Jak vybrat regulátor nabíjení pro solární panely.

Otázka, jak vybrat regulátor nabíjení pro solární elektrárnu, je jednou z hlavních při výpočtu solárního systému. I přes zdánlivou složitost této problematiky ji lze výrazně zjednodušit. O to se pokusíme v tomto článku.

Výběr regulátoru nabíjení je čtvrtým krokem při dimenzování solárního systému. Po výběru požadovaného střídače (odkaz), výpočtu potřebné kapacity baterie a určení požadovaného celkového výkonu solárních panelů můžete přistoupit k výběru regulátoru nabíjení.

O tom, jaké ovladače existují a jaký typ ovladače zvolit, se dočtete zde – Co je ovladač nabíjení baterie a k čemu slouží

Proto se tím nebudeme zdržovat, ale uvedeme výpočetní metody pro dva typy regulátorů PWM a MPPT.

Při výběru regulátoru tohoto typu se budeme primárně spoléhat na 2 hlavní charakteristiky: přípustný proud (5A, 10A, 20A, 50A) a provozní napětí (12V, 24V, 48V).

Trochu podrobněji o těchto vlastnostech:

Jmenovitý proud určuje maximální proud ze solárních panelů, který regulátor vydrží.

Provozní napětí jsou režimy, ve kterých může regulátor pracovat. Podle schématu zapojení solárních panelů a baterií můžeme zvolit provozní režim – provozní napětí.

O možných možnostech připojení baterií a solárních panelů a také o tom, jak se budou určovat provozní proudy a napětí, se dočtete zde – Možnosti připojení baterií

Jmenovitý proud jednoho panelu je definován jako jmenovitý výkon dělený jmenovitým napětím.

pro 100wattový panel na 12 voltů dostaneme 100/12=8.33A – pro jeden takový panel bude stačit regulátor nabíjení na 10A a 12V, ale musíte se ujistit, že bateriová banka (pokud je několik) je sestavena na 12V.

Zapojením 2 takových panelů do série získáme jmenovité napětí rovné 12V*2=24V a v tomto případě bude potřeba regulátor nabíjení, který může pracovat v režimu 24V, přičemž přípustná jmenovitá síla proudu stále zůstává 10A, protože při sériovém zapojení solárních panelů bude jmenovitý proud roven proudu jednoho panelu – 8.33A.

Pokud zapojíme 2 solární panely paralelně, napětí zůstane 12 V, ale proud se sečte. V našem případě 8.33A*2=16.66A, což znamená, že bude stačit regulátor nabíjení 20A.

Při volbě režimu spínání PWM regulátoru je velmi důležité, aby byl celý systém sestaven na jedno jmenovité napětí – tzn. pokud zapneme baterie na 24V, tak panely, ovladač a měnič musí být zapnuté na 24V.

Aby bylo možné určit maximální počet panelů, které lze zahrnout do PWM regulátoru v různých režimech spínání, musíte vynásobit proud napětím režimu spínání.

Pojďme například určit, které panely lze zahrnout do ovladače 30A 12/24/48V:

Takže, když je ovladač zapnutý v režimu 12 V, máme maximální výkon panelu rovný 12 V * 30 A = 360 W – to může být jeden panel 360 W se jmenovitým napětím 12 V, 2 panely 180 W se jmenovitým napětím 12 V zapojené paralelně, 4 panely 90 W, s jmenovitým napětím tak zapojeny paralelně.

Při zapnutí regulátoru v režimu 24V máme 24V*30A=720W – můžete zapnout 6 panelů 120W se jmenovitým napětím 12V, zapojením 2 panelů do série a následně 3 takových obvodů paralelně, případně další různé možnosti jako v předchozím režimu

Tento ovladač můžeme zapnout i v režimu 48V a pak získáme maximální výkon panelů 48V*30A=1440W.

Dalším důležitým omezením při výběru regulátoru nabíjení PWM je kapacita baterie. Uvažuje se, že nabíjecí proud baterie by měl činit alespoň 10 % kapacity bateriové banky, tzn. u 100Ah baterie musí být proud regulátoru minimálně 10A. Při sériovém zapojení baterií zůstává jmenovité napětí nezměněno, ale kapacita se odpovídajícím způsobem sečte pro dvě 100 Ah baterie zapojené do série, požadovaný proud je již 20 A. Proto se snažte zvolit provozní režim regulátoru tak, aby nabíjecí proud baterie nebyl větší než jmenovitý proud regulátoru.

Pokud zvolíte takový ovladač, je situace trochu jednodušší. Takové ovladače převádějí jakékoli napětí z panelů na vstupu do ovladače na požadované jmenovité napětí pro nabíjení baterií.

Další důležitou charakteristikou takových regulátorů je maximální klidové napětí solárních panelů a v tomto případě určuje počet panelů a schéma zapojení.

Napětí naprázdno jakéhokoli panelu je uvedeno v pokynech pro solární panel nebo na zadní straně samotného panelu, nazývané Uoc (U open circuit). Například pro 150W (Mono) 12V panel je napětí naprázdno asi 23V.

Co se týče výběru regulátoru podle proudu, je situace podobná jako u PWM regulátorů.

Například v ovladači MPPT 60A a 150V můžete zapojit 6 mono panelů o výkonu 150 W do série s napětím naprázdno 23V (23V * 6 = 138V méně než 150V). Zároveň nebudeme moci zapojit těchto 6 stejných panelů paralelně, protože jmenovitý proud každého panelu bude 150W/12V=12,5A. To znamená, že paralelním zapojením 4 takových panelů získáme proud 50A. Proto je v tomto případě velmi důležité určit schéma zapojení panelu, abyste získali maximální celkový výkon.

Při použití těchto panelů můžeme zapojit až 24 takových panelů – 6 panelů v sérii a poté 4 řetězy paralelně.

Zde všechny potíže s výběrem regulátorů nabíjení končí.

Existuje více vědeckých způsobů, jak vypočítat požadované charakteristiky regulátorů, ale obecně se výsledky takových výpočtů nebudou výrazně lišit od námi navrhované metody. Pokud vás takové metody výpočtu zajímají, sledujte nové články – pokusíme se podrobně analyzovat všechny nuance.

Solární regulátor nabíjení baterií je elektronické zařízení, které umožňuje optimalizovat a řídit nabíjecí napětí a proud a zajistit tak efektivní a bezpečné nabíjení baterií. Regulátory jsou vybaveny různými ochrannými funkcemi. Může to být: ochrana proti přetížení, nerovnováze napětí, hlubokému vybití a zkratu. Zařízení zajišťují monitorování a řízení spotřeby energie. Hrají důležitou roli v solárních energetických systémech tím, že zajišťují stabilní a efektivní dodávku energie ze solárního zdroje. Zařízení se používají v komerčních instalacích a ekologických projektech, v zemědělském a rekreačním sektoru i v soukromých domácnostech s nainstalovaným systémem solárních panelů. Jsou nezbytné pro monitorování a optimalizaci provozu osvětlení, vytápění, video dohledu, zavlažování, ventilace, zásobování vodou a topných systémů.

V našem internetovém obchodě si můžete zakoupit solární regulátor nabíjení baterie pro výměnu vadného zařízení a opravu autonomních napájecích systémů. Sortiment dále zahrnuje rozšiřující moduly, programátory, adaptéry, teplotní čidla, dálkové ovladače atd.

Jak vybrat solární regulátor nabíjení

Výběr konkrétního regulátoru solárního nabíjení závisí na faktorech, jako je výkon solárního panelu, kapacita baterie, typ systému a požadavky na řízení nabíjení.

Pro off-grid systémy, kde není přístup k elektrické síti, je vyžadován regulátor nabíjení s maximální podporou napětí a proudu pro efektivní nabíjení baterií i při omezeném přístupu slunečního světla. Měl by mít také funkce ochrany proti přetížení, hlubokému vybití a zkratu. U systémů připojených k síti pomáhají regulátory nabíjení zajistit správné nabíjení a ochranu baterií. V tomto případě můžete použít modely s minimem funkcí, což umožňuje snížit náklady.

V systémech s nízkým výkonem (do 100 W) se používají regulátory do 10-20 A Musí mít ochranu proti přetížení a zkratu. Systémy středního výkonu (100-1000 W) a vysokého výkonu (nad 1000 W) vyžadují instalaci regulátorů s možností regulace vyššího proudu. Zařízení musí mít další ovládací a řídící funkce – chladicí systém a funkci vypnutí při přetížení.

U GEL/AGM baterií by regulátor měl mít možnost upravit nabíjecí a vybíjecí napětí podle jejich požadavků a také funkce teplotní kompenzace. Lithium-iontové baterie vyžadují ovladač, který může poskytovat speciální režimy nabíjení a ochrany specifické pro tento typ baterie, jako je vyrovnávání článků a ochrana proti přebití.

Pro oblasti s nízkou teplotou by měl mít regulátor funkci teplotní kompenzace, aby bylo zajištěno optimální nabíjení a ochrana baterie. V horkých podmínkách je důležité, aby stabilizátor poskytoval účinné chlazení, aby se zabránilo přehřátí a poškození elektroniky.

Typy solárních ovladačů

Před nákupem stojí za to věnovat pozornost typu samotného zařízení:

• Regulátor nabíjení solární baterie PWM (pulsně šířková modulace) reguluje nabíjení baterie periodickým vypínáním a zapínáním dodávky proudu ze solárních panelů do baterie.
• Solární regulátor nabíjení MTTP funguje na principu technologie MPPT (Maximum Power Point Tracking), identifikující body maximálního výkonu na solárním panelu. Zařízení nepřetržitě monitoruje a maximalizuje výkon solárního panelu úpravou nabíjecího napětí a proudu, aby bylo zajištěno optimální nabíjení baterie.
• Regulátory nabíjení s pevným napětím (FV) jsou vhodné pro jednoduché systémy s nízkými požadavky na řízení nabíjení. Mají pevné nabíjecí napětí, které se neupravuje v závislosti na světelných podmínkách. Cena takových stabilizátorů je vzhledem k omezeným funkcím nejnižší.
• Regulátory nabíjení konstantního proudu (CCC) se používají v systémech, kde je vyžadován stabilní a rovnoměrný nabíjecí proud bez nutnosti zohledňovat proměnnou intenzitu světla.
• Regulátory nabíjení s dvouúrovňovou regulací napětí (DUV) mají flexibilnější kontrolu nad procesem nabíjení, zejména v systémech s proměnnou zátěží. Poskytují dvě úrovně nabíjecího napětí: jednu pro rychlé nabíjení a jednu pro udržení nabití na určité úrovni.
• Inteligentní regulátory nabíjení využívají různé algoritmy a senzory k optimalizaci nabíjení baterie v reálném čase na základě podmínek prostředí.

Z našeho katalogu si můžete vybrat regulátory s požadovanými vlastnostmi a funkcemi. Pomůžeme zajistit efektivní a spolehlivý provoz vašeho solárního systému. V případě dotazů ohledně výběru a nákupu volejte.