Praktycznie o elektryce: Solarne regulatory ładowania PWM i MMPT do akumulatorów kwasowo-ołowiowych 12V lub 24V

Do czego służy regulator ładowania

Regulator ładowania jest niezbędnym elementem każdej ładowarki solarnej oraz zestawu fotowoltaicznego wyposażonego w akumulatory.
Bez niego akumulator uległby przyśpieszonemu zużyciu lub całkowitemu zniszczeniu. Regulator łączy panel słoneczny z akumulatorem kwasowo-ołowiowym (rozruchowym pojazdu, żelowym lub AGM) oraz z odbiornikami. Reguluje ładowanie akumulatora, zabezpiecza go przed nadmiernym rozładowaniem, chroni przed zbyt wysokim napięciem podawanym z panela słonecznego, blokuje przepływ wsteczny napięcia z akumulatora do panela, sygnalizuje stan regulatora i akumulatora oraz przebieg procesów ładowania i rozładowania. Może nawet monitorować temperaturę akumulatora, zapobiegać nadmiernemu gazowaniu czy zasiarczaniu.
Występują także wersje DUO regulatorów ładowania, posiadające dwa złącza ładowania akumulatorów, szczególnie dedykowane do samochodów z przyczepami kempingowymi, kamperów i łodzi. Jedno złącze regulatora służy do ładowania głównego akumulatora pokładowego prądem np. 10A (BOARD I), a drugie jest przeznaczone do ładowania podtrzymującego akumulatora rozruchowego pojazdu prądem np. 1A (Start II).

Regulator ładowania doposażony w moduł fotowoltaiczny (lub kilka), zestaw kabli solarnych tworzy ładowarkę solarną 12V lub 24V DC.
Po dodaniu do ładowarki akumulatora kwasowo-ołowiowego (żelowego lub AGM) zmienia się ona w autonomiczną instalację fotowoltaiczną off-grid o napięciu 12V lub 24V DC, doskonałą na działkę, do przyczepy kempingowej, kampera czy na łódź.

Na rynku dominują 2 podstawowe rodzaje regulatorów ładowania: PWM i MPPT.

źródło: www.epsolarpv.com

Regulatory ładowania PWM

Regulatory PWM to najbardziej popularne, najtańsze i najprostsze rozwiązania oparte na zasadzie ładowania impulsowego. Regulator PWM dąży do naładowania akumulatora w jak najkrótszym czasie, monitorując stan naładowania akumulatora. Gdy akumulator ma niski stan naładowania, regulator PWM wysyła częstsze i dłuższe impulsy prądu. Im bardziej akumulator staje się naładowany, tym impulsy prądu ładowania stają się rzadsze i krótsze, a gdy napięcie akumulatora zbliży się do maksimum, całkowicie ustają.
Wadą regulatorów PWM jest redukcja napięcia paneli słonecznych do bieżącego napięcia ładowania, co powoduje, że moc modułów fotowoltaicznych często nie jest w pełni wykorzystywana. Dlatego do regulatorów przeznaczonych do ładowania akumulatorów 12V należy stosować panele PV o napięciu max nie wyższym niż 18-20V (reszta zostanie "odcięta"), a do ładowania akumulatorów 24V należy stosować panele o napięciu w zakresie 28-40V (wyższe napięcie zostanie "odcięte", przy niższym napięciu ładowanie zostanie wstrzymane). Regulatory PWM słabiej sobie radzą w złych warunkach oświetleniowych. Później zaczynają ładowanie akumulatorów rano, wcześniej kończą ładowanie wieczorem i przerywają ładowanie przy zacienieniach. Ich zaletą jest cena, niski koszt inwestycji.

Regulatory PWM LandStar LS...E oraz LS...EU
To chyba najbardziej popularne regulatory ładowania PWM marki Epever do małych autonomicznych systemów fotowoltaicznych off-grid 12V lub 24V. Wersja EU w stosunku do wersji E różni się tym, że ma dodatkowe wyjście USB 1,2A 5V DC do bezpośredniego ładowania telefonów, tabletów, odbiorników GPS i innych urządzeń przystosowanych do tego napięcia.
Regulatory napięcia LandStar ...E i ...EU występują w wersjach:
- na prądy ładowania: 5A, 10A, 20A i 30A,
- do akumulatorów kwasowo-ołowiowych (żelowych, AGM i rozruchowych) na napięcia: 12V i 24V.
Wersja 24V jest uniwersalna, automatycznie dopasowuje się do napięcia 12V i 24V (decyduje o tym napięcie akumulatora).

