كل ما تحتاج لمعرفته حول جهاز التحكم بالشحن الشمسي

تتمثل الوظيفة الأساسية لشاحن البطارية الشمسية في حماية البطارية من تلف الشحن الزائد. يقوم بذلك عن طريق التحكم في مقدار الطاقة المرسلة إلى الخلية ، وتحويلها إلى نبضات كهربائية يمكن التحكم فيها يمكن للبطارية التعامل معها بشكل أفضل.

يمكن استخدام أجهزة التحكم في شحن البطاريات الشمسية لشحن البطاريات بمجموعة متنوعة من الفولتية. بينما تدعم الطرز الأساسية الفولتية المدخلة من 12 إلى 24 فولتًا ، غالبًا ما يكون للطرز الأكثر تكلفة حدًا أعلى يبلغ 72 فولت.

ما هو جهاز التحكم في شحن الطاقة الشمسية؟

أ تحكم شحن الطاقة الشمسية هو جهاز إلكتروني يربط إخراج التيار المباشر للوحة شمسية بالبطارية. ينظم الجهد والتيار حتى لا يفرط شحن البطارية أو يفرغها ، ويكتشف عندما تكون منخفضة ويفصل الحمل من أجل منع استنزاف البطارية تمامًا.

عند اختيار جهاز التحكم بالشحن للألواح الشمسية الخاصة بك ، يجب أن يؤخذ الحجم والجهد في الاعتبار. هناك نوعان أساسيان هما PWM و MPPT ، مع كون PWM هو الخيار الأكثر فعالية من حيث التكلفة.

يعد اختيار جهاز التحكم بالشحن الشمسي المثالي أمرًا ضروريًا لأداء النظام ، ومع ذلك يمكن أن يكون مخيفًا مع وجود العديد من الخيارات المتاحة في السوق. تشمل الأنواع الأكثر شيوعًا من أجهزة التحكم بالشحن مرحلة واحدة أو مرحلتين ، PWM (تعديل PowerPoint) ، و MPPT (أقصى تتبع لنقطة الطاقة).

أنواع أجهزة التحكم في شحن الطاقة الشمسية

تعتبر أجهزة التحكم في الشحن بالطاقة الشمسية مكونات أساسية لأي نظام شمسي خارج الشبكة. إنها تحمي البطارية من الإفراط في الشحن أو التفريغ ، مما قد يؤدي إلى تلف جسيم لأجزاءها الداخلية ومكوناتها الكهربائية.

تأتي أجهزة التحكم في الشحن الشمسي المختلفة بميزاتها الخاصة ، مما يجعل من المهم تحديد النوع الذي لديك قبل محاولة استكشاف الأخطاء وإصلاحها أو فهم تشغيلها. تتيح معرفة نوع الشاحن الخاص بك تشخيصًا أسرع للمشكلات وفهمًا أفضل لقدراته.

• نوع التحويلة

تسمح أجهزة التحكم في الشحن من نوع التحويلة ، التي يشيع استخدامها في الأنظمة الشمسية الأصغر ، بالطاقة من المصفوفة إلى البطاريات. إنه يعمل كمفتاح تشغيل / إيقاف ينشط أو يعطل الشحن عند الوصول إلى مستويات معينة من الجهد.

وحدة تحكم التحويل الشائعة الأخرى هي تصميم من مرحلتين ، والذي يسمح بتيار كامل للصفيف حتى ينخفض جهد البطارية عن نقطة ضبط التنظيم الخاصة به. بعد ذلك ، يمكن أن يتدفق تيار ثابت محدود فقط إما لفترة طويلة من الوقت أو حتى يعيد طلب الحمل الجهد احتياطيًا إلى نقطة إعادة الاتصال ، وفي ذلك الوقت تبدأ وحدة التحكم في الشحن مرة أخرى.

• تعديل عرض النبضة (PWM)

تستخدم أجهزة التحكم في الشحن بالطاقة الشمسية تقنية تعديل عرض النبضة (PWM) لتنظيم كمية التيار المتدفق من الألواح الشمسية إلى البطارية. إنه مثل تشغيل وإيقاف مفتاح سريع للغاية.

