Reguladores de Carga Solener
7.1 Función del Regulador de Carga
El regulador de carga es un componente electrónico fundamental en las instalaciones fotovoltaicas aisladas de red. Su función principal es proteger las baterías frente a sobrecargas y sobredescargas, garantizando así una vida útil prolongada del sistema de acumulación.
Cuando la batería llega a su máxima carga, el regulador impide que continúe cargando. De lo contrario, al no poder cargarse más, la diferencia de tensión se utiliza para descomponer el líquido de la batería (ácido sulfúrico), transformándose en hidrógeno y oxígeno mediante electrólisis del agua.
7.2 Tipos de Reguladores
A) Regulador Serie
Conectado en serie entre los paneles y la batería. Al llegar a la tensión monitorizada como carga máxima, corta el suministro mediante un equipo electrónico abriendo el circuito eléctrico.
- ✓ Aplicación: Instalaciones de cierta potencia
- ✓ Ventaja: No disipa energía en calor
- ✓ Funcionamiento: Interrumpe el flujo de corriente completamente
B) Regulador Paralelo (Shunt)
Conectado en paralelo con los paneles. Al alcanzar la carga máxima, cortocircuita los paneles, disipando la energía sobrante en el propio regulador y en los paneles.
- ✓ Aplicación: Sistemas con poca potencia
- ✓ Ventaja: Más económico, sencillo
- ⚠ Limitación: Disipa energía en forma de calor
7.3 Etapas de Regulación de Carga
Los reguladores Solener modernos basados en microprocesador implementan un proceso de carga en múltiples etapas para optimizar la vida útil de las baterías:
| Etapa | Descripción | Tensión Típica | Duración |
|---|---|---|---|
| 1. Carga Inicial | Cuando la tensión de batería alcanza nivel prefijado, el regulador permite el paso de toda la corriente disponible del campo FV | Progresiva hasta absorción | Variable según estado de carga |
| 2. Carga de Absorción | Alcanzada la tensión final de carga, se mantiene durante algún tiempo modulando la corriente del campo FV | 2,3-2,4 V/vaso (a 25°C) | 2-4 horas típicas |
| 3. Carga de Flotación | Cargada completamente la batería, se interrumpe el paso de corriente hasta que la tensión se reduce a valor preestablecido | 2,25-2,3 V/vaso | Mantenimiento continuo |
| 4. Carga de Ecualización | Periódicamente o tras bajo estado de carga, se somete a la batería a ligera sobrecarga controlada | Ligeramente superior a absorción | 1-2 horas periódicas |
7.4 Características Técnicas de los Reguladores Solener
Parámetros Principales
| Parámetro | Descripción | Valores Típicos |
|---|---|---|
| Tensión Nominal | Tensión nominal del sistema FV para el que fue diseñado | 12V, 24V, 48V (selección manual/automática) |
| Intensidad Nominal | Intensidad procedente del campo FV que puede manejar nominalmente | 10A, 20A, 30A, 50A, 80A, 100A |
| Tipo de Regulación | Configuración de conexión | Serie o Paralelo (Shunt) |
| Estrategia de Regulación | Número de etapas del proceso de carga | 2, 3 o 4 etapas |
| Rendimiento | Eficiencia del regulador | 95% típico |
7.5 Requisitos de Regulación
Los reguladores Solener cumplen con los siguientes requisitos técnicos esenciales:
Voltaje fin de carga:
Vfc = 2,3 - 2,4 V/vaso
Reconexión a la carga:
Vrec = Vdes + 0,08 V/vaso
(ó +0,5V para sistemas de 12V)
Precisión de voltajes:
±1% y constante en todo el rango de temperatura
Desconexión por baja tensión:
Vdes = 1,8 - 1,9 V/vaso (profundidad de descarga máxima)
7.6 Protecciones Integradas
Los reguladores Solener incorporan múltiples sistemas de protección para garantizar la seguridad del sistema:
- ✓ Protección contra sobrecarga: Desconexión automática al alcanzar tensión máxima
- ✓ Protección contra sobredescarga: Desconexión de cargas al alcanzar profundidad máxima
- ✓ Protección contra sobreintensidad: Limitación de corriente máxima
- ✓ Protección contra sobretensión: Protección contra picos de tensión
- ✓ Protección contra inversión de polaridad: Bloqueo si se conectan cables invertidos
- ✓ Protección contra cortocircuitos: Desconexión inmediata
- ✓ Secuencia de conexión correcta: Obliga a conectar baterías primero
7.7 Selección del Regulador
Para elegir el regulador adecuado, se deben considerar los siguientes criterios:
1. Tensión del regulador:
Debe coincidir con la tensión máxima que genera el sistema
Vreg = Vn sistema (12V, 24V, 48V)
2. Intensidad máxima:
Debe soportar la intensidad máxima del campo de paneles en paralelo
Ireg ≥ Isc_total × 1,25 (margen del 25% para picos)
Ejemplo:
Si tenemos 2 módulos con Imax = 2A cada uno en paralelo:
It = 2A × 2 = 4A
Regulador necesario: 4A × 1,25 = 5A mínimo
Seleccionar regulador de 10A o superior
7.8 Ubicación e Instalación
El regulador debe instalarse cumpliendo las siguientes condiciones para garantizar su correcto funcionamiento:
Condiciones Ambientales
- ✓ Temperatura ambiente menor de 40°C
- ✓ Lugar seco, protegido de la intemperie
- ✓ Bien ventilado para disipación de calor
- ✓ Libre de emisión de gases de las baterías
Ubicación Física
- ✓ Lo más cerca posible de los acumuladores (minimizar pérdidas)
- ✓ Preferiblemente en el mismo local que las baterías
- ✓ Accesible al usuario para lectura de indicadores
- ✓ Fuera del alcance de niños y animales domésticos
- ✓ Sonda de temperatura alejada de fuentes de calor
- PRIMERO: Conectar las BATERÍAS al regulador
- SEGUNDO: Conectar los PANELES al regulador
- TERCERO: Conectar la UTILIZACIÓN (cargas)
- DESCONEXIÓN: En orden inverso
NUNCA dejar el regulador conectado sólo a los paneles, ya que la tensión en vacío del panel puede ESTROPEAR IRREVERSIBLEMENTE la electrónica del regulador.
