คู่มือการเลือกตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ - ประเภทและขนาด

ในอาณาจักรพลังงานแสงอาทิตย์ ตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์เป็นอุปกรณ์ที่สำคัญ มันช่วยให้การไหลของพลังงานระหว่างแผงและแบตเตอรี่มีประสิทธิภาพ และปกป้องพวกมันจากความเสียหาย

หัวข้อของโพสต์นี้คือ การเลือกตัวควบคุม และจะเริ่มต้นด้วย ประเภทของตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ และ ขนาดของตัวควบคุม สเปคต่างๆ.

 

 

ตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์คืออะไร?

ในอาณาจักรของระบบไฟฟ้า ตัวควบคุมมีบทบาทสำคัญในการควบคุมแรงดันไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม เมื่อพูดถึงการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ อุปกรณ์เฉพาะ เป็นจุดสนใจหลัก – ตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์.

ตัวควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์เป็น อุปกรณ์อัตโนมัติที่สำคัญ ในระบบพลังงานแสงอาทิตย์ ที่เป็นหัวใจของระบบพลังงานแสงอาทิตย์ ตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ทำหน้าที่ สองฟังก์ชันหลัก.

ประการแรก มันช่วยให้ การไหลของพลังงาน จากแผงโซลาร์เซลล์ไปยังแบตเตอรี่ในระหว่างกระบวนการชาร์จเป็นไปอย่างราบรื่น ประการที่สอง มัน ควบคุมการปล่อยพลังงาน จากแบตเตอรี่ไปยังอินเวอร์เตอร์เมื่อมีความต้องการพลังงาน.

 

ตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ทำงานอย่างไร?

เพื่อจัดการการไหลของพลังงานระหว่างแผงโซลาร์เซลล์และแบตเตอรี่ ตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์จะทำงานหลักต่อไปนี้เพื่อให้การทำงานของระบบพลังงานแสงอาทิตย์ทั้งหมดมีประสิทธิภาพและปลอดภัย

 

ควบคุมระยะการชาร์จแบตเตอรี่

ตัวควบคุมการชาร์จจัดการการชาร์จแบตเตอรี่ ผ่านหลายขั้นตอน เช่น การชาร์จแบบเบิ้ล การดูดซับ และการชาร์จแบบลอย.

• การเรียกเก็บเงินจำนวนมาก
  ให้กระแสสูงสุดจนกว่าชาร์จจะถึงเกณฑ์แรงดันไฟฟ้าบางอย่าง.
• ประจุการดูดซับ
  รักษาแรงดันไฟฟ้าให้คงที่ในขณะที่ลดกระแสเพื่อให้ถึงความจุการชาร์จเต็มที่.
• การชาร์จแบบลอยตัว
  จ่ายกระแสไฟฟ้าต่ำอย่างต่อเนื่องเพื่อรักษาแบตเตอรี่ให้มีความจุ 100% โดยไม่ทำให้ชาร์จเกิน

 

การปรับสมดุลแบตเตอรี่

การปรับสมดุลแบตเตอรี่ เป็นขั้นตอนการบำรุงรักษาเป็นระยะที่ ปรับสมดุลการชาร์จของเซลล์แต่ละเซลล์ ภายในแบตเตอรี่แบงค์ มันช่วยรักษาประสิทธิภาพที่สม่ำเสมอในทุกเซลล์ ป้องกันความไม่สมดุลของความจุและยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่.

 

การป้องกันแบตเตอรี่

โดยการรวม การควบคุมแรงดันไฟฟ้า และ การควบคุมกระแสไฟฟ้า ตัวควบคุมการชาร์จจะรักษาการควบคุมที่แม่นยำในกระบวนการชาร์จ ปกป้องแบตเตอรี่จาก ปัญหาที่อาจเกิดขึ้น ต่างๆ ซึ่งรวมถึง:

• การป้องกันการชาร์จเกิน
  ป้องกันความเสียหายของแบตเตอรี่โดยการควบคุมการชาร์จเพื่อหลีกเลี่ยงการเกินขีดจำกัดแรงดันไฟฟ้าที่ปลอดภัยในระหว่างกระบวนการชาร์จ.
• การป้องกันการปล่อยเกิน
  รักษาสุขภาพแบตเตอรี่โดยการตัดไฟเมื่อแรงดันไฟฟ้าลดลงถึงระดับวิกฤต ป้องกันการปล่อยไฟลึก.
• การป้องกันลัดวงจร
  ปกป้องแบตเตอรี่โดยการตัดวงจรทันทีในกรณีที่เกิดเหตุการณ์ลัดวงจร.
• การป้องกันการกลับขั้ว
  ป้องกันความเสียหายต่อแบตเตอรี่โดยการบล็อกการไหลของกระแสเมื่อขั้วแบตเตอรี่เชื่อมต่อในทิศทางที่ผิด
• การตัดการเชื่อมต่อแรงดันต่ำ
  ฟังก์ชัน LVD จะปิดโหลด DC เมื่อแรงดันแบตเตอรี่ลดลงถึงระดับที่กำหนด เพื่อป้องกันการปล่อยประจุลึก ซึ่งอาจทำให้แบตเตอรี่เสียหาย.
• ระบบป้องกันการโอเวอร์โหลด
  การป้องกันการเกินโหลดช่วยปกป้องตัวควบคุมการชาร์จและส่วนประกอบของระบบจากกระแสไฟฟ้าที่มากเกินไป มันตรวจจับและจัดการกับกระแสไฟฟ้าที่สูง ป้องกันความเสียหายและอันตรายที่อาจเกิดขึ้นจากสภาวะการเกินโหลด.
• การชดเชยอุณหภูมิ
  บางรุ่นของตัวควบคุมการชาร์จมีเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิ เพื่อปรับแรงดันการชาร์จตามอุณหภูมิของแบตเตอรี่ ฟีเจอร์นี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการชาร์จและปกป้องแบตเตอรี่จากความเสียหายที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ.

 

ควรใช้ประเภทไหนของตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์

PWM Solar Charge Controller

ตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ PWM ใช้ การสลับเอาต์พุตอย่างรวดเร็ว เพื่อควบคุมแรงดันไฟฟ้าเฉลี่ยได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดย ปรับความกว้างของพัลส์ (รอบการทำงาน) สามารถปรับแรงดันไฟฟ้าหรือกระแสได้อย่างละเอียด เพื่อให้การควบคุมมีความเชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพ.

ในระหว่างการชาร์จแบตเตอรี่ ตัวควบคุม PWM ปรับรูปคลื่น ให้ตรงตามความต้องการเฉพาะของแบตเตอรี่ ทำให้สามารถชาร์จได้อย่างเหมาะสมตามสถานะปัจจุบันของมัน.

เมื่อถึงการชาร์จเต็มที่ ตัวควบคุม PWM จะเปลี่ยนไปสู่สถานะการชาร์จแบบหยด(การชาร์จแบบลอย) โดยให้กระแสไฟฟ้าขนาดเล็กและสม่ำเสมอเพื่อรักษาแบตเตอรี่ให้อยู่ในสถานะการชาร์จเต็มที่.

อย่างไรก็ตาม แรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าที่ออกจากแผงโซลาร์เซลล์ จะ เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา เนื่องจากปัจจัยภายนอก เช่น ความเข้มของแสง ดังนั้นเมื่อใช้ PWM solar charge controller จะมีการสูญเสียบางส่วนเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้.

ดังนั้น อัลกอริธึม MPPT (Maximum Power Point Tracking) จึงถูกนำมาใช้ในระบบการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงาน.

 

MPPT โซลาร์ชาร์จคอนโทรลเลอร์

ในระบบเซลล์แสงอาทิตย์แบบโฟโตโวลตาอิก แต่ละ โมดูลโฟโตโวลตาอิก มี จุดทำงาน ที่กำหนดโดยโหลดที่เชื่อมต่ออยู่ เมื่อ การแผ่รังสีที่ตกกระทบโมดูลเปลี่ยนแปลง จุดทำงานก็จะเปลี่ยนแปลงตลอดทั้งวันเมื่อโหลดยังคงที่.

MPPT (การติดตามจุดกำลังสูงสุด) คอนโทรลเลอร์โซลาร์เซลล์สามารถตรวจจับแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าของแผงโซลาร์เซลล์ได้แบบเรียลไทม์และคำนวณกำลังไฟฟ้าปัจจุบันอย่างต่อเนื่อง (P=U*I).

