Βέλτιστος έλεγχος του οικιακού συστήματος παραγωγής φωτοβολταϊκής ενέργειας εκτός δικτύου

1. Η βασική αρχή λειτουργίας του ελεγκτή

Η χαρακτηριστική καμπύλη εξόδου του ηλιακού στοιχείου φαίνεται στο σχήμα 1. Το χαρακτηριστικό του βολτ-αμπέρ του ηλιακού στοιχείου έχει ισχυρή μη γραμμικότητα, δηλαδή όταν αλλάζει η ένταση της ηλιοφάνειας, η τάση ανοικτού κυκλώματος δεν είναι πολύ μεγάλη. Η αλλαγή, αλλά το μέγιστο ρεύμα που παράγεται θα διαφέρει σημαντικά, έτσι η ισχύς εξόδου και το μέγιστο σημείο ισχύος θα αλλάξουν. Ωστόσο, όταν η ένταση φωτός είναι σταθερή, η έξοδος ρεύματος από το ηλιακό στοιχείο είναι σταθερή και μπορεί να θεωρηθεί ως μια σταθερή πηγή ρεύματος. Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο να ερευνηθεί και να σχεδιαστεί ένας ηλιακός φωτοβολταϊκός ελεγκτής με εξαιρετική απόδοση για να χρησιμοποιηθεί η ηλιακή ενέργεια πιο αποτελεσματικά.


Στο ηλιακό φωτοβολταϊκό σύστημα εκτός δικτύου, η ηλιακή ενέργεια που μετατρέπει το ηλιακό στοιχείο στην ηλεκτρική ενέργεια φορτίζεται από τον ελεγκτή φόρτισης και εκφόρτισης και τροφοδοτείται στο φορτίο. Υπάρχουν δύο κύριες λειτουργίες του ελεγκτή φόρτισης και εκφόρτισης. Το ένα είναι να προστατέψετε την μπαταρία από τη φόρτιση και την εκφόρτιση, για να αποφευχθεί η υπερβολική φόρτιση ή η υπερβολική εκφόρτιση της μπαταρίας. Το καθήκον της μπαταρίας είναι να αποθηκεύει ενέργεια για να τροφοδοτεί το φορτίο τη νύχτα ή βροχερή. Η ισχύς χρησιμοποιείται. το άλλο είναι να παρέχει μια σταθερή πηγή τάσης DC για χρήση στον αντιστροφέα ή φορτίο DC. Οι κύριες λειτουργίες που πρέπει να διαθέτουν οι ελεγκτές PV είναι:

1 Λειτουργία αποσύνδεσης και ανάκτησης υψηλής τάσης (HVD). Ο ελεγκτής θα πρέπει να διαθέτει αποσύνδεση υψηλής τάσης εισόδου και λειτουργία συνέχισης σύνδεσης.

2 Λειτουργία αποσύνδεσης και επαναφοράς συναγερμού υποβιβασμού (LVG). Όταν η τάση της μπαταρίας πέσει στην τιμή ρύθμισης υποβιβασμού, εκπέμπεται ένα ηχητικό και οπτικό σήμα συναγερμού και η μπαταρία σταματά να τροφοδοτεί το φορτίο. Όταν η τάση της μπαταρίας επιστρέψει πάνω από την καθορισμένη τιμή υποβιβασμού, η μπαταρία αποκαθίσταται για να τροφοδοτήσει το φορτίο.

3 λειτουργία προστασίας. Ο ελεγκτής διαθέτει κύκλωμα προστασίας από βραχυκύκλωμα φορτίου. ένα κύκλωμα προστασίας εσωτερικού βραχυκυκλώματος ελεγκτή. μια μπαταρία μέσω ενός κυκλώματος προστασίας από την αντίστροφη εκφόρτιση του δομοσ ένα φορτίο, ένα δομοστοιχείο ηλιακού στοιχείου ή ένα κύκλωμα προστασίας αντίστροφης σύνδεσης της πολικότητας της μπαταρίας. και την πρόληψη των κεραυνοβαρών σε μια περιοχή πολλαπλών κεραυνών.

5 Λειτουργία αντιστάθμισης θερμοκρασίας. Όταν η θερμοκρασία της μπαταρίας είναι χαμηλότερη από 25 ° C, η μπαταρία θα πρέπει να απαιτεί υψηλότερη τάση φόρτισης για να ολοκληρωθεί η διαδικασία φόρτισης. Αντίθετα, οι μπαταρίες πάνω από αυτή τη θερμοκρασία απαιτούν χαμηλότερη τάση φόρτισης. Συνήθως, η μπαταρία μολύβδου-οξέος έχει συντελεστή αντιστάθμισης θερμοκρασίας 45 mv / C.

