گروه مهندسی سوراسل
خانه / شارژکنترلر خورشیدی

شارژکنترلر خورشیدی

 شارژکنترلر خورشیدی یکی از اجزای سیستم جدا از شبکه خورشیدی است که همان طور که از نامش پیداست میزان شارژ و دشارژ باتری را کنترل می‌کند. لازم به ذکر است که قابلیت بیشتر در شارژکنترلر خورشیدی به معنای قیمت بالای آن می باشد.

بطور کلی می توان گفت که شارژکنترلر خورشیدی به دستگاهی اطلاق می شود که کار کنترل کردن جریان تولید شده توسط پنل خورشیدی را برعهده دارد . نقش شارژ کنترلر خورشیدی در سیستم های خورشیدی جدا از شبکه به این صورت است که بازدهی سیستم های خورشیدی و هم چنین آمپرهای خروجی از پنل خورشیدی را جهت شارژ کردن باتری خورشیدی بر عهده دارد .

نحوه عملکرد شارژکنترلر خورشیدی چگونه است؟

شارژ کنترلر خورشیدی ولتاژ باتری را بررسی نموده و هرگاه ولتاژ باتری زیادتر از حد شود، جریان شارژ را متوقف می‌کند. شارژکنترلر‌ها با سه مرحله، مرحله BULK یا شارژ حداکثری، مرحله ABSORPTION یا شارژ کامل، مرحله FLOAT یا شناوری؛ باتری‌ها را شارژ می‌کنند.

  • مرحله BULK یا شارژ حداکثری  

در این مرحله ولتاژ تا حد ولتاژ BULK (معمولاً بین ۱۴٫۲ تا ۱۴٫۶ ولت ) زیاد می شود و حداکثر جریان از پنل ها برای شارژ باتری ها کشیده می شود. جریان در این مرحله ثابت است. این جریان ثابت تا ولتاژ باتری ها به ۸۰ الی ۹۰ درصد ولتاژ شارژ کامل برسد ادامه دارد . زمان این مرحله تقریبا بیش از نیمی از زمان شارژ باتری می باشد و بیشترین میزان شارژ باتری در این مرحله اتفاق می افتد . در این مرحله ولتاژ باتری همزمان با شارژ باتری افزایش پیدا می کند.

  • مرحله ABSORPTION  یا شارژ کامل  

در این مرحله ولتاژ شارژ در حد همان ولتاژ BULK در یک زمان معین ( معمولاً یک یا دو ساعت ) باقی می ماند ولی جریان کاهش پیدا می کند تا هنگامی که جریان وارد شده به باتری به جریان اشباع برسد. انتقال از مرحله BULK به مرحله ABSORPTION  به آرامی صورت می گیرد بدلیل اینکه ولتاژ دو مرحله تقریباً با یکدیگر برابر است .

  • مرحله FLOAT یا شناوری 

زمانی که مرحله ABSORPTION  تمام شد (معمولاً جریان شارژ به ۳ درصد جریان نامی برسد) ولتاژ تا حد ولتاژ مرحله FLOAT (معمولاً ۱۳٫۲ تا ۱۳٫۶ ولت) کاهش پیدا می کند. در این مرحه باتری ها جریان کمی به نام خود نگه دار یا جریانی که از تخلیه باتری جلوگیری کند از سیستم دریافت می کنند.

رابطه بین جریان و ولتاژ در این سه مرحله از شارژ در شکل زیر نشان داده شده است. همانگونه که در شکل مشاهده می کنید در مرحله Bulk ولتاژ باتری در حال تغییر (افزایش) و جریان آن ثابت می باشد. در مرحله Absorption دقیقاً بر عکس مرحله Bulk است ولتاژ ثابت و جریان در حال تغییر (کاهش) می باشد.

انواع شارژکنترلر خورشیدی کدامند؟

شارژکنترلرهای مورد استفاده در سیستم های خورشیدی به دو دسته زیر تقسیم می شوند:

  • شارژکنترلر خورشیدی PWM
  • شارژکنترلر خورشیدی MPPT

تفاوت بین شارژ کنترلرهای MPPT و PWM کدام است؟

بیشتر شارژ کنترلرهای بازار از نوع PWM هستند . اما شارژ کنترلرهای MPPT بهتر هستند . آنها ولتاژ پنل ها و باتری خورشیدی را طوری تنظیم می کنند که بیشترین شارژ (جریان ) را دریافت کنند . اما شارژ کنترلرهای MPPT میزان افت ولتاژ را با زیاد کردن جریان جبران می کنند و راندمان بالاتری دارند.  لازم به ذکر است که قیمت شارژکنترلر های خورشیدی MPPT بیشتر از شارژکنترلرهای PWM است و اتلاف انرژی در آن ها کمتر می باشد.

کدام یک از شارژ کنترلرهای PWM یا MPPT را انتخاب کنیم ؟

همانطور که در بالا اشاره شد راندمان شارژ کنترلرهای MPPT از PWM بیشتر است اما این دلیلی بر استفاده نکردن از PWM ها نیست زیرا باید فاکتورهایی مانند شرایط محل نصب پنل ها ، اندازه سیستم ، توان تولید و قیمت در نظر گرفت .

بطور کلی برای سیستم های کوچک (حدوداً زیر ۲۰۰ وات ) از شارژ کنترلرهای PWM استفاده می شود، زیرا شارژ کنترلرهای PWM تقریباً بازده ثابتی دارند و به اندازه سیستم وابسته نیستند .همچنین لازم به ذکر است که قیمت شارژکنترلر خورشیدی PWM خیلی کمتر از MPPT می باشد. همچنین گفتنی است که کاراییشارژکنترلر خورشیدی MPPT در سیستم های کوچک خیلی کمتر از سیستم های بزرگ است .

آیا شرایط دمایی بر نوع شارژکنترلر خورشیدی تاثیر گذار است؟

شارژ کنترلرهای MPPT در مکان هایی که دارای هوا سرد هستند راندمان بیشتری دارند . زیرا هر چقدر دما کمتر باشد افت ولتاژ هم کمتر است و اگر افت کم باشد ، شارژ کنترلر MPPT می تواند اضافه ولتاژ را تبدیل به جریان کند . پس راندمان در دمای کم زیادتر می شود .

باتری خورشیدی-باطری خورشیدی