Mi az a töltésszabályozó? Típusok, paraméterek és funkciók
A töltésszabályozók vagy szabályozók olyan berendezések, amelyek az akkumulátorparkba szállított napelem vagy szélgenerátor feszültségét és áramát szabályozzák.
A töltésszabályozó biztosítja, hogy az akkumulátorok feltöltése és kisütése úgy történjen, hogy azok mindig a megfelelő működési körülmények között legyenek.
A töltésszabályozó korlátozza az elektromos áram hozzáadásának vagy eltávolításának sebességét. Kerülje a túlterhelést és védhet a túlfeszültség ellen. Az akkumulátorok túltöltése csökkentheti az akkumulátor teljesítményét vagy élettartamát, és biztonsági kockázatot jelenthet.
Melyek a töltésszabályozók jellemzői?
A töltésszabályozó külön eszköz formájában (például egy szélturbinában vagy fotovoltaikus napenergia-rendszerben) vagy mikrohullámú áramkör formájában szállítható az akkumulátorba vagy a töltőbe integrálva.
A napelemeket úgy tervezték, hogy nagyobb feszültséget tudnak adni, mint az akkumulátorok töltés végi feszültsége. Ez biztosítja, hogy a napelemek mindig abban a helyzetben legyenek, hogy feltöltsék az akkumulátort, még akkor is, ha az elemcellák hőmérséklete magas, és csökken a keletkező feszültség.
Miért kell ellenőrizni az akkumulátor túlfeszültségét?
Ennek a hullámnak két hátránya van:
- Egyrészt a fotovoltaikus panel által adható elméleti maximális energia kis része (10%) elvész, amelyet akkor kapna meg, ha valamivel magasabb feszültséggel működne, mint az akkumulátor.
- Másrészt, amikor az akkumulátor eléri teljes töltöttségi állapotát, nem éri el azt a maximális potenciált, amelyet a napelem elméletileg képes adni, és továbbra is megpróbálja energiát juttatni az akkumulátor pólusaiba, ami túlterhelést eredményez, amely károsíthatja az akkumulátort, ami károsíthatja azt.
Ez utóbbit kényelmetlenül, manuálisan is megoldhatja: az akkumulátor kihúzása teljes töltés észlelésekor, de nyilvánvalóan nem ez a legmegbízhatóbb vagy praktikus módszer.
Mi a töltésszabályozó funkciója?
A töltésszabályozó a következő funkciókkal rendelkezik:
- Tápfeszültség nagyobb, mint az önkisülési áram (az önkisülés kompenzálásához, de kisebb, mint a maximális töltési áram, hogy elkerülje az akkumulátor tönkremenetelét.
- Hatékony kisütési/töltési algoritmus megvalósítása egy adott típusú akkumulátorhoz (NiMH, Ni-Cd vagy Li-Ion) az alkatrészek adott kémiai összetételével.
- Az áramellátás különbségeinek kompenzálása, amikor az áramellátás a fogyasztó számára az akkumulátor töltésével egyidejűleg történik (például az akkumulátor töltése, amikor a laptop áramellátása).
- Hőmérsékletmérés (hőmérséklet-érzékelő segítségével) a hideg töltés vészleállításához vagy túlmelegedéshez (az akkumulátor károsodásának elkerülése érdekében).
- Nyomásmérés (nyomásérzékelővel) a terhelés vészleállításához gázszivárgás esetén (a robbanások és szivárgások elkerülése érdekében)
Egyébként nem minden vezérlő hajtja végre ezeket a funkciókat.
A letöltés/feltöltés algoritmus összetettsége a töltő költségétől függ. Az algoritmus szerint az általuk végrehajtott fő funkciók a következők:
- Az idő mérése a töltés kezdetétől.
- Feszültség és áram mérése az akkumulátor bemeneténél.
- A töltőáram és a feszültség változása a mért értékektől függően.
- A kisütési/töltési ciklusok megismétlése (az akkumulátor kapacitásának helyreállítása érdekében).
- Töltse fel az akkumulátort az akkumulátor kapacitásának 90% -ára (az élettartam növelése érdekében).
Töltésvezérlő ellenőrzési stratégiák
A töltésszabályozó feladata, hogy az akkumulátor által elnyelt áramot úgy szabályozza, hogy soha ne legyen veszélyesen túltöltve. Emiatt folyamatosan érzékeli és méri az akkumulátor feszültségét és töltési állapotát. Ha ezek a paraméterek elérnek egy korábban megállapított, a megengedett maximális feszültségnek megfelelő értéket, akkor kétféle módon működik:
- Az akkumulátor áramának csökkentése
- Csak egy rész átadása annak teljes terhelésben tartása érdekében, anélkül, hogy meghaladná.
Ezt a minimális áramot úszóáramnak hívják, és akkor fordul elő, amikor az akkumulátor teljesen fel van töltve, és csak annyi energiát kap, amely ahhoz képes, hogy ebben az állapotban maradjon (ami hosszú ideig kompenzálja az önkisülést).
Melyek a töltésszabályozó paraméterei?
A szabályozót meghatározó paraméterek a következők:
- Megengedett legnagyobb feszültség vagy maximális szabályozási feszültség: a maximális névleges feszültség értéke, amelyet a szabályozó engedélyez az akkumulátorra.
- Felső hiszterézis tartomány: a maximális szabályozási feszültség és azon feszültség közötti különbség, amelynél a szabályozó lehetővé teszi a napelemek által termelt összes áram áthaladását. Közbenső feszültségérték esetén a szabályozó átadja a fotovoltaikus panelek által előállított áram töredékét, amely annál kisebb, minél közelebb van az akkumulátor kapcsainak feszültsége a maximális szabályozási értékhez.
- Kapcsolja le a feszültséget: az a feszültség, amelynél a fogyasztói terheléseket automatikusan lekapcsolják az akkumulátor túlzott lemerülésének elkerülése érdekében.
- Alsó hiszterézis tartomány: a leválasztási feszültség és azon feszültség közötti különbség, amelynél a fogyasztások visszakapcsolódhatnak az akkumulátorba.