يمكن لعملية PWM تحسين كفاءة شحن البطارية ، خاصة عند الفولتية المنخفضة. قد يساعد أيضًا في مكافحة الكبريتات داخل الخلايا.

• الحد الأقصى لتتبع نقطة الطاقة (MPPT)

MPPT (الحد الأقصى لتتبع نقاط الطاقة) هي تقنية مبتكرة مصممة لتعظيم استخراج الطاقة في ظل ظروف مختلفة. يقوم بذلك عن طريق اكتشاف الجهد والتيار الأمثل الذي تنتج فيه الألواح الشمسية أقصى خرج للطاقة.

أجهزة التحكم في الشحن MPPT هي محولات DC-to-DC التي تتطابق بدقة مع الجهد والتيار بين لوحة الطاقة الشمسية الكهروضوئية والبطارية. تعمل على تحسين إخراج الألواح الشمسية مع زيادة كفاءة النظام ، خاصة في ظل الظروف الجوية المتغيرة أو تشغيل الأسلاك الطويلة.

استخدامات جهاز التحكم بالشحن بالطاقة الشمسية

تأتي أجهزة التحكم في الشحن بالطاقة الشمسية في نوعين أساسيين: PWM و MPPT. بشكل عام ، يكون الأول أكثر فعالية من حيث التكلفة ومباشرًا ، بينما يوفر الأخير كفاءة أكبر.

تستخدم وحدات تحكم PWM (تعديل عرض النبضة) اتصالًا مباشرًا من المصفوفة الشمسية إلى البطارية وتستخدم مفتاحًا إلكترونيًا سريعًا للتحكم في الشحن. يفتح المفتاح ويغلق بسرعة (مئات المرات في الثانية) من أجل تعديل تدفق التيار مع الحفاظ على ثبات جهد البطارية.

قد تنجح هذه الطريقة ، لكنها تسحب جهد اللوحة الشمسية لأسفل لتتناسب مع جهد البطارية ، مما يقلل بشكل كبير من خرج الطاقة. للحصول على أفضل النتائج ، استخدم جهاز التحكم بالشحن الشمسي MPPT (الحد الأقصى لتتبع نقطة الطاقة) ، والذي يسعى جاهدًا للحفاظ على أعلى جهد ممكن من الألواح الشمسية بحيث يمكن توليد المزيد من الطاقة بواسطته.

تتمتع بعض وحدات التحكم بالشحن أيضًا بالقدرة على مراقبة جهد البطارية وحالة الشحن والأمبيرات القادمة من المصفوفات الشمسية حتى يتمكنوا من اكتشاف أي مشاكل في النظام واتخاذ الإجراءات المناسبة. هذه الميزة مفيدة بشكل خاص للإعدادات خارج الشبكة.

مبادئ عمل مراقب شحن الطاقة الشمسية

تعمل وحدات التحكم في الشحن بالطاقة الشمسية على تحسين عملية الشحن للألواح الشمسية وأنظمة البطاريات لمنع الشحن الزائد أو التفريغ ، مما قد يؤدي إلى تلف البطاريات بشكل دائم. كما أنهم يراقبون الجهد ويعدلون التيار وفقًا لذلك ، ويحافظون عليه عند المستوى المثالي.

تأتي أجهزة التحكم في الشحن بالطاقة الشمسية في شكلين أساسيين: PWM (تعديل عرض النبضة) و MPPT (أقصى تتبع لنقطة الطاقة). بينما تميل وحدات التحكم PWM إلى أن تكون أرخص ، إلا أن أدائها قد يكون محدودًا بسبب إهدار الكهرباء.

تعد أجهزة التحكم في الشحن MPPT أكثر كفاءة ومناسبة لأنظمة الطاقة الشمسية الأكبر حجمًا. يستخدمون تقنية تتبع نقطة الطاقة القصوى لقياس الإخراج من لوحة شمسية وتحويلها إلى تيارات وجهد مناسب على النحو الأمثل لاحتياجات البطارية.

