Controllo ottimale del sistema di generazione di energia fotovoltaica off-grid
Sep 10, 2018
1. Il principio di funzionamento di base del controller
La curva caratteristica di uscita della cella solare è mostrata in Figura 1. La caratteristica volt-ampere della cella solare ha una forte non linearità, cioè quando l'intensità della luce solare cambia, la tensione del circuito aperto non è troppo grande. Il cambiamento, ma la corrente massima generata varierà considerevolmente, quindi la sua potenza in uscita e il punto di massima potenza cambieranno. Tuttavia, quando l'intensità della luce è costante, la corrente in uscita dalla cella solare è costante e può essere considerata come una sorgente di corrente costante. Pertanto, è necessario ricercare e progettare un regolatore solare fotovoltaico con prestazioni eccellenti al fine di utilizzare l'energia solare in modo più efficiente.
Nel sistema solare fotovoltaico off-grid, l'energia solare che la cella solare converte nell'energia elettrica viene caricata dal controller di carica e scarica e viene fornita al carico. Ci sono due funzioni principali del controller di carica e scarica. Uno è proteggere la batteria dalla carica e dallo scarico per evitare il sovraccarico o la sovraincisione della batteria. Il compito della batteria è quello di immagazzinare energia per alimentare il carico di notte o pioggia. Il potere è usato; l'altro consiste nel fornire una fonte di tensione continua stabile da utilizzare nell'inverter o nel carico CC. Le principali funzioni che i controller PV dovrebbero avere sono:
1 Funzione di disconnessione e recupero dell'alta tensione (HVD). Il controller deve avere una disconnessione dell'alta tensione in ingresso e riprendere la funzione di connessione.
2 Disconnessione allarmi (LVG) e funzione di ripresa. Quando la tensione della batteria scende al valore impostato per la sottotensione, viene emesso un segnale di allarme acustico e visivo e la batteria viene arrestata per fornire energia al carico. Quando la tensione della batteria ritorna sopra il valore impostato per la sottotensione, la batteria viene ripristinata per fornire alimentazione al carico.
3 funzione di protezione. Il controllore deve avere un circuito di protezione da cortocircuito del carico; un circuito di protezione da cortocircuito interno del controllore; una batteria attraverso un circuito di protezione contro la scarica inversa del modulo di celle solari; un circuito di carico, un modulo di celle solari o un circuito di protezione di inversione di polarità della batteria; e prevenzione dei fulmini in un'area con fulmini multipli Abbattere il circuito di protezione.
5 Funzione di compensazione della temperatura. Quando la temperatura della batteria è inferiore a 25 ° C, la batteria dovrebbe richiedere una maggiore tensione di carica per completare il processo di ricarica. Al contrario, le batterie al di sopra di questa temperatura richiedono una tensione di carica inferiore. Solitamente, la batteria al piombo ha un coefficiente di compensazione della temperatura di 45 mv / C.
2 Regolatore di carica e scarica parallelo
Diagramma a blocchi del controller di carica e scarica parallelo mostrato in Figura 2, nel circuito di carica del regolatore di carica e carica parallela, il dispositivo di commutazione T1 è collegato in parallelo all'uscita della matrice di celle solari, quando Quando la tensione della batteria è maggiore di Tensione di interruzione ', il dispositivo di commutazione T1 è acceso e il diodo D1 è disattivato, la corrente di uscita della serie di celle solari viene scaricata direttamente attraverso il cortocircuito T1 e la batteria non viene più caricata, garantendo così che la batteria non appare. Overcharged, svolge il ruolo di "protezione da sovraccarico".
D1 è un diodo di "carica", solo quando la tensione di uscita dell'array di celle solari è maggiore della tensione della batteria, D1 può essere acceso e D1 è spento, assicurando così che la batteria non appaia nella cella solare schiera di notte o in caso di pioggia. La ricarica inversa svolge il ruolo di "protezione contro la carica inversa".
Il dispositivo di commutazione T2 è l'interruttore di scarica della batteria. Quando la corrente di carico è maggiore della corrente nominale, si verifica il sovraccarico o il cortocircuito del carico, T2 viene disattivato, che svolge il ruolo di "protezione da sovraccarico in uscita" e "protezione da cortocircuito in uscita". Allo stesso tempo, quando la tensione della batteria è inferiore alla "tensione di scarica eccessiva", anche T2 viene disattivato, il che svolge il ruolo di "protezione da scarica eccessiva".
D2 è il 'diodo anti-inverso'. Quando la polarità della batteria è invertita, D2 si accende per fare in modo che la batteria si scarichi in cortocircuito attraverso D2. È possibile generare una grande corrente per sciogliere rapidamente la miccia del fusibile e la batteria è invertita. Effetti protettivi
Il circuito di controllo della rilevazione rileva la tensione della batteria in qualsiasi momento. Quando la tensione è maggiore della "tensione di interruzione totale", T1 viene attivato per "protezione da sovraccarico"; quando la tensione è inferiore alla "tensione di scarica eccessiva", T2 viene disattivato per "sovra-scarica". protezione'.
3. Regolatore di carica e scarica serie
Lo schema a blocchi del controller di carica e scarica di serie è illustrato nella Figura 3. Il controller di carica e scarica e il controller parallelo di carica e scarica hanno strutture circuitali simili. L'unica differenza è la connessione del dispositivo di commutazione T1. Metodi diversi, il tipo parallelo T1 è collegato in parallelo al terminale di uscita della matrice di celle solari e il tipo di serie T1 è collegato in serie nel circuito di carica. Quando la tensione della batteria è maggiore della "tensione di interruzione totale", T1 viene spento, in modo che la batteria solare non carichi più la batteria, che agisce come una "protezione da sovraccarico".
