عند خط النهاية مع قطبية"+" تحتاج إلى تشغيل الفيوز للحماية.
3. قم بتوصيل الأسلاك من اللوحة الشمسية إلى وحدة التحكم في شحن البطارية الشمسية.
4. قم بتوصيل مصباح كهربائي بجهد 12 فولت بأطراف الحمل الخاصة بوحدة التحكم.

عند التوصيل، انتبه للعلامات. وإلا فقد تتلف الأجهزة. لا توصل العاكس بأطراف جهاز التحكم، بل يجب توصيله بأطراف البطارية.

كيف تختار جهاز تحكم الألواح الشمسية؟

هذا جهاز بالغ الأهمية، ومن الصعب اختيار الجهاز المناسب من بين التشكيلة الواسعة المتوفرة. للعثور على ما تحتاجه فعلاً، اتبع هذه الإرشادات:

• سعة البطارية. يجب ألا تتجاوز طاقة الخرج الإجمالية القيمة الحالية المقدرة.
• مستوى جهد الإدخال. يجب أن يكون أعلى بنسبة 20% من جهد البطارية، والذي يتم إنتاجه بواسطة محولات الضوء إلى تيار.

تتوفر الآن منظمات شحن بطاريات الطاقة الشمسية بجميع الأنواع. وهي توفر الحماية ضد الظروف الجوية القاسية، والأحمال الثقيلة، والدوائر القصيرة، وارتفاع درجة الحرارة، وحتى التوصيلات الخاطئة. على سبيل المثال، قد يحدث هذا عند الخلط بين... قطبيةونتيجة لذلك، تحتاج إلى اختيار جهاز يحتوي على عدة مستويات من الحماية.

شركات التصنيع الشهيرة

1. السيارات الأوتوماتيكية.
2. إميكون.
3. بُرْجُ الحَمَل.
4. إس إل سي 500
5. ألين-برادليو.
6. مايكرو لوجيكس

هؤلاء المصنعون ينتجون مثل هذه الأجهزة منذ سنوات عديدة.