Un controller panou solar reprezintă un dispozitiv electronic ce se instalează între un panou fotovoltaic și bateria sau acumulatorul folosit. Acesta are ca principală funcție de a regla curentul electric produs de panoul solar și de a-l încărca în mod optim în bateria sau acumulatorul pe care îl alimentează. Acest dispozitiv are rolul de a proteja bateria împotriva suprasarcinii și a descărcării profunde, fapt ce poate duce la deteriorarea acesteia și la reducerea duratei de viață a acesteia.
Tipuri de controlere pentru încărcare solară
1. PWM (Pulse Width Modulation) - Aceste controllere sunt cele mai comune și cele mai ieftine. Ele funcționează prin schimbarea frecvenței și lățimii impulsurilor trimise spre baterie pentru a menține tensiunea constantă.
2. MPPT (Maximum Power Point Tracking) - Aceste controllere sunt mai avansate și eficiente decât cele PWM. Ele pot fi utilizate în sisteme cu mai multe panouri solare și baterii de 12V, 24V, 36V sau 48V. Principiul de funcționare al unui regulator de încărcare solar MPPT este relativ simplu - datorită cantității variate de lumină solară (iradiere) care aterizează pe un panou solar pe parcursul zilei, tensiunea și curentul panoului variază continuu. Pentru a genera cea mai mare putere, un MPPT parcurge tensiunea panoului pentru a găsi punctul favorabil sau cea mai bună combinație de tensiune și curent pentru a produce puterea maximă. MPPT urmărește și ajustează continuu tensiunea PV pentru a genera cea mai mare putere, indiferent de ora din zi sau de condițiile meteo.
În exemplul de mai jos, un panou solar comun de 60 de celule (24V) cu o tensiune de funcționare de 32V (Vmp) este conectat la un pachet de baterii de 12V folosind atât un regulator de încărcare PWM, cât și un regulator de încărcare MPPT. Folosind controlerul PWM, tensiunea panoului trebuie să scadă pentru a se potrivi cu tensiunea bateriei și astfel puterea de ieșire este redusă dramatic. Pe lângă valoarea nominală a curentului (A), dimensiunea maximă a rețelei solare care poate fi conectată la un regulator de încărcare solară este, de asemenea, limitată de tensiunea bateriei. Pe baza legii lui Ohm și a ecuației puterii, tensiunile mai mari ale bateriei permit conectarea mai multor panouri solare. Aceasta se datorează formulei simple - Putere = Tensiune x Curent (P=V*I). De exemplu, 20A x 12,5V = 250W, în timp ce 20A x 25V = 500W.
Funcționarea și avantajele MPPT față de PWM
În general, panourile fotovoltaice se conectează la baterii sau acumulatoare și se folosesc pentru a încărca aceste dispozitive. De asemenea, panourile fotovoltaice pot fi folosite pentru a alimenta aparate electrice direct prin intermediul unui regulator de încărcare solar. Când vine vorba de alegerea unui controler de panou solar, există câteva lucruri importante de luat în considerare. Primul lucru pe care trebuie să-l luati în considerare este tipul de baterie pe care îl utilizați. Următorul lucru de luat în considerare este puterea necesară pentru a încărca bateria. Asa cum am aratat mai sus un controler MPPT (Maximum Power Point Tracking) poate fi mai eficient decât un controler PWM (Pulse Width Modulation) în condiții de lumină slabă sau când temperatura este ridicată.
De asemenea, trebuie să luați în considerare tensiunea bateriei. Majoritatea controlerelor de încărcare sunt proiectate pentru a funcționa cu baterii de 12 volți (de multe ori baterie auto), dar există și controlere pentru 24V, iar pentru aplicații mai mari pot exista modele pentru 36V sau 48V. Trebuie să luați în considerare și dimensiunea sistemului solar pe care îl utilizați și numărul de panouri solare pe care îl aveți. Dacă aveți un sistem mare cu mai multe panouri solare, trebuie să alegeți un controler de încărcare solară cu o capacitate suficientă pentru a gestiona toată puterea furnizată de panouri.
Principiul generării tensiunii în panourile fotovoltaice
Panourile fotovoltaice, cunoscute și sub numele de panouri solare, sunt dispozitive care transformă lumina soarelui în energie electrică. Generarea de tensiune în panourile fotovoltaice se bazează pe efectul fotovoltaic. Când lumina soarelui lovește suprafața unui panou fotovoltaic, este absorbită de materialul semiconductor din interiorul panoului. Această absorbție a fotonilor din lumina solară excită electronii din semiconductor, determinându-i să se miște și să creeze un dezechilibru de sarcină. Pe măsură ce electronii din materialul semiconductor se mișcă ca răspuns la lumina solară absorbită, în panoul fotovoltaic se formează un câmp electric. Acest câmp electric creează o diferență de potențial sau tensiune pe panou. Panourile fotovoltaice sunt realizate de obicei folosind o joncțiune pn, unde o parte a joncțiunii are un exces de electroni (tip n) iar cealaltă parte are un exces de „găuri” încărcate pozitiv (tip p). Când lumina soarelui este absorbită de panou, aceasta creează perechi electron-gauri, care sunt apoi separate de câmpul electric din panou, rezultând generarea de tensiune. Tensiunea produsă de panourile fotovoltaice este de obicei sub formă de curent continuu (DC). Pentru a alimenta dispozitivele electrice standard, această tensiune DC trebuie convertită în curent alternativ (AC) folosind un invertor.
În concluzie, tensiunea este produsă în panourile fotovoltaice prin efectul fotovoltaic, care creează un câmp electric și separă perechile electron-gaură în materialul semiconductor al panoului. Această tensiune poate fi apoi folosită ca sursă de energie electrică pentru diverse aplicații, oferind o sursă de energie curată și regenerabilă.
