태양광 충전 컨트롤러의 올바른 크기를 계산하는 방법은 무엇입니까?

태양열 충전 컨트롤러란 무엇입니까? PWM 및 MPPT 충전 컨트롤러의 유형, 크기 및 선택

태양열 충전 컨트롤러는 모든 태양열 설비의 중요한 부분입니다. 배터리 저장 구성 요소를 보호하고 장치 수명 동안 원활하고 안정적으로 실행되도록 합니다. 다음 기사에서는 태양광 PV 시스템의 DC-DC 전력 변환기, 충전 컨트롤러 및 MPPT 소개에 대해 설명합니다. .

태양열 충전 컨트롤러란 무엇입니까?

태양열 설비의 충전 컨트롤러는 에너지원(태양광 패널)과 저장실(배터리) 사이에 있습니다. 충전 컨트롤러는 배터리의 볼륨과 충전 강도를 제한하여 배터리가 과충전되는 것을 방지합니다. 그들은 종종 저장 전력이 50% 용량 아래로 떨어지면 장치를 종료하여 배터리가 고갈되는 것을 방지합니다. 배터리가 올바른 전압 수준에서 충전되고 있습니다. 배터리의 수명과 건강을 보호하는 데 도움이 됩니다.

DC-DC 변환기:

DC-DC 컨버터는 그림 1과 같이 조정 또는 제어되지 않은 DC ​​전압을 조정 또는 제어된 DC 전압 레벨로 변환하는 데 널리 사용됩니다.

제어되지 않은 전압에서 제어되는 전압 이외의 이러한 변환기 전압을 한 레벨에서 다른 레벨(높음 또는 낮음)로 변환합니다. 예를 들어, 24V DC 출력 전압을 생성하는 PV 시스템이 있지만 인버터 AC 출력은 230V여야 하므로 인버터 입력에서 더 높은 입력 DC 전압이 필요합니다.

따라서 PV 어레이와 인버터 사이에 dc-dc 컨버터를 연결합니다. 이러한 dc-dc 변환기는 태양광 PV 시스템에서 매우 중요한 역할을 합니다. 그들은 충전 컨트롤러, 최대 전력 포인트 추적기로 사용되며 다양한 유형의 부하에 대한 PV 소스와 함께 인터페이스 역할을 합니다. 이 애플리케이션에는 전원 버스 조정, 전류 부스팅 및 노이즈 절연도 포함됩니다.

DC-DC 변환기에서 입력 및 출력 측 모두 DC 흐름이 있습니다. 입력 전압과 전류를 알면 입력 DC 전력을 결정할 수 있고 마찬가지로 출력 전압과 전류를 알면 출력 전력을 결정할 수 있습니다. 입력 및 출력 전력을 알면 전력 변환기의 효율을 쉽게 결정할 수 있습니다.

50V의 배터리가 연결되고 8A의 입력 전류를 공급하는 DC-DC 컨버터의 예를 들어보겠습니다. 컨버터의 출력에서 ​​전압 측정 100V의 전압을 보여주고 전류 측정은 3.6A의 전류를 보여줍니다. 입력 및 출력 전력, 변환기의 전력 손실 및 변환기의 효율을 결정합니다.

• 입력 전압 =50V
• 입력 전류 =8A
• 출력 전압 =100V
• 출력 전류 =3.6A

따라서 입력 전력 =입력 전압 × 입력 전류

입력 전원 =50 × 8 =400W

마찬가지로 출력 전력은 다음과 같이 결정할 수 있습니다.

출력 전력 =출력 전압 × 출력 전류

출력 =100 × 3.6 =360W

변환기의 전력 손실은 다음과 같이 결정할 수 있습니다.

전력 손실 =입력 전력 – 출력 전력

전력 손실 =400 – 360 =40W

변환기의 효율은 다음과 같이 결정됩니다.