โดยการเปรียบเทียบพลังงานปัจจุบันกับค่าก่อนหน้า MPPT solar charge controller สามารถกำหนดได้ว่าจุดทำงานปัจจุบันอยู่สูงกว่าหรือต่ำกว่าจุดพลังงานสูงสุด จากนั้น ปรับ แรงดันไฟฟ้าเอาต์พุตให้เหมาะสม ทำให้จุดทำงาน ใกล้เคียงกับ จุดพลังงานสูงสุด ส่งผลให้สามารถดึงและส่งมอบ พลังงานสูงสุดที่มีอยู่ จากแผงเซลล์แสงอาทิตย์ไปยังโหลดได้.

 

ตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ที่ดีที่สุดสำหรับระบบพลังงานแสงอาทิตย์ของคุณคืออะไร

หลักการทำงานที่แตกต่างกันของ PWM controllers และ MPPT controllers นำไปสู่พื้นที่การใช้งานเฉพาะสำหรับแต่ละประเภท

หากคุณพบว่าตนเองอยู่ในสถานการณ์ต่อไปนี้ PWM solar controller จะเป็นตัวเลือกที่ดีกว่า:

• ระบบพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดเล็ก เช่น การติดตั้งแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดในรถบ้าน ซึ่งแรงดันไฟฟ้าของแผงโซลาร์เซลล์จะใกล้เคียงกับแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่.
• เมื่อการชาร์จ ประสิทธิภาพ ไม่ เป็นความกังวลหลัก เช่น การรักษาแบตเตอรี่ทางทะเลให้มีการชาร์จ
• การติดตั้งที่ประหยัดค่าใช้จ่าย เนื่องจากตัวควบคุม PWM มักจะมีราคาที่เป็นมิตรกับงบประมาณมากกว่า.

 

ในทางกลับกัน, MPPT solar controllers เหมาะสมกว่าสำหรับสถานการณ์ต่อไปนี้:

• พื้นที่ที่มี สภาพอากาศที่แปรปรวน หรือ สภาพแวดล้อมที่รุนแรง เนื่องจากพวกเขาสามารถปรับตัวให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงของการผลิตพลังงานจากแผงโซลาร์เซลล์และเพิ่มประสิทธิภาพการจับพลังงานตลอดทั้งวัน.
• แผงโซลาร์เซลล์ที่มี แรงดันไฟฟ้าสูงกว่ แบตเตอรี่แบงค์ เพื่อให้การชาร์จและการปล่อยไฟฟ้าเป็นไปอย่างปลอดภัย.
• เมื่อมุ่งหวังที่จะ เพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน และผลผลิตเพื่อความคุ้มค่าในด้านต้นทุน เช่น ในโครงการเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรม หรือการติดตั้งโซลาร์เซลล์ในที่อยู่อาศัยที่มีการเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่ ตัวควบคุม MPPT มีอัตราการแปลงที่สูงกว่าตัวควบคุม PWM สำหรับแผงโซลาร์เซลล์ และสามารถดูดซับ ไฟฟ้ามากกว่าอย่างน้อย 30%.

 

วิธีการเลือกขนาดของตัวควบคุมการชาร์จสำหรับระบบพลังงานแสงอาทิตย์ของฉัน

เกี่ยวกับขนาดของตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ที่เหมาะสมสำหรับแผงโซลาร์เซลล์ขนาด 200/300/400/600/800/1000W นั้น ไม่มีคำตอบที่เป็นเอกฉันท์.

 

บันทึก:

ตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ทั้งสองตัวในตัวอย่างด้านล่างนี้สามารถใช้งานร่วมกับแบตเตอรี่ทุกประเภทได้ แต่เมื่อซื้อควบคุมการชาร์จ จำเป็นต้องตรวจสอบสเปคและคู่มือของ ตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ เพื่อกำหนด ความเข้ากันได้กับประเภทแบตเตอรี่ของคุณ.

 

การกำหนดขนาดตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ MPPT

ใช้ PowMr POW-M60-PRO MPPT controller เป็นตัวอย่าง:

จุดสำคัญที่ 1

ตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ MPPT ขนาด 60 แอมป์ นี้สามารถ จดจำได้โดยอัตโนมัติ ระบบแรงดันแบตเตอรี่ 12V/24V/36V/48V ทำให้สามารถใช้งานได้กับตัวเลือกแรงดันทั้งสี่.

