Авторизация
Зарегистрироваться

avatar RSS блога Подписка

10А контроллер заряда АКБ от солнечных батарей


Здравствуйте. Попробую я сегодня рассказать про достаточно маломощный (10А ток заряда и разряда) контроллер заряда аккумуляторной батареи от солнечных панелей.
В обзоре подробные фото контроллера внутри и снаружи, а также тестирование…
Итак, всем известно, что солнечные панели преобразовывают световое излучение в электрический ток, таким образом в дневное время можно получать электрическую энергию от Солнца. Для того, чтобы сохранить эту энергию для использования в тёмное время суток, солнечную силовую установку необходимо оборудовать аккумулятором, который в светлое время суток будет заряжаться, а в тёмное отдавать энергию потребителям.
Но для чего же нужен контроллер заряда? И действительно, достаточно просто соединить солнечную батарею с аккумулятором, и при наличии хоть какого-то света, а ещё лучше — Солнца, от солнечной батареи пойдет зарядный ток в аккумулятор и без использования контроллера. Однако у каждого аккумулятора есть предельное значение напряжения, превышение которого ведёт к перезаряду, кипению электролита и в конечном итоге к выходу из строя аккумулятора. То же самое можно сказать и о цикле разряда. Также нельзя разряжать аккумуляторы ниже определённого для каждого типа аккумулятора напряжения. Вот для этих целей и служит контроллер заряда, который следит за правильным зарядом и разрядом аккумулятора, а также имеет и некоторые дополнительные функции. Бывают контроллеры релейного типа, которые просто подключают и отключают солнечную панель от аккумулятора при достижении максимального напряжения, а также бывают контроллеры с ШИМ модуляцией, которые могут регулировать напряжение выдаваемое на аккумулятор. Вторые предпочтительнее, т.к. они более полно заряжают аккумулятор.
В данном случае расскажу о таком контроллере с ШИМ. В виду его небольшой мощности, основное его предназначение — управление автономным освещением. Но обо всём по порядку.
Комплект состоит из самого контроллера и инструкции на английском языке:




Могу сказать, что подобные инструкции читаю редко, но в эту заглянул.
Общий вид и размеры:



Размеры продублирую цифрами: 14х9х3 см (приблизительно);
Корпус сделан из пластика, с 4 «ушами» для крепления, на передней панели присутствуют:
1. Группа из 3 светодиодов (слева сверху). Левый зеленый показывает наличие тока от солнечной панели, средний 2-х цветный индицирует состояние заряда батареи (красный — батарея разряжена, зелёный — батарея заряжена) и правый жёлтый — активация нагрузки;
2. 7 сегментный с точкой индикатор красного цвета для индикации выбранного режима работы;
3. Кнопка под 7 сегментным индикатором для выбора нужного режима работы;
4. Винтовые клеммники для подключения солнечной панели, аккумуляторной батареи, нагрузки.
На обратной стороне корпуса присутствует металлическая пластина, крепящаяся к корпусу 4-мя саморезами, служащая радиатором для силовых транзисторов.
Заглянем внутрь:




Со схемотехнической точки зрения ничего говорить не буду, для интересующихся на фотографиях видны наименования микросхем. Отмечу лишь достаточно аккуратный монтаж и возможность увеличения мощности прибора путём добавления силовых транзисторов на отсутствующие места, естественно делать это нужно с умом.
Перейдём к тестированию, для этого дополнительно к обозреваемому контроллеру нам понадобятся элементы солнечной панели (о них расскажу как-нибудь в другой раз), кусок ламината для крепления этих элементов, 12 вольтовый свинцовый аккумулятор, провода, термоклей, припой, флюс, мультиметр, регулируемый источник питания постоянного тока, 12 вольтовая светодиодная лента играющая роль нагрузки:




Выходные напряжения каждого солнечного элемента используемых для тестирования, судя по ТХ производителя, около 6 вольт, поэтому нам необходимо соединить последовательно 3 таких элемента и закрепить эти элементы и провода с помощью термоклея на куске ламината.
Проверяем что получилось:


Напряжение 17 вольт, ток КЗ всего 7 мА, с напряжением всё нормально, но с током не густо, хотя отмечу, элементы в тени. Откроем шторы:


Напряжение 20 вольт, ток КЗ около 40 мА, уже что-то.
Собираем тестовый макет:

Светодиодная лента не светится, что соответствует выбранному 17 режиму (см.инструкцию), при котором нагрузка включается только при отсутствии тока от солнечной панели, что соответствует тёмному времени суток. Мультиметр показывает 27 мА зарядного тока.
На следующем видео демонстрация работы автоматического освещения при смене дня и ночи (как это так и следующее видео лучше смотреть на весь экран, чтобы подсказки корректно отображались):

Для дальнейших экспериментов подключим вместо аккумуляторной батареи регулируемый источник питания постоянного тока и первым экспериментом будет измерение тока покоя прибора. Т.е. какой ток потребляет контроллер заряда без солнечной панели и нагрузки:

Оказалось всего 5 мА, что сравнимо с током саморазряда аккумулятора.
На следующем видео я постарался продемонстрировать как ведёт себя контроллер заряда при изменении напряжения на аккумуляторе при затенённых солнечных элементах:

Немного слов о режимах работы:
0 — нагрузка включена постоянно (этот режим можно использовать для общего применения);
16 — включение/выключение нагрузки осуществляется кнопкой управления;
17 — нагрузка включена в темное время суток;
01...15 — включение нагрузки после заката на столько часов, какой режим выбран (1...15)
Что еще можно сказать? Контроллер вполне работоспособен в своей области применения. Одной цепочки солнечных элементов явно не достаточно, необходимо впаралель добавить еще несколько, но важно не забывать развязывать их диодами, лучше использовать диоды Шоттки (прямое падение напряжения меньше).
Вот вроде бы и всё, если будут вопросы, спрашивайте в комментариях, постараюсь ответить.

Удачи!

P.S. Да, чуть не забыл, товар предоставлен бесплатно для тестирования.
Планирую купить +51 Добавить в избранное +26 +59
свернуть развернуть
Комментарии (35)
RSS
+
avatar
  • fatman
  • 19 июля 2014, 17:52
0
За обзор спасибо, откровенно говоря для средней полосы как-то не актуальный device, для южных районов да, с большим количеством солнечных дней. Хотя тоже как посмотреть, например для Великобритании тоже актуально.
Я вот подумал, наверное вы решили замутить что-то похожее, но более серьезное по мощности, так?
+
avatar
0
Недавно я был в Голландии, так вот там на крышах многих домов установлены солнечные панели. Крыша ЖД вокзала в Роттердаме также оборудована солнечными панелями. Вот даже ссылку нашел.
А Голландия по широте находится на уровне Брянска, Пензы, Самары…
+
avatar
0
В европейских странах такие вещи дотируются и точка. Социальные объекты оплачивают из бюджета. Для себя посчитал — оказалось многократно дороже сетевого эл-ва. Не окупится никогда. Слабое место — аккумуляторы. Без аккумуляторов возможно, но гос-во должно тогда покупать неиспользуемые излишки эл-ва в гор сеть. А у нас закон запрещает это. +нужны льготные кредиты (1-2 %) для покупики всего этого. В Германии делают именно так. Знаю точно, т.к. от знакомого, проживающего там.
+
avatar
+1
Ждём ликбез про солнечные панели.
+
avatar
  • nikg
  • 19 июля 2014, 23:35
+1
Не берите PWM контроллеры. Только МРРТ. Ликбез на форумхаусе.
Требуйте покупки у населения Эл.энергии энергосбывающими компаниями, как в РБ и Казахстане.
+
avatar
  • katran
  • 20 июля 2014, 01:22
0
Не берите PWM контроллеры. Только МРРТ..
а чтото реально ты можешь приложить
с сылками на покупку?
+
avatar
  • nikg
  • 20 июля 2014, 23:45
+1
ВАМ на какой ток? Управление низковольтной нагрузкой нужно? Diversion Load необходим? Ценовой диапазон? Поищу достойный вариант.
+
avatar
0
Дайте ссылку на MPPT 10А контроллер заряда со стоимостью в районе 20$. Если найдёте, это будет здорово. А вот если нет, извините, в таких рассуждениях что лучше, можно предложить, например, не использовать солнечную энергию, а устанавливать мобильные термоядерные реакторы…
+
avatar
  • katran
  • 20 июля 2014, 16:13
0
нормальные от 100$
.
+
avatar
  • skadi
  • 20 июля 2014, 22:55
0
на 5 ампер есть без проблем, причем адаптируется под любое напряжение аккумуляторов, хоть литий ставь, и имеет грубо настраиваемую точку максимальной мощности для работы с любыми панелями.
+
avatar
  • nikg
  • 21 июля 2014, 00:08
0
MPPT за такие деньги не порекомендую. Morningstar делает неплохие. Поиском ищется например Sunsaver 15L. выкладывал здесь ранее ссылку на авито но её удалили вместе с комментом. PWM как правильно ниже сказал wormster для баловства и учёбы.Подтверждаю
как пользователь конртоллера PWM на 60А.
+
avatar
  • k711
  • 20 июля 2014, 00:25
+5
легко!
вот моя работа :)