효율 % =(출력 전력/입력 전력) × 100

효율 % =(360/400) × 100 =90%

충전 컨트롤러의 작동 및 기능:

일반 용어로 태양열 충전 컨트롤러를 태양열 배터리의 수명을 연장하는 일반 조절기로 생각할 수 있습니다. 대부분의 태양열 충전 컨트롤러에서 전류는 전류를 조절하는 밸브 역할을 하는 반도체를 통과합니다.

충전 컨트롤러는 종종 특정 전압을 초과하도록 배터리의 흐름을 줄여 배터리가 과충전되는 것을 방지합니다. 배터리의 과충전은 배터리 자체에 특히 해로울 수 있으므로 충전 컨트롤러가 특히 중요합니다.

배터리에서 들어오고 나가는 충전 흐름을 제어하는 ​​데 도움이 되는 컨트롤러입니다. 배터리의 과방전 및 과충전을 방지하여 긴 배터리 수명과 성능을 유지합니다. PV 모듈이 충전 컨트롤러를 통해 배터리에 연결되면 충전 컨트롤러는 과충전을 방지하기 위해 배터리에서 PV를 분리합니다.

마찬가지로 배터리가 충전 컨트롤러를 통해 부하에 연결되면 컨트롤러가 과방전을 감지하면 배터리에서 부하를 분리합니다. 이러한 충전 컨트롤러의 기능은 배터리의 수명과 성능을 연장하는 데 도움이 됩니다.

연결된 배터리의 전압 레벨을 측정하여 배터리의 과충전 및 과방전을 감지합니다. 과충전 시 배터리 전압이 일정 전압 수준 이상으로 증가하는 것과 마찬가지로 과방전 시 배터리 전압이 일정 전압 수준 이하로 감소합니다.

충전 컨트롤러는 위에서 언급한 두 조건 모두에서 배터리를 분리할 수 있습니다. 또한 충전 컨트롤러는 전압 수준이 정상 작동 수준 내에 도달하면 배터리를 다시 연결합니다.

과충전으로 인해 배터리의 전압 레벨이 높아지고 충전 컨트롤러가 PV 모듈(또는 충전 DC 소스)에서 배터리를 분리하지만 전압 레벨이 떨어지면 부하에 의한 배터리 사용으로 인해 충전 컨트롤러는 이 전압 강하를 감지하고 PV 모듈(또는 충전 DC 소스)을 다시 연결하여 배터리를 충전합니다.

이러한 현상은 일정 수준 이하의 전압 강하로 인해 배터리가 (부하에서) 차단되는 심방전의 경우에도 관찰할 수 있습니다. 이제 배터리가 과충전 상태인 경우 충전 과정으로 인해 잠시 후 단자 전압 레벨이 상승합니다. 이러한 전압 수준의 상승이 감지되고 낮은 차단 전압 수준보다 높으면 컨트롤러가 배터리를 부하에 다시 연결하여 부하가 배터리에 저장된 에너지를 활용할 수 있도록 합니다.

태양열 충전 컨트롤러는 과부하 안전, 저전압 차단, 역전류 차단 등의 기타 필수 기능도 제공합니다.

과부하 방지: 충전 컨트롤러는 과부하로부터 보호하는 필수적인 역할을 합니다. 배터리에 흐르는 전류가 회로가 처리할 수 있는 것보다 훨씬 높으면 장치가 과부하될 수 있습니다. 과열되거나 폭발할 수도 있습니다. 충전 컨트롤러는 과부하가 발생하는 것을 방지합니다. 더 큰 시스템에서는 회로 차단기 또는 퓨즈를 사용한 이중 안전 보호도 필수적입니다.

저전압 연결 해제: 이것은 전압이 정의된 임계값 아래로 떨어질 때 배터리에서 중요하지 않은 부하를 자동으로 차단하는 역할을 합니다. 전원이 공급되면 즉시 배터리에 다시 연결됩니다. 과방전을 방지할 것입니다.

역류의 흐름 차단: 태양 전지판은 배터리를 통해 한 방향으로 전류를 보냅니다. 물론 밤에는 패널이 일부 요금을 역순으로 전송할 수 있습니다. 배터리가 약간 방전될 수 있습니다. 부하 제어는 밸브 역할을 하여 이러한 상황을 방지합니다.