จุดสำคัญที่ 2

ตามตารางสเปคข้างต้น แรงดันไฟฟ้าขาเข้าจากแผงโซลาร์เซลล์สูงสุดไม่เกิน 160V DC ซึ่งหมายความว่า แรงดันไฟฟ้าเปิดวงจรของแผงโซลาร์เซลล์ที่เชื่อมต่อกัน ในแบบอนุกรมควร เท่ากับหรือน้อยกว่า 160V.

จุดสำคัญที่ 3

ในระบบ 48V กำลังไฟฟ้าสูงสุดที่สามารถรับได้จากแผงโซลาร์เซลล์คือ 2800W กำลังไฟฟ้ารวมของแผงโซลาร์เซลล์ที่เชื่อมต่อกับตัวควบคุมไม่ควรเกิน 2800W เนื่องจากอาจทำให้ตัวควบคเสียหายได้.

จุดสำคัญที่ 4

เพื่อให้การทำงานเป็นไปอย่างถูกต้อง กระแสชาร์จที่กำหนดของตัวควบคุม ไม่ควรเกินค่ากระแสชาร์จสูงสุดที่แบตเตอรี่อนุญาต โดย POW-M60-PRO มีค่ากระแสแบตเตอรี่ที่กำหนดอยู่ที่ 60A แบตเตอรี่ที่เชื่อมต่อจะต้องมีค่ากระแสชาร์จสูงสุด อย่างน้อย 60A หรือสูงกว่า.

ตัวอย่างเช่น PowMr แบตเตอรี่ลิเธียม 48V 100Ah สามารถรองรับ กระแสชาร์จต่อเนื่องสูงสุด 100A ทำให้เป็นตัวเลือกที่เข้ากันได้สำหรับการใช้งานร่วมกับตัวควบคุม POW-M60-PRO.

 

การกำหนดขนาดตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์แบบ PWM

นำ PowMr Pstar 30A PWM Controller มาเป็นตัวอย่าง:

จุดสำคัญที่ 1

ตัวควบคุม PWM นี้ถูกออกแบบมาเพื่อ ทำงานกับระบบแบตเตอรี่ 12V/24V/36V/48V โดยจะตรวจจับแรงดันไฟฟ้าที่เหมาะสมโดยอัตโนมัติ.

จุดสำคัญที่ 2

แรงดันไฟฟ้าขาเข้าที่สูงสุดสำหรับแผงโซลาร์เซลล์ คือ 100V DC ซึ่งทำให้ แรงดันไฟฟ้าเปิดวงจรของแผงโซลาร์เซลล์ที่เชื่อมต่อ อยู่ ต่ำกว่า 100V.

จุดสำคัญที่ 3

สำหรับ ระบบแบตเตอรี่ 12V กำลังไฟฟ้าสูงสุดที่สามารถป้อนเข้าจากแผงโซลาร์เซลล์ควร ไม่เกิน 360W การหลีกเลี่ยงการเกินขีดจำกัดนี้เป็นสิ่งสำคัญเพื่อป้องกันความเสียหายต่อคอนโทรลเลอร์.

จุดสำคัญที่ 4

สิ่งสำคัญคือต้องมั่นใจว่ากระแสเอาต์พุตของตัวควบคุม ไม่เกินกระแสชาร์จสูงสุดที่แบตเตอรี่อนุญาต PowMr Pstar 30A มีค่ากระแสแบตเตอรี่ที่กำหนดไว้ที่ 30A หากกระแสชาร์จต่อเนื่องสูงสุดของแบตเตอรี่ในระบบคือ 20A อาจจำเป็น ต้องต่อแบตเตอรี่สองก้อนขนานกัน ตามสเปคนี้เพื่อรองรับตัวควบคุม.

 

คู่มือการซื้อวิดีโอควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์

 

คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับการเลือกตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์

ฉันสามารถต่อสายควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์สองตัวได้ไหม?