7.9 Reguladores para Farolas Solares
Los reguladores para farolas solares Solener incorporan funciones específicas para este tipo de aplicación:
Control de encendido/apagado automático:
- Encendido: cuando tensión del panel < 4Vdc (anochecer)
- Apagado: cuando tensión del panel > 14Vdc (amanecer)
Protección de sobretensión:
- Corte cuando tensión de entrada > 29,5V
- Evita sobrecarga en batería
Protección de sobredescarga:
- Corte cuando tensión de batería < 21,6Vdc
- Protege vida útil de baterías de gel
Ciclo diario automático:
Funcionamiento cíclico todos los días sin intervención manual
7.10 Reguladores con Microprocesador
Los reguladores Solener modernos basados en microprocesador ofrecen funcionalidades avanzadas:
- ✓ Selección de tipo de batería: Electrolito líquido o tipo gel
- ✓ Ajuste de niveles de tensión: Personalización de umbrales
- ✓ Ajuste de duración de etapas: Optimización del proceso de carga
- ✓ Adquisición de datos: Registro de parámetros del sistema
- ✓ Compensación de temperatura: Ajuste automático según temperatura ambiente
- ✓ Pantalla LCD: Visualización de estado del sistema
- ✓ Comunicación: RS485, Ethernet, WiFi, GSM
- ✓ Gestión y supervisión: Verdadero gestor del sistema fotovoltaico
7.11 Reguladores para Aerogeneradores
En sistemas híbridos eólico-fotovoltaicos, se utilizan reguladores específicos para aerogeneradores:
- ✓ Función principal: Controlar la intensidad que genera el aerogenerador
- ✓ Protección: Evitar que la intensidad supere el máximo que admiten las baterías
- ✓ Frenado: Cortocircuita el aerogenerador cuando las baterías están cargadas
- ✓ Principio: Ley de Lenz - al cortocircuitar el rotor, se generan fuertes corrientes que frenan el aerogenerador
Capacidad útil de la batería:
Cu = Cn × Pd
Donde Pd = 60% (monoblock) o 80% (modular)
Intensidad máxima de carga:
Ic10 = Cu × 0,10 (carga máxima)
Ic6 = Cu × 0,06 (carga normal)
Potencia del aerogenerador:
Paero10 = Ic10 × Vn (potencia máxima)
Paero6 = Ic6 × Vn (potencia mínima)
Condición: La intensidad que genere el aerogenerador NO puede ser mayor que la máxima que admitan las baterías.
7.12 Mantenimiento de Reguladores
Los reguladores Solener requieren mínimo mantenimiento gracias a su diseño robusto:
Mantenimiento Preventivo
- ✓ Inspección visual: Estado general del equipo y conexiones
- ✓ Verificación de indicadores: Funcionamiento de LEDs y pantalla
- ✓ Medición de tensiones: Comprobar umbrales de regulación
- ✓ Comprobación de alarmas: Sistemas de aviso acústico/visual
- ✓ Limpieza: Eliminar polvo y suciedad de rejillas de ventilación
- ✓ Verificación de sonda de temperatura: Correcta ubicación y funcionamiento
Mantenimiento Correctivo
- ✓ Diagnóstico: Los reguladores indican códigos de error específicos
- ✓ Sustitución: Módulos reemplazables en campo
- ✓ Soporte técnico: Asistencia directa de Solener
7.13 Reguladores Digitales vs Analógicos
En el mercado existen reguladores digitales y analógicos. Los reguladores Solener ofrecen ambas opciones:
| Característica | Regulador Analógico | Regulador Digital |
|---|---|---|
| Tecnología | Circuitos analógicos tradicionales | Microprocesador con firmware |
| Precisión | ±2-3% | ±0,5-1% |
| Etapas de carga | 2-3 etapas fijas | 3-4 etapas configurables |
| Compensación temperatura | Básica o inexistente | Automática y precisa |
| Visualización | LEDs indicadores | Pantalla LCD con datos detallados |
| Comunicación | No disponible | RS485, Ethernet, WiFi, GSM |
| Coste | Más económico | Más elevado pero mayor funcionalidad |
| Aplicación | Instalaciones pequeñas básicas | Instalaciones medianas y grandes |
7.14 Aplicaciones Típicas
Los reguladores Solener se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones:
| Aplicación | Tipo de Regulador | Características Especiales |
|---|---|---|
| Electrificación de viviendas | Serie digital | Alta precisión, múltiples etapas de carga |
| Bombeo solar directo | Controlador VVF | MPPT avanzado, control de frecuencia variable |
| Farolas solares | Específico farolas | Encendido/apagado automático por crepúsculo |
| Sistemas híbridos eólico-FV | Dual eólico-FV | Doble entrada, gestión de dos fuentes |
| Telecomunicaciones | Alta fiabilidad | Redundancia, monitorización remota |
| Señalización | Baja potencia | Compacto, bajo consumo propio |
| Electrificación rural centralizada | Gran potencia | Alta capacidad, comunicación con múltiples inversores |
7.15 Ventajas Competitivas de los Reguladores Solener
Los reguladores Solener destacan por:
- ✓ Fabricación española: Más de 40 años de experiencia
- ✓ Tecnología propia: Patentes y diseños exclusivos
- ✓ Alta calidad: Componentes de primera categoría
- ✓ Fiabilidad: Probada en miles de instalaciones mundiales
- ✓ Servicio técnico: Soporte directo del fabricante
- ✓ Repuestos: Disponibilidad garantizada a largo plazo
- ✓ Personalización: "Sastrería energética" - soluciones a medida
- ✓ Precio competitivo: Fabricante-directo sin intermediarios
- ✓ Integración: Compatibilidad total con otros equipos Solener
7.1 Fonction du Régulateur de Charge
Le régulateur de charge est un composant électronique fondamental dans les installations photovoltaïques isolées du réseau. Sa fonction principale est de protéger les batteries contre les surcharges et les décharges profondes, garantissant ainsi une durée de vie prolongée du système d'accumulation.
Lorsque la batterie atteint sa charge maximale, le régulateur empêche qu'elle continue à se charger. Sinon, la différence de tension serait utilisée pour décomposer le liquide de la batterie (acide sulfurique), se transformant en hydrogène et oxygène par électrolyse de l'eau.