충전 컨트롤러 유형:

다음은 널리 사용되는 두 가지 충전 컨트롤러입니다.

1. 최대 전력점 추적(MPPT) 충전 컨트롤러
2. 펄스 폭 변조(PWM) 충전 컨트롤러

MPPT 충전 컨트롤러의 경우 배터리 뱅크와 PV 어레이의 전압이 다릅니다. 이 유형의 충전 컨트롤러는 PV 어레이의 최대 전력 지점에서 작동하여 조도에서 사용할 수 있는 최대 전력을 제공합니다.

충전 컨트롤러의 종류를 사용하면 시스템에 연결된 배터리 뱅크의 전압보다 높은 PV 어레이 전압을 가질 수 있습니다. 장점은 전압이 높을수록 동일한 전력 흐름에 대한 전류가 낮아진다는 것입니다. 따라서 시스템에서 와이어 비용을 줄이는 작은 게이지 와이어를 사용할 수 있습니다.

반면에 펄스 폭 변조(PWM) 충전 컨트롤러는 시스템에 연결된 PV 어레이와 배터리 뱅크에서 동일한 전압을 갖습니다.

충전 컨트롤러의 다양한 기능:

충전 컨트롤러의 다양한 전압 및 전류 레벨은 다음과 같이 정의할 수 있습니다.

1. 공칭 시스템 전압:이 전압은 태양광 PV 시스템에서 충전 컨트롤러와 배터리가 작동하는 전압을 나타냅니다.
2. 공칭 부하 전류:충전 컨트롤러가 처리해야 하는 최대 부하 전류를 나타냅니다.
3. 공칭 PV 어레이 전류:이것은 충전 컨트롤러가 처리할 수 있어야 하는 최대 PV 어레이 전류를 나타냅니다. 전체 PV 어레이의 단락 전류입니다. 비 STC(Standard Test Condition) 하에서 결정된 단락 전류의 변동에 대해 1.25의 안전 계수를 설계하는 동안 고려됩니다.
4. 충전 조절기 설정점:충전 컨트롤러의 기능은 배터리를 충전 및 방전하는 것으로, 단자 전압(즉, 충전 상태 또는 일반적으로 SOC로 알려짐)을 감지하고 이를 피하기 위해 부하에서 분리하기로 결정합니다. 배터리 과충전을 방지하기 위해 심방전 또는 PV 어레이 소스에서 분리하십시오. 이러한 컨트롤러에는 부하 또는 충전 소스(예:PV 어레이)를 연결하거나 연결 해제하기로 결정하는 설정점이 있습니다.

1. 전압 조정 설정값(VR):배터리가 과충전되지 않고 충전될 수 있는 최대 전압을 나타냅니다. 이 설정값에 도달하면 컨트롤러가 PV 소스에서 배터리 뱅크를 분리하거나 배터리에 대한 전류 공급을 조절할 수 있습니다.
2. 전압 조정 히스테리시스(VRH):VR과 충전 컨트롤러가 충전을 위해 배터리를 PV 소스에 다시 연결하는 전압 간의 차이를 나타냅니다. 이 차이가 매우 작으면 제어 장치가 진동하여(자주 연결하고 다시 연결) 결국 배터리의 성능과 수명이 저하됩니다. 그러나 차이가 있으면 각 사이클에서 약간의 과충전이 발생할 수도 있습니다. 따라서 VRH를 명시할 때 균형을 맞춰야 합니다. VRH는 또한 충전 컨트롤러가 배터리를 충전할 때 얼마나 효과적인지 이해하는 데 도움이 됩니다.
3. 저전압 차단기(LVD):배터리가 완전 방전되지 않고 방전될 수 있는 최소 전압을 나타냅니다. 이것은 배터리의 방전 깊이(DOD)라고도 합니다. 배터리 수명 및 성능 저하를 방지하기 위해 이 수준 이하로 방전하지 않는 것이 좋습니다. 충전 컨트롤러는 LVD를 감지하고 배터리의 과방전을 방지하는 경우 부하에서 배터리를 분리할 수 있습니다.
4. 저전압 차단 히스테리시스(LVDH):LVD와 배터리를 부하에 다시 연결할 수 있는 전압 간의 차이를 나타냅니다. 너무 작게 유지하면 연결 및 연결이 자주 끊어질 수 있습니다. 배터리 수명을 더욱 단축시킬 수 있습니다.