Parametri tehnici și condiții de testare
În fișa tehnică a panourilor fotovoltaice avem enumerați parametrii electrici la STC și NMOT. STC vine de la Standard Test Conditions, adică condițiile standard de testare: 1000 W/m2 iradianță, spectrul luminii solare AM 1.5 și temperatura 25 grade Celsius. NMOT (NOCT) reprezintă temperatura nominală de operare a modulului: iradianță 800 W/m2, spectrul luminii AM1.5 și temperatura ambientală de 20 grade. NMOT este un parametru important, deoarece ne spune la ce temperatură va funcționa modulul în condițiile respective de testare. Cu cât această temperatură NMOT este mai mică, cu atât panoul va fi mai eficient, ceea ce vom detalia la parametrii de temperatură.
Parametrul Pmax reprezintă Puterea Maximă Nominală, disponibilă doar în condiții ideale. VOC reprezintă tensiunea în circuit deschis, adică tensiunea măsurată la bornele panoului fără consumator conectat. Max Series Fuse Rating indică curentul maxim pe care îl poate suporta un panou și dacă este necesară protecția la supracurent în lanțul de panouri. La unele panouri acest parametru apare ca IMOD_MAX_OCPR. Application Classification este o clasă de testare conform standardului IEC 61730-2.
Caracteristici de temperatură și impactul asupra performanței
Caracteristicile de temperatură ale panoului arată diferențe între panouri de calitate superioară și cele mai puțin calitative. Coeficientul de variație al puterii maxime cu temperatura (ɑPmax) este un factor negativ exprimat în %/℃. Cu ajutorul lui se calculează Pmax la diferite temperaturi. De exemplu, un ɑPmax de -0,34%/℃ înseamnă că la fiecare creștere cu un grad a temperaturii peste temperatura STC, puterea scade cu 0,34%. La 50℃, diferența față de STC este 25℃ × 0,34% ≈ 8,5% scădere a puterii. Coeficientul de variație al tensiunii în circuit deschis cu temperatura (ɑVOC) este un factor negativ; Coeficientul de variație al curentului de scurtcircuit cu temperatura (ɑIsc) este pozitiv și indică faptul că Isc scade odată cu creșterea temperaturii.
Atenție! În această secțiune pot apărea referințe bibliografice incomplete. Un panou solar fotovoltaic, spre deosebire de panoul solar termic, transformă energia luminoasă din razele solare direct în energie electrică. Pentru îndeplinirea condițiilor de producere a energiei electrice, celulele solare se vor asambla în module fotovoltaice. Panourile pot fi construite în diferite variante: cu lanțuri în serie, cu diode de mers în gol, diode antiparalel, sau sisteme cu concentratoare.
Construcția și tipuri de panouri
Procesul de fabricație începe cu partea activă expusă la soare, urmat de aplicarea foliei EVA, a diodei pentru mers în gol și, dacă sunt montați mai mulți panouri în serie, a diodei antiparalel pentru fiecare panou. Panourile pot utiliza diode de redresare de 3 A / 100 V. Dioda pentru mers în gol este conectată la bornele de legătură ale fiecărui panou pentru a asigura funcționarea normală în regim de curent și pentru a preveni deteriorarea în caz de umbrire sau defect. Diferite tipuri de panouri includ cele cu concentratoare, colector cu fluorescență, etc.
Repere de producție și situații internaționale
Țările cu cea mai mare producție de module solare sunt Japonia, Germania și China. Japonia și China exportă de ani de zile mai mult decât jumătate din producție, în timp ce Germania importă o parte semnificativă. Deși durata de viață a panourilor solare este de 20-40 de ani, în prezent se acumulează deșeuri semnificative la nivel global. În Freiberg, Germania, există o instalație pilot de reciclare a celulelor solare de siliciu cristalin, unde materialele sintetice sunt arse la 600 °C pentru a separa sticla, metalul, materialul de umplere și celulele solare.
Fișă tehnică și parametri tipici
La finalul documentului se pot include fișe tehnice exemplificative, precum pentru panouri canadieni solari monocristalini, pentru a ilustra parametri precum Pmax, VOC etc. Panourile sunt apoi conectate în rețele, sesizând avantajele folosirii MPPT în condiții de iluminare variabilă și la temperaturi înalte.
REGULATOARE SOLARE EXPLICATE! PWM versus MPPT - care este cel mai bun și de ce? ÎN PLUS, actualizați-vă regulatorul solar!
În baza unor calcule simple, Puterea totală disponibilă dintr-un lanț de panouri depinde de tensiunea sistemului și curentul disponibil. De exemplu, cu o baterie de 12V, conectarea a mai multor panouri poate crește puterea totală atâta timp cât tensiunea sistemului permite și nu se depășește curentul maxim admis.
Aplicabilitate practică în sistemele fotovoltaice
Panourile fotovoltaice pot alimenta direct sarcini prin regulatorul de încărcare. Alegerea tipului de controler (MPPT vs PWM) depinde de condițiile de iluminare, temperatura mediului și configurația sistemului (număr de panouri, tensiune și curent necesar). Pentru sisteme mari, un regulator MPPT este de preferat datorită eficienței crescute și adaptabilității la variațiile de iradiere.
tags: #tensiunea #in #gol #si #in #sarcina
Postări populare:
- Servicii de ginecologie la Spitalul Clinic Nr. Activitatea Spitalului Witting
- Pepco Colac de înot pentru bebeluși: ghid de utilizare și siguranță
- Plasmapheresis în sarcină: centrele de medicină fetală din Anglia
- Ghid complet despre ceaiul de lămâie în timpul sarcinii
- Electropalan cu lanț de sarcină – componente esențiale