7.2 Types de Régulateurs
A) Régulateur Série
Connecté en série entre les panneaux et la batterie. En arrivant à la tension surveillée comme charge maximale, coupe l'alimentation au moyen d'un équipement électronique ouvrant le circuit électrique.
- ✓ Application: Installations de certaine puissance
- ✓ Avantage: Ne dissipe pas d'énergie en chaleur
B) Régulateur Parallèle (Shunt)
Connecté en parallèle avec les panneaux. En atteignant la charge maximale, court-circuite les panneaux, dissipant l'énergie excédentaire dans le propre régulateur et les panneaux.
- ✓ Application: Systèmes avec peu de puissance
- ✓ Avantage: Plus économique, simple
7.3 Étapes de Régulation de Charge
Les régulateurs Solener modernes basés sur microprocesseur implémentent un processus de charge en multiples étapes pour optimiser la durée de vie des batteries:
| Étape | Description | Tension Typique |
|---|---|---|
| 1. Charge Initiale | Quand la tension de batterie atteint un niveau préfixé, le régulateur permet le passage de tout le courant disponible | Progressive jusqu'à absorption |
| 2. Charge d'Absorption | Atteinte la tension finale de charge, se maintient pendant un certain temps en modulant le courant du champ FV | 2,3-2,4 V/vaso (à 25°C) |
| 3. Charge de Flottaison | Complètement chargée la batterie, s'interrompt le passage de courant jusqu'à ce que la tension se réduise | 2,25-2,3 V/vaso |
| 4. Charge d'Égalisation | Périodiquement ou après bas état de charge, on soumet la batterie à légère surcharge contrôlée | Légèrement supérieure à absorption |
7.4 Caractéristiques Techniques des Régulateurs Solener
| Paramètre | Description | Valeurs Typiques |
|---|---|---|
| Tension Nominale | Tension nominale du système FV | 12V, 24V, 48V |
| Intensité Nominale | Intensité provenant du champ FV | 10A, 20A, 30A, 50A, 80A, 100A |
| Type de Régulation | Configuration de connexion | Série ou Parallèle (Shunt) |
| Rendement | Efficacité du régulateur | 95% typique |
7.5 Exigences de Régulation
Tension fin de charge:
Vfc = 2,3 - 2,4 V/vaso
Reconnexion à la charge:
Vrec = Vdes + 0,08 V/vaso
Précision de tensions:
±1% et constante dans tout l'intervalle de température
Déconnexion par basse tension:
Vdes = 1,8 - 1,9 V/vaso
7.6 Protections Intégrées
- ✓ Protection contre surcharge
- ✓ Protection contre décharge profonde
- ✓ Protection contre surintensité
- ✓ Protection contre surtension
- ✓ Protection contre inversion de polarité
- ✓ Protection contre courts-circuits
7.7 Sélection du Régulateur
1. Tension du régulateur:
Doit coïncider avec la tension maximale que génère le système
2. Intensité maximale:
Doit supporter l'intensité maximale du champ de panneaux en parallèle
Ireg ≥ Isc_total × 1,25 (marge du 25% pour pics)
Exemple:
Si nous avons 2 modules avec Imax = 2A chacun en parallèle:
It = 2A × 2 = 4A
Régulateur nécessaire: 4A × 1,25 = 5A minimum
- PREMIER: Connecter les BATTERIES au régulateur
- DEUXIÈME: Connecter les PANNEAUX au régulateur
- TROISIÈME: Connecter l'UTILISATION (charges)
JAMAIS laisser le régulateur connecté seulement aux panneaux.
7.8 Emplacement et Installation
- ✓ Température ambiante inférieure à 40°C
- ✓ Lieu sec, protégé des intempéries
- ✓ Bien ventilé
- ✓ Libre d'émission de gaz des batteries
- ✓ Le plus près possible des accumulateurs
- ✓ Accessible à l'utilisateur
7.9 Régulateurs pour Lampadaires Solaires
Contrôle d'allumage/extinction automatique:
- Allumage: quand tension du panneau < 4Vdc (crépuscule)
- Extinction: quand tension du panneau > 14Vdc (aube)
Protection de surtension:
- Coupure quand tension d'entrée > 29,5V
Protection de décharge profonde:
- Coupure quand tension de batterie < 21,6Vdc
7.10 Régulateurs avec Microprocesseur
- ✓ Sélection de type de batterie: Électrolyte liquide ou type gel
- ✓ Ajustement de niveaux de tension
- ✓ Ajustement de durée d'étapes
- ✓ Acquisition de données
- ✓ Compensation de température
- ✓ Écran LCD
- ✓ Communication: RS485, Ethernet, WiFi, GSM
7.11 Maintenance de Régulateurs
- ✓ Inspection visuelle
- ✓ Vérification d'indicateurs
- ✓ Mesure de tensions
- ✓ Nettoyage
7.1 Function of the Charge Controller
The charge controller is a fundamental electronic component in off-grid photovoltaic installations. Its main function is to protect batteries against overcharges and deep discharges, thus guaranteeing a prolonged lifespan of the accumulation system.
When the battery reaches its maximum charge, the controller prevents it from continuing to charge. Otherwise, the voltage difference would be used to decompose the battery liquid (sulfuric acid), transforming into hydrogen and oxygen through water electrolysis.
7.2 Controller Types
A) Series Controller
Connected in series between panels and battery. When reaching the monitored voltage as maximum charge, it cuts the supply through electronic equipment opening the electrical circuit.
- ✓ Application: Installations of certain power
- ✓ Advantage: Does not dissipate energy as heat
B) Shunt (Parallel) Controller
Connected in parallel with panels. When reaching maximum charge, it short-circuits the panels, dissipating surplus energy in the controller itself and panels.