적절한 태양광 충전 컨트롤러를 선택하는 방법

다음 두 가지 예는 주어진 정격 공칭 전압 및 부하(와트)에서 암페어 단위의 적절한 공칭 전류 정격을 갖는 태양 전지판 및 어레이 시스템에 적합한 크기의 태양열 충전 컨트롤러를 선택하는 방법을 보여줍니다. .

예시 1:

이제 위의 매개변수를 이해하기 위해 예를 들어 보겠습니다. 거실에는 24V 정격의 다음 DC 부하가 있습니다.

1. 20W 램프 3개
2. 25W 팬 1개

위에 언급된 모든 부하는 두 개의 병렬 연결된 PV 모듈에 의해 전원이 공급되며 각 PV 모듈은 최대 전력점 전류 I_MP를 가집니다. 5A 및 단락 전류 I_SC of 7 A. 충전 컨트롤러의 공칭 시스템 전압, 공칭 PV 어레이 전류 및 공칭 부하 전류는 얼마입니까?

총 DC 부하 =(램프 수 × 각 램프 전력량) + (팬 수 × 각 팬 전력량)

총 DC 부하 =(3 × 20) + (1 × 25) =60 + 25 =85W

충전 컨트롤러의 공칭 시스템 전압은 부하 및 PV 어레이의 정격 전압과 동일합니다(충전 컨트롤러의 공칭 시스템 전압 =24V)

공칭 PV 어레이 전류 =2 × 7(각 PV 모듈의 단락 전류는 7A이고 병렬로 연결됨)

공칭 PV 어레이 전류 =14A

비 STC(표준 테스트 조건)에서 결정된 단락 전류의 변동에 대해 1.25의 안전 계수가 고려됩니다.

안전 계수 1.25를 고려하면 공칭 PV 어레이 전류는 1.25 × 14 =17.5A입니다.

공칭 부하 전류 =총 DC 부하 / 공칭 시스템 전압 =85 / 24

공칭 부하 전류 =3.5416A

따라서 충전 컨트롤러는 출력 측에서 약 3.5416A의 전류를 처리할 수 있어야 합니다.

예시 2:

다른 예를 들어 연습해 보겠습니다. 강당에는 12V로 평가되는 다음과 같은 DC 부하가 있습니다.

1. 30W 램프 3개
2. 20W 팬 1개

위에 언급된 모든 부하는 두 개의 병렬 연결 PV 모듈에 의해 전원이 공급되며 각 PV 모듈은 최대 전력점 전류 I_MP를 가집니다. 3A 및 단락 전류 I_SC 5A의 정격 시스템 전압, 정격 PV 어레이 전류 및 충전 컨트롤러의 정격 부하 전류는 얼마입니까?

총 DC 부하 =(램프 수 × 각 램프 전력량) + (팬 수 × 각 팬 전력량)

총 DC 부하 =(3 × 30) + (1 × 20) =90 + 20 =110W

충전 컨트롤러의 공칭 시스템 전압은 부하 및 PV 어레이의 정격 전압과 동일합니다(충전 컨트롤러의 공칭 시스템 전압 =12V)

공칭 PV 어레이 전류 =2 × 5(각 PV 모듈의 단락 전류는 5A이고 병렬로 연결됨)

공칭 PV 어레이 전류 =10A

비 STC(표준 테스트 조건)에서 결정된 단락 전류의 변동에 대해 1.25의 안전 계수가 고려됩니다.

안전 계수 1.25를 고려하면 공칭 PV 어레이 전류는 1.25 × 10A =12.5A입니다.

