شارژ کنترلر(Charge Controller)

ولتاژ پنل ها همیشه ثابت نیست ، برای شارژ باتری ، بایستی ولتاژ در محدوده خاصی قرار داده باشد ، شارژ کنترلر این وظیفه را بر عهده دارد و هم چنین جریان شارژ و دشارژ باتری را کنترل می کند و در صورت مناسب نبودن ، اتصال را از مدار باز می کند .

اين نوع شارژ کنترلرها به 2 دسته تقسيم می شود :

1) شارژ کنترلر خورشيدی PWM

شارژکنترلهای Pulse Width  Modulatiom از تکنولوژی مدولاسیون پهنای باند برای کنترل شارژ استفاده می نمایند . این روش تکنیکی در الکترونیک است که بر اساس تنظیمات ولتاژوجریانی انجام می شود .

مراحل شارژباتری توسط شارژکنترلر

همه شارژکنترلرها سه بازه شارژمختلف برای شارژ باتری ها درنظر می گیرند و ولتاژخود را برای شارژ مطمن باتری ها بر این اساس تنظیم می کنند .

1.مرحله شارژحداکثری یا یکسره  BLUK : شارژباتری از صفر تا 90درصد

2.مرحله شارژکامل یا جذبی ABSORPTION  : شارژباتری از 90تا 100درصد

3.مرحله شارژشناورFLOAT  : نگه داشتن باتری در حالت 100درصد شارژ

2 ) شارژ کنترلر خورشيدی MPPT

شارژکنترل های Maximum Power Point Tracking یا به اختصار MPPT از سیستم ردیاب نقطه توان ماکزیمم بهره می برد .MPPT روش کنترلی پیچیده تری است که بازده پنل را تا  30 درصد می تواند افزایش دهد.

تفاوت شارژ کنترلر MPPT با شارژ کنترلر PWM:

شارژ کنترلر MPPT از بازدهی بسيار بالاتری برخوردار می باشند.  معمولا از اين نوع شارژ کنترلرها در سيستم های خورشيدی جدا از شبکه و مستقل از شبکه در توان های بالا مورد استفاده قرار می گيرند.

اين نوع شارژ کنترلرها در آمپرهای 10 – 120 آمپر موجود می باشند. شارژ کنترلر PWM نسبت به شارژ کنترلر MPPT از بازدهی پايين تری برخوردار هستند.

شارژ کنترلر خورشيدی به عنوان حامی باتری در سيستم خورشيدی عمل می کند . در واقع حامی که ساير وسايل و قطعات سيستم های خورشيدی چنين نقش بزرگی را ايفا می کند تا از عمر باتری محافظت کنند و اجازه ندهند به باتری آسيب وارد شود ولی موضوعی که بايد در نظر گرفته شود در يک سيستم تعداد پنل ها بسيار اهميت دارد. چون زمانی که چند پنل با هم فعاليت می کنند باتری در حالت شارژ کامل قرارمی گيرد و اينجاست که شارژ کنترلر خورشيدی وارد عمل شده و اضافه بار را خنثی می کند .پس در اينجا به اهميت وجود شارژ کنترلر خورشيدی در يک سيستم فتوولتاييک پی می بريم.

کدامیک از شارژ کنترلرهای MPPT یا PWM را برای سیستم های خورشیدی انتخاب کنیم؟

در کل برای سیستم های کوچک )حدوداً زیر 200  وات ( استفاده از شارژ کنترلر های PWM بهتر است زیرا:

• شارژ کنترلر های PWM تقريباً بازده ثابتی دارند و به اندازه سيستم وابسته نيستند.
• قيمت PWM ها خيلی کمتر از MPPT هاست.
• کارايی MPPT در سيستم های کوچک خيلی کمتر از سيستم های بزرگ است.

کارایی شارژ کنترل در شرایط دمایی مختلف:

• شارژ کنترلر های MPPT در مکان هايی که دارای هوا سرد هستند راندمان بيشتری دارند. زيرا هر چقدر دما کمتر باشد افت ولتاژ هم کمتر است و اگر افت ولتاژ کم باشد ، شارژ کنترلر MPPT می تواند اضافه ولتاژ را تبديل به جريان کند. پس راندمان در دمای کم زيادتر می شود. مثلا ولتاژ توليدی يک پنل در دمای سرد 17 ولت است و ولتاژ باطری ها 12 ولت . شارژ کنترلر MPPT اين قابليت را دارد که اضافه ولتاژ را تبديل به جريان کند، ولی شارژ کنترلر PWM اضافه ولتاژ را تلف می کند.
• حال اگر پنل را در دمای بالاتری نصب کنيم که ولتاژ توليدی آن حدود 15 ولت باشد می بينيم که با توجه به کم شدن ولتاژ جريان توليدی شارژ کنترلر MPPT نيز کم می شود ولی شارژ کنترلر PWM حدوداً بازده ثابتی دارد.
• يعنی در شارژ کنترلر های PWM ، با کم و زياد شدن ولتاژ )در حدود مشخص( فقط توان تلف شده در آن ها کم و زياد می شود.در کل شارژ کنترلر MPPT در هوای سرد در حدود 20 الی 25 درصد بيشتر از شارژ کنترلر PWM بازده دارد.

انتخاب نوع شارژ کنترلر با توجه به تعداد پنل ها و توان بارها :

اگر در يک سيستم تعداد پنلها بيش از توانی که بارها نياز دارند باشد، باطری ها تقريباً هميشه در حالت شارژ کامل قرار دارند پس بهتر است از شارژ کنترلر PWM استفاده کرد بدون نياز به زياد کردن هزينه ها برای خريد شارژ کنترلر MPPT ولی در کل در سيستم های کوچک استفاده از شارژ کنترلر PWM اقتصادی تر است.

توجه:

ابتدا شارژکنترلر را به باتری متصل نمایید وسپس آنها را به پنل متصل نماییم تا از آسیب رسیدن به شارژکنترلرجلوگیری کند .

برگرفته از کتاب طراحی نیروگاه خورشیدی صفرتا صد