Solární regulátory
10. 2. 2015
Rostislav Palowski
Rozdělení: regulátory PWM (Pulse Width Modulation) – pulzně šířková modulace regulátory MPPT (Maximal Power Point Tracking) - sledování bodu maximálního výkonu
SOLÁRNÍ REGULÁTORY PWM Pracují v režimu spojité regulace s pulsně šířkovou modulací výkonu. Mají menší účinnost než regulátory MPPT. Jsou vhodné pro malé ostrovní systémy s malým výkonem – např. karavany. Pro fotovoltaické panely s pracovním napětím 16 V až 18 V se používá akumulátorová baterie 12 V. V případě použití fotovoltaických panelů s pracovním napětí 32 až 36 V je nutné použít dva akumulátory s napětím 12 V zapojené do série, aby výsledné napětí bylo 24 V. Některé regulátory umožňují použít i 48 V baterii a k tomu vhodné solární panely (4 x 18 V). Důležitým parametrem je pracovní proud. Záleží na připojených solárních panelech – jejich proudu a zapojení. Vyrábějí se s proudem od 3 A do 50 A.
Zásady pro připojování regulátorů 1. Zkontrolovat, zda jmenovité napětí solárního panelu, akumulátoru a zátěže jsou stejná (12 V, 24 V nebo 48 V). Regulátory se většinou samy přepnou podle připojeného akumulátoru. 2. Akumulátor musí být zapojen dříve než solární panely a zátěž. Pokud odpojujeme systém, musíme nejdříve odpojit solární panely a pak akumulátor. 3. Dát pozor na zapojení + a – pólů solárních panelů a zátěže – při špatném zapojení hrozí poškození regulátoru. 4. Jmenovitý proud solárního panelu a zátěže musí být nižší než jmenovitý proud regulátoru. 5. U regulátorů s odpojitelným teplotním senzorem musíme tento senzor zapojit, v opačném případě teplotní kompenzace nebude fungovat. 6. Regulátor umístit do suchého prostředí a nevystavovat vysokým teplotám. 7. Regulátor většinou sám odpojí zátěž při vybití baterie. 8. Vlastní spotřeba regulátorů bývá do 25 mA.
Zapojení jednoduchého regulátoru
SOLÁRNÍ REGULÁTORY MPPT MPPT modely dávají nejvíce energie. Využívají sledování bodu maximálního výkonu s propracovaným algoritmem sledování, kdy solární modul pracuje při ideálním napětí, které může produkovat a při co nejvyšším dostupném výkonu. Při srovnání s klasickým regulátorem PWM zvyšuje technologie MPPT účinnost nabíjení až o 30%. Navíc s regulátorem MPPT máme možnost využívat „vysokonapěťové“ solární panely (panely které se používají pro stavbu velkých solárních elektráren i např. 60ti článkové). Regulátor u těchto panelů dokáže s vysokou účinností zpracovat vyšší napětí na potřebné dobíjecí napětí pro 12V nebo 24V baterie.
Obvod s cívkou, který snižuje vyšší napětí panelů na napětí akumulátoru
Výkon B je vyšší než výkon A
Morningstar Tristar MPPT 60 TriStar MPPT je solární regulátor s technologií TrakStar™ - pokročilé sledování MPPT bodu s fotovoltaickým polem až o výkonu 3,2 kWp. Regulátor je vybaven inteligentním sledovačem algoritmu, který maximalizuje energetickou výtěžnost z fotovoltaických panelů za každého počasí s nejvyšší špičkovou účinností 99%. Vysoká spolehlivost regulátoru je dána mnoha aspekty: •
bez mechanických relátek
•
bez pohyblivých ventilátorů
•
rozsáhlé elektronické ochrany, včetně ochrany proti zkratu
•
epoxidem zapouzdřené cívky
TriStar MPPT 60 - parametry •
Systémové napětí 12 V, 24 V, 36 V a 48 V
•
Maximální proud 60 A
•
Maximální výkon solárních panelů: 12 V – 800 W, 24 V – 1600 W a 48 V – 3200 W
•
Maximální napětí FV panelů naprázdno – 150 V
•
Vlastní spotřeba 2,7 W
•
Komunikační rozhraní: MeterBus, RS-232, EIA-485 a Ethernet
•
Tři LED diody pro zjištění stavu systému
•
Až 200 dní záznamu dat přes komunikační porty
•
Dobrý výkon při snížených světelných podmínkách
TriStar MPPT 60
1 – Heatsink (chladič) - Aluminum heatsink to dissipate controller heat 2 - Mounting Hanger (držák) - Keyhole slot for mounting 3 - Settings Switches (přepínače) - Eight settings switches to configure operation of the TriStar MPPT 4 - Battery Positive Terminal (red) (+ baterie) - Power connection for Battery (+) 5 - Remote Temperature Sensor Terminals (termistor) - Connection point for a Morningstar RTS (optional) to remotely monitor battery temperature 6 - LED Indicators (indikátory) - Three state of charge (SOC) LED indicators show charging status and controller faults 7 - MeterBusTM Port (port RJ11) - RJ-11 socket for Morningstar MeterBusTM network connections 8 - Battery Voltage Sense Terminals (napětí baterie) - Terminals for battery voltage input provide accurate battery voltage measurement 9 - Ground Terminal (zemnící svorka) - A chassis ground terminal for system grounding
10 - Ethernet Port (konektor LAN) - RJ-45 socket for LAN/internet connections 11 - Wiring Box with Conduit Knockouts (vývodky) - Termination points for wiring conduit and wire glands 12 - Wiring Box Cover (kryt) - Sheet metal wiring box cover protects power connections 13 - Serial RS-232 Port (rozhraní RS232) - 9-pin serial connector (female) 14 - EIA-485 Port (rozhraní EIA-485) - Four (4) position screw terminal for EIA-485 bus connections 15 - Solar Positive Terminal (yellow) (+ solárního panelu) - Power connection for Solar (+) 16 - Common Negative Power Terminals (-) - Two (2) negative terminals for negative system cable termination 17 - Push-button Switch (RESET tlačítko) - Manually reset from an error or fault, also used to start/stop a manual equalization.