مزايا وأهمية جهاز التحكم في شحن الطاقة الشمسية

تعتبر وحدة التحكم في الشحن بالطاقة الشمسية عنصرًا أساسيًا في أي نظام شمسي. يتحكمون في تدفق التيار من لوحة أو مصفوفة إلى بطاريتك ، بالإضافة إلى توفير الحماية من الحمل الكهربائي الزائد.

• فصل الجهد المنخفض

فصل الجهد المنخفض (LVD) عبارة عن ميزة أمان للبطارية مصممة لمنع البطاريات من السكون تمامًا وإتلافها. تأتي بطاريات الليثيوم Battle Born مجهزة بـ LVD المدمج في نظام الإدارة الخاص بهم ، والمبرمج لفصل البطارية عندما ينخفض جهدها عن 10 فولت من أجل حمايتها من التلف.

يعد جهاز التحكم في الشحن الشمسي عنصرًا أساسيًا في النظام الشمسي المنزلي. يتحكم في التيار والجهد المنتقل من نظام الطاقة الكهروضوئية إلى البطاريات ، مما يحميها من الشحن الزائد أو التفريغ.

• حماية من زيادة الحمولة

تعتبر أجهزة التحكم في الشحن بالطاقة الشمسية مكونات أساسية لنظام الطاقة المتجددة القائم على البطاريات. إنهم يراقبون الجهد والتيار في البطارية ، ويوفرون الطاقة حسب الحاجة مع منع التصريف أيضًا.

كما أنها تمنع حدوث الجهد الزائد ، والذي يمكن أن يتلف البطاريات ويسرع من تدهورها. يحدث الجهد الزائد عندما تصبح الأسلاك بين اللوحة والبطاريات محملة بشكل زائد أو قصيرة الدائرة ، مما يسمح للجهد العالي بالتدفق بحرية فيما بينها.

• عكس انسداد التيار

تساعد وحدات التحكم في الشحن بالطاقة الشمسية في الحفاظ على طاقة البطارية باستخدام منظم الجهد لتنظيم التيار المتدفق من الألواح الشمسية إلى البطاريات. بدون واحد ، قد يتم تمرير بعض هذا التيار في الاتجاه المعاكس ويسبب تفريغًا طفيفًا للبطارية.

تُستخدم ثنائيات تجاوز التحيز العكسي أيضًا في الأنظمة الشمسية لتقليل فقد الطاقة عندما تنتج الخلايا المظللة تيارًا أقل أو لا تنتج أي تيار. ترتبط هذه الثنائيات بالتوازي عبر الخلايا الكهروضوئية لتحسين الكفاءة.

• MPPT

MPPT (الحد الأقصى لتتبع نقطة الطاقة) هي تقنية أساسية تستخدمها أجهزة التحكم في الشحن الشمسي. هذا ينظم الجهد الوارد من الألواح الشمسية إلى مستوى أكثر ثباتًا وقابلية للاستخدام يمكن أن تقبله بطاريتك.

يمكن لـ MPPT أيضًا مراقبة تدفق التيار العكسي ، مما يساعد على منع الشحن الزائد وتلف البطاريات. البطاريات لها قدرات تصنيفية لقدرتها على الجهد ؛ يمكن أن يؤدي التحميل الزائد إلى تلف دائم بالإضافة إلى انخفاض الكفاءة.

إذا كنت تريد معرفة المزيد عن أهمية أجهزة التحكم في شحن الطاقة الشمسية، الرجاء الضغط هنا.

تقدم TOSUNlux مجموعة من المنتجات لاحتياجات الطاقة المتجددة ، من الألواح الشمسية والمحولات إلى أجهزة الشحن ومكيفات الطاقة. بالإضافة إلى ذلك ، تضمن حزم الحماية البلاتينية إنتاج الطاقة لمدة 25 عامًا ، لذلك يمكنك أن تطمئن إلى معرفة أن نظامك آمن ويعمل على النحو الأمثل. مع TOSUNlux ، لن تقلق بشأن أي شيء - كن مطمئنًا وأنت تعلم أن نظامك في أيد أمينة!