2 Παράλληλος ρυθμιστής φόρτισης και απόρριψης

Στο παράλληλο κύκλωμα του ελεγκτή φόρτισης και εκφόρτισης που παρουσιάζεται στο σχήμα 2, στο παράλληλο κύκλωμα φόρτισης και εκφόρτισης του ελεγκτή εκφόρτισης, η συσκευή διακοπτών Τ1 συνδέεται παράλληλα στην έξοδο της συστοιχίας των ηλιακών κυψελών όταν Όταν η τάση της μπαταρίας είναι μεγαλύτερη από το πλήρες διακοπή τάσης ", η συσκευή μεταγωγής Τ1 είναι αναμμένη και η δίοδος D1 απενεργοποιείται, το ρεύμα εξόδου της συστοιχίας των ηλιακών κυψελών εκπέμπεται απευθείας μέσω του βραχυκυκλώματος Τ1 και η μπαταρία δεν φορτίζεται πλέον, εξασφαλίζοντας έτσι ότι η μπαταρία δεν εμφανίζεται. Υπερβολικά φορτισμένο, παίζει το ρόλο της «υπερφόρτισης».


D1 είναι δίοδος κατά της φόρτισης », μόνο όταν η τάση εξόδου της συστοιχίας ηλιακών κυψελών είναι μεγαλύτερη από την τάση της μπαταρίας, μπορεί να ενεργοποιηθεί το D1 και η D1 να απενεργοποιηθεί, διασφαλίζοντας έτσι ότι η μπαταρία δεν θα εμφανιστεί στην ηλιακή κυψέλη τη νύχτα ή τον βροχερό καιρό. Η αντίστροφη φόρτιση παίζει το ρόλο της "προστασίας αντίστροφης φόρτισης".

Η συσκευή μεταγωγής T2 είναι ο διακόπτης εκκένωσης μπαταρίας. Όταν το φορτίο ρεύματος είναι μεγαλύτερο από το ονομαστικό ρεύμα, συμβαίνει το βραχυκύκλωμα υπερφόρτωσης ή φορτίου, το T2 είναι απενεργοποιημένο, το οποίο παίζει ρόλο "προστασία υπερφόρτωσης εξόδου" και "προστασία βραχυκυκλώματος εξόδου". Ταυτόχρονα, όταν η τάση της μπαταρίας είναι μικρότερη από την τάση "υπερβολικής εκφόρτισης", το T2 είναι επίσης απενεργοποιημένο, το οποίο παίζει ρόλο "προστασίας από υπερβολική εκφόρτιση".

Το D2 είναι η 'αντι-αντίστροφη δίοδος'. Όταν η πολικότητα της μπαταρίας αντιστραφεί, το D2 είναι ενεργοποιημένο για να προκαλέσει βραχυκύκλωμα της αποφόρτισης της μπαταρίας μέσω του D2. Μπορεί να δημιουργηθεί ένα μεγάλο ρεύμα για να λιώσει γρήγορα η ασφάλεια της ασφάλειας και η μπαταρία αντιστρέφεται. Προστατευτικά αποτελέσματα.

Το κύκλωμα ελέγχου ανίχνευσης εντοπίζει την τάση της μπαταρίας ανά πάσα στιγμή. Όταν η τάση είναι μεγαλύτερη από "πλήρη τάση διακοπής", το T1 ενεργοποιείται για "προστασία υπερφόρτισης". όταν η τάση είναι μικρότερη από την "τάση υπερβολικής εκφόρτισης", το T2 απενεργοποιείται για "υπερβολική εκφόρτιση". ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ'.

3. Σειριακός ελεγκτής φόρτισης και απόρριψης

Το διάγραμμα κυκλωμάτων φόρτισης και εκφόρτισης της σειράς παρουσιάζεται στο σχήμα 3. Ο ελεγκτής φόρτισης και εκφόρτισης σειράς και ο παράλληλος ελεγκτής φόρτισης και εκφόρτισης έχουν παρόμοιες δομές κυκλώματος. Η μόνη διαφορά είναι η σύνδεση της συσκευής μεταγωγής Τ1. Διαφορετικές μέθοδοι, ο παράλληλος τύπος T1 συνδέεται παράλληλα με τον ακροδέκτη εξόδου της συστοιχίας ηλιακών κυψελών και ο τύπος σειράς Τ1 συνδέεται εν σειρά στο κύκλωμα φόρτισης. Όταν η τάση της μπαταρίας είναι μεγαλύτερη από την τάση πλήρους διακοπής λειτουργίας, το T1 είναι απενεργοποιημένο, έτσι ώστε η ηλιακή μπαταρία να μην φορτίζει πλέον την μπαταρία, πράγμα που λειτουργεί ως «προστασία υπερφορτίου».