공칭 부하 전류 =총 DC 부하 / 공칭 시스템 전압 =110W / 12V

공칭 부하 전류 =9.1666A

따라서 충전 컨트롤러는 출력 측에서 약 9.1666A의 전류를 처리할 수 있어야 합니다.

최대 파워 포인트 추적(MPPT):

PV 모듈에 연결된 부하는 모듈에서 제공하는 전력을 결정합니다. 아래 그림 3에 표시된 I-V 및 P-V 곡선을 살펴보세요.

위 그림에서 알 수 있습니다. 단락 상태, 즉 V =0에서 단락 전류 I_SC로 알려진 모듈에 의해 최대 전류가 전달됩니다. . 그러나 부하를 변화시켜 부하 양단의 전압을 점진적으로 높이면 부하에 전달되는 전력도 증가합니다.

따라서 전압이 증가하면 특정 지점까지 전력이 증가하고 그 이상에서 전압이 증가하면 전력이 감소하는 지점을 최대값이라고 합니다. 파워 포인트(MPP). 따라서 PV 모듈의 I-V 곡선에는 최대 파워포인트 또는 줄여서 MPP로 알려진 최대 전력에 해당하는 점이 있습니다.

PV 모듈에서 최대 전력을 얻으려면 이 최대 전력점에 해당하는 전압 및 전류에서 PV 모듈에 연결된 부하를 작동해야 합니다. 동작점은 PV 모듈의 I-V 특성이 부하에 교차하는 지점입니다.

제조업체는 최대 전력 출력에 대해 PV 모듈을 평가했습니다. 그러나 PV 모듈의 출력 전력은 사용 가능한 일사량뿐만 아니라 전압과 전류의 조합에 따라 달라집니다. 예를 들어 태양이 높은 한낮에는 모듈이 개방 회로 또는 단락 상태에 있는 경우 전력을 공급하지 않습니다.

따라서 I-V 곡선에는 전압과 전류의 곱이 최대 전력을 전달하는 작동 지점이 있습니다. 그러나 이 최대 작동 지점은 태양광 PV 모듈에 떨어지는 복사 강도의 변화에 ​​따라 변경됩니다. 따라서 최대 전력을 얻기 위해 PV 모듈이 하루 종일 모든 조도 수준에서 최대 전력으로 작동하도록 하는 전자 장치가 있습니다. PV 모듈을 최대 전력으로 작동하는 이러한 아이디어를 MPPT(최대 전력점 추적)라고 합니다.

실질적으로 모듈에 떨어지는 복사 강도의 변화로 인해 PV 모듈의 I-V 곡선에 변화가 있습니다. 따라서 선택한 부하에 대해 MPP에서 PV를 계속 작동시키는 것은 불가능합니다. 일사량은 오전 9시경에 줄어들고 정오까지 점차 증가합니다. 이러한 방사선 강도의 증가로 인해 모듈의 I-V 곡선이 아래 그림 4와 같이 변경됩니다.

이로 인해 작동 지점이 변경됩니다. 주어진 하중. 오후 1시, 오전 11시, 오전 9시의 작동 지점은 각각 A, B, C로 표시됩니다. 단, 오후 1시, 오전 11시, 오전 9시 최대 동작점은 각각 A', B', C'로 표기한다.

따라서 PV 모듈에서 최대 전력을 얻으려면 작동 지점 A, B 및 C를 각각 A', B' 및 C'에 더 가깝게 가져와야 합니다. 그리고 이것은 MPPT 장치에 의해 수행됩니다. MPPT 장치는 다른 수준의 일사량에서 작동 지점을 최대 전력 지점에 더 가깝게 만드는 작업을 수행합니다.

어떤 조도와 온도에서도 PV 모듈에서 사용할 수 있는 최대 전력을 추출하는 데 도움이 됩니다. MPPT 알고리즘을 사용합니다. 작업을 완료하는 전자 회로. 이 아이디어는 최대 전력을 전달하는 데 필수적인 PV 모듈과 연결된 부하 사이의 임피던스를 일치시키는 원리를 기반으로 합니다.