- ✓ Application: Systems with low power
- ✓ Advantage: More economical, simple
7.3 Charge Regulation Stages
Modern Solener controllers based on microprocessor implement a multi-stage charging process to optimize battery lifespan:
| Stage | Description | Typical Voltage |
|---|---|---|
| 1. Initial Charge | When battery voltage reaches preset level, controller allows passage of all available current from PV field | Progressive to absorption |
| 2. Absorption Charge | Final charge voltage reached, maintained for some time modulating PV field current | 2.3-2.4 V/cell (at 25°C) |
| 3. Float Charge | Battery fully charged, current passage interrupted until voltage reduces to preset value | 2.25-2.3 V/cell |
| 4. Equalization Charge | Periodically or after low state of charge, battery subjected to slight controlled overcharge | Slightly above absorption |
7.4 Technical Specifications of Solener Controllers
| Parameter | Description | Typical Values |
|---|---|---|
| Nominal Voltage | Nominal voltage of PV system | 12V, 24V, 48V |
| Nominal Current | Current from PV field it can handle | 10A, 20A, 30A, 50A, 80A, 100A |
| Regulation Type | Connection configuration | Series or Shunt (Parallel) |
| Efficiency | Controller efficiency | 95% typical |
7.5 Regulation Requirements
End-of-charge voltage:
Vfc = 2.3 - 2.4 V/cell
Load reconnection:
Vrec = Vdes + 0.08 V/cell
Voltage precision:
±1% and constant throughout temperature range
Low voltage disconnect:
Vdes = 1.8 - 1.9 V/cell (maximum depth of discharge)
7.6 Integrated Protections
- ✓ Overcharge protection
- ✓ Deep discharge protection
- ✓ Overcurrent protection
- ✓ Overvoltage protection
- ✓ Polarity reversal protection
- ✓ Short circuit protection
7.7 Controller Selection
1. Controller voltage:
Must match maximum voltage generated by system
2. Maximum current:
Must withstand maximum current from parallel panel field
Ireg ≥ Isc_total × 1.25 (25% margin for peaks)
Example:
If we have 2 modules with Imax = 2A each in parallel:
It = 2A × 2 = 4A
Required controller: 4A × 1.25 = 5A minimum
- FIRST: Connect BATTERIES to controller
- SECOND: Connect PANELS to controller
- THIRD: Connect LOADS (utilization)
NEVER leave controller connected only to panels.
7.8 Location and Installation
- ✓ Ambient temperature below 40°C
- ✓ Dry place, protected from weather
- ✓ Well ventilated
- ✓ Free from battery gas emissions
- ✓ As close as possible to batteries
- ✓ Accessible to user
7.9 Controllers for Solar Street Lights
Automatic on/off control:
- On: when panel voltage < 4Vdc (dusk)
- Off: when panel voltage > 14Vdc (dawn)
Overvoltage protection:
- Cut when input voltage > 29.5V
Deep discharge protection:
- Cut when battery voltage < 21.6Vdc
7.10 Microprocessor Controllers
- ✓ Battery type selection: Liquid electrolyte or gel type
- ✓ Voltage level adjustment
- ✓ Stage duration adjustment
- ✓ Data acquisition
- ✓ Temperature compensation
- ✓ LCD display
- ✓ Communication: RS485, Ethernet, WiFi, GSM
7.11 Controller Maintenance
- ✓ Visual inspection
- ✓ Indicator verification
- ✓ Voltage measurement
- ✓ Cleaning
7.1 وظيفة منظم الشحن
منظم الشحن هو مكون إلكتروني أساسي في المنشآت الكهروضوئية المعزولة عن الشبكة. وظيفته الرئيسية هي حماية البطاريات ضد الشحن الزائد والتفريغ العميق، مما يضمن بذلك عمرًا أطول لنظام التراكم.
عندما تصل البطارية إلى شحنتها القصوى، يمنع المنظم استمرار الشحن. وإلا، سيتم استخدام فرق الجهد لتحليل سائل البطارية (حمض الكبريتيك)، متحولاً إلى هيدروجين وأكسجين من خلال التحليل الكهربائي للماء.
7.2 أنواع المنظمات
أ) منظم سلسلة
متصل على التوالي بين الألواح والبطارية. عند الوصول إلى الجهد المراقب كشحنة قصوى، يقطع التوريد من خلال معدات إلكترونية تفتح الدائرة الكهربائية.
- ✓ التطبيق: منشآت ذات طاقة معينة
- ✓ الميزة: لا تبدد الطاقة كحرارة
ب) منظم توازي (Shunt)
متصل على التوازي مع الألواح. عند الوصول إلى الشحنة القصوى، يقصر الدائرة على الألواح، مبددًا الطاقة الفائضة في المنظم نفسه والألواح.
- ✓ التطبيق: أنظمة ذات طاقة منخفضة
- ✓ الميزة: أكثر اقتصادا، بسيط
7.3 مراحل تنظيم الشحن
تطبق منظمات Solener الحديثة القائمة على المعالج الدقيق عملية شحن متعددة المراحل لتحسين عمر البطاريات:
| المرحلة | الوصف | الجهد النموذجي |
|---|---|---|
| 1. الشحن الأولي | عندما يصل جهد البطارية إلى مستوى محدد مسبقًا، يسمح المنظم بمرور كل التيار المتاح من الحقل الكهروضوئي | تدريجي حتى الامتصاص |
| 2. شحن الامتصاص | عند الوصول إلى جهد الشحن النهائي، يتم الحفاظ عليه لبعض الوقت مع تعديل تيار الحقل الكهروضوئي | 2.3-2.4 فولت/خلية (عند 25°م) |
| 3. شحن التعويم | عند شحن البطارية بالكامل، ينقطع مرور التيار حتى ينخفض الجهد إلى قيمة محددة مسبقًا | 2.25-2.3 فولت/خلية |
| 4. شحن المعادلة | بشكل دوري أو بعد حالة شحن منخفضة، تخضع البطارية لشحن زائد طفيف خاضع للرقابة | أعلى قليلاً من الامتصاص |
7.4 المواصفات الفنية لمنظمات Solener
| المعامل | الوصف | القيم النموذجية |
|---|---|---|
| الجهد الاسمي | الجهد الاسمي للنظام الكهروضوئي | 12 فولت، 24 فولت، 48 فولت |
| الشدة الاسمية | الشدة القادمة من الحقل الكهروضوئي التي يمكنها التعامل معها | 10 أمبير، 20 أمبير، 30 أمبير، 50 أمبير، 80 أمبير، 100 أمبير |
| نوع التنظيم | تكوين الاتصال | سلسلة أو توازي (Shunt) |
| الكفاءة | كفاءة المنظم | 95% نموذجي |
7.5 متطلبات التنظيم
جهد نهاية الشحن:
Vfc = 2.3 - 2.4 فولت/خلية
إعادة الاتصال بالحمل:
Vrec = Vdes + 0.08 فولت/خلية
دقة الجهود:
±1% وثابتة في نطاق درجة الحرارة بالكامل
فصل الجهد المنخفض:
Vdes = 1.8 - 1.9 فولت/خلية (أقصى عمق تفريغ)
7.6 الحمايات المتكاملة
- ✓ حماية ضد الشحن الزائد
- ✓ حماية ضد التفريغ العميق
- ✓ حماية ضد التيار الزائد
- ✓ حماية ضد الجهد الزائد
- ✓ حماية ضد عكس القطبية
- ✓ حماية ضد الدوائر القصيرة
7.7 اختيار المنظم
1. جهد المنظم:
يجب أن يطابق أقصى جهد يولده النظام
2. الشدة القصوى:
يجب أن تتحمل الشدة القصوى من حقل الألواح على التوازي
Ireg ≥ Isc_total × 1.25 (هامش 25% للقمم)
مثال:
إذا كان لدينا وحدتان بـ Imax = 2 أمبير لكل منهما على التوازي:
It = 2 أمبير × 2 = 4 أمبير
المنظم المطلوب: 4 أمبير × 1.25 = 5 أمبير كحد أدنى
- أولاً: توصيل البطاريات إلى المنظم
- ثانياً: توصيل الألواح إلى المنظم
- ثالثاً: توصيل الأحمال (الاستخدام)
لا تترك المنظم متصلًا بالألواح فقط أبدًا.
