Контроллеры заряда для солнечной батареи

Контроллером заряда аккумуляторной батареи от солнечной панели называется электронное устройство, которое предназначено для контроля и управления процессами зарядки и разрядки аккумуляторов. Контроллеры являются одними из четырёх основных составных частей любой системы энергообеспечения от солнечного света, к которым также относятся солнечные панели, специальные аккумуляторные батареи и инверторы. Эксплуатация солнечных систем электропитания без использования контроллеров является малоэффективной. Данный тип устройств может выполняться как в виде отдельного блока, так и быть в составе другого устройства, к примеру, инвертора.

Контроллеры заряда дают возможность предотвратить чрезмерный заряд и глубокий разряд аккумуляторных батарей. Иными словами, контроллеры не позволяют аккумулятору слишком сильно разрядиться или зарядиться. Данные критические состояния аккумуляторных батарей способны значительно влиять на стабильность их работы и срок эксплуатации.

Помимо этого, современные контроллеры позволяют не только управлять процессом зарядки и разрядки аккумуляторных батарей, но и оснащаются дополнительными функциональными возможностями, повышающими качество и скорость зарядки. К основным функциям современных контроллеров относятся отключение нагрузки от аккумулятора в случае низкого уровня заряда, отключение аккумуляторной батареи от питания при достижении максимального значения ёмкости, обеспечение эффективного пошагового процесса зарядки и защита от различных аварийных ситуаций. Примером аварийных ситуаций могут быть короткие замыкания, перегрев, неправильная полярность подключения, разряды молний и т.д.

Существует три основных категории контроллеров заряда для аккумуляторов фотоэлектрических систем - "on-off"-контроллеры, ШИМ(PWM)-контроллеры и МРРТ-контроллеры.

"On-off"-контроллеры являются самыми простыми по конструкции и принципу функционирования. Они способны только после достижения определённых пороговых значений напряжения на аккумуляторе отключать или возобновлять подачу электропитания от фотопанелей. Такой принцип работы является малоэффективным и не позволяет полностью реализовать возможности аккумуляторных батарей.

Контроллеры с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ-контроллеры) способны на завершающих стадиях процесса зарядки производить подачу напряжения особым образом, позволяя плавно достичь максимального уровня заряда и поддерживать его на требуемой отметке. Помимо основной функции, такие контроллеры предотвращают перегрев батареи и способны контролировать правильный расход напряжения в зависимости от общего срока службы аккумулятора.

МРРТ-контроллеры (англ. Maximum Power Point Tracking) являются наиболее современными из всех типов данных устройств. Их использование позволяет максимально эффективно эксплуатировать аккумуляторные батареи в составе солнечных систем электропитания. Такие контроллеры во время работы подбирают точку максимальной мощности питания, то есть преобразовывают параметры напряжения и силы тока от фотопанелей в более подходящие для заряда аккумуляторов.

Выбор контроллеров заряда зависит от нескольких важных факторов. Основным фактором является значение рабочего напряжения. С целью предотвращения выхода устройства из строя, максимальное входное напряжение контроллера должно на 20% превышать номинальное напряжение солнечной панели. Также мощность аккумуляторной батареи не должна превышать мощности, которую способен обеспечить контроллер.