ในสถานการณ์ที่มีแผงโซลาร์เซลล์สองชุดขึ้นไป และ กำลังไฟฟ้าขาออกจากแผงโซลาร์เซลล์เกิน ความสามารถของตัวควบคุมการชาร์จเพียงตัวเดียว การใช้ตัวควบคุมการชาร์จสองตัวขึ้นไปพร้อมกับแบตเตอรี่ชุดเดียวสามารถให้ทางออกที่มีประสิทธิภาพ วิธีการนี้มีประสิทธิภาพโดยเฉพาะกับตัวควบคุมการชาร์จ MPPT เนื่องจาก แผงโซลาร์เซลล์ที่แตกต่างกัน อาจมี จุดพลังงานสูงสุดที่แตกต่างกัน ทำให้สามารถผลิตพลังงานได้อย่างเหมาะสม.

อย่างไรก็ตาม สิ่งสำคัญคือ การเชื่อมต่อควบคุมการชาร์จแบบขนาน เพื่อให้แน่ใจว่ามีการกระจายแรงดันไฟฟ้าและกระแสที่สม่ำเสมอทั่วทั้งแบตเตอรี่ทั้งหมด การปรับสมดุลของแรงดันไฟฟ้าและความต้านทานภายในแบตเตอรี่ช่วยหลีกเลี่ยงการชาร์จเกินและความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นกับแบตเตอรี่.

เพื่อรักษาความเข้ากันได้ของระบบและความปลอดภัย ให้แน่ใจว่าความจุรวมของตัวควบคุมการชาร์จไม่เกินความจุการชาร์จสูงสุดของแบตเตอรี่ สำหรับการรวมเข้าที่ราบรื่น แนะนำให้ใช้ ตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ประเภทเดียวกัน เมื่อใช้หลายหน่วย.

 

ฉันต้องการตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์เสมอหรือไม่?

ไม่เสมอไป แต่โดยปกติแล้ว แผงโซลาร์เซลล์จะผลิตไฟฟ้ามากกว่าค่าที่ระบุไว้ โดยเฉพาะแผงขนาดเล็กที่สุด เช่น 1 หรือ 5 วัตต์ ที่สามารถทำงาน โดยไม่ต้อง ใช้ตัวควบคุมได้

แผงโซลาร์เซลล์ถูกออกแบบมาสำหรับ STC (เงื่อนไขการทดสอบมาตรฐาน) ซึ่งรวมถึงอุณหภูมิเซลล์ที่ 25°C และการแผ่รังสีแสงอาทิตย์ที่ 1000 วัตต์ต่อตารางเมตร อย่างไรก็ตาม ในสถานการณ์จริง พวกเขาประสบกับ การเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าขึ้นและลง จากแรงดันไฟฟ้าชื่อของพวกเขา ตัวควบคุมการชาร์จโซลาร์เป็นสิ่งจำเป็นในการจัดการกับการส่งออกแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้น เพื่อความปลอดภัยของระบบ.

 

จะเกิดอะไรขึ้นกับตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีขนาดใหญ่เกินไป?

การใช้ตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีขนาดใหญ่เกินไปสามารถมีทั้งข้อดีและข้อเสีย ในด้านบวก ตัวควบคุมที่มีขนาดใหญ่เกินไปช่วยให้การไหลของกระแสไฟฟ้ามากขึ้น ซึ่งอาจเป็น ประโยชน์ หากคุณวางแผน ที่จะขยายแผงโซลาร์เซลล์ของคุณ ในอนาคต นอกจากนี้ยังสามารถนำไปสู่ การลดแรงดันไฟฟ้า และประสิทธิภาพของระบบที่ดีขึ้น

อย่างไรก็ตาม ข้อเสียรวมถึง ต้นทุนที่สูงขึ้น และความ ไม่มีประสิทธิภาพ ที่อาจเกิดขึ้นเมื่อ ความจุแผงโซลาร์เซลล์ต่ำ นอกจากนี้ คอนโทรลเลอร์ที่มีขนาดใหญ่เกินไปอาจไม่ทำงานที่ระดับประสิทธิภาพที่ดีที่สุด ส่งผลให้เกิดการสูญเสียพลังงาน ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องพิจารณาความต้องการของระบบของคุณอย่างรอบคอบและชั่งน้ำหนักข้อดีและข้อเสียก่อนที่จะเลือกคอนโทรลเลอร์ชาร์จโซลาร์เซลล์.