Před připojením provedeme nastavení přepínačů – neprovádíme pod napětím!
Switch 1: Reserved for Future Use – nastavíme do pozice OFF
Switches 2 & 3: System Voltage – nastavení napětí baterie, nastavíme 2 - OFF a 3 - ON
The “auto” setting allows the TriStar MPPT to detect the system voltage automatically on start up. The test is only performed at start up and the detected system voltage will never change during operation. Generally, it is best to choose a specific system voltage. The auto detect feature should only be used in situations where the system voltage is unknown ahead of time or in systems where the system voltage may change periodically.
Switches 4, 5, & 6: Battery Charging Settings – nastavení typu baterie, nastavíme 4 – OFF, 5 - ON a 6 – ON. It is important to select the battery type that matches the system battery to ensure proper charging and long battery life. Refer to the specifications provided by the battery manufacturer and choose a setting that best fits the recommended charging profile.
Switch 7: Battery Equalization – nastavení nabíjecí charakteristiky, nastavíme 7 - ON Choose between manual and automatic battery equalization charging. In the manual equalization setting, an equalization will only occur when manually started with the pushbutton or when requested from the equalize menu on the TriStar meter. Automatic equalization will occur according to the battery program specifi ed by settings switches 4, 5, & 6 in the previous step. In both settings (auto and manual), the pushbutton can be used to start and stop battery equalization. If the selected battery charging setting does not have an equalization stage an equalization will never occur, even if requested manually.
Switch 8: Ethernet Security – nastavení možnosti konfigurace TCP/IP pomocí LAN sítě, nastavíme 8 – OFF. The Ethernet Security switch enables or disables configuration of the TriStar MPPT settings through the Ethernet connection. When switch eight is set to disabled, write commands to the TriStar MPPT custom memory are not allowed. This a safety feature to prevent unintended changes to custom settings, but it is not a replacement for proper network security.
Remote Temperature Sensor (RTS) - připojení teplotního senzoru Bez připojení senzoru bude regulátor hlásit chybu. Senzor přichytíme k libovolnému pólu baterie – je odizolován a snímá teplotu baterie. U vývodů senzoru není nutno dávat pozor na polaritu – je to termistor. Podle teploty upravuje nabíjecí charakteristiku baterie.
Konektor pro připojení RTS senzoru
Připojení baterie a solárních panelů 1. Připojíme zemnící vodič 2. Připojíme baterii – pozor na správnou polaritu! Do obvodu zapojíme pojistku min. 75 A. 3. Zapojíme solární panely – pozor na správnou polaritu!
Připojení PC k regulátoru Máme několik možností připojení – použijeme připojení pomocí LAN kříženým kabelem.
Načtení dat z regulátoru 1. 2. 3. 4. 5.
IP adresu PC nastavíme na 192.168.1.21 Masku na 255.255.255.0 Bránu na 192.168.1.1 Spustíme Internetový prohlížeč – např. Chrome V prohlížeči zadáme 192.168.1.253 a uvidíme „ON LINE“ data regulátoru
Další možností načtení dat z regulátoru je použit program MSView. Umožňuje také „logování“ dat (záznam), grafické znázornění uložených dat a „ON LINE“ sledování všech měřených hodnot. Program lze stáhnout z http://www.morningstarcorp.com/msview/.
Význam LED indikátorů Ledky indikují stav nabíjení a napětí baterie. Pokud blikají všechny ledky je problém s baterií. Další kombinace problikávání ledek je třeba najít v manuálu na: http://www.morningstarcorp.com/products/tristar-mppt/
Děkuji za pozornost
