Takmer každé moderné zariadenie je vybavené batériou, z ktorej funguje. Aby sa zabránilo preťaženiu a minimalizovala sa porucha domácich spotrebičov, telefónov a zložitejších technických systémov, je v každom takomto prístroji nainštalovaný regulátor nabíjania batérie.
Čo je to regulátor nabíjania batérie a aké funkcie vykonáva?
Regulátor nabíjania batérie je špeciálne zariadenie, ktoré automaticky upravuje úroveň prúdu a napätia v prístroji. Nabitie batérie je určené rozdielom napätia medzi týmito dvoma svorkami. Regulátor teda chráni batériu pred nadmerným prepätím a podľa toho pred poškodením.
Logicky sa však veľa zariadení ľahko zaobíde bez ovládača. Ak pripojíte zariadenie priamo k zdroju napätia a pritom sledujete prúd a hodnotu napätia, môžete zabrániť poškodeniu. Aj keď v tomto prípade bude nabíjanie zariadenia nižšie - 70% z celkovej kapacity úložného zariadenia. Môžeme teda dospieť k záveru, že regulátor nabíjania umožňuje nabiť zariadenie na 100%.
Ak hovoríme o tom, aké úlohy kontrolór vykonáva, môžeme povedať:
- Ochranný modul batérie optimalizuje celý systém napájania, čo umožňuje zariadeniu šetriť svoje vnútorné zdroje.
- Ovládač sa navyše vyhýba preťaženiu systému, čo môže viesť k poruchám hlavných mechanizmov.
Čo je to ovládač a aké druhy tohto zariadenia existujú?
Neexistujú žiadne štandardné obvody radiča, ale všetky majú podobné vlastnosti. Väčšina z nich zvyčajne obsahuje dva trimovacie odpory, ktoré riadia vrcholy a minimá napätia. Okrem toho má každý radič reléovú cievku, ktorá riadi rozsah limitov. Ak má teda batéria maximálny limit 15 V, zariadenie nebude schopné generovať energiu nad tento limit.
V závislosti od štruktúry môžu byť ovládače:
- jednoduchý ovládač alebo univerzálny;
- hybridný radič.
Medzi zariadeniami, ktoré umožňujú ovládať tieto parametre, sa rozlišujú:
- Ovládače ON / OFF;
- Radič pulznej šírky modulácie (PWM) alebo modulátor šírky impulzu;
- Ovládač alebo ovládač sledujúci maximálny výkonový bod (MPPT), ktorý sleduje smer slnečných lúčov.
ON / OFF regulátory
Tento modul vykonáva funkciu odpojenia batérií od zdroja pri plnom zaťažení. Dnes sa tieto ovládače používajú zriedka a považujú sa za jedny z najprimitívnejších. Princíp činnosti regulátora je založený na neustálom sledovaní určitých hodnôt generátora a ramena akumulačného zariadenia. Regulátor sa zapne, keď je napätie batérie pod menovitou hodnotou alebo je v rámci napäťových parametrov. Prístroj sa vypne, ak napätie prekročí hranicu zaťaženia, ktorú môže ovládač vydržať. Takéto regulátory sa často používajú v systémoch s predvídateľným zaťažením, napríklad v núdzových svetelných a výstražných systémoch (regulátor nabíjania a vybíjania hcx-2366).
PWM regulátor
Kontrolné mikroobvody typu PWM sú z technického hľadiska najmodernejšie a multifunkčné. Takéto zariadenia umožňujú automatické sledovanie hodnôt napätia a prúdu. Po dosiahnutí maximálnej možnej hodnoty ju regulátor zafixuje na doske, aby stabilizoval akumulátor. To zaisťuje maximálnu kapacitu batérie. Tento typ radiča má iný názov, ktorý je bežnejší - sú to radiče PWM. Ak dešifrujete skrátenú skratku, získate niečo ako modulátor šírky impulzu. Najčastejšie sa takéto zariadenia nachádzajú v televíznom a rozhlasovom priemysle. Okrem toho ich možno nájsť v niektorých domácich spotrebičoch a spínacích zdrojoch napájania.
Napätie zo štandardného solárneho panelu prechádza cez dva vodiče do stabilizačného prvku. Z tohto dôvodu dochádza k vyrovnaniu potenciálu vstupného napätia. Potom napätie ide do tranzistorov, ktoré stabilizujú prichádzajúce napätie a prúd. Celý systém riadi vodič. Schéma zariadenia obsahuje teplotný senzor a vodič. Tieto zariadenia sú riadené výkonovými tranzistormi, ktorých počet závisí od výkonu zariadenia. Teplotný snímač je zodpovedný za stav vykurovania prvkov regulátora. Zvyčajne je umiestnený na radiátoroch výkonových tranzistorov alebo vo vnútri skrinky. To však nemení jeho funkčnosť. Ak teplota prekročí stanovené limity, prístroj sa automaticky vypne.
Modulátor šírky impulzu
Regulátor MPPT je riadiaci modul elektrickej energie, ktorý sa používa na výrobu energie v solárnych elektrárňach. Mikroobvod zariadenia pracuje s maximálnymi hodnotami účinnosti a poskytuje vysoké výstupné rýchlosti. Mikroobvod, ktorý obsahuje ovládač tohto typu, je pomerne zložitý a obsahuje množstvo zariadení, ktoré vytvárajú potrebné poradie ovládania. Táto sekvencia umožňuje nepretržité sledovanie úrovní napätia a prúdu pri maximálnom výstupe zariadenia. Hlavný rozdiel v konfigurácii modulátora šírky impulzu od zariadení PWM je v tom, že sú schopné aktivovať svoj solárny modul pre poveternostné podmienky. Výkon za každého počasia bude teda maximálny bez ohľadu na dĺžku pobytu na slnku.
Ako zvoliť správny regulátor nabíjania batérie?
Pre výber požadovaného radiča je potrebné rozhodnúť sa o funkcii, ktorú bude toto zariadenie niesť, a o rozsahu celej inštalácie. Ak sa plánuje montáž malého solárneho systému, ktorý bude riadiť domáce spotrebiče s výkonom najviac dvoch kilowattov, potom stačí inštalácia PWM regulátora. Ak hovoríme o výkonnejšom systéme, ktorý bude riadiť sieťovú elektrinu a pracovať v autonómnom režime, potom je nevyhnutná inštalácia radiča MTTP. Všetko závisí od napätia, ktoré ide do radiča pamäťového zariadenia. Regulátory PWM sú schopné odolať až 5 kW, zatiaľ čo moduly MTTP môžu odolať až 50 kW.
Ako fungujú elektronické solárne moduly?
Mikrokontroléry alebo elektronické moduly, ktoré sú neoddeliteľnou súčasťou solárneho článku, sú určené na množstvo funkcií na úsporu energie zo solárneho panelu. Generovanie energie solárnou batériou je spôsobené dopadom slnečných lúčov na jej povrch. Vďaka fotobunkám generuje slnečné svetlo elektrický prúd. Výsledná energia sa odošle do regulátora nabíjania batérie, ktorý sleduje spotrebu energie. Toto zariadenie reguluje a nastavuje aktuálnu limitnú hodnotu a odovzdáva ju do akumulátora. Teoreticky by sa dalo od regulátora nabíjania upustiť. Všetka prijatá energia by teda išla priamo do batérie. hrozilo by však riziko trvalého preťaženia systému, ktoré by zariadenie rýchlo deaktivovalo. Najvýraznejším príkladom takéhoto zariadenia je lítium-iónová batéria, ktorá je inštalovaná v telefónoch, tabletoch, nabíjačkách notebookov a iných moderných pomôckach.
