太陽(yáng)能光伏電源充放電控制器培訓(xùn)教材

1、太陽(yáng)能光伏電源充放電控制器培訓(xùn)教材1 1 .控制器的功能：11)1)高壓(HVDHVD) )斷開(kāi)和恢復(fù)功能:控制器應(yīng)具有輸入高壓斷開(kāi)和恢復(fù)連接的功能。22)2)欠壓(LVG)LVG)告警和恢復(fù)功能:當(dāng)蓄電池電壓降到欠壓告警點(diǎn)時(shí)，控制器應(yīng)能自動(dòng)發(fā)由聲光告警信號(hào)。33)3)低壓(LVD)LVD)斷開(kāi)和恢復(fù)功能：這種功能可防止蓄電池過(guò)放電。通過(guò)一種繼電器或電子開(kāi)關(guān)連結(jié)負(fù)載， 可在莫給定低壓點(diǎn)自動(dòng)切斷負(fù)載。當(dāng)電壓升到安全運(yùn)行范圍時(shí),負(fù)載將自動(dòng)重新接入或要求手動(dòng)重新接入。有時(shí)，采用低壓報(bào)警代替自動(dòng)切斷。44)4)保護(hù)功能：5防止任何負(fù)載短路的電路保護(hù)。6防止充電控制器內(nèi)部短路的電路保護(hù)。7防止夜間蓄電池

2、通過(guò)太陽(yáng)電池組件反向放電保護(hù)。8防止負(fù)載、太陽(yáng)電池組件或蓄電池極性反接的電路保護(hù)。9在多雷區(qū)防止由于雷擊引起的擊穿保護(hù)。(5)(5)溫度補(bǔ)償功能：當(dāng)蓄電池溫度低于 2 25c5c 時(shí)，蓄電池應(yīng)要求較高的充電電壓，以便完成充電過(guò)程。相反，高于該溫度蓄電池要求充電電壓較低。通常鉛酸蓄電池的溫度補(bǔ)賞系數(shù)為一 5mv/oC/CELL5mv/oC/CELL。2 2 .控制器的基本技術(shù)參數(shù)：(1)(1)太陽(yáng)電池輸入路數(shù)：1 11212 路(2)(2)最大充電電流：(3)(3)最大放電電流：(4)(4)控制器最大自身耗電不得超過(guò)其額定充電電流的1%1%(5)(5)通過(guò)控制器的電壓降不得超過(guò)系統(tǒng)額定電壓的 5

3、%5%(6)(6)輸入輸由開(kāi)關(guān)器件：繼電器或 MOSFETMOSFET 模塊(7)(7)箱體結(jié)構(gòu)：臺(tái)式、壁桂式、柜式(8)(8)工作溫度范圍：1515C C+ +55c55c(9)(9)環(huán)境濕度：90%90%3 3 .控制器的分類(lèi)：光伏充電控制器基本上可分為五種類(lèi)型：并聯(lián)型、串聯(lián)型、脈寬調(diào)制型、智能型和最大功率跟蹤型。(1(1并聯(lián)型控制器：當(dāng)蓄電池充滿時(shí)，利用電子部件把光伏陣列的輸由分流到內(nèi)部并聯(lián)電阻器或功率模塊上去，然后以熱的形式消耗掉。因?yàn)檫@種方式消耗熱能，所以一般用于小型、低功率系統(tǒng)，例如電壓在 1212 伏、2020 安以?xún)?nèi)的系統(tǒng)。這類(lèi)控制器很可靠，沒(méi)有如繼電器之類(lèi)的機(jī)械部件。(2(2

4、串聯(lián)型控制器：利用機(jī)械繼電器控制充電過(guò)程，并在夜間切斷光伏陣列。它一般用于較高功率系統(tǒng)，繼電器的容量決定充電控制器的功率等級(jí)。比較容易制造連續(xù)通電電流在 4545 安以上的串聯(lián)控制器。(3(3脈寬調(diào)制型控制器：它以 PWPW 脈沖方式開(kāi)關(guān)光伏陣列的輸入。當(dāng)蓄電池趨向充滿時(shí)，脈沖的頻率和時(shí)間縮短。按照美國(guó)桑地亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究，這種充電過(guò)程形成較完整的充電狀態(tài)，它能增加光伏系統(tǒng)中蓄電池的總循環(huán)壽命。(4(4智能型控制器：采用帶 CPUCPU 勺單片機(jī)(如 IntelIntel 公司的 MCS5MCS5 系列或 MicrochipMicrochip 公司 PICPIC 系列)對(duì)光伏電源系統(tǒng)的運(yùn)行參