따라서 PV 소스와 부하의 임피던스가 일치하면 최대 전력이 PV 소스에서 부하로 전달됩니다. 최대 전력에서의 모듈 전압과 최대 전력에서의 모듈 전류의 비율이 연결된 부하의 임피던스와 일치하면 최대 전력 전달이 발생합니다.

그러나 실제로 이 비율을 부하 임피던스와 일치시키는 것은 불가능하므로 MPPT 장치는 사용 가능한 최대 전력을 전달하기 위해 임피던스 일치 작업을 수행합니다. 조도와 온도. 제조업체는 충전 컨트롤러와 MPPT의 기능을 MPPT 충전 컨트롤러로 널리 알려진 하나의 장치로 결합합니다. MPPT와 충전 컨트롤러는 서로 다른 두 가지 독립적인 기능이지만 두 가지 목적을 위해 하나의 장치로 널리 사용됩니다.

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전력 출력을 최대화하기 위한 태양 추적 및 MPPT:

태양 추적은 MPPT 추적과 동일하지 않으며 모듈에 대한 태양 광선의 입사가 항상 일정한 방식으로 태양광 PV 모듈의 기계적 추적입니다. 수직. 모듈은 하루 중 해당 시간 동안 최대 전력을 얻기 위해 기계적으로 태양을 향해야 합니다.

모듈이 태양 광선에 수직이 아닌 경우 대부분의 햇빛이 모듈에서 반사됩니다. 태양광 모듈은 빛의 각도와 모듈이 서로 수직(예:90 ^o )일 때 주어진 태양광에 대해 최대 출력을 생성합니다. ) 그림 5와 같이

빛이 입사하는 각도가 90°보다 작거나 클 때 ^o 그림 5와 같이 모듈의 최대 출력 전력 용량보다 낮은 출력 전력을 생성합니다. 빛이 90 ^o 보다 크거나 작은 각도로 떨어지는 경우 빛의 일부가 반사되고 모듈에서 사용하는 빛은 실제 떨어지는 것보다 적습니다.

이렇게 하면 모듈에서 생성되는 출력이 감소합니다. 이것이 가능한 최대의 전기를 생성하기 위해 기계적인 태양 추적 장치가 있어야 하는 이유입니다.

MPPT 충전 컨트롤러 사양:

PV 입력

최대 입력 전력:MPPT 충전 컨트롤러가 연결된 PV 어레이에서 처리할 수 있는 최대 전력을 나타냅니다.

최대 개방 회로 전압:MPPT 충전 컨트롤러가 처리할 수 있는 최대 개방 회로 전압을 나타냅니다.

MPPT 추적 전압 범위:MPPT 충전 컨트롤러가 처리할 수 있는 전압 레벨 범위를 나타냅니다.

배터리에 대한 DC 출력

공칭 배터리 전압:연결된 시스템에서 배터리가 작동하는 전압을 나타냅니다.

전압 조정 설정값(VR):과충전을 일으키지 않고 배터리를 충전할 수 있는 최대 전압 레벨입니다. 이 수준에 도달하면 충전 컨트롤러가 PV 소스에서 배터리를 분리하거나 연결된 배터리에 전달되는 전류를 조절합니다.

저전압 차단(LVD):과방전을 일으키지 않고 배터리가 방전될 수 있는 최소 전압을 나타냅니다. 방전 깊이(DOD)라고도 합니다. 배터리 수준이 DOD 수준에 도달하면 MPPT 충전 컨트롤러가 과충전을 방지하기 위해 연결을 끊습니다.

최대 충전 전류:MPPT 충전 컨트롤러가 PV 어레이에서 처리할 수 있는 최대 전류를 나타냅니다. PV 어레이 단락 전류입니다. 비 STC 작업의 변동으로 인해 1.25의 안전 계수를 설계하는 동안 사용됩니다.

DC 부하 제어

공칭 전압:처리할 수 있어야 하는 충전 컨트롤러의 최대 부하 전압을 나타냅니다.

최대 전류:처리할 수 있어야 하는 충전 컨트롤러의 최대 부하 전류를 나타냅니다.

적합한 크기의 MPPT 충전 컨트롤러를 선택하는 방법

위의 사양을 수치적으로 이해하기 위해 몇 가지 예를 들어 보겠습니다.

예시 3:

24V DC에서 작동하고 12V DC의 배터리 뱅크가 있는 500와트 PV 어레이를 고려하십시오. MPPT 충전 컨트롤러 등급 결정 이 주어진 시스템에 대한 s.

• 태양광 PV 어레이 전력량 =500W
• 태양광 PV 어레이 작동 전압 =24V
• 배터리 팩 작동 전압 =12V

MPPT 컨트롤러에 대한 입력 전력은 500W이고 태양광 PV 어레이는 MPPT 충전 컨트롤러의 입력 측에 연결되고 배터리는 출력 측에 연결됩니다. MPPT 충전 컨트롤러. 따라서 배터리는 시스템에 부하로 작용합니다. 데이터는 출력 전압을 지정합니다. 100% 효율을 가정하면 부하에 대한 출력 전류를 결정할 수 있습니다.

전력 =전압 × 전류

현재 =전력 / 전압 =500W / 12V =41.66A

따라서 위의 시스템에 대해 12V, 41.66A MPPT가 필요합니다. 패널이 더 많이 생산하도록 하는 일부 조건을 고려하여 현재 값을 25% 늘릴 수 있습니다. 힘. 따라서 52A로 간주할 수 있습니다. 따라서 12V, 52A MPPT 충전 컨트롤러는 위의 시스템에 적합합니다. MPPT 충전 컨트롤러는 연결된 PV 어레이의 최대 전력 지점에서 개방 회로 전압과 전압을 처리할 수 있어야 합니다.

140W_P 20V의 개방 회로 전압과 16V의 최대 전력 지점에서 전압을 갖는 70W의 PV 모듈이 있는 태양열 주택 시스템. 배터리 뱅크의 전압은 12V입니다. 이 가정에 적합한 MPPT 충전 컨트롤러 정격을 결정합니다. 태양광 설계.

사용 가능한 PV 모듈을 직렬로 연결해 보겠습니다.

따라서 시스템의 개방 회로 전압은 =2 × 20 =40V가 됩니다.

최대 전력 지점의 전압은 =2 × 16V =32V입니다.

시스템의 최대 전력은 =2 × 70W =140W입니다.

MPPT 충전 컨트롤러에 대한 입력 전력은 100% 효율을 가정할 경우 140W입니다. 그리고 12V에서 사용 가능한 배터리 전압, 배터리 팩의 전류는 다음과 같이 결정할 수 있습니다.

전력 =전압 × 전류

현재 =전력 / 전압 =140W / 12V =11.66A

따라서 12V, 11.66A MPPT가 필요합니다. 위 시스템의 경우 패널이 더 많은 전력을 생산하도록 하는 일부 조건을 고려하여 현재 값을 25% 증가시킬 수 있습니다. 따라서 15A로 간주할 수 있습니다. 따라서 12V, 15A MPPT 충전 컨트롤러가 적합합니다. 위의 시스템에 대해.

다시 말하지만 MPPT 충전 컨트롤러는 연결된 PV 어레이의 최대 전력 지점에서 개방 회로 전압과 전압을 처리할 수 있어야 합니다.

어떤 태양열 충전을 선택해야 합니까? PWM 또는 MPPT?

컨트롤러 크기를 결정할 때 PWM 또는 MPPT 컨트롤러를 사용 중인지 알아야 합니다. 태양광 충전 컨트롤러를 잘못 선택하면 태양계 에너지의 최대 50%가 손실될 수 있다는 사실을 알고 계십니까?

태양광 패널	배터리	태양열 충전기
12V	12V	PWM 또는 MPPT
24V	24V	PWM 또는 MPPT
24V	12V	MPPT(권장)

태양열 충전 컨트롤러는 태양 전지판 전류와 태양계 전압을 기반으로 측정됩니다. 일반적으로 패널에서 생성되는 전력 및 전류의 양을 수용할 수 있을 만큼 충분히 큰 충전 컨트롤러가 있는지 확인해야 합니다.

