כמעט כל מכשיר מודרני מצויד בסוללה שממנה הוא עובד. על מנת למנוע עומס יתר ולמזער את התמוטטות מכשירי החשמל הביתיים, הטלפונים ומערכות טכניות מורכבות יותר, מותקן בקר טעינת סוללות בכל מכשיר כזה.
מהו בקר טעינת סוללה ואילו פונקציות הוא מבצע?
בקר טעינת הסוללה הוא מכשיר מיוחד המתאים באופן אוטומטי את רמת הזרם והמתח במכשיר. טעינת הסוללה נקבעת על ידי הפרש המתח בין שני המסופים. לפיכך, הבקר מגן על הסוללה מפני מתח יתר מוגזם ובהתאם לפגיעה.
באופן הגיוני, עם זאת, מתקנים רבים יכולים להסתדר בקלות ללא בקר. אם אתה מחבר את ההתקן ישירות למקור מתח תוך כדי פיקוח על עוצמת החשמל וערך המתח, ניתן למנוע נזק. אם כי במקרה זה טעינת המכשיר תהיה נמוכה יותר - 70% מהקיבולת הכוללת של התקן האחסון. לפיכך, אנו יכולים להסיק שבקר הטעינה מאפשר לך לטעון את המכשיר ל- 100%.
אם נדבר על המשימות שהבקר מבצע, אנו יכולים לומר:
- מודול הגנת הסוללה מייעל את כל מערכת החשמל, מה שמאפשר למכשיר לחסוך במשאבים הפנימיים שלו.
- בנוסף, הבקר נמנע מעומס יתר על המערכת, מה שעלול להוביל לקלקולים של המנגנונים העיקריים.
מהו בקר ואילו סוגים של מכשיר זה קיימים?
אין מעגלי בקר סטנדרטיים, אך לכולם תכונות דומות. בדרך כלל, רוב אלה כוללים שני נגדי זמירה השולטים בשיאי המתח ובנמוכים. בנוסף, לכל בקר יש סליל ממסר השולט בטווח הגבולות. לפיכך, אם לסוללה יש מגבלה מקסימלית של 15 וולט, המכשיר לא יוכל לייצר אנרגיה מעל מגבלה זו.
בהתאם למבנה, הבקרים יכולים להיות:
- בקר פשוט או אוניברסלי;
- בקר היברידי.
בין המכשירים המאפשרים לך לשלוט בפרמטרים אלה מובחנים:
- בקרי הפעלה / כיבוי;
- בקר אפנון רוחב דופק (PWM), או אפנן רוחב דופק;
- בקר או בקר בקר למעקב אחר נקודת הספק מרבית (MPPT) המפקח על כיוון קרני השמש.
בקרי הפעלה / כיבוי
מודול זה מבצע את הפונקציה של ניתוק הסוללות מהמקור בעומס מלא. כיום, בקרים אלה משמשים לעיתים נדירות ונחשבים לאחד הפרימיטיביים ביותר. עקרון הפעולה של הבקר מבוסס על ניטור מתמיד של ערכים מסוימים של הגנרטור ושל זרוע המכשיר המצטבר. הבקר מופעל כאשר מתח הסוללה נמוך מהערך הנקוב, או שהוא נמצא בפרמטרי המתח. המכשיר נכבה אם המתח חורג ממגבלת העומס שהבקר יכול לעמוד בו. בקרים כאלה נמצאים בשימוש נרחב במערכות עם עומס צפוי, למשל, במערכות תאורת חירום ומערכות אזעקה (בקר פריקת מטען hcx-2366).
בקר PWM
מעגלי בקרת סוג PWM הם המודרניים והרב-תפקודיים ביותר מבחינה טכנית. מכשירים כאלה מאפשרים ניטור אוטומטי של ערכי המתח והזרם. לאחר שמגיעים לערך המרבי האפשרי, הבקר מתקן אותו על הלוח כדי לייצב את המצבר. זה מבטיח קיבולת סוללה מרבית. לסוג זה של בקר יש שם אחר, שהוא נפוץ יותר - הוא בקרי PWM.אם אתה מפענח את הקיצור המקוצר, אתה מקבל דבר כזה מאפנן רוחב דופק. לרוב, מכשירים כאלה נמצאים בהנדסת טלוויזיה ורדיו. בנוסף, ניתן למצוא אותם בחלק ממכשירי החשמל הביתיים ובספקי החלפה.