7.8 الموقع والتركيب
- ✓ درجة حرارة محيط أقل من 40°م
- ✓ مكان جاف، محمي من الطقس
- ✓ جيد التهوية
- ✓ خالٍ من انبعاثات غاز البطاريات
- ✓ أقرب ما يمكن إلى البطاريات
- ✓ يمكن الوصول إليه من قبل المستخدم
7.9 منظمات أعمدة الإنارة الشمسية
تحكم التشغيل/الإيقاف التلقائي:
- التشغيل: عندما يكون جهد اللوح < 4 فولت تيار مستمر (الغسق)
- الإيقاف: عندما يكون جهد اللوح > 14 فولت تيار مستمر (الفجر)
حماية الجهد الزائد:
- القطع عندما يكون جهد الدخل > 29.5 فولت
حماية التفريغ العميق:
- القطع عندما يكون جهد البطارية < 21.6 فولت تيار مستمر
7.10 منظمات المعالج الدقيق
- ✓ اختيار نوع البطارية: إلكتروليت سائل أو نوع هلامي
- ✓ ضبط مستويات الجهد
- ✓ ضبط مدة المراحل
- ✓ اكتساب البيانات
- ✓ تعويض درجة الحرارة
- ✓ شاشة LCD
- ✓ الاتصال: RS485، إيثرنت، WiFi، GSM
7.11 صيانة المنظمات
- ✓ فحص بصري
- ✓ التحقق من المؤشرات
- ✓ قياس الجهود
- ✓ التنظيف
7.1 عملکرد کنترلکننده شارژ
کنترلکننده شارژ یک جزء الکترونیکی اساسی در تأسیسات فتوولتائیک جدا از شبکه است. عملکرد اصلی آن محافظت از باتریها در برابر شارژ بیش از حد و تخلیه عمیق است، که بدین ترتیب عمر طولانیتری برای سیستم انباشت تضمین میکند.
هنگامی که باتری به حداکثر شارژ خود میرسد، کنترلکننده از ادامه شارژ جلوگیری میکند. در غیر این صورت، اختلاف ولتاژ برای تجزیه مایع باتری (اسید سولفوریک) استفاده میشود و از طریق الکترولیز آب به هیدروژن و اکسیژن تبدیل میشود.
7.2 انواع کنترلکنندهها
الف) کنترلکننده سری
به صورت سری بین پنلها و باتری متصل میشود. هنگام رسیدن به ولتاژ نظارت شده به عنوان شارژ حداکثر، تأمین را قطع میکند از طریق تجهیزات الکترونیکی که مدار الکتریکی را باز میکند.
- ✓ کاربرد: تأسیسات با توان معین
- ✓ مزیت: انرژی را به صورت گرما تلف نمیکند
ب) کنترلکننده موازی (Shunt)
به صورت موازی با پنلها متصل میشود. هنگام رسیدن به شارژ حداکثر، پنلها را اتصال کوتاه میکند و انرژی مازاد را در خود کنترلکننده و پنلها تلف میکند.
- ✓ کاربرد: سیستمهای با توان کم
- ✓ مزیت: اقتصادیتر، ساده
7.3 مراحل تنظیم شارژ
کنترلکنندههای مدرن Solener مبتنی بر ریزپردازنده یک فرآیند شارژ چند مرحلهای را برای بهینهسازی عمر باتریها اجرا میکنند:
| مرحله | توضیحات | ولتاژ معمول |
|---|---|---|
| 1. شارژ اولیه | هنگامی که ولتاژ باتری به سطح از پیش تعیین شده میرسد، کنترلکننده اجازه عبور تمام جریان موجود از میدان فتوولتائیک را میدهد | تدریجی تا جذب |
| 2. شارژ جذب | پس از رسیدن به ولتاژ نهایی شارژ، برای مدتی با تعدیل جریان میدان فتوولتائیک حفظ میشود | 2.3-2.4 ولت/سلول (در 25°س) |
| 3. شارژ شناور | پس از شارژ کامل باتری، عبور جریان قطع میشود تا زمانی که ولتاژ به مقدار از پیش تعیین شده کاهش یابد | 2.25-2.3 ولت/سلول |
| 4. شارژ تعادل | به صورت دورهای یا پس از حالت شارژ پایین، باتری تحت شارژ بیش از حد خفیف کنترل شده قرار میگیرد | کمی بالاتر از جذب |
7.4 مشخصات فنی کنترلکنندههای Solener
| پارامتر | توضیحات | مقادیر معمول |
|---|---|---|
| ولتاژ نامی | ولتاژ نامی سیستم فتوولتائیک | 12 ولت، 24 ولت، 48 ولت |
| شدت نامی | شدت coming از میدان فتوولتائیک که میتواند مدیریت کند | 10 آمپر، 20 آمپر، 30 آمپر، 50 آمپر، 80 آمپر، 100 آمپر |
| نوع تنظیم | پیکربندی اتصال | سری یا موازی (Shunt) |
| بازده | کارایی کنترلکننده | 95% معمول |
7.5 الزامات تنظیم
ولتاژ پایان شارژ:
Vfc = 2.3 - 2.4 ولت/سلول
اتصال مجدد به بار:
Vrec = Vdes + 0.08 ولت/سلول
دقت ولتاژها:
±1% و ثابت در کل محدوده دما
قطع ولتاژ پایین:
Vdes = 1.8 - 1.9 ولت/سلول (حداکثر عمق تخلیه)
7.6 حفاظتهای یکپارچه
- ✓ حفاظت در برابر شارژ بیش از حد
- ✓ حفاظت در برابر تخلیه عمیق
- ✓ حفاظت در برابر جریان بیش از حد
- ✓ حفاظت در برابر ولتاژ بیش از حد
- ✓ حفاظت در برابر معکوس کردن قطبیت
- ✓ حفاظت در برابر اتصال کوتاه
7.7 انتخاب کنترلکننده
1. ولتاژ کنترلکننده:
باید با حداکثر ولتاژ تولید شده توسط سیستم مطابقت داشته باشد
2. شدت حداکثر:
باید حداکثر شدت از میدان پنلهای موازی را تحمل کند
Ireg ≥ Isc_total × 1.25 (حاشیه 25% برای قلهها)
مثال:
اگر 2 ماژول با Imax = 2 آمپر هر کدام به صورت موازی داشته باشیم:
It = 2 آمپر × 2 = 4 آمپر
کنترلکننده مورد نیاز: 4 آمپر × 1.25 = 5 آمپر حداقل
- اول: اتصال باتریها به کنترلکننده
- دوم: اتصال پنلها به کنترلکننده
- سوم: اتصال بارها (استفاده)
هرگز کنترلکننده را فقط به پنلها متصل رها نکنید.
7.8 مکان و نصب
- ✓ دمای محیط کمتر از 40°س
- ✓ مکان خشک، محافظت شده در برابر هوا
- ✓ خوب تهویه شده
- ✓ عاری از انتشار گاز باتریها
- ✓ تا حد امکان نزدیک به باتریها
- ✓ قابل دسترسی برای کاربر
7.9 کنترلکنندههای چراغهای خیابانی خورشیدی
کنترل روشن/خاموش خودکار:
- روشن: وقتی ولتاژ پنل < 4 ولت DC (غروب)
- خاموش: وقتی ولتاژ پنل > 14 ولت DC (طلوع)
حفاظت ولتاژ بیش از حد:
- قطع وقتی ولتاژ ورودی > 29.5 ولت
حفاظت تخلیه عمیق:
- قطع وقتی ولتاژ باتری < 21.6 ولت DC
7.10 کنترلکنندههای ریزپردازنده
- ✓ انتخاب نوع باتری: الکترولیت مایع یا نوع ژل
- ✓ تنظیم سطوح ولتاژ
- ✓ تنظیم مدت مراحل
- ✓ دستیابی به دادهها
- ✓ جبران دما
- ✓ نمایشگر LCD
- ✓ ارتباط: RS485، اترنت، WiFi، GSM
7.11 نگهداری کنترلکنندهها
- ✓ بازرسی بصری
- ✓ تأیید نشانگرها
- ✓ اندازهگیری ولتاژها
- ✓ تمیز کردن
7.1 Função do Regulador de Carga
O regulador de carga é um componente eletrônico fundamental nas instalações fotovoltaicas isoladas da rede. Sua função principal é proteger as baterias contra sobrecargas e descargas profundas, garantindo assim uma vida útil prolongada do sistema de acumulação.
Quando a bateria atinge sua carga máxima, o regulador impede que continue carregando. Caso contrário, a diferença de tensão seria usada para decompor o líquido da bateria (ácido sulfúrico), transformando-se em hidrogênio e oxigênio através da eletrólise da água.
7.2 Tipos de Reguladores
A) Regulador Série
Conectado em série entre os painéis e a bateria. Ao chegar à tensão monitorada como carga máxima, corta o fornecimento mediante equipamento eletrônico abrindo o circuito elétrico.
- ✓ Aplicação: Instalações de certa potência
- ✓ Vantagem: Não dissipa energia em calor
B) Regulador Paralelo (Shunt)
Conectado em paralelo com os painéis. Ao atingir a carga máxima, curto-circuita os painéis, dissipando a energia excedente no próprio regulador e nos painéis.
- ✓ Aplicação: Sistemas com pouca potência
- ✓ Vantagem: Mais econômico, simples
7.3 Etapas de Regulação de Carga
Os reguladores Solener modernos baseados em microprocessador implementam um processo de carga em múltiplas etapas para otimizar a vida útil das baterias:
| Etapa | Descrição | Tensão Típica |
|---|---|---|
| 1. Carga Inicial | Quando a tensão da bateria atinge nível prefixado, o regulador permite a passagem de toda a corrente disponível do campo FV | Progressiva até absorção |
| 2. Carga de Absorção | Atingida a tensão final de carga, mantém-se durante algum tempo modulando a corrente do campo FV | 2,3-2,4 V/vaso (a 25°C) |
| 3. Carga de Flutuação | Completamente carregada a bateria, interrompe-se a passagem de corrente até que a tensão se reduza a valor pré-estabelecido | 2,25-2,3 V/vaso |
| 4. Carga de Equalização | Periodicamente ou após baixo estado de carga, submete-se a bateria a ligeira sobrecarga controlada | Ligeiramente superior a absorção |
7.4 Características Técnicas dos Reguladores Solener
| Parâmetro | Descrição | Valores Típicos |
|---|---|---|
| Tensão Nominal | Tensão nominal do sistema FV | 12V, 24V, 48V |
| Intensidade Nominal | Intensidade procedente do campo FV que pode manejar | 10A, 20A, 30A, 50A, 80A, 100A |
| Tipo de Regulação | Configuração de conexão | Série ou Paralelo (Shunt) |
| Rendimento | Eficiência do regulador | 95% típico |
7.5 Requisitos de Regulação
Tensão fim de carga:
Vfc = 2,3 - 2,4 V/vaso
Reconexão à carga:
Vrec = Vdes + 0,08 V/vaso
Precisão de tensões:
±1% e constante em todo o intervalo de temperatura
Desconexão por baixa tensão:
Vdes = 1,8 - 1,9 V/vaso (máxima profundidade de descarga)
7.6 Proteções Integradas
- ✓ Proteção contra sobrecarga
- ✓ Proteção contra descarga profunda
- ✓ Proteção contra sobreintensidade
- ✓ Proteção contra sobretensão
- ✓ Proteção contra inversão de polaridade
- ✓ Proteção contra curto-circuitos
7.7 Seleção do Regulador
1. Tensão do regulador:
Deve coincidir com a tensão máxima que gera o sistema
2. Intensidade máxima:
Deve suportar a intensidade máxima do campo de painéis em paralelo
Ireg ≥ Isc_total × 1,25 (margem de 25% para picos)
Exemplo:
Se temos 2 módulos com Imax = 2A cada um em paralelo:
It = 2A × 2 = 4A
Regulador necessário: 4A × 1,25 = 5A mínimo
- PRIMEIRO: Conectar as BATERIAS ao regulador
- SEGUNDO: Conectar os PAINÉIS ao regulador
- TERCEIRO: Conectar a UTILIZAÇÃO (cargas)
NUNCA deixar o regulador conectado só aos painéis.
7.8 Localização e Instalação
- ✓ Temperatura ambiente menor que 40°C
- ✓ Lugar seco, protegido da intempérie
- ✓ Bem ventilado
- ✓ Livre de emissão de gases das baterias
- ✓ O mais próximo possível dos acumuladores
- ✓ Acessível ao usuário
7.9 Reguladores para Postes Solares
Controle de acendimento/apagado automático:
- Acendimento: quando tensão do painel < 4Vdc (crepúsculo)
- Apagado: quando tensão do painel > 14Vdc (aurora)
Proteção de sobretensão:
- Corte quando tensão de entrada > 29,5V
Proteção de descarga profunda:
- Corte quando tensão da bateria < 21,6Vdc
7.10 Reguladores com Microprocessador
- ✓ Seleção de tipo de bateria: Eletrólito líquido ou tipo gel
- ✓ Ajuste de níveis de tensão
- ✓ Ajuste de duração de etapas
- ✓ Aquisição de dados
- ✓ Compensação de temperatura
- ✓ Tela LCD
- ✓ Comunicação: RS485, Ethernet, WiFi, GSM
7.11 Manutenção de Reguladores
- ✓ Inspeção visual
- ✓ Verificação de indicadores
- ✓ Medição de tensões
- ✓ Limpeza
7.1 充电控制器的功能
充电控制器是离网光伏装置中的基本电子元件。其主要功能是保护电池免受过充和深度放电, 从而保证蓄能系统的使用寿命延长。
当电池达到最大充电量时,控制器阻止其继续充电。否则,电压差将用于分解电池液(硫酸), 通过水的电解转化为氢气和氧气。
7.2 控制器类型
A) 串联控制器
串联在电池板和电池之间。当达到监控的最大充电电压时,切断电源, 通过电子设备打开电路。
- ✓ 应用: 具有一定功率的装置
- ✓ 优点: 不以热量形式消耗能量
B) 并联(Shunt)控制器
与电池板并联连接。当达到最大充电量时,将电池板短路, 在控制器本身和电池板中消耗多余能量。
- ✓ 应用: 低功率系统
- ✓ 优点: 更经济、简单
7.3 充电调节阶段
基于微处理器的现代Solener控制器实施多阶段充电过程,以优化电池寿命:
| 阶段 | 描述 | 典型电压 |
|---|---|---|
| 1. 初始充电 | 当电池电压达到预设水平时,控制器允许光伏场的所有可用电流通过 | 渐进至吸收 |
| 2. 吸收充电 | 达到最终充电电压后,通过调节光伏场电流保持一段时间 | 2.3-2.4 V/电池(25°C时) |
| 3. 浮充 | 电池完全充电后,中断电流通过,直到电压降至预设值 | 2.25-2.3 V/电池 |
| 4. 均衡充电 | 定期或在低充电状态后,电池受到轻微受控过充 | 略高于吸收 |
7.4 Solener控制器技术规格
| 参数 | 描述 | 典型值 |
|---|---|---|
| 额定电压 | 光伏系统的额定电压 | 12V、24V、48V |
| 额定电流 | 可处理的光伏场电流 | 10A、20A、30A、50A、80A、100A |
| 调节类型 | 连接配置 | 串联或并联(Shunt) |
| 效率 | 控制器效率 | 典型95% |
7.5 调节要求
充电结束电压:
Vfc = 2.3 - 2.4 V/电池
负载重连:
Vrec = Vdes + 0.08 V/电池
电压精度:
±1%且在整个温度范围内恒定
低电压断开:
Vdes = 1.8 - 1.9 V/电池(最大放电深度)
7.6 集成保护
- ✓ 过充保护
- ✓ 深度放电保护
- ✓ 过流保护
- ✓ 过压保护
- ✓ 极性反转保护
- ✓ 短路保护
7.7 控制器选择
1. 控制器电压:
必须与系统产生的最大电压匹配
2. 最大电流:
必须承受并联电池板场的最大电流
Ireg ≥ Isc_total × 1.25(峰值25%裕度)
示例:
如果我们有2个模块,每个Imax = 2A并联:
It = 2A × 2 = 4A
所需控制器: 4A × 1.25 = 5A最小值
- 第一: 将电池连接到控制器
- 第二: 将电池板连接到控制器
- 第三: 连接负载(使用)
切勿让控制器仅连接到电池板。
7.8 位置和安装
- ✓ 环境温度低于40°C
- ✓ 干燥的地方,免受天气影响
- ✓ 通风良好
- ✓ 无电池气体排放
- ✓ 尽可能靠近电池
- ✓ 用户可访问
7.9 太阳能路灯控制器
自动开/关控制:
- 开: 当电池板电压 < 4Vdc(黄昏)
- 关: 当电池板电压 > 14Vdc(黎明)
过压保护:
- 当输入电压 > 29.5V时切断
深度放电保护:
- 当电池电压 < 21.6Vdc时切断
7.10 微处理器控制器
- ✓ 电池类型选择: 液体电解质或凝胶型
- ✓ 电压水平调整
- ✓ 阶段持续时间调整
- ✓ 数据采集
- ✓ 温度补偿
- ✓ LCD显示屏
- ✓ 通信: RS485、以太网、WiFi、GSM
7.11 控制器维护
- ✓ 目视检查
- ✓ 指示灯验证
- ✓ 电压测量
- ✓ 清洁
7.1 Функция контроллера заряда
Контроллер заряда является фундаментальным электронным компонентом в автономных фотоэлектрических установках. Его основная функция - защищать батареи от перезарядки и глубоких разрядов, гарантируя таким образом продленный срок службы системы накопления.
Когда батарея достигает максимального заряда, контроллер предотвращает продолжение зарядки. В противном случае разница напряжений будет использоваться для разложения жидкости батареи (серной кислоты), превращаясь в водород и кислород путем электролиза воды.
7.2 Типы контроллеров
A) Последовательный контроллер
Подключен последовательно между панелями и батареей. При достижении контролируемого напряжения как максимального заряда, отключает питание через электронное оборудование, размыкая электрическую цепь.
- ✓ Применение: Установки определенной мощности
- ✓ Преимущество: Не рассеивает энергию в виде тепла
B) Шунтирующий (параллельный) контроллер
Подключен параллельно с панелями. При достижении максимального заряда замыкает панели накоротко, рассеивая избыточную энергию в самом контроллере и панелях.
- ✓ Применение: Системы с низкой мощностью
- ✓ Преимущество: Более экономичный, простой
7.3 Этапы регулирования заряда
Современные контроллеры Solener на основе микропроцессора реализуют многоступенчатый процесс зарядки для оптимизации срока службы батарей:
| Этап | Описание | Типичное напряжение |
|---|---|---|
| 1. Начальная зарядка | Когда напряжение батареи достигает предустановленного уровня, контроллер позволяет passage всего доступного тока от фотоэлектрического поля | Прогрессивное до поглощения |
| 2. Зарядка поглощения | Достигнуто конечное напряжение зарядки, поддерживается в течение некоторого времени, модулируя ток фотоэлектрического поля | 2,3-2,4 В/ячейка (при 25°C) |
| 3. Плавающая зарядка | Батарея полностью заряжена, passage тока прерывается, пока напряжение не снизится до предустановленного значения | 2,25-2,3 В/ячейка |
| 4. Уравнительная зарядка | Периодически или после низкого состояния заряда, батарея подвергается легкой контролируемой перезарядке | Немного выше поглощения |
7.4 Технические характеристики контроллеров Solener
| Параметр | Описание | Типичные значения |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение | Номинальное напряжение фотоэлектрической системы | 12В, 24В, 48В |
| Номинальный ток | Ток от фотоэлектрического поля, который может обрабатывать | 10А, 20А, 30А, 50А, 80А, 100А |
| Тип регулирования | Конфигурация подключения | Последовательный или шунтирующий (параллельный) |
| Эффективность | Эффективность контроллера | 95% типично |
7.5 Требования к регулированию
Напряжение конца заряда:
Vfc = 2,3 - 2,4 В/ячейка
Переподключение нагрузки:
Vrec = Vdes + 0,08 В/ячейка
Точность напряжений:
±1% и постоянно во всем диапазоне температур
Отключение по низкому напряжению:
Vdes = 1,8 - 1,9 В/ячейка (максимальная глубина разряда)
7.6 Интегрированные защиты
- ✓ Защита от перезарядки
- ✓ Защита от глубокого разряда
- ✓ Защита от перегрузки по току
- ✓ Защита от перенапряжения
- ✓ Защита от обратной полярности
- ✓ Защита от коротких замыканий
7.7 Выбор контроллера
1. Напряжение контроллера:
Должно соответствовать максимальному напряжению, генерируемому системой
2. Максимальный ток:
Должен выдерживать максимальный ток от параллельного поля панелей
Ireg ≥ Isc_total × 1,25 (запас 25% для пиков)
Пример:
Если у нас есть 2 модуля с Imax = 2А каждый параллельно:
It = 2А × 2 = 4А
Требуемый контроллер: 4А × 1,25 = 5А минимум
- ПЕРВЫЙ: Подключить БАТАРЕИ к контроллеру
- ВТОРОЙ: Подключить ПАНЕЛИ к контроллеру
- ТРЕТИЙ: Подключить НАГРУЗКИ (использование)
НИКОГДА не оставлять контроллер подключенным только к панелям.
7.8 Расположение и установка
- ✓ Температура окружающей среды ниже 40°C
- ✓ Сухое место, защищенное от погоды
- ✓ Хорошо вентилируемое
- ✓ Свободное от выбросов газов батарей
- ✓ Как можно ближе к батареям
- ✓ Доступно для пользователя
7.9 Контроллеры для солнечных уличных фонарей
Автоматическое управление включением/выключением:
- Включение: когда напряжение панели < 4В постоянного тока (сумерки)
- Выключение: когда напряжение панели > 14В постоянного тока (рассвет)
Защита от перенапряжения:
- Отключение, когда входное напряжение > 29,5В
Защита от глубокого разряда:
- Отключение, когда напряжение батареи < 21,6В постоянного тока
7.10 Микропроцессорные контроллеры
- ✓ Выбор типа батареи: Жидкий электролит или гелевый тип
- ✓ Регулировка уровней напряжения
- ✓ Регулировка продолжительности этапов
- ✓ Сбор данных
- ✓ Компенсация температуры
- ✓ ЖК-дисплей
- ✓ Связь: RS485, Ethernet, WiFi, GSM
7.11 Обслуживание контроллеров
- ✓ Визуальный осмотр
- ✓ Проверка индикаторов
- ✓ Измерение напряжений
- ✓ Очистка