панель даёт 3,3А при 18В
+
avatar
0
Очень интересно.
Расскажите, пожалуйста:
1) Какие вы модули использовали.
2) Где покупали?
+
avatar
  • k711
  • 24 июля 2014, 07:45
+1
конкретно на этой — куплены давно на ебее. американские. был куплен набор из 36+2 модуля, вроде. валялись долго без дела, пока не дошли руки.

А сейчас в сборке ещё 4 подобных панели. там будут стоять эти: aliexpress.com/item/100pcs-4-2W-156mm-156mm-6x6-3-busbar-total-420w-polycrystalline-solar-cell-for-DIY-solar/1392060849.html

а потом планируется собрать ещё 6 панелей из остатков и этого: aliexpress.com/item/Cheap-156mm-Monocrystalline-Solar-Cell-For-Sale-High-Efficiecy-18-6-Power-Up-To-4-4W/713295484.html

шины: aliexpress.com/snapshot/306479237.html и aliexpress.com/snapshot/306479239.html

аккумы:

общая моща должна будет стать около 1кВт. :)

но это всё не быстро, не быстро…
+
avatar
0
Огромное-приогромное спасибо.
+
avatar
-2
почему не написано про качество? автор намекает, что дополнением в виде транзисторов можно удвоить рабочее напряжение? ликбеза не будет, больше похоже на замануху с прицелом на ушастых.
Жаль, что корпус пластмассовый.
+
avatar
0
Если посмотреть на печатную плату, то можно заметить, что свободные места подразумевают параллельное подключение дополнительных транзисторов. Параллельно можно подключать только полевики. А точнее именно такие, которые установлены, но для этого нужно выпаять установленные, чтобы прочесть надпись. Я это делать не хочу, а тот кто будет делать, тот, думаю, обладает достаточной квалификацией и пониманием. Так что «ушастые» тут ни при чём :)
+
avatar
-1
потому что крайне заманчиво всё написано! надо написать огромными буквами, что для «баловства/учёбы». не стоит брать в связку с дорогой батареей и аккумулятором. Могу констатировать, что менее двух тысяч для 10А качественного контроллера не найти.
Советую почитать — для примера разбирается схемотехника ранее крайне популярного контроллера: www.forumhouse.ru/threads/133352/
+
avatar
  • Robo
  • 19 июля 2014, 19:29
-1
Даёшь тесты на 10A. Иначе я так не играю.
+
avatar
  • I_R_O
  • 19 июля 2014, 19:36
0
мне одному кажется, что что-то не так с током? 20V*0.04A=0.8W -это для трех батарей! 0,8/3=0,26 — уверен характеристиках была другая цифра…
+
avatar
+1
В данном обзоре речь идёт не о солнечных элементах, а о контроллере заряда, поэтому Ваш комментарий считаю неуместным…
+
avatar
0
Давно хотел узнать: такой контроллер может работать как ИБП на 12В?
Есть нестабильное внешнее питание — 12 постоянных вольт. На выходе надо получать те же 12В.
Контроллер умеет повышать напряжение, чтобы заряжать свинцовую батарею до 14В?
+
avatar
0
Да, как ИБП его можно использовать, но повышать напряжение он не может, нужно использовать БП не на 12 вальт, а вольт на 15, тогда, думаю, всё будет хорошо. Очень часто БП имеют органы подстройки выходного напряжения в небольших пределах. Может и Ваш имеет?
+
avatar
0
не, мой компьютерный БП так не умеет. И остальные мощные потребители, которым ИПБ не нужен, не обрадуются такому повышению )
Придется использовать свой старый контроллер вместе в step-up преобразователем.
+
avatar
  • Sanja
  • 19 июля 2014, 20:43
0
я тоже подумал о «конверсии» — хочется запихнуть в авто второй аккумулятор (например, от ИБП) для питания дополнительной электроники. Хотелось бы не рисковать рассадить основной аккум при выключенном генераторе, и чтобы контроллер также не давал второй батарее высадиться в ноль.
+
avatar
0
давно уже думал, поставить батарею небольшую поближе к усилителю звука, но что-то тормознуло. совместимость батарей кислотных от упса и его малый ток отдачи(какой именно?).
+
avatar
  • nikg
  • 19 июля 2014, 23:39
0
Smart UPS 1500 заряжает током до 1А. Бесперебойники все имеют большой ток ХХ.
+
avatar
  • Sanja
