¡Tipos de controladores de carga solar!

Para proteger la batería y evitar la sobrecarga, la mayoría de los sistemas de energía solar incluyen un controlador de carga. Su función básica es cortar la corriente de carga cuando la batería está llena. Dado que las diferentes baterías tienen diferentes características de carga, el controlador de carga debe seleccionarse de acuerdo con el tipo de batería. Hoy presentaremos la clasificación de los controladores de carga solar.

De acuerdo con los diferentes principios de la regulación del controlador de la carga de la batería, los controladores de carga comúnmente utilizados se pueden dividir en:

Introducción de controladores de carga solar conectados en serie

Un elemento de conmutación está conectado en serie entre el módulo fotovoltaico y la batería. El circuito detector de control monitorea el voltaje del terminal de la batería. Cuando el voltaje de carga excede el valor de desconexión de carga total (HVD) establecido por la batería, el elemento de conmutación corta el circuito de carga de la batería y reanuda la carga de la batería.

El controlador de carga conectado en serie puede usar un relé como interruptor rápido. En la actualidad, se utilizan principalmente transistores de efecto de campo de potencia (MOSFET), IGBT y relés de estado sólido. El elemento de conmutación en un controlador de carga conectado en serie bien diseñado también puede reemplazar el diodo anti-reversa, que juega un papel en la prevención de "fugas inversas" por la noche.

Dado que el elemento de conmutación de control está conectado en serie en el circuito de carga, la pérdida de voltaje del circuito es relativamente grande, lo que reduce la eficiencia de carga. Además, cuando se desconecta el elemento de conmutación, el voltaje de entrada aumentará al nivel del voltaje de circuito abierto de la unidad de generación de energía. Por lo tanto, al diseñar un controlador de carga conectado en serie, se deben seleccionar MOSFET de estado de paso bajo e IGBT de caída de voltaje de baja saturación.

Introducción de controladores de carga solar conectados en paralelo

El elemento de conmutación del controlador de carga conectado en paralelo está conectado en paralelo en los dos extremos del módulo fotovoltaico, por lo que puede resolver el problema de pérdida de potencia del elemento de conmutación en el controlador de carga conectado en serie.

El circuito de detección del controlador monitorea el voltaje del terminal de la batería. Cuando el voltaje de carga excede el valor de desconexión de carga completa (HVD) establecido por la batería, el elemento de conmutación se enciende para evitar la batería.

Cuando el voltaje del terminal de la batería cae al valor de voltaje de carga de recuperación de la batería establecido, el elemento de conmutación se desconecta y el circuito de carga de la batería se enciende al mismo tiempo.

El circuito de entrada del controlador de carga solar conectado en paralelo generalmente tiene un diodo, que puede permitir que la corriente fluya hacia la batería durante la carga y evitar que la corriente de la batería fluya hacia la matriz fotovoltaica por la noche o en días nublados. El controlador de carga conectado en paralelo tiene un circuito simple, es barato, pero cuando la batería está llena y protegida mientras la matriz fotovoltaica todavía genera energía, generará una gran corriente de cortocircuito, creará un "punto caliente", acelerará el envejecimiento y no es recomendable.

Introducción de controladores de carga solar tipo PWM

Con el fin de prevenir eficazmente la sobrecarga y hacer un uso completo de la energía solar para la carga de la batería, los controladores de carga de modulación de ancho de pulso (PWM) se han desarrollado en los últimos años. El controlador de carga PWM conmuta la entrada del módulo fotovoltaico de manera pulsada. Cuando la batería tiende a estar llena, a medida que su voltaje terminal aumenta gradualmente, la frecuencia o el ciclo de trabajo del pulso cambia, acortando el tiempo de conducción y reduciendo gradualmente la corriente de carga.

Cuando el voltaje de la batería cae por debajo del punto de carga completo, la corriente de carga aumentará gradualmente nuevamente. Este proceso de carga forma un estado de carga más completo, que puede aumentar la vida útil total de la batería en el sistema fotovoltaico. El estado de carga de la protección de carga PWM puede aumentar la vida útil total de la batería en el sistema fotovoltaico.

El circuito de protección de carga PWM es principalmente circuito de protección conectado en paralelo. El uso de este tipo de circuito tiene las ventajas de proteger la batería y hacer un uso completo de la energía. Además, los controladores de carga solar PWM también pueden lograr la máxima función de seguimiento de energía para sistemas fotovoltaicos. Por lo tanto, los controladores de modulación de ancho de pulso también se utilizan comúnmente en sistemas fotovoltaicos a gran escala. La desventaja es que el propio controlador de modulación PWM trae una cierta pérdida de conmutación (aproximadamente de 4% a 8%).