В фотоэлектрических системах используются несколько типов контроллеров для регулирования потока энергии в аккумуляторной системе. Существует три основных типа контроллеров: контроллеры заряда, нагрузки и отвода.
Контроллеры заряда
Контроллеры заряда определяются как устройства оборудования, которые контролируют постоянное напряжение или постоянный ток, или и то, и другое, используемые для зарядки аккумулятора.
Существует четыре распространенных типа контроллеров заряда:
-
шунтирующие,
-
одноступенчатые,
-
многоступенчатые,
-
импульсные.
Шунтирующие контроллеры отводят избыточный ток через резистор и выделяют его в виде тепла. Обычно они предназначены для небольших систем.
Одноступенчатые контроллеры просто отключают ток к батареям при определенной уставке напряжения.
Как шунтирующие, так и одноступенчатые контроллеры просты и недороги, но они могут снизить гибкость, снизить уровень заряда и сократить срок службы батарей.
Многоступенчатые контроллеры имеют несколько диапазонов напряжения с различными настройками тока, что приводит к более высокому уровню заряда аккумулятора и увеличению срока его службы.
Наконец, импульсные контроллеры обеспечивают импульсные заряды, которые уменьшаются при достижении заданного значения напряжения. По мере того, как батареи заряжаются и разряжаются, контроллеры заряда обычно регулируют ток для достижения оптимального состояния батареи.
Контроллеры заряда также обеспечивают защиту от перезарядки и выполняют выравнивание, важные функции для защиты срока службы батареи.
Выравнивание восстанавливает все отдельные элементы в аккумуляторном блоке примерно до одинакового состояния, обеспечивая заряд высокого напряжения.
В контроллер часто встроен ряд дополнительных функций, в том числе функции мониторинга для индикации производительности системы, температурная компенсация для обеспечения надлежащей зарядки аккумулятора, светодиодные индикаторы заряда (например, для сигнала тревоги о низком заряде аккумулятора) и автоматическое выравнивание.
Другая ключевая особенность контроллеров заряда - иногда регулировка напряжения фотоэлектрической матрицы для достижения точки максимальной мощности (MPP). В этом случае контроллеры называются контроллерами слежения за точкой максимальной мощности или контроллерами MPPT. Контроллеры MPPT могут быть значительно дороже, чем другие контроллеры, но могут окупиться за счет оптимизации выработки электроэнергии, генерируемой фотоэлектрической системой.
Контроллеры нагрузки
Контроллеры нагрузки обычно представляют собой контроллеры заряда, работающие в режиме управления нагрузкой. Они защищают аккумуляторы от чрезмерного разряда, отключая нагрузки, когда напряжение аккумулятора становится слишком низким. Их также можно использовать для мониторинга производительности системы.
Следует отметить, что некоторые контроллеры заряда могут одновременно работать как контроллеры нагрузки. В зависимости от уровня мониторинга системы часто желателен отдельный контроллер нагрузки.
Контроллеры отвода (переключения)
Контроллеры отвода на самом деле являются конкретными типами контроллеров заряда и определяются как устройства оборудования, которые регулируют процесс зарядки аккумуляторной батареи, перенаправляя мощность от накопителя энергии к нагрузкам постоянного или переменного тока или к взаимосвязанным коммунальным службам.
Контроллер переключения может быть подключен к нагрузкам постоянного тока или, если он включен в инвертор, к цепям переменного тока.
Часто требуется, чтобы контроллер резервного заряда имел резервный контроллер заряда, чтобы гарантировать, что аккумуляторы не перезарядятся. Действительно, когда защитные устройства в схемах переключения отключаются вручную или автоматически, контроллеры переключения становятся неработоспособными.
Монсеф Крарти "Энергосберегающие электрические системы для зданий"