Zobacz także:
>> Instrukcja regulatorów PWM LandStar LS...E oraz LS...EU
>> Jak dobrać regulator ładowania PWM i MPPT

źródło: www.epsolarpv.com

Regulatory PWM LandStar LS...B
są nowocześniejszą wersją regulatorów LS..E. Regulatory LS...B występują w wersjach:
- na prądy ładowania: 10A, 20A i 30A,
- do akumulatorów kwasowo-ołowiowych (żelowych, AGM i rozruchowych) na napięcia: 12V i 24V.
Automatycznie dopasowują się do napięcia 12V i 24V (decyduje o tym napięcie akumulatora).
Regulatory LS...B posiadają dodatkowe wyjście do zewnętrznego czujnika temperatury oraz port RS485 (gniazdo RJ45) do dedykowanego >> miernika cyfrowego MT-50 z wyświetlaczem ciekłokrystalicznym. Wyjście RJ45 można także wykorzystać do podłączenia komputera (wymagany kabel z konwerterem RS485>USB) i monitorowania regulatora ładowania przez aplikację Solar Station Monitor. Pracę regulatora można także monitorować przez aplikację na smartfona (wymagany kabel z konwerterem (RS485>micro USB in. OTG).
Po podłączeniu regulatora do miernika, komputera lub smartfona dostępne są dodatkowe funkcje:
- wybór typu akumulatora,
- możliwość ustawienia trybów pracy oświetlenia (np. od zmierzchu do świtu),
- monitorowanie bieżące systemu solarnego,
- historia uzysków energii.

Zobacz także:
>> Instrukcja regulatorów PWM LandStar LS...B
>> Jak dobrać regulator ładowania PWM i MPPT

źródło: www.epsolarpv.com

Regulatory ładowania MPPT

Regulatory MPPT (maximum power point tracking) to urządzenia bardziej zaawansowane technicznie, śledzące punkty mocy maksymalnej osiągane przez panele fotowoltaiczne, aby zmaksymalizować efektywność ładowania akumulatora. Działają na podobnej zasadzie jak inwertery w profesjonalnych instalacjach PV. Z tych samych paneli, w tych samych warunkach oświetleniowych regulatory MPPT zapewniają do 30% większą efektywność ładowania niż regulatory PWM i ładują akumulatory przy dużo gorszych warunkach oświetleniowych rano, wieczorem czy przy zacienieniach, gdy regulatory PWM jeszcze/już nie ładują.
Regulatory napięcia MPPT mają jedną zasadniczą wadę - cenę 5-10 razy wyższą niż regulatory PWM, ale zostanie ona skompensowana z nawiązką przez większą produkcję energii.

Regulatory MPPT Tracer, Triron, Xtra
to jedne z popularniejszych regulatorów MPPT marki Epever. Występują w wersjach:
- na prądy ładowania: 10A, 20A, 30A i 40A,
- na napięcia paneli PV łączonych szeregowo do: 46V (60V), 92V (100V), 138V (150V).
- do akumulatorów kwasowo-ołowiowych (żelowych, AGM i rozruchowych) na napięcia: 12V i 24V.

Regulatory MPPT marki Epever posiadają dodatkowe wyjścia do zewnętrznego czujnika temperatury oraz port RS485 (gniazdo RJ45) do konfigurowania i monitorowania pracy regulatora przez urządzenia zewnętrzne:
- zewnętrznego miernika MT50,
- zewnętrznego programatora parametrów SPP-02,
- komputera PC z oprogramowaniem Solar Station Monitor,
- smartfona z systemem Android i aplikacją Solar Charge Controller.

Zobacz także:
>> Instrukcja regulatorów ładowania MPPT Tracer
>> Instrukcja regulatorów ładowania MPPT Triron
>> Instrukcja regulatorów ładowania MPPT Xtra
>> Jak dobrać regulator ładowania PWM i MPPT

źródło: www.epsolarpv.com