كيفية اختيار جهاز التحكم بالشحن بالطاقة الشمسية المناسب - شركة هيليوس للطاقة الجديدة المحدودة

لضمان طول عمر وكفاءة النظام الكهروضوئي المعتمد على البطارية، يجب عليك تحديد وحدة تحكم شحن فعالة. إذا قمت بتعظيم الطاقة القادمة من الألواح الشمسية الخاصة بك، فسوف تكون قادرًا على تعويض اعتمادك على طاقة الشبكة أو مصدر طاقة آخر. علاوة على ذلك، ستمنع أي تكاليف استبدال غير ضرورية وغير متوقعة من خلال حماية بنك البطارية الخاص بك. تعد وحدة التحكم بالشحن الشمسي عنصرًا يستحق البحث والاستثمار فيه أثناء تصميم نظامك. تحتاج إلى اختيار خيار قابل للتطوير ومناسب لاحتياجاتك من الطاقة، بالإضافة إلى التأكد من أن وحدات الطاقة الشمسية التي تختار تثبيتها بها مساحة تخزين كبيرة للبطارية.هيليوس للطاقة الشمسيةيمكن أن تساعدك على تحسين نظامك الحالي، وتركيب الألواح الشمسية، واختيار المعدات المناسبة المصممة لتلبية احتياجاتك.
هناك العديد من الأنواع المختلفة لوحدات التحكم بالشحن بالطاقة الشمسية، ولكن الأكثر شيوعًا هي وحدات التحكم لأنظمة 12 و24 و48 فولت. يتراوح تصنيف التيار عادة من 1 أمبير إلى 80 أمبير، ويتراوح الجهد من 6 إلى 600 فولت.
إذا كنت تستخدم سلسلتين متوازيتين من الوحدات في نظامك بجهد 48 فولت، فيمكنك إنتاج 16.1 أمبير عند 48 فولت إذا كانت إحدى الوحدات تنتج 8.05 أمبير. ومن الشائع جدًا أن ترتفع المستويات الحالية بسبب انعكاسات الضوء أو السحب على فترات غير منتظمة. ولذلك، قمنا بزيادة تيار وحدة التحكم في الشحن بنسبة 25%، ليصل إلى 20.13 أمبير كحد أدنى. بعد الانتقال إلى الكتالوج الخاص بنا، وجدنا ملفجهاز التحكم بالشحن الشمسي 30 أمبير mpptالذي يتطابق بشكل وثيق جدا. لن تكون هناك مشكلة في الترقية إلى وحدة تحكم أكبر، بخلاف التكلفة. سيسمح لك أيضًا بترقية نظامك لاحقًا على الطريق إذا تطلب الحمل تغييرًا أو إذا وجدت أنك بحاجة إلى المزيد من الطاقة.

كان من المفترض ذات مرة أن مجموعة الألواح الشمسية والبطارية سيكون لهما نفس الجهد الاسمي، وستختار أيضًا نفس الجهد لجهاز التحكم في الشحن الخاص بك. نظرًا للتوافر الواسع النطاق لتقنية الشحن الأكثر كفاءة، والمعروفة باسم الحد الأقصى لتتبع نقاط الطاقة (MPPT)، أصبحت العديد من نماذج أجهزة التحكم في الشحن متوافقة الآن مع هذه المدرسة الفكرية. حسب التصميم، تقوم وحدات التحكم بالشحن MPPT بتحويل الجهد العالي لمجموعة الألواح الشمسية إلى الجهد المنخفض لبنك البطارية الخاص بك. هذه هي واحدة من الفوائد الرئيسية لهذه التكنولوجيا.
تساعدك وحدة التحكم بالشحن MPPT أيضًا على توفير بعض المال من تكاليف الأسلاك. يمكنك استخدام أسلاك ذات قياس أصغر في وحدة التحكم بالشحن عندما يكون لديك مجموعة من وحدات الطاقة الشمسية ذات الجهد العالي. نظرًا لأن وحدات الطاقة الشمسية يمكن أن تكون على بعد يصل إلى 100 قدم من وحدة التحكم بالشحن (أو أكثر!) فعادةً ما يكون هدفًا مهمًا للمشروع هو إبقاء تكاليف الأسلاك عند الحد الأدنى. إذا قمت بمضاعفة الجهد (على سبيل المثال، من 12 إلى 24 أو 48 فولت)، فإن التيار المتدفق عبر الأسلاك سوف ينخفض بمقدار النصف في كل مرة، لذلك سوف تستخدم كمية أقل بكثير من النحاس.

مثال على تغيير حجم وحدة التحكم بالشحن MPPT

على سبيل المثال، يمكن أن تكون مجموعة الألواح الشمسية الخاصة بك 3000 واط مع بنك بطارية يبلغ 48 فولت تيار مستمر وتعمل عند 93.3 فولت تيار مستمر. يتم تصنيف وحدات التحكم بالشحن MPPT بناءً على مقدار تيار الإخراج الذي يمكنها التعامل معه، وليس مقدار تيار الإدخال الذي يمكنها التعامل معه من الألواح الشمسية. من أجل حساب تيار الخرج الذي سيتعين على وحدة التحكم بالشحن التعامل معه، نستخدم الصيغة التالية:

الطاقة = فولت × أمبير

نعلم هنا أن الطاقة 3000 واط، وبنك البطارية 48 فولت، لذا:

3000 واط = 48 فولت × أمبير

الذي يعطينا:

الأمبير = 3000 واط / 48 فولت

الامبير = 62.5 أمبير

لمراعاة أي ظروف خاصة قد تتسبب في قيام مجموعة الوحدات الشمسية بإنتاج طاقة أكثر مما تم تصنيفها عادةً (مثل ضوء الشمس المنعكس عن الثلج، والماء، والظروف الساطعة بشكل استثنائي، وما إلى ذلك)، ما زلنا نريد ضبط هذه القيمة بمقدار 25 %. 62.5A مضروبًا في 25% أصبح الآن 78.13A. من المحتمل أن نختار جهاز التحكم بالشحن 80 Amp MPPT، مثل FlexMax 80 من Outback Power، في هذه الحالة.
فائدة أخرى لوحدات التحكم بالشحن MPPT
مع وحدات التحكم بالشحن MPPT، يمكنك أيضًا استخدامها مع وحدات الطاقة الشمسية التي لا تتطابق جهودها مع جهد النظام النموذجي (على سبيل المثال 12 أو 24 أو 48 فولت) حيث يمكنها التعامل مع جهد دخل أعلى من مجموعة وحدات الطاقة الشمسية مقارنة بجهد بنك البطارية. باستخدام وحدة التحكم بالشحن MPPT، يمكنك شحن وحدة طاقة شمسية بكفاءة بجهد اسمي يبلغ 31.1 فولت وبنك بطارية بجهد يبلغ 48 فولت.
يجب أن تضع في اعتبارك أن وحدات التحكم بالشحن MPPT تتمتع بأقصى جهد للنظام يمكنها التعامل معه من الوحدات الشمسية. من أجل منع حدوث ضرر لوحدة التحكم، تحتاج إلى التأكد من أن جهد مصفوفة وحدة الطاقة الشمسية لا يتجاوز هذا الحد. إذا تجاوز جهد الدائرة المفتوحة لمجموعة وحدات الطاقة الشمسية هذه القيمة، فيجب عليك اتخاذ الخطوات اللازمة لتصحيحها. سيكون هامش الخطأ بنسبة 25% كافيًا لتغطية احتمال زيادة جهد المصفوفة فعليًا عندما تصبح أكثر برودة. إذا أعطيت لنفسك هامش خطأ بنسبة 20%، فستكون على ما يرام.

هنا مثال:
للحصول على جهد اسمي يبلغ 93.3 فولت، سنستخدم 12 وحدة شمسية من SolarWorld بقدرة 250 وات مع أربعة سلاسل متوازية من ثلاثة سلاسل وبنك بطارية بقوة 48 فولت. سيتم استخدام Schneider Conext MPPT 60 150 كجهاز تحكم بالشحن. نجد في صفحة مواصفات الوحدة أن كل وحدة لها جهد دائرة مفتوحة يبلغ 37.8 فولت. يحتوي المصفوفة على ثلاثة أضعاف هذا الجهد نظرًا لوجود ثلاث وحدات متسلسلة. ولذلك، فإن جهد الدائرة المفتوحة للمصفوفة هو 113.4 فولت × 3 = 37.8 فولت. وباستخدام عامل أمان قدره 25%، نحصل على 141.75 فولت. يتمتع جهاز Conext MPPT 60 150 بجهد تشغيل أقصى يبلغ 150 فولت، لذا فأنت جاهز للانطلاق!