Контроллер заряда для солнечной батареи: правила выбора, схема для сборки своими руками
Солнечные батареи, преобразующие энергию солнца в электрический ток, не имеют движущихся частей, поэтому экономичны, надежны и находят все более широкое применение. В составе таких устройств несколько компонентов, каждый из которых выполняет свою функцию.
Наиболее «продвинутые» комплекты содержат инвертор, преобразующий постоянное напряжение 12в в переменное 220в. Это позволяет подключать к автономной системе питания обычные сетевые приборы, такие, как телевизор и радиоприемник.
Обязательным элементом, необходимым для эффективной работы всей системы, является контроллер заряда.
Главная задача контроллера заряда – распределение потоков электрической энергии, полученной от солнечной панели. Поддержание стабильного напряжения на выходе, а также исключения перезаряда или полного разряда встроенного в систему аккумулятора.
Таким образом, значительно увеличивается срок службы дорогостоящей аккумуляторной батареи.
Основные функции
Контроллер осуществляет:
- Выбор оптимального тока заряда аккумулятора.
- Отключение аккумулятора при заряде до установленного предела.
Не обязательно покупать такой контроллер в специализированном магазине. Имея паяльник и минимальные знания в электротехнике, можно собрать схему начального уровня самостоятельно.
Есть несколько типов таких устройств. Простейшие имеют только одну функцию: подключает и отключает батарею в зависимости от уровня заряда.
Сложные устройства отслеживают пиковую мощность, поэтому гарантируют больший выходной ток, что увеличивает КПД системы.
1,2P ≤ I×U, где P – общая мощность панелей; I – ток на выходе контроллера; U – напряжение на выходе под нагрузкой.
Разбор конкретной схемы
В качестве примера рассмотрим гибридный источник для питания аварийного освещения или системы охранной сигнализации дома, которая должна работать круглосуточно.
Питание на основе солнечной панели в дневное время позволяет не только значительно сократить потребление электроэнергии от сети, но и обезопасить оборудование от веерных отключений.
В темное время суток схема переходит на питание от сети 220в. Резервным источником питания является аккумуляторная батарея (АКБ) на 12 в, 4.5 А/ч. Такая система будет работать эффективно в любую погоду.
Фоторезистор LDR управляет транзисторами T1 и T2. На рисунке слева приводится цоколевка транзисторов, где Е (1) – эмиттер, С (2) – коллектор, В (3) – база.
В светлое время суток фоторезистор освещен и транзисторы закрыты. Поэтому питание 12 вольт подается на АКБ от панели (Solar pаnеl) через диод D2.
Он же препятствует разряду аккумулятора через панель. При хорошем освещении панель мощностью 15 Вт обеспечивает ток в 1 А.
Когда батарея полностью зарядится до 11,6 в, стабилитрон ZD пробивается и зажигается светодиод красного цвета (LED Red). При уменьшении напряжения на клеммах аккумулятора до 11в, светодиод гаснет. Это значит, что аккумулятор нуждается в зарядке. Резисторы R1, R3 ограничивают ток стабилитрона и светодиода.
В темное время суток сопротивление фоторезистора LDR уменьшается, включаются транзисторы T1, T2 . АКБ заряжается через блок питания. Зарядный ток от сети 220в через трансформатор, диодный мост D3 — D6, резистор R4, транзистор T2 и диод D1 поступает на аккумулятор. Конденсатор C2 сглаживает пульсации сетевого напряжения.
Порог освещенности, при которой срабатывает фотодатчик LDR, настраивается с помощью переменного резистора VR1.
Возможно, Вас заинтересует статья о том, как выбрать солнечную батарею.Статью о том, как правильно подключить солнечную батарею, читайте здесь.
Советы по установке солнечных батарей
Устанавливать батареи лучше в наиболее освещенных местах и как можно выше, чтобы получить максимальную отдачу.- Лицевая сторона должна быть направлена на юг, отклонение не должно превышать 20 градусов.
- Угол возвышения над горизонтом должен быть равен географической широте места установки. Самые совершенные системы оснащаются электроприводом, который меняет угол в зависимости от положения солнца.
Устанавливать батареи лучше в наиболее освещенных местах и как можно выше, чтобы получить максимальную отдачу.
