Tipos, funcionalidade e aplicações do controlador de carga solar

Tipos, funcionalidade e aplicações do controlador de carga solar

Um controlador de carga solar é fundamentalmente um controlador de tensão ou corrente para carregar a bateria e evitar que as células elétricas sobrecarreguem. Ele direciona a tensão e a corrente proveniente dos painéis solares para a célula elétrica. Geralmente, placas / painéis de 12 V são colocados em uma estimativa de 16 a 20 V, portanto, se não houver regulação, as células elétricas serão danificadas por sobrecarga. Geralmente, os dispositivos de armazenamento elétrico requerem cerca de 14 a 14,5 V para serem completamente carregados. Os controladores de carregamento solar estão disponíveis em todos os recursos, custos e tamanhos. A faixa de controladores de carga é de 4,5A e até 60 a 80A.



Tipos de controlador de carregador solar:

Existem três tipos diferentes de controladores de carga solar, são eles:


  1. Controles simples de 1 ou 2 estágios
  2. PWM (largura de pulso modulada)
  3. Rastreamento de ponto de potência máxima (MPPT)

1 ou 2 controles simples: Possui transistores shunt para controlar a tensão em uma ou duas etapas. Este controlador basicamente apenas causa um curto no painel solar quando uma certa tensão é atingida. Seu principal combustível genuíno para manter uma reputação tão notória é sua qualidade inabalável - eles não têm tantos segmentos que há muito pouco para quebrar.





PWM (modulação por largura de pulso): Este é o tipo de controlador de carga tradicional, por exemplo, antraz, Blue Sky e assim por diante. Esses são essencialmente o padrão da indústria agora.

Rastreamento de ponto de potência máxima (MPPT): O controlador de carga solar MPPT é a estrela brilhante dos sistemas solares de hoje. Esses controladores identificam verdadeiramente a melhor tensão e amperagem de trabalho do painel solar e combinam com o banco de células elétricas. O resultado é 10-30% a mais de energia extra de seu cluster orientado ao sol em comparação com um controlador PWM. Geralmente vale a pena a especulação para qualquer sistema elétrico solar acima de 200 watts.



Características do controlador de carga solar:

  • Protege a bateria (12V) de sobrecarga
  • Reduz a manutenção do sistema e aumenta a vida útil da bateria
  • Indicação de carga automática
  • A confiabilidade é alta
  • 10 a 40 amperes de corrente de carga
  • Monitora o fluxo de corrente reversa

A função do controlador de carga solar:

O controlador de carga mais essencial basicamente controla a tensão do dispositivo e abre o circuito, interrompendo o carregamento, quando a tensão da bateria sobe para um determinado nível. Mais controladores de carga utilizaram um relé mecânico para abrir ou fechar o circuito, interrompendo ou iniciando a alimentação dos dispositivos de armazenamento elétrico.


Geralmente, os sistemas de energia solar utilizam 12 V de baterias. Os painéis solares podem transmitir muito mais voltagem do que a necessária para carregar a bateria. A tensão de carga pode ser mantida no melhor nível, enquanto o tempo necessário para carregar completamente os dispositivos de armazenamento elétrico é reduzido. Isso permite que os sistemas solares funcionem de forma otimizada e constante. Ao aplicar uma tensão mais alta nos fios dos painéis solares ao controlador de carregamento, a dissipação de energia nos fios diminui fundamentalmente.

Os controladores de carga solar também podem controlar o fluxo reverso de energia. Os controladores de carga podem distinguir quando nenhuma energia é proveniente dos painéis solares e abrir o circuito separando os painéis solares dos dispositivos de bateria e interrompendo o fluxo de corrente reversa.

Controlador de carga solar

Controlador de carga solar

Formulários:

Nos últimos dias, o processo de geração de eletricidade a partir da luz solar está tendo mais popularidade do que outras fontes alternativas e os painéis fotovoltaicos são absolutamente livres de poluição e não requerem muita manutenção. A seguir estão alguns exemplos de onde a energia solar está sendo utilizada.

  • Luzes de rua usam células fotovoltaicas para converter a luz solar em carga elétrica DC. Este sistema usa um controlador de carregamento solar para armazenar CC nas baterias e usa-o em muitas áreas.
  • Os sistemas domésticos usam um módulo fotovoltaico para aplicações domésticas.
  • Um sistema solar híbrido usa várias fontes de energia para fornecer suprimento de backup em tempo integral para outras fontes.

Exemplo de controlador de carga solar :

No exemplo abaixo, neste, um painel solar é usado para carregar uma bateria. Um conjunto de amplificadores operacionais é usado para monitorar a tensão do painel e a corrente de carga continuamente. Se a bateria estiver totalmente carregada, uma indicação será fornecida por um LED verde. Para indicar subcarga, sobrecarga e condição de descarga profunda, um conjunto de LEDs é usado. Um MOSFET é usado como uma chave semicondutora de energia pelo controlador de carregamento solar para garantir o corte de descarga em condição baixa ou sobrecarga. A energia solar é contornada usando um transistor para uma carga simulada quando a bateria fica totalmente carregada. Isso protegerá a bateria de sobrecarga.

Esta unidade executa 4 funções principais:

  • Carrega a bateria.
  • Fornece uma indicação de quando a bateria está totalmente carregada.
  • Monitora a tensão da bateria e quando é mínima, corta o fornecimento para o interruptor de carga para remover a conexão de carga.
  • Em caso de sobrecarga, o interruptor de carga está na condição desligada, garantindo que a carga seja cortada da alimentação da bateria.
Diagrama de blocos do controlador de carga solar

Diagrama de blocos do controlador de carga solar

Um painel solar é uma coleção de células solares. O painel solar converte energia solar em energia elétrica. O painel solar usa material ôhmico para interconexões e também para terminais externos. Assim, os elétrons criados no material do tipo n passam pelo eletrodo até o fio conectado à bateria. Através da bateria, os elétrons alcançam o material tipo p. Aqui, os elétrons se combinam com os buracos. Quando o painel solar é conectado à bateria, ele se comporta como outra bateria, e ambos os sistemas estão em série como duas baterias conectadas em série. O painel solar consistiu totalmente em quatro etapas do processo de sobrecarga, sob carga, bateria fraca e condição de descarga profunda. A saída do painel solar é conectada ao switch e a partir daí a saída é alimentada para a bateria. E configurando a partir daí, ele vai para a chave de carga e, finalmente, para a carga de saída. Este sistema consiste em 4 diferentes partes - indicação e detecção de sobretensão, detecção de sobrecarga, indicação de sobrecarga, indicação de bateria fraca e detecção. No caso de sobrecarga, a energia do painel solar é desviada através de um diodo para o interruptor MOSFET. Em caso de carga baixa, a alimentação do interruptor MOSFET é cortada para deixá-lo na condição desligada e, assim, desligar a alimentação para a carga.

A energia solar é a fonte de energia renovável mais limpa e disponível. A tecnologia moderna pode aproveitar esta energia para uma variedade de usos, incluindo produção de eletricidade, fornecimento de luz e aquecimento de água para aplicações domésticas, comerciais ou industriais.

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