Φωτοβολταϊκοί ελεγκτές

Στα φωτοβολταϊκά συστήματα χρησιμοποιούνται διάφοροι τύποι ελεγκτών για τη ρύθμιση της ροής ενέργειας σε ένα σύστημα μπαταρίας. Υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι ελεγκτών: ελεγκτές φόρτισης, φόρτισης και αποστράγγισης.

Ελεγκτές φόρτισης

Οι ελεγκτές φόρτισης ορίζονται ως συσκευές εξοπλισμού που ελέγχουν μια σταθερή τάση ή σταθερό ρεύμα, ή και τα δύο, που χρησιμοποιούνται για τη φόρτιση μιας μπαταρίας.

Υπάρχουν τέσσερις συνήθεις τύποι ελεγκτών φόρτισης:

• ελιγμούς,

• ενιαία φάση,

• πολλαπλών σταδίων,

• σφυγμός.

Οι ελεγκτές διακλάδωσης αποστραγγίζουν το πλεονάζον ρεύμα μέσω της αντίστασης και το παράγουν ως θερμότητα. Συνήθως έχουν σχεδιαστεί για μικρά συστήματα.

Οι ελεγκτές ενός σταδίου απλώς κόβουν το ρεύμα στις μπαταρίες σε μια συγκεκριμένη ρύθμιση τάσης.

Οι ελεγκτές παράκαμψης και ενός σταδίου είναι απλοί και φθηνοί, αλλά μπορούν να μειώσουν την ευελιξία, να μειώσουν τα επίπεδα φόρτισης και να μειώσουν τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας.

Οι ελεγκτές πολλαπλών επιπέδων έχουν πολλαπλά εύρη τάσης με διαφορετικές ρυθμίσεις ρεύματος, με αποτέλεσμα υψηλότερο επίπεδο μπαταρίας και μεγαλύτερη διάρκεια ζωής της μπαταρίας.

Τέλος, οι ελεγκτές παλμών παρέχουν παλμικά φορτία που μειώνονται όταν επιτευχθεί η καθορισμένη τιμή τάσης. Καθώς οι μπαταρίες φορτίζονται και αποφορτίζονται, οι ελεγκτές φόρτισης συνήθως ρυθμίζουν το ρεύμα για να επιτύχουν τη βέλτιστη κατάσταση της μπαταρίας.

Οι ελεγκτές φόρτισης παρέχουν επίσης προστασία υπερφόρτισης και εξισορρόπησης, σημαντικά χαρακτηριστικά για την προστασία της διάρκειας ζωής της μπαταρίας.

Η εξισορρόπηση επαναφέρει όλα τα μεμονωμένα στοιχεία της μπαταρίας στην ίδια περίπου κατάσταση, παρέχοντας υψηλή τάση.

Ένας αριθμός πρόσθετων χαρακτηριστικών είναι συχνά ενσωματωμένος στον ελεγκτή, όπως λειτουργίες παρακολούθησης για την ένδειξη της απόδοσης του συστήματος, αντιστάθμιση θερμοκρασίας για τη διασφάλιση της σωστής φόρτισης της μπαταρίας, ενδείξεις φόρτισης LED (π.χ. για συναγερμούς χαμηλής μπαταρίας) και αυτόματη οριζοντίωση.

Ένα άλλο βασικό χαρακτηριστικό των ελεγκτών φόρτισης είναι μερικές φορές η ρύθμιση της τάσης της φωτοβολταϊκής γεννήτριας για την επίτευξη του μέγιστου σημείου ισχύος (MPP). Σε αυτήν την περίπτωση, οι ελεγκτές ονομάζονται ελεγκτές παρακολούθησης μέγιστης ισχύος ή ελεγκτές MPPT. Οι ελεγκτές MPPT μπορεί να είναι σημαντικά πιο ακριβοί από άλλους ελεγκτές, αλλά μπορούν να πληρώσουν για τον εαυτό τους βελτιστοποιώντας την ισχύ που παράγεται από το Φ/Β σύστημα.

Ελεγκτές φόρτισης

Οι ελεγκτές φορτίου είναι γενικά ελεγκτές φόρτισης που λειτουργούν σε λειτουργία ελέγχου φορτίου. Προστατεύουν τις μπαταρίες από υπερβολική εκφόρτιση κλείνοντας τα φορτία όταν η τάση της μπαταρίας πέσει πολύ χαμηλή. Μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την παρακολούθηση της απόδοσης του συστήματος.

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι ορισμένοι ελεγκτές φόρτισης μπορούν να λειτουργήσουν ταυτόχρονα ως ελεγκτές φορτίου. Ανάλογα με το επίπεδο παρακολούθησης του συστήματος, είναι συχνά επιθυμητός ένας ξεχωριστός ελεγκτής φορτίου.

Τερματισμός (Εναλλαγή) Ελεγκτές

Οι ελεγκτές τερματισμού λειτουργίας είναι στην πραγματικότητα συγκεκριμένοι τύποι ελεγκτών φόρτισης και ορίζονται ως συσκευές εξοπλισμού που ρυθμίζουν τη διαδικασία φόρτισης της μπαταρίας εκτρέποντας την ισχύ από την αποθήκευση ενέργειας σε φορτία DC ή AC ή σε διασυνδεδεμένα βοηθητικά προγράμματα.

Ο ελεγκτής πομπού μπορεί να συνδεθεί σε φορτία DC ή, εάν περιλαμβάνεται σε μετατροπέα, σε κυκλώματα AC.

Ο ελεγκτής εφεδρικής φόρτισης συχνά απαιτείται να έχει έναν ελεγκτή εφεδρικής φόρτισης για να διασφαλιστεί ότι οι μπαταρίες δεν υπερφορτίζονται.Στην πραγματικότητα, όταν οι προστατευτικές συσκευές στα κυκλώματα μεταγωγής ενεργοποιούνται χειροκίνητα ή αυτόματα, οι ελεγκτές μεταγωγής καθίστανται εκτός λειτουργίας.

Moncef Crarti «Ενεργειακά αποδοτικά ηλεκτρικά συστήματα για κτίρια»