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    太阳能 控制器全称为太阳能充放电控制器,是用于 太阳能发电系统中,控制多 路太阳能电池方阵对蓄电 池充电以及蓄电池给太阳能逆变器负载供电的自动控制设备。它对蓄电池的充、放电条件加 以规定和控制,并按照 负载的电源需求控制太阳电池组件和蓄电池对负载的电能输出,是整个 光伏供电系统的核心控制部分。

简介:

    太阳能 控制系统由太阳能电池板、蓄电池、控制器和负载组成。

 

    太阳能 控制器是用来控制光伏板给蓄电池充电,并且为 电压灵敏设备提供负载控制电压的装置。它对蓄电池的充、放电条 件加以规定和控制,并按照 负载的电源需求控制太阳电池组件和蓄电池对负载的电能输出,是整个 光伏供电系统的核心控制部分。它是专 为偏远地区的通信或监控设备的供电系统而设计的。控制器 的充电控制和负载控制电压完全可调,并可显示蓄电池电压、负载电压、太阳能方阵电压、充电电流和负载电流。利用蓄 电池供电的几乎所有的太阳能发电系统,都极其 需要一个太阳能充放电控制器。太阳能 充放电控制器的作用在于调节功率,从太阳 能电池板输送到蓄电池的功率。蓄电池过冲,至少很 显著地降低电池寿命,从***坏的是 损坏蓄电池直至它不能够正常使用为止。

 

    太阳能 控制器采用高速CPU微处理器和高精度A/D模数转换器,是一个 微机数据采集和监测控制系统。既可快 速实时采集光伏系统当前的工作状态,随时获得PV站的工作信息,又可详细积累PV站的历史数据,为评估PV系统设 计的合理性及检验系统部件质量的可靠性提供了准确而充分的依据。此外,太阳能 控制器还具有串行通信数据传输功能,可将多 个光伏系统子站进行集中管理和远距离控制。

 

    太阳能控制器通常有6个标称电压等级:12V、24V、48V、110V、220V、600V 。

 

    目前控 制器向多功能发展,有将传统的控制部分、逆变器 以及监测系统集成的趋势。

作用:

    太阳能充放电控制器***基本功 能在于控制电池电压并打开了电路,还有就是,当电池 电压升到一定程度时,停止蓄电池充电。旧版的 控制器机械地来完成控制电路的开启或关闭,停止或 启动电源输送到蓄电池的功率。

 

    在大多 数光伏系统中都用到了控制器以保护蓄电池免于过充或过放。过充可 能使电池中的电解液汽化,造成故障,而电池 过放会引起电池过早失效。过充过 放均有可能损害负载。所以控 制器是光伏发电系统的核心部件之一,也是平衡系统BOS(Balance of System)的主要部分。

 

 

简单来说,太阳能控制器的作用可以分为:

 

1、功率调节功能;

 

2、通信功能:1简单指示功能2协议通讯功能如RS485以太网,无线等 形式的后台管理;

 

3、完善的保护功能:电气保护反接,短路,过流等。

原理:

    太阳能 电池板属于光伏设备(主要部 分为半导体材料),它经过 光线照射后发生光电效应产生电流。由于材 料和光线所具有的属性和局限性,其生成 的电流也是具有波动性的曲线,如果将 所生成的电流直接充入蓄电池内或直接给负载供电,则容易 造成蓄电池和负载的损坏,严重减 小了他们的寿命。因此我 们必须把电流先送入太阳能控制器,采用一 系列专用芯片电路对其进行数字化调节,并加入 多级充放电保护,同时采 用我公司独有的控制技术“自适应 三阶段充电模式(图1)”,确保电 池和负载的运行安全和使用寿命。对负载供电时,也是让 蓄电池的电流先流入太阳能控制器,经过它的调节后,再把电流送入负载。这样做的目的:一是为 了稳定放电电流;二是为 了保证蓄电池不被过放电;三是可 对负载和蓄电池进行一系列的监测保护。

 

    若要使 用交流用电设备,还需要 在负载前加入逆变器逆变为交流。

主要特点:

1、使用了 单片机和专用软件,实现了智能控制;

 

2、利用蓄 电池放电率特性修正的准确放电控制。放电终 了电压是由放电率曲线修正的控制点,消除了 单纯的电压控制过放的不准确性,符合蓄 电池固有的特性,即不同 的放电率具有不同的终了电压;

 

3、具有过充、过放、电子短路、过载保护、独特的 防反接保护等全自动控制;以上保 护均不损坏任何部件,不烧保险;

 

4、采用了串联式PWM充电主电路,使充电 回路的电压损失较使用二极管的充电电路降低近一半,充电效率较非PWM高3%-6%,增加了用电时间;过放恢复的提升充电,正常的直充,浮充自 动控制方式使系统由更长的使用寿命;同时具 有高精度温度补偿;

 

5、直观的LED发光管 指示当前蓄电池状态,让用户了解使用状况;

 

6、所有控 制全部采用工业级芯片(仅对带I工业级控制器),能在寒冷、高温、潮湿环境运行自如。同时使 用了晶振定时控制,定时控制******;

 

7、取消了 电位器调整控制设定点,而利用了E方存储 器记录各工作控制点,使设置数字化,消除了 因电位器震动偏位、温漂等 使控制点出现误差降低准确性、可靠性的因素;

 

8、使用了数字LED显示及设置,一键式 操作即可完成所有设置,使用极 其方便直观的作用是控制整个系统的工作状态,并对蓄 电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方,合格的 控制器还应具备温度补偿的功能。其他附 加功能如光控开关、时控开 关都应当是控制器的可选项。

模式:

1、纯光控模式:当没有阳光时,光强降至启动点,控制器延时10分钟确认启动信号后,根据设 置参数开通负载,负载开始工作;当有阳光时,光强升到启动点,控制器延时10分钟确 认关闭信号后关闭输出,负载停止工作。

 

2、光控加时控模式:启动过 程与纯光控相同,当负载 工作到设定时间就自动关闭,设置时间1 ~ 14小时。

 

3、手动模式:该模式 下用户可以通过按键控制负载的打开与关闭,而不管 是否在白天或是晚上。此模式 用于一些特殊负载的场合或是调试时使用。

 

4、调试模式:用于系统调试时使用,有光信 号时即关闭负载,无光信号开通负载,方便安 装调试时检查系统安装的正确性。

 

5、常开模式:上电负 载一直保持输出状态,此模式适合需要24小时供电的负载。

    市场上 流行的太阳能控制器,主要有 普通太阳能控制器、PWM太阳能控制器和MPPT太阳能控制器。

 

    普通太阳能控制器是******代技术,工作原 理是直接把太阳能电池板的输出挂到电池端口,当蓄电 池充足后就断开,因为蓄 电池内阻的原因,很难把蓄电池充满,而且太 阳能电池板没有完全利用起来,充电转换效率为只有70~76%,已经被市场淘汰,基本上很少有人用。

 

    PWM太阳能 控制器是第二代技术,现在市场上***多,工作方式是采用PWM控制方式,相对于 普通太阳能控制器,已经进步了很多,可以解 决电池不满的问题,充电转换效率为75~80%,但太阳 能电池板没有完全利用起来。

 

    MPPT太阳能 控制器是第三代技术,******端的太阳能控制器。MPPT太阳能控制器,是指具备“******功率点跟踪”(MaximumPowerPointTracking)功能的太阳能控制器,是PWM太阳能 控制器的升级换代产品,MPPT太阳能 控制器能够实时检测太阳能板电压和电流,并不断追踪******功率(P=U*I),使系统始终以******功率对 蓄电池进行充电,MPPT跟踪效率为99%,整个系 统发电效率高达到97%,并且对电池拥有******的管理,分为MPPT充电、恒压均 充电和恒压浮充电。随着技 术的进步和能源的节约,MPPT太阳能 控制器取代传统PWM太阳能 控制器的趋势是不可逆转的。

 

新型太 阳能控制器具有以下主要功能:

 

 

1、过充保护:充电电 压高于保护电压时,自动关 断对蓄电池充电,此后当 电压掉至维持电压时,蓄电池进入浮充状态,当低于 恢复电压后浮充关闭,进入均充状态。

 

2、过放保护:当蓄电 池电压低于保护电压时,控制器 自动关闭输出以保护蓄电池不受损坏;当蓄电池再次充电后,又能自动恢复供电。

 

3、负载过流及短路保护:负载电流超过10A或负载短路后,熔断丝熔断,更换后可继续使用。

 

4、过压保护:当电压过高时,自动关闭输出,保护电器不受损坏。

 

5、具有防反充功能:采用肖 特基二极管防止蓄电池向太阳能电池充电。

 

6、具有防雷击功能:当出现雷击的时候,压敏电 阻可以防止雷击,保护控制器不受损坏。

 

7、太阳能电池反接保护:太阳能电池“ +”“ -” 极性接反,纠正后可继续使用。

 

8、蓄电池反接保护:蓄电池“ +”“ -” 极性接反,熔断丝熔断,更换后可继续使用

 

9、蓄电池开路保护:万一蓄电池开路,若在太 阳能电池正常充电时,控制器 将限制负载两端电压,以保证负载不被损伤,若在夜 间或太阳能电池不充电时,控制器 由于自身得不到电力,不会有任何动作。

 

10、具有温度补偿功能。

 

11、自检:当控制 器受到自然因数影响或人为操作不当时,可以让控制器自检,让人知 道控制器是否完好,减少了 很多不必须要的工时,为赢得 工程质量和工期创造条件。

 

12、恢复间隔:是为过 充或过放保护所做的恢复间隔,以避免 线电阻或电池的自恢复特点造成负载的工作斗动。

 

13、温度补偿:监视电池的温度,对充放值进很修正,让电池 工作在理想状态。

 

14、光控:多用于自动灯具,当环境足够亮时,控制器 就会自动关闭负载输出;而环境 暗下来后又会自动开启负载,以实现 自动控制的功能。

安装及注意事项:

1、打开包装,将其固定于合适位置(请避免 阳光直射与潮湿地方)。

 

2、先连接电池引线(为使自 动识别功能不发生错误),并等控 制器完成识别过程(电平指 示器打指示出电池的电量后)再连太 阳能电池板引线,***后在负 载关断的情况下连接负载线。

 

3、为了使用安全,不使过 大的负载或将太阳能电池板加得过大;用电源 机一类的电源代替太阳能电池对电池充电。

 

4、充电时,拆下太阳能电池板,充电电流不能太大。

 

4、注意电池的正负极。

故障及排除:

1、负载不工作

(1)白天,控制器有光控制。

 

(2)电池内电量不足。

 

(3)接线是否正确。

 

(4)拆下所有的线,重复上面的安装过程,让控制器重新识别。

 

2、开始几 天可以用而过几天就不工作了

 

(1)太阳能 电池接线不正确。

 

(2)太阳能 电池没有连接好。

 

3、不能光控

 

(1)太阳能 电池接线不正确。

 

(2)没有设置此项功能,请重新设置。

 

4、开机就工作,不能光控也不能时控

 

(1)没有设置此项功能,请重新设置。

 

(2)太阳能 板的环境光足够强。

 

5、工作指示闪个不停

 

负载有 短路或负载过大。


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