  • 20 июля 2014, 01:02
0
мне не для звука. Хотел поставить в машину удалённый запуск, т.е. на борту должен быть GSM. Мне надо, чтобы он работал от отдельной батареи, пока той хватает, и не высасывал основную.
+
avatar
  • Omega
  • 20 июля 2014, 10:49
+2
два года назад был в Шенчжене, купил различные панели (разных размером), долго валялись. Когда пришло время тестировать, то оказалось, что у всех мощность ниже в 2 раза от заявленной. Так же тестировалась купленная в Москве панель (так же китайская) Exmork. покупал 10 Ватку, вот только сейчас не помню монокристалл или поликристалл. Вот она как раз таки соответствовала заявленной мощности. Тесты проводил в осень солнечный день в одно и то же время (+-15 минут). В тесте участвовало 2 мультиметра(контроль тока и напряжения), 2 проволочный реостат (нагрузка), две пары рук. Снимали показания тока (примерно с интервалом 50мА) и соответствующее ему напряжение на солнечной батарее. Далее смотрели при каком сопротивлении нагрузки самая эффективная отдача (КПД) для каждой батареи. Так же (уже зная реальную максимальную мощность каждой батареи) была посчитана величина можности на сантиметр квадратный площади. Есть все на бумажках, в виде таблицы нет. Но если что-могу написать.
Там где брал свою 10 ватку есть и контроллеры
Что касается самой солнечной панели, то стекло слегка волнистое, я так понял, что бы не бликовало. На сайте производителя(продавца) пишут, что оно противоударное и тд и тп… не проверял и специально не собираюсь.
Вотсцыла, кто хочет-может пошарится по их ассортименту.
Отвечу на вопросы. Могу даже фото своих батарей, но собственно что там смотреть :) Те что куплены в китае покрыты тонким слоем чего-то. Некоторые мыгкого, некоторые стекловидного… типа эпоксидки.
Некоторые 6/12 вольт… в зависимости от того, как спаять контакты. Ну разумеется по закону Ома ток так же в 2 раза отличается. Но если солнце слабое, то лишнее напряжение ой как не помешает. Скажу сразу-в боевом исполнении не включал батареи. Одну, которая примерно 5.5 вольта выдает пробовал подключить к сотику. Но тот не стал заряжаться. Ток КЗ мизерный.Надеялся, что меня спасет китайский преобразователь от прикуривателя, для зарядки Нокии был. Но не спасло. Это тот, который 12-->5В делает. На ШИМе 34063. Я надеялся, что выходная емкость электролита в преобразователе все же нашкребет мне 5В. Но нет. Просадка шла и по входу ШИМа такая, что ему не хватало для нормальной работы… Электролит не успевал заряжаться. Задумка насчет ШИМа была не только в том, что бы из 12В сделать 5, но и аля стабилизатора тока… что бы если хочет телефон свой 1.1А, но получит только столько, сколько способна отдать батарея. В моем случае было 70мА.
Большую же Еxmork батарею не включал, ее только для похода куда-нить :) А малеькие, что размером с телефон, хотелось использовать в повседневке.
+
avatar
  • Barban
  • 21 июля 2014, 11:24
0
Купил похожую но под зарядку лифера. Панель еще не собрал. Лежит в ячейках. Кто-то юзал?
+
avatar
0
Прошу прощения за ламерский вопрос — а для ветряка этот девайс использовать можно?
+
avatar
0
подскажите как к таким панелькам подпаиваться?, у них несколько плюсов и минусов и при прозвонке понятно что плюсовые дорожки не связаны. Элемент поликристалл залитый эпоксидкой на 6В 80 мА.
+
avatar
0
К желтым точкам меди, в ней три батареи последовательно
+
avatar
0
самое большое напряжение удалось снять с диагонально противоположных крайних точках
+
avatar
  • Gena_
  • 30 сентября 2016, 16:50
0
Господа умельцы, изготовление солнечной панели своими руками — деньги на ветер!
Заводская 100 Вт панель стоит 5000 рублей! Там и КПД высокое и стекло закаленное и вакуумирование с герметизацией. Сам когда то пробовал делать, не наступайте на грабли!

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.