5、數(shù)進(jìn)行高速實(shí)時(shí)采集，并按照一定的控制規(guī)律由軟件程序?qū)温坊蚨嗦饭夥嚵羞M(jìn)行切離/接通控制。對(duì)中、大型光伏電源系統(tǒng)，還可通過(guò)單片機(jī)的 RS23RS23 漏口配合MODEMMODEM 制解調(diào)器進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制。(5(5最大功率跟蹤型控制器：將太陽(yáng)電池的電壓冰口電流 I I 檢測(cè)后相乘得到功率 P,P,然后判斷太陽(yáng)電池此時(shí)的輸由功率是否達(dá)到最大，若不在最大功率點(diǎn)運(yùn)行，則調(diào)整脈寬，調(diào)制輸由占空比 D,D,改變充電電流，再次進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣，并作由是否改變占空比的判斷，通過(guò)這樣尋優(yōu)過(guò)程可保證太陽(yáng)電池始終運(yùn)行在最大功率點(diǎn)，以充分利用太陽(yáng)電池方陣的輸生能量。同時(shí)采用 PWPW 陶制方式，使充電電流成為脈沖電流，以

6、減少蓄電池的極化，提高充電效率。4 4.控制器的基本電路和工作原理：D1單路并聯(lián)型充放電控制器：并聯(lián)型充放電控制器充電回路中的開(kāi)關(guān)器件 T1T1 是并聯(lián)在太陽(yáng)電池方陣的輸由端，當(dāng)蓄電池電壓大于“充滿切離電壓”時(shí)，開(kāi)關(guān)器件 T1T1 導(dǎo)通，同時(shí)二極管 D1D1 截止，則太陽(yáng)電池方陣的輸由電流直接通過(guò) T1T1 短路泄放，不再對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，從而保證蓄電池不會(huì)由現(xiàn)過(guò)充電，起到“過(guò)充電保護(hù)”作用 c cD1D1 為防“反充電二極管”，只有當(dāng)太陽(yáng)電池方陣輸由電壓大于蓄電池電壓時(shí)，D1D1 才能導(dǎo)通，反之 D1D1 截止，從而保證夜晚或陰雨天氣時(shí)陽(yáng)池陣太電方檢 測(cè)控 制電路D2BX開(kāi)關(guān)器件開(kāi)關(guān)器件T2

7、不會(huì)由現(xiàn)蓄電池向太陽(yáng)電池方陣反向充電，起到“放反向充電保護(hù)”作用。開(kāi)關(guān)器件 T2T2 為蓄電池放電開(kāi)關(guān)，當(dāng)負(fù)載電流大于額定電流由現(xiàn)過(guò)載或負(fù)載短路時(shí)， T2T2 關(guān)斷， 起到“輸由過(guò)載保護(hù)”和“輸由短路保護(hù)”作用。 同時(shí)， 當(dāng)蓄電池電壓小于“過(guò)放電壓”時(shí)， T2T2 也關(guān)斷， 進(jìn)行“過(guò)放電保護(hù)”。D D 勸“防反接二極管”， 當(dāng)蓄電池極性接反時(shí)， D2D2 導(dǎo)通使蓄電池通過(guò) D2D2 短路放電，產(chǎn)生很大電流快速將保險(xiǎn)絲 BXBX 堯斷，起到“防蓄電池反接保護(hù)”作用。檢測(cè)控制電路隨時(shí)對(duì)蓄電池電壓進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)電壓大于“充滿切離電壓”時(shí)使 T1T1 導(dǎo)通進(jìn)行“過(guò)充電保護(hù)”；當(dāng)電壓小于“過(guò)放電壓”時(shí)使

8、T2T2 關(guān)斷進(jìn)行“過(guò)放電保護(hù)”。串聯(lián)型充放電控制器：串聯(lián)型充放電控制器和并聯(lián)型充放電控制器電路結(jié)構(gòu)相似，唯一區(qū)別在于開(kāi)關(guān)器件 T1T1 的接法不同，并聯(lián)型 T1T1 并聯(lián)在太陽(yáng)電池方陣輸由端，而串聯(lián)型 T1T1 是串聯(lián)在充電回路中。當(dāng)蓄電池電壓大于“充滿切離電壓”時(shí)，T1T1 關(guān)斷，使太陽(yáng)電池不再對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，起到“過(guò)充電保護(hù)”作用。其它元件的作用和串聯(lián)型充放電控制器相同，不再贅述。3 3.檢測(cè)控制電路的組成和工作原理:檢測(cè)控制電路包括過(guò)壓檢測(cè)控制和欠壓檢測(cè)控制兩部分。檢測(cè)控制電路是由帶回差控制的運(yùn)算放大器組成。A1A1 為過(guò)壓檢測(cè)控制電路，A1A1 的同相輸入端由 W W 提供對(duì)應(yīng)“過(guò)壓切離”的基準(zhǔn)電壓，而反相輸入端接被測(cè)蓄電池，當(dāng)蓄電池電壓大于“