شارژ کنترلر خورشیدی چیست؟
شارژ کنترلر خورشیدی یک دستگاه الکترونیکی است که در کاربردهای نیروگاههای خورشیدی دور از دسترس شبکه برق، برای تنظیم جریان و ولتاژ ورودی آرایههای فتولتاییک به باتریها و بارهای الکتریکی (چراغها، فنها، مانیتورها، دوربینها، تجهیزات کنترل مخابراتی و غیره) استفاده میشود. این شارژ کنترلر با خیال راحت باتریها را در وضعیت شارژ مناسب تا حد مجاز نگه میدارد و از شارژ بیش از حد باتری جلوگیری میکند. یک شارژ کنترلر خورشیدی خوب میتواند عمر مفید باتری را افزایش دهد، در حالی که یک شارژ کنترلر بیکیفیت میتواند باعث خرابی باتری شود و خاموش شدن کل نیروگاه خورشیدی منفصل از شبکه را در پی خواهد داشت.
شارژ کنترلر چه کاری انجام میدهد؟
شارژ کنترلر خورشیدی در سیستمهای خارج از شبکه برای حفظ باتریها در بالاترین حالت شارژ خود بدون شارژ بیش از حد آنها استفاده میشوند تا از آسیب به باتری جلوگیری شود. این به طولانی شدن عمر باتری کمک میکند. کنترلکنندههای شارژ همچنین جریان و ولتاژ مناسبی را ارائه میدهند که با ظرفیت نامی بارهای الکتریکی مطابقت دارد. بدون اتصال شارژ کنترلر به پنلهای فتوولتاییک، آرایه توان زیادی را تحویل میدهند که باتریها و بارها را از بین میبرد.
شارژ کنترلر خورشیدی معمولاً از فناوری مدولاسیون پهنای پالس (PWM) یا ردیابی نقطه حداکثر توان (MPPT) برای تنظیم و ارائه مقدار مناسب جریان و ولتاژ از آرایههای PV برای راهاندازی بارهای الکتریکی و شارژ ایمن باتریها در طول روز استفاده میکند. سپس در طول شب که آفتاب وجود ندارد، کنترلر به بانک باتری اجازه میدهد تا بارهای الکتریکی را شارژ کند. شارژ کنترلر خورشیدی دارای محافظهای الکترونیکی برای محافظت در برابر جریان معکوس شبانه، اتصال کوتاه، ولتاژ بالا، دمای بالا و پلاریته معکوس باتری هستند. علاوه بر این، برخی از کنترلرها قابلیت قطع ولتاژ پایین را دارند و به چراغهای هشدار LED مجهز شدهاند تا در مورد خطاهای رخ داده در سیستم هشدار دهند.
اتصال بار DC به نیروگاه خورشیدی منفصل از شبکه برق
شکل زیر نحوه اتصال یک شارژ کنترلرخورشیدی برای تغذیه بار جریان مستقیم (DC) را نشان میدهد.
هنگام نصب شارژ کنترلر خورشیدی، توصیه میشود که به ترتیب زیر اتصال را برقرار کنید:
ابتدا اتصال باتری به شارژ کنترلر خورشیدی دوم. اتصال آرایه PV به شارژ کنترلر خورشیدی و در نهایت، اتصال بار الکتریکی به شارژ کنترلر.
هنگام قطع اتصالات، این ترتیب برعکس می شود. باتری برق شارژ کنترلر را تأمین میکند، بنابراین همیشه قبل از اتصال یا جدا کردن باتری از کنترلر، مطمئن شوید که پنل خورشیدی و بارها قطع شدهاند. اتصالات بین باتری، بار، آرایه PV و شارژ کنترلر باید دارای کلیدهای قطع اتصال باشند تا ایمنی را افزایش داده و نصب و تعمیر را تسهیل کند.
همانطور که مشاهده می شود، نور خورشید به ماژولهای خورشیدی برخورد می کنند. انرژی خورشیدی به برق DC تبدیل میشود وبه یک شارژ کنترلر تحویل داده میشود. کنترلکننده شارژ، آمپراژ و ولتاژ تحویلی به بارها را تنظیم میکند و هرگونه توان اضافی به سیستم باتری تحویل داده میشود تا باتریها بدون شارژ بیش از حد، حالت شارژ خود را حفظ کنند. در طول شب که نور خورشید وجود ندارد، از انرژی باتری برای مصرف بار استفاده میشود.
اتصال بار AC به نیروگاه خورشیدی منفصل از شبکه برق
شکل زیر اجزا و اتصالات لازم برای تغذیه یک بار AC را نشان میدهد. این نمودار با بار AC شبیه به مثال قبلی با بار DC است، با این تفاوت که در این مثال، یک اینورتر به سیستم اضافه شده است. هدف اینورتر تبدیل برق DC از باتری به برق AC است که میتواند برای مصرف یک بار AC مانند تلویزیونی که در شکل میبینید، استفاده شود.
لازم به ذکر است که اینورتر به باتری متصل است و از آن تغذیه میشود، نه ترمینالهای شارژ کنترلر خورشیدی، مانند روالی که در مثال بار DC مشاهده شد. دلیل این امر آن است که اینورتر میتواند هنگام راهاندازی دچار افزایش شدید انرژی شود و این افزایش شدید جریان ممکن است از ظرفیت نامی شارژ کنترلر بیشتر باشد، در حالی که باتریها قادر به تأمین افزایش شدید انرژی خواهند بود.