המתח מפאנל סולארי רגיל עובר דרך שני מוליכים לאלמנט המייצב. בשל כך מתרחשת האיזון הפוטנציאלי של מתח הכניסה. לאחר מכן, המתח עובר לטרנזיסטורים, המייצבים את המתח והזרם הנכנסים. כל המערכת נשלטת על ידי הנהג. תרשים המכשיר כולל חיישן טמפרטורה ומנהל התקן. התקנים אלה נשלטים על ידי טרנזיסטורי כוח, שמספרם תלוי בכוח המכשיר. חיישן הטמפרטורה אחראי על מצב החימום של רכיבי הבקר. בדרך כלל הוא ממוקם ברדיאטורים של טרנזיסטורי כוח, או בתוך המארז. זה לא משנה את הפונקציונליות שלו. אם הטמפרטורה חורגת מהמגבלות שהוגדרו, המכשיר נכבה אוטומטית.
אפנן רוחב דופק
בקר ה- MPPT הוא מודול בקרת חשמל המשמש לייצור אנרגיה בתחנות כוח סולאריות. המיקרו-מעגל של המכשיר פועל עם ערכי יעילות מקסימליים ונותן שיעורי תפוקה גבוהים. המיקרו-מעגל, הכולל בקר מסוג זה, מורכב למדי וכולל מספר מכשירים הבונים את סדר הבקרה הדרוש. רצף זה מאפשר לפקח על רמות המתח והזרם ברציפות תוך מקסימום תפוקת המכשיר. ההבדל העיקרי בתצורה של מאפנן רוחב הדופק ממכשירי PWM הוא שהם מסוגלים להפעיל את המודול הסולארי שלהם לתנאי מזג אוויר. לפיכך, הכוח בכל מזג אוויר יהיה מקסימלי, ללא קשר למשך הזמן בשמש.
כיצד לבחור את בקר טעינת הסוללה הנכון?
על מנת לבחור את הבקר הרצוי, יש צורך להחליט על הפונקציה שתשא מכשיר זה ועל סולם ההתקנה כולה. אם מתוכנן להרכיב מערכת סולארית קטנה שתשלוט במכשירי חשמל ביתיים בהספק של לא יותר משני קילוואט, התקנת בקר PWM מספיקה. אם אנחנו מדברים על מערכת חזקה יותר שתשלוט בחשמל ברשת ותעבוד במצב אוטונומי, אז יש צורך בהתקנת בקר MTTP. הכל תלוי במתח שעובר לבקר של התקן האחסון. בקרי PWM מסוגלים לעמוד עד 5 קילוואט, בעוד שמודולי MTTP יכולים לעמוד עד 50 קילוואט.
כיצד פועלים מודולים סולאריים אלקטרוניים?
מיקרו-בקרים, או מודולים אלקטרוניים, שהם אינטגרליים לתא סולארי, מיועדים למספר פונקציות כדי לחסוך באנרגיה מהפאנל הסולארי. ייצור האנרגיה על ידי סוללה סולארית נגרם מנפילת קרני השמש על פני השטח שלה. הודות לתאי פוטו, אור השמש מייצר זרם חשמלי. האנרגיה המתקבלת נשלחת לבקר טעינת הסוללה, העוקב אחר צריכת האנרגיה. מכשיר זה מווסת ומגדיר את ערך הגבול הנוכחי ומעביר אותו לסוללת האחסון. תיאורטית, ניתן לוותר על בקר טעינה. לפיכך, כל האנרגיה שתתקבל תעבור ישירות לסוללה. עם זאת, זה יסתכן בעומס יתר קבוע של המערכת, מה שישבית במהירות את המכשיר. הדוגמה הבולטת ביותר למכשיר כזה היא סוללת הליתיום-יון, המותקנת בטלפונים, טאבלטים, מטענים למחשבים ניידים וגאדג'טים מודרניים אחרים.
