太陽能充放電控制器

太陽能充放電控制器|太陽能電池控制器

太陽能充放電控制器也稱太陽能控制器、太陽能電池控制器，是用于太陽能發電系統中，控制多路太陽能電池方陣對蓄電池充電以及蓄電池給太陽能逆變器負載供電的自動控制設備。
太陽能充放電控制器對蓄電池的充、放電條件加 以規定和控制，并按照負載的電源需求控制太陽能電池組件和蓄電池對負載的電能輸出，是整個光伏供電系統的核心控制部分。

太陽能控制系統由太陽能電池板、蓄電池、控制器和負載組成。
太陽能控制器是用來控制光伏板給蓄電池充電，并且為電壓靈敏設備提供負載控制電壓的裝置。它對蓄電池的充、放電條件加以規定和控制，并按照負載的電源需求控制太陽電池組件和蓄電池對負載的電能輸出，是整個光伏供電系統的核心控制部分。 它是專為偏遠地區的通信或監控設備的供電系統而設計的。控制器的充電控制和負載控制電壓完全可調，并可顯示蓄電池電壓、負載電壓、太陽能方陣電壓、充電電流和負載電流。
利用蓄電池供電的幾乎所有的太陽能發電系統，都極其需要一個太陽能充放電控制器。太陽能充放電控制器的作用在于調節功率，從太陽能電池板輸送到蓄電池的功率。蓄電池過沖，至少很顯著地降低電池壽命,從最壞的是損壞蓄電池直至它不能夠正常使用為止。 
太陽能控制器采用高速CPU微處理器和高精度A/D模數轉換器，是一個微機數據采集和監測控制系統。既可快速實時采集光伏系統當前的工作狀態，隨時獲得PV站的工作信息，又可詳細積累PV站的歷史數據，為評估PV系統設計的合理性及檢驗系統部件質量的可靠性提供了準確而充分的依據。此外，太陽能控制器還具有串行通信數據傳輸功能，可將多個光伏系統子站進行集中管理和遠距離控制。
太陽能控制器通常有6個標稱電壓等級：12V、24V、48V、110V、220V、600V 。
目前控制器向多功能發展，有將傳統的控制部分、逆變器以及監測系統集成的趨勢。

作用
太陽能充放電控制器最基本功能在于控制電池電壓并打開了電路，還有就是，當電池電壓升到一定程度時，停止蓄電池充電。舊版的控制器機械地來完成控制電路的開啟或關閉,停止或啟動電源輸送到蓄電池的功率。
在大多數光伏系統中都用到了控制器以保護蓄電池免于過充或過放。過充可能使電池中的電解液汽化，造成故障，而電池過放會引起電池過早失效。過充過放均有可能損害負載。所以控制器是光伏發電系統的核心部件之一，也是平衡系統BOS（Balance of System）的主要部分。
簡單來說，太陽能控制器的作用可以分為：
1、功率調節功能；
2、通信功能：1簡單指示功能2協議通訊功能如RS485以太網,無線等形式的后臺管理；
3、完善的保護功能：電氣保護反接,短路,過流等。 

原理
太陽能電池板屬于光伏設備（主要部分為半導體材料），它經過光線照射后發生光電效應產生電流。由于材料和光線所具有的屬性和局限性，其生成的電流也是具有波動性的曲線，如果將所生成的電流直接充入蓄電池內或直接給負載供電，則容易造成蓄電池和負載的損壞，嚴重減小了他們的壽命。因此我們必須把電流先送入太陽能控制器，采用一系列專用芯片電路對其進行數字化調節，并加入多級充放電保護，同時采用我公司獨有的控制技術“自適應三階段充電模式（圖1）”，確保電池和負載的運行安全和使用壽命。對負載供電時，也是讓蓄電池的電流先流入太陽能控制器，經過它的調節后，再把電流送入負載。這樣做的目的：一是為了穩定放電電流；二是為了保證蓄電池不被過放電；三是可對負載和蓄電池進行一系列的監測保護。
若要使用交流用電設備，還需要在負載前加入逆變器逆變為交流。

主要特點
1、使用了單片機和專用軟件，實現了智能控制；
2、利用蓄電池放電率特性修正的準確放電控制。放電終了電壓是由放電率曲線修正的控制點，消除了單純的電壓控制過放的不準確性，符合蓄電池固有的特性，即不同的放電率具有不同的終了電壓；
3、具有過充、過放、電子短路、過載保護、獨特的防反接保護等全自動控制;以上保護均不損壞任何部件，不燒保險；
4、采用了串聯式PWM充電主電路，使充電回路的電壓損失較使用二極管的充電電路降低近一半，充電效率較非PWM高3%-6%，增加了用電時間;過放恢復的提升充電，正常的直充，浮充自動控制方式使系統由更長的使用壽命;同時具有高精度溫度補償；
5、直觀的LED發光管指示當前蓄電池狀態，讓用戶了解使用狀況；
6、所有控制全部采用工業級芯片(僅對帶I工業級控制器)，能在寒冷、高溫、潮濕環境運行自如。同時使用了晶振定時控制，定時控制精確；
7、取消了電位器調整控制設定點，而利用了E方存儲器記錄各工作控制點，使設置數字化，消除了因電位器震動偏位、溫漂等使控制點出現誤差降低準確性、可靠性的因素；
8、使用了數字LED顯示及設置，一鍵式操作即可完成所有設置，使用極其方便直觀的作用是控制整個系統的工作狀態，并對蓄電池起到過充電保護、過放電保護的作用。在溫差較大的地方，合格的控制器還應具備溫度補償的功能。其他附加功能如光控開關、時控開關都應當是控制器的可選項。

分類
市場上流行的太陽能控制器，主要有普通太陽能控制器、PWM太陽能控制器和MPPT太陽能控制器。
普通太陽能控制器是第一代技術，工作原理是直接把太陽能電池板的輸出掛到電池端口，當蓄電池充足后就斷開，因為蓄電池內阻的原因，很難把蓄電池充滿，而且太陽能電池板沒有完全利用起來，充電轉換效率為只有70～76%，已經被市場淘汰，基本上很少有人用。
PWM太陽能控制器是第二代技術，現在市場上最多，工作方式是采用PWM控制方式，相對于普通太陽能控制器，已經進步了很多，可以解決電池不滿的問題，充電轉換效率為75～80%，但太陽能電池板沒有完全利用起來。
MPPT太陽能控制器是第三代技術，最高端的太陽能控制器。MPPT太陽能控制器,是指具備“最大功率點跟蹤”（MaximumPowerPointTracking）功能的太陽能控制器，是PWM太陽能控制器的升級換代產品，MPPT太陽能控制器能夠實時檢測太陽能板電壓和電流，并不斷追蹤最大功率（P=U*I），使系統始終以最大功率對蓄電池進行充電，MPPT跟蹤效率為99%，整個系統發電效率高達到97%，并且對電池擁有優秀的管理，分為MPPT充電、恒壓均充電和恒壓浮充電。隨著技術的進步和能源的節約，MPPT太陽能控制器取代傳統PWM太陽能控制器的趨勢是不可逆轉的。

模式
1、純光控模式：當沒有陽光時，光強降至啟動點，控制器延時10分鐘確認啟動信號后，根據設置參數開通負載，負載開始工作；當有陽光時，光強升到啟動點，控制器延時10分鐘確認關閉信號后關閉輸出，負載停止工作。
2、光控加時控模式：啟動過程與純光控相同，當負載工作到設定時間就自動關閉，設置時間1 ～ 14小時。
3、手動模式：該模式下用戶可以通過按鍵控制負載的打開與關閉，而不管是否在白天或是晚上。此模式用于一些特殊負載的場合或是調試時使用。
4、調試模式：用于系統調試時使用，有光信號時即關閉負載，無光信號開通負載，方便安裝調試時檢查系統安裝的正確性。
5、常開模式：上電負載一直保持輸出狀態，此模式適合需要24小時供電的負載。

安裝及注意事項
1、打開包裝，將其固定于合適位置（請避免陽光直射與潮濕地方）。
2、先連接電池引線（為使自動識別功能不發生錯誤），并等控制器完成識別過程（電平指示器打指示出電池的電量后）再連太陽能電池板引線，最后在負載關斷的情況下連接負載線。
3、為了使用安全，不使過大的負載或將太陽能電池板加得過大；用電源機一類的電源代替太陽能電池對電池充電。
4、充電時，拆下太陽能電池板，充電電流不能太大。
4、注意電池的正負極。

常見故障及排除
1、負載不工作
（1）白天，控制器有光控制。
（2）電池內電量不足。
（3）接線是否正確。
（4）拆下所有的線，重復上面的安裝過程，讓控制器重新識別。
2、開始幾天可以用而過幾天就不工作了
（1）太陽能電池接線不正確。
（2）太陽能電池沒有連接好。
3、不能光控
（1）太陽能電池接線不正確。
（2）沒有設置此項功能，請重新設置。
4、開機就工作，不能光控也不能時控
（1）沒有設置此項功能，請重新設置。
（2）太陽能板的環境光足夠強。
5、工作指示閃個不停
負載有短路或負載過大。

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