일반적으로 충전 컨트롤러는 12, 24 및 48볼트로 제공됩니다. 정격 암페어는 1암페어에서 60암페어까지, 정격 전압은 6볼트에서 60볼트까지 다양합니다. 아직 설정의 무게를 측정하지 않았거나 에너지 요구 사항을 추정하지 않은 경우 태양 전지판 계산기를 사용하는 것이 좋습니다. 이를 통해 태양 전지판과 장치의 다른 모든 구성 요소를 확장할 수 있습니다.

태양광 시스템이 12볼트이고 암페어가 14암페어인 경우 최소 14암페어의 태양열 충전 컨트롤러가 필요합니다. However, you need to add 25% to the minimum amps that your solar charger controller would have at 17.5 amps due to environmental considerations. But you will require a solar charger controller with a rating of 12 volts and 20 in this situation.

Here are few more details depending on the type of charge controller you have mounted on your device.

Battery Condition @ 25 °C (77 °F)	Nominal Battery Voltage
	12V	24V	48V
Battery during equalization charge	Over 15	Over 30	Over 60
Battery near full charge while charging	14.4 to 15.0	28.8 to 30.0	57.6 to 60.0
Battery near full discharge while charging	12.3 to 13.2	24.6 to 26.4	49.2 to 52.8
Battery fully charge with light load	12.4 to 12.7	24.8 to 25.4	49.6 to 50.8
Battery fully charged with heavy load	11.5 to 12.5	23.0 to 25.0	46.0 to 50
No charge of discharge for 6 hours – 100% charged	12.7	25.4	50.8
No charge of discharge for 6 hours – 80% charged	12.5	25	50
No charge of discharge for 6 hours – 60% charged	12.2	24.4	48.8
No charge of discharge for 6 hours – 40% charged	11.9	23.8	47.6
No charge of discharge for 6 hours – 20% charged	11.6	23.2	46.4
No charge or discharge for 6 hours – fully discharged	11.4	22.8	45.6
Battery near full discharge while discharging	10.2 to 11.2	20.4 to 22.4	40.8 to 448

FAQ

Do you need a controller for solar charges?

Typically, yes. No charge controller necessary for small 1 to 5-watt screens. If the panel sets 2 watts or less for every 50 hours of battery life, you usually don’t need a charge controller. It’s far above that.

What’s going to influence my decision-making when I pick a charge controller?

The following considerations should check out when purchasing a charge controller:

• The budget;
• The life of technology
• The temperature where the machine gets installed:specific charge controllers perform well in cooler climates.
• How much electricity is needed, and how many solar panels are available!
• The size, number, and type of batteries that you use on your device

Can you use more than one charge controller?

In cases where a single charge controller is not capable enough to handle the output of your solar panel array, you can use multiple charge controllers with one battery bank. Using an MPPT (Maximum Power Point Tracker) charge controller can be the safest way to connect the device as arrays have different maximum power points.

However, it is recommended to use the same form of the charge controller if you use more than one. Meaning, if you are using a single MPPT charge controller, all your solar charge controllers should be of MPPT type. Make sure that all of your controllers have the same battery setting input as well.

What is the upper voltage limit?

Both charge controllers have a maximum voltage limit. It applies to the highest voltage that controllers can manage safely. Make sure you know what the upper voltage limit of your controller is. Otherwise, you could end up burning off your solar charge controller or causing other safety hazards.

Common charge controller errors and mistakes

Due to all the various components of a solar installation, it can be possible to make an error in the installation process. Here are some widely made mistakes when it comes to solar charge controllers.

• Do not attach AC loads to the load controller. Only DC loads can connect to the output of the charge controller.
• You should mount the charge controller next to the battery as the battery voltage’s accurate calculation is an essential aspect of the solar charge controller’s functions.

결론

If you are in an RV ( off-grid cabin), solar charge controllers are an integral part of your solar installation. Researching and weighing your choices before you make that investment helps mean choosing the right controller for you and your device and avoiding the hassle.