کاربرد شارژ کنترلر خورشیدی چیست؟

یکی از وظایف شارژ کنترلر های خورشیدی تنظیم ولتاژ و یا جریان برای جلوگیری از شارژ بیش‌ از حد باتری‌ها می باشد. در واقع این محصول ولتاژ و جریان ورودی از پنل های خورشیدی به باتری را کنترل می کند. برای مثال اکثر پانل های 12 ولت حدود 16 تا 20 ولت برق می دهند و در صورت عدم تنظیم، باتری در اثر شارژ بیش از حد آسیب خواهید دید. این محصول کاربردی حداقل و حداکثر شارژ ورودی و خروجی باتری را کنترل می کند. شارژ کنترلر خورشیدی جز اصلی یک سیستم خورشیدی محسوب می شود. نقش کنترل شارژر خورشیدی در سیستم های خورشیدی جدا از شبکه بسیار مهم است. اصلی ترین کاربرد یک شارژ کنترلر خورشیدی محافظت و خودکار کردن شارژ باتری است. با فروشگاه برق خورشیدی لیمو سولار انرژی در ادامه همراه باشید تا اطلاعات بیشتری در مورد کاربرد شارژ کنترلر خورشیدی به شما بدهیم.

کنترل شارژر خورشیدی چیست و چرا حیاتی است؟

یک کنترل شارژر خورشیدی دستگاهی الکترونیکی است که بین پنل‌های خورشیدی و باتری‌های خورشیدی قرار می‌گیرد. وظیفه اصلی آن، مدیریت و تنظیم جریان الکتریسیته ورودی از پنل‌ها به باتری‌هاست. این دستگاه مانند یک نگهبان هوشمند عمل می‌کند و با جلوگیری از شارژ بیش از حد (Overcharging) یا تخلیه عمیق باتری، عمر مفید آن را به شکل چشمگیری افزایش می‌دهد. بدون یک شارژ کنترلر مناسب، باتری‌های شما به سرعت آسیب دیده و کارایی خود را از دست می‌دهند.

مراحل شارژ کنترلر ها

اکثر شارژ کنترلر های خورشیدی موجود در بازار این 3 مرحله را برای شارژ باتری انجام می دهند:

1. مرحله BULK ( شارژ حداکثری)

در این مرحله ولتاژ تا حد ولتاژ BULK (معمولاً بین 14.2 تا 14.6 ولت ) افزایش می یابد و حداکثر جریان برای شارژ باتری ها کشیده می شود؛ اما جریان در این مرحله ثابت است و تا زمانی ادامه می یابد که ولتاژ باتری به 80-90 درصد ولتاژ شارژ کامل برسد. زمان این مرحله تقریبا نیمی از زمان شارژ باتری است و حداکثر شارژ باتری در این مرحله رخ می دهد.

2. مرحله ABSORPTION (شارژ کامل)

در این مرحله ولتاژ در حد ولتاژ BULK برای مدت معینی (معمولاً یک یا دو ساعت) باقی می ماند تا زمانی که به کمترین میزان یعنی پر شدن باتری برسد. انتقال از مرحله BULK به مرحله ABSORPTION به آهستگی انجام می شود. زیرا ولتاژ دو مرحله تقریباً با دیگری یکسان است (در این مرحله جریان متغیر و ولتاژ ثابت است).

3. مرحله FLOAT ( شناوری)

هنگامی که مرحله ABSORPTION کامل شد (معمولاً جریان شارژ به 3٪ جریان نامی می رسد)، ولتاژ به ولتاژ مرحله FLOAT (معمولاً 13.2-13.6 ولت) کاهش می یابد و باتری یک جریان خود نگهدار یا جریانی دریافت می کند که از تخلیه باتری به سیستم جلوگیری می کند.

کاربرد شارژ کنترلر پنل خورشیدی

اگرچه عملکرد اصلی برای هر کنترلر شارژ پنل خورشیدی مشخص شده و همه آنها بر یک اساس طراحی شده اند، اما استفاده از آنها تنها به یک کاربرد محدود نمی شود؛ از دیگر کاربرد های شارژ کنترلر خورشیدی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

مسدود کردن جریان معکوس

این ویژگی کنترلر شارژ پنل خورشیدی تاثیری بر انتقال جریان از پنل به باتری در طول روز ندارد، اما از جریان معکوس و اتلاف انرژی که در شب رخ می دهد جلوگیری می کند. این مشکل از هدر رفتن انرژی باتری ها جلوگیری می کند و زمان کارکرد آنها را افزایش می دهد.

حفاظت از ولتاژ

کمبود ولتاژ باتری معمولا زمانی اتفاق می افتد که ظرفیت شارژ باتری به حدود 80 درصد کاهش می یابد. در اغلب موارد توصیه کارشناسان در چنین مواقعی این است که باتری را از مدار خارج کرده و پس از شارژ مجدد آن را در مدار قرار دهید. اما شارژ کنترلر پنل خورشیدی در چنین مواردی بسیار هوشمندتر عمل می کند. در حقیقت کنترلر شارژ خورشیدی میزان انرژی پنل ها را با توجه به میزان توان باتری تنظیم می کند. اگر این تعادل از بین برود، کنترل کننده شارژ خورشیدی باتری را در یک سطح مشخص قطع می کند و از افت ولتاژ در باتری جلوگیری می کند.

جلوگیری از شارژ بیش از حد باتری

همانطور که شارژ کم باعث آسیب زیادی به باتری می شود، شارژ بیش از حد نیز می تواند تاثیر بسیار منفی بر وضعیت و عملکرد باتری داشته باشد. در چنین حالتی، کنترلر شارژ پنل خورشیدی برای جلوگیری از آسیب رساندن به باتری، شارژ باتری را متوقف می کند.

پیکربندی نقاط تنظیم کنترل

هنگامی که به کنترل شارژر پنل خورشیدی دسترسی پیدا کردید، می توانید تمام تنظیمات مربوط به باتری ها و پنل های خورشیدی را ویرایش و برنامه ریزی مجدد کنید. انجام این تغییر باعث افزایش کارایی و عمر باتری می شود.

نظارت و اندازه گیری

با شارژ کنترلر پنل خورشیدی می توانید پارامترها و عوامل مختلف را سازماندهی و مدیریت کنید. مواردی که شما با مشاهده صفحه نمایشگر شارژ کنترلر سولار پنل می توانید آن را تنظیم یا ویرایش کنید مواردی از قبیل سطح ولتاژ، درصد شارژ، زمان تخلیه جریان و غیره می باشند.

عملکرد یک شارژ کنترلر خورشیدی

نقش اصلی شارژ کنترلر خورشیدی محافظت و شارژ خودکار باتری است. این کار را به روش های زیر انجام می دهد:

کاهش ولتاژ پنل خورشیدی

بدون کنترل کننده بین پنل خورشیدی و باتری، پنل باتری را بیش از حد شارژ می کند و ولتاژ زیادی برای کنترل باتری ایجاد می کند و باعث آسیب جدی باتری می شود. شارژ بیش از حد باتری می تواند به باتری آسیب برساند، بنابراین می توان ولتاژ باتری را با استفاده از یک کنترل کننده شارژ خورشیدی کنترل کرد. کنترلر تشخیص می دهد که ولتاژ باتری خیلی کم است. هنگامی که ولتاژ باتری به زیر سطح معینی کاهش می یابد، کنترل کننده بار را از باتری خارج می کند تا از تخلیه باتری جلوگیری کند. یک باتری کاملاً شارژ شده مقداری از ظرفیت کلی خود را از دست می دهد، بنابراین ولتاژ پایین متصل به یک بار می تواند به باتری آسیب برساند.

توقف جریان معکوس در شب

این کنترلر از برگشت جریان به پنل خورشیدی در شب جلوگیری می کند. این عمل در واقع از آسیب رسیدن به شارژر خورشیدی شما جلوگیری می کند.

انواع اصلی شارژ کنترلرها: PWM در مقابل MPPT

دو تکنولوژی اصلی برای ساخت کنترل شارژر خورشیدی وجود دارد که هر کدام مزایا و معایب خود را دارند:

1. PWM (Pulse Width Modulation): این نوع، تکنولوژی قدیمی‌تر و ارزان‌تری است که مانند یک کلید هوشمند عمل می‌کند. برای سیستم‌های کوچک، ساده و کم‌هزینه گزینه مناسبی محسوب می‌شود.
2. MPPT (Maximum Power Point Tracking): این تکنولوژی پیشرفته‌تر و کارآمدتر است. یک کنترلر MPPT به طور مداوم ولتاژ و جریان پنل را تحلیل می‌کند تا حداکثر توان ممکن را از آن استخراج کند. این مدل می‌تواند بازدهی سیستم شما را تا ۳۰٪ افزایش دهد و برای سیستم‌های بزرگ و حرفه‌ای، بهترین انتخاب است.

جدول زیر تفاوت‌های کلیدی این دو را نشان می‌دهد:

نکات کلیدی در انتخاب بهترین کنترل شارژر

برای انتخاب یک شارژ کنترلر مناسب، به سه نکته اصلی توجه کنید:

• سازگاری ولتاژ و جریان: کنترلر باید با ولتاژ نامی سیستم (مثلاً ۱۲، ۲۴ یا ۴۸ ولت) و حداکثر جریان خروجی پنل‌های شما سازگار باشد.
• نوع تکنولوژی: بر اساس بودجه و اندازه سیستم، بین PWM و MPPT انتخاب کنید. برای بازدهی حداکثری، MPPT در کنار اینورتر خورشیدی قدرتمند، بهترین گزینه است.
• ویژگی‌های حفاظتی: اطمینان حاصل کنید که دستگاه دارای حفاظت‌های استاندارد مانند محافظت در برابر اتصال کوتاه، جریان معکوس و شارژ بیش از حد است.

جمع بندی

شارژ کنترلر (به لاتین: charge controller) کنترل کننده شارژ یا تنظیم کننده باتری، جریان شارژ و دشارژ باتری ها را کنترل می کند. یک شارژ کنترلر خورشیدی باتری را در برابر شارژ بیش از حد یا ولتاژ بیش از حد محافظت می کند که عمر آن را کوتاه می کند و می تواند باعث آسیب شود. همچنین از خالی شدن کامل باتری جلوگیری می کند و میزان دشارژ باتری را با توجه به نوع باتری و برای محافظت از آن محدود می کند. (دشارژ کردن سریع باتری موجب کاهش عمر آن می‌شود) شارژ کنترلر هم به صورت مستقل و هم به صورت مجتمع شده داخل شارژر باتری وجود دارد.  یک کنترلر شارژ سری یا تنظیم کننده سری از ورود جریان به باتری پس از شارژ کامل جلوگیری می کند. از نام های دیگر شارژ کنترلر خورشیدی می توان به مدار شارژ پنل، کنترلر خورشیدی، درایور پنل خورشیدی، مدار سولار، مدار شارژ پنل خورشیدی، ماژول کنترلر شارژ خورشیدی اشاره کرد.

سوالات متداول