Hoe de juiste maat van een zonnelaadregelaar te berekenen?

Wat is een zonnelaadcontroller? Typen, afmetingen en selectie van PWM- en MPPT-laadcontrollers

Solar laadregelaars zijn een essentieel onderdeel van elke zonne-installatie. Ze beveiligen uw batterijopslagcomponenten en zorgen ervoor dat deze soepel en betrouwbaar werkt gedurende de levensduur van uw apparaat. In het volgende artikel bespreken we een Inleiding tot DC-DC-stroomomvormers, laadregelaars en MPPT in een zonne-PV-systeem .

Wat zijn zonnelaadcontrollers?

De laadregelaar in uw zonne-installatie is aanwezig tussen de energiebron (zonnepanelen) en de berging (batterijen). Laadregelaars voorkomen dat uw batterijen overladen worden door het volume en de laadintensiteit ervan te beperken. Ze voorkomen vaak dat de batterij leeg raakt door het apparaat uit te schakelen als het opslagvermogen onder de 50 procent van de capaciteit zakt. De batterijen worden opgeladen op het juiste spanningsniveau. Het helpt de levensduur en de gezondheid van de batterijen te beschermen.

DC-DC-converters:

DC-DC-converters worden veel gebruikt om ongereguleerde of ongecontroleerde gelijkspanning om te zetten naar een gereguleerd of gecontroleerd gelijkspanningsniveau, zoals weergegeven in figuur 1.

Afgezien van de ongecontroleerde spanning naar de gecontroleerde spanning van deze converters converteer de spanning van het ene niveau naar een ander niveau (hoog of laag). We hebben bijvoorbeeld een PV-systeem dat 24 V DC-uitgangsspanning produceert, maar de AC-uitgang van de omvormer moet 230 V zijn, dus we hebben een hogere DC-ingangsspanning nodig bij de ingang van de omvormer.

Dus, om dat te verkrijgen, sluiten we een dc-dc-converter aan tussen de PV-array en de omvormer. Deze dc-dc-converters spelen een zeer belangrijke rol in ons zonne-PV-systeem. Ze worden gebruikt als laadregelaars, trackers voor maximaal vermogen en fungeren als interface samen met een PV-bron voor verschillende soorten belastingen. Hun toepassing omvat ook stroombusregeling, stroomversterking en geluidsisolatie.

In de DC-naar-DC-converter hebben zowel de ingangs- als de uitgangszijde een DC-stroom. Het is mogelijk om het DC-ingangsvermogen te bepalen als we de ingangsspanning en -stroom kennen, op dezelfde manier kunnen we het uitgangsvermogen bepalen als we de uitgangsspanning en -stroom kennen. Zodra we het ingangs- en uitgangsvermogen kennen, kan de efficiëntie van de omvormer eenvoudig worden bepaald.

Laten we een voorbeeld nemen van een DC-DC-converter waarop een batterij van 50 V is aangesloten, die een ingangsstroom van 8 A levert. Aan de uitgang van de converter wordt de spanningsmeting toont een spanning van 100 V en stroommeting geeft een stroom van 3,6 A weer. Bepaal het ingangs- en uitgangsvermogen, het vermogensverlies in de omvormer en het rendement van de omvormer.

• Ingangsspanning =50 V
• Ingangsstroom =8 A
• Uitgangsspanning =100 V
• Uitgangsstroom =3,6 A

Dus ingangsvermogen =ingangsspanning × ingangsstroom

Ingangsvermogen =50 × 8 =400 W

Op dezelfde manier kan het uitgangsvermogen als volgt worden bepaald;

Uitgangsvermogen =Uitgangsspanning × Uitgangsstroom

Uitgangsvermogen =100 × 3,6 =360 W

Het vermogensverlies in de converter kan als volgt worden bepaald;

Stroomverlies =Ingangsvermogen – Uitgangsvermogen

Stroomuitval =400 – 360 =40 W

De efficiëntie van de converter wordt als volgt bepaald;

Efficiëntie % =(uitgangsvermogen/ingangsvermogen) × 100

Efficiëntie % =(360/400) × 100 =90 %

Werking en functie van laadregelaars:

In lekentaal kun je een zonnelaadcontroller beschouwen als een normale regelaar die de levensduur van zonnebatterijen verlengt. In de meeste zonnelaadcontrollers gaat de stroom door een halfgeleider die als klep dient om de stroom te regelen.

Laadcontrollers zorgen er vaak voor dat de batterijen niet worden overladen door de stroom van de batterij te verminderen tot een bepaalde spanning te overschrijden. Het overladen van batterijen kan vooral schadelijk zijn voor de batterij zelf, dus de laadcontrollers zijn bijzonder kritisch.

Het is de controller die helpt om de laadstroom van en naar de batterij te regelen. Het handhaaft de lange levensduur en prestaties van de batterij door diepe ontlading en overbelasting van de batterij te voorkomen. Wanneer een PV-module via een laadregelaar op een accu is aangesloten, zou de laadregelaar de PV loskoppelen van de accu om overladen te voorkomen.

Op dezelfde manier, wanneer een batterij via een laadcontroller op een belasting is aangesloten, zal de controller de belasting loskoppelen van de batterij als hij overmatige ontlading detecteert. Een dergelijk vermogen van de laadregelaar helpt bij het verlengen van de levensduur en prestaties van de batterij.

Overbelasting en diepe ontlading van de batterij worden gedetecteerd door het spanningsniveau van de aangesloten batterij te meten. Bij overladen stijgt de accuspanning boven een bepaald spanningsniveau, net zoals bij diepe ontlading de accuspanning onder een bepaald spanningsniveau daalt.

De laadregelaar kan de accu loskoppelen in beide bovengenoemde omstandigheden. De laadregelaar sluit de accu ook weer aan wanneer het spanningsniveau binnen het normale bedrijfsniveau is.

Als gevolg van overladen bereikt het spanningsniveau van de batterij een hoog niveau en koppelt de laadregelaar de batterij los van de PV-module (of de DC-laadbron), maar wanneer het niveau van de spanning daalt als gevolg van het gebruik van de batterij door de belasting, detecteert de laadcontroller deze spanningsval en sluit hij de PV-module (of opladende DC-bron) opnieuw aan om de batterij op te laden.

Zoiets kan ook worden waargenomen in het geval van diepe ontlading wanneer de batterij wordt uitgeschakeld (van belasting) als gevolg van een spanningsdaling onder een bepaald niveau. Als de batterij nu onvoldoende wordt opgeladen, zal het spanningsniveau van de klem na een tijdje stijgen als gevolg van het laadproces. Deze stijging van het spanningsniveau wordt gedetecteerd en als het boven een laag uitschakelspanningsniveau komt, zal de controller de batterij opnieuw verbinden met de belasting, zodat de belasting de energie kan gebruiken die in de batterij is opgeslagen.

Solar laadcontrollers bieden ook verschillende andere essentiële functies, waaronder overbelastingsbeveiliging, laagspanningsonderbreking en tegenstroomblokkering.

Overbelastingsbeveiliging: Laadregelaars hebben de essentiële rol van bescherming tegen overbelasting. Als de stroom die in uw batterij stroomt veel hoger is dan het circuit aankan, kan uw apparaat overbelasten. Dit kan leiden tot oververhitting of zelfs explosies. Laadregelaars voorkomen dat de overbelasting plaatsvindt. In grotere systemen is ook een dubbele beveiliging met stroomonderbrekers of zekeringen essentieel.

Laagspanningsonderbrekingen: Dit werkt als een automatische ontkoppeling van niet-kritieke belastingen van de batterij wanneer de spanning onder de gedefinieerde drempel daalt. Wanneer hij wordt gevoed, maakt hij onmiddellijk opnieuw verbinding met de batterij. Het gaat overontlading voorkomen.

Blokkeert de stroom van tegenstromen: Zonnepanelen sturen de stroom in één richting door de batterij. 's Nachts kunnen panelen natuurlijk een deel van de ladingen in omgekeerde volgorde overdragen. Het kan een kleine ontlading van de batterij veroorzaken. Belastingsregelingen voorkomen dit door als klep te dienen.

Soorten laadcontrollers:

Hier volgen de twee meest gebruikte laadregelaars;

1. Maximum Power Point Tracking (MPPT) laadcontrollers
2. Pulse Width Modulation (PWM) laadcontrollers

In het geval van MPPT-laadcontrollers is de spanning over de accubank en de PV-array anders. Dit type laadregelaar werkt op het maximale vermogen van de PV-array om het maximaal mogelijke vermogen te leveren dat beschikbaar is uit de instraling.

Het soort laadregelaars maakt het mogelijk om de spanning van de PV-array hoger te hebben dan de spanning van de accubank die op ons systeem is aangesloten. Het voordeel is dat hoe hoger de spanning, hoe kleiner de stroom zal zijn voor dezelfde stroomstroom. We kunnen dus de draad met een kleine dikte gebruiken, wat de kosten van de draad in het systeem verlaagt.

Aan de andere kant hebben de Puls Breedte Modulatie (PWM) laadcontrollers een identieke spanning over de PV-array en de accubank die op het systeem is aangesloten.

Verschillende kenmerken van de laadcontroller:

De verschillende spannings- en stroomniveaus van de laadregelaar kunnen als volgt worden gedefinieerd;

1. Nominale systeemspanning:deze spanning vertegenwoordigt de spanning waarbij de laadregelaar en de batterij werken in een PV-systeem op zonne-energie.
2. Nominale belastingsstroom:dit vertegenwoordigt de maximale belastingsstroom die een laadcontroller moet verwerken.
3. Nominale stroom van de PV-array:dit vertegenwoordigt de maximale stroom van de PV-array die de laadregelaar moet kunnen verwerken. Het is de kortsluitstroom van het gehele PV-array. Bij het ontwerpen van een veiligheidsfactor van 1,25 wordt rekening gehouden met variatie in bepaalde kortsluitstroom onder niet-STC (standaard testconditie).
4. Instelpunten laadregelaar:De functie van de laadregelaar is om de batterij op te laden en te ontladen, hij detecteert de klemspanning (d.w.z. de laadstatus of algemeen bekend als SOC) en besluit deze los te koppelen van de belasting om de diepe ontlading of om het los te koppelen van de PV-arraybron om overbelasting van de batterij te voorkomen. Een dergelijke controller heeft instelpunten waarop hij beslissingen neemt om de belasting of laadbron (d.w.z. PV-array) aan of uit te schakelen.

5. Instelpunt spanningsregeling (VR):Dit vertegenwoordigt de maximale spanning tot waar een batterij kan worden opgeladen zonder overladen te worden. Als dit instelpunt wordt bereikt, zal de controller de batterijbank loskoppelen van de PV-bron of de stroomtoevoer naar de batterijen regelen.
6. Hysterese van spanningsregeling (VRH):Dit vertegenwoordigt het verschil tussen de VR en de spanning waarbij de laadregelaar de batterij opnieuw verbindt met de PV-bron om op te laden. Als dit verschil erg klein is, zal de besturing oscillerend zijn (regelmatig aansluiten en opnieuw aansluiten), wat uiteindelijk zal resulteren in verslechtering van de prestaties en levensduur van de batterij. Maar het hebben van een verschil kan ook leiden tot enige overbelasting in elke cyclus. Er moet dus een afweging worden gemaakt bij het vermelden van de VRH. De VRH helpt ons ook te begrijpen hoe effectief de laadregelaar is bij het opladen van de batterij.
7. Low voltage disconnect (LVD):Dit vertegenwoordigt de minimale spanning tot welke ontlading van een batterij is toegestaan ​​zonder in de diepe ontlading te komen. Dit wordt ook wel de ontladingsdiepte (DOD) van een batterij genoemd. Het wordt sterk aanbevolen om ontlading onder dit niveau te vermijden om verslechtering van de levensduur en prestaties van de batterij te voorkomen. De laadcontroller kan de accu loskoppelen van de belasting als hij de LVD detecteert en voorkomt dat de accu diep wordt ontladen.
8. Laagspanning ontkoppelingshysterese (LVDH):Dit vertegenwoordigt het verschil tussen de LVD en de spanning waarbij de batterij opnieuw kan worden aangesloten op de belasting. Het wordt niet te klein gehouden, omdat dit kan resulteren in frequent aan- en loskoppelen. Wat de levensduur van de batterij verder kan verkorten.

Hoe kies ik een correct beoordeelde zonnelaadcontroller?

De volgende twee voorbeelden laten zien hoe u een zonnelaadcontroller met de juiste maat voor zonnepaneel- en arraysysteem selecteert met de juiste nominale stroomsterkte in ampère bij een gegeven nominale nominale spanning en belasting in watt .

Voorbeeld 1:

Laten we nu een voorbeeld nemen om de bovenstaande parameters te begrijpen, een woonkamer heeft de volgende DC-belastingen met een nominaal vermogen van 24 V;

1. Drie lampen van 20 W
2. Eén ventilator van 25 W

Alle bovengenoemde belastingen worden gevoed door twee parallel geschakelde PV-modules, elke PV-module heeft een maximale stroompuntstroom I_MP van 5 A en kortsluitstroom I_SC van 7 A. Wat is de nominale systeemspanning, de nominale stroom van de PV-generator en de nominale belastingsstroom van de laadregelaar?

Totale gelijkstroombelasting =(Aantal lampen × Wattage van elke lamp) + (Aantal ventilatoren × Wattage van elke ventilator)

Totale DC-belasting =(3 × 20) + (1 × 25) =60 + 25 =85 W

De nominale systeemspanning van de laadregelaar is gelijk aan de nominale spanning van de belasting en de PV-generator (nominale systeemspanning van de laadregelaar =24 V)

Nominale stroom PV-array =2 × 7 (kortsluitstroom van elke PV-module is 7 A en is parallel aangesloten)

Nominale stroom PV-array =14 A

Een veiligheidsfactor van 1,25 wordt in aanmerking genomen voor variatie in bepaalde kortsluitstroom onder niet-STC (Standard Test Condition).

Rekening houdend met de veiligheidsfactor van 1,25 is de nominale stroom van de PV-generator 1,25 × 14 =17,5 A

Nominale belastingsstroom =Totale DC-belasting / Nominale systeemspanning =85 / 24

Nominale belastingsstroom =3,5416 A

De laadregelaar zou dus een stroom van ongeveer 3,5416 A aan de uitgangszijde moeten kunnen verwerken.

Voorbeeld 2:

Laten we nog een voorbeeld nemen om het te oefenen; een auditorium heeft de volgende DC-belastingen met een nominaal vermogen van 12 V;

1. Drie lampen van 30 W
2. Eén ventilator van 20 W

Alle bovengenoemde belastingen worden gevoed door twee parallel aangesloten PV-modules, elke PV-module heeft een maximale stroompuntstroom I_MP van 3 A en kortsluitstroom I_SC van 5 A. Wat is de nominale systeemspanning, de nominale stroom van de PV-generator en de nominale belastingsstroom van de laadregelaar?

Totale gelijkstroombelasting =(Aantal lampen × Wattage van elke lamp) + (Aantal ventilatoren × Wattage van elke ventilator)

Totale DC-belasting =(3 × 30) + (1 × 20) =90 + 20 =110 W

De nominale systeemspanning van de laadregelaar is gelijk aan de nominale spanning van de belasting en de PV-generator (nominale systeemspanning van de laadregelaar =12 V)

Nominale stroom PV-array =2 × 5 (kortsluitstroom van elke PV-module is 5 A en is parallel aangesloten)

Nominale stroom PV-generator =10 A

Een veiligheidsfactor van 1,25 wordt in aanmerking genomen voor variatie in bepaalde kortsluitstroom onder niet-STC (Standard Test Condition).

Rekening houdend met de veiligheidsfactor van 1,25 is de nominale stroom van de PV-generator 1,25 × 10A =12,5 A

Nominale belastingsstroom =Totale DC-belasting / Nominale systeemspanning =110W / 12V

Nominale belastingsstroom =9,1666 A

De laadregelaar zou dus een stroom van ongeveer 9,1666 A aan de uitgangszijde moeten kunnen verwerken.

Maximum Power Point Tracking (MPPT):

De belasting die op een PV-module is aangesloten, bepaalt het vermogen dat door de module wordt geleverd, kijk eens naar de I-V- en de P-V-curve zoals weergegeven in afbeelding 3 hieronder.

Uit de bovenstaande afbeelding blijkt dat bij de kortsluittoestand, d.w.z. bij V =0, wordt de maximale stroom geleverd door de module die bekend staat als kortsluitstroom I_SC . Maar als we de spanning over de belasting geleidelijk verhogen door de belasting te variëren, neemt ook het aan de belasting geleverde vermogen toe.

Dus, de toename van de spanning zorgt ervoor dat het vermogen tot een bepaald punt toeneemt, het punt waarboven de toename van de spanning verder een afname van het vermogen veroorzaakt, wordt genoemd als Maximum Powerpoint (MPP). De I-V-curve van een PV-module heeft dus een punt dat overeenkomt met het maximale vermogen dat bekend staat als Maximum PowerPoint of kortweg MPP.

Het is vereist dat de belasting die op de PV-module is aangesloten, werkt op een spanning en stroom die overeenkomt met dit maximale vermogenspunt om het maximale vermogen van de PV-modules te verkrijgen. Het werkpunt is het snijpunt van I-V-karakteristieken van PV-modules met een belasting.

Fabrikanten hebben hun PV-modules beoordeeld op piekvermogen. Maar het uitgangsvermogen van PV-modules hangt niet alleen af ​​van de beschikbare zonnestraling, maar ook van de combinatie van spanning en stroom. Bijvoorbeeld tijdens de middag wanneer de zon hoog staat, zal de module geen stroom leveren als deze zich in een open circuit of kortsluiting bevindt.

Er is dus een werkpunt op de IV-curve waar het product van spanning en stroom het maximale vermogen levert. Maar dit maximale werkpunt verandert met de verandering in de intensiteit van de straling die op de PV-modules valt. Om dat maximale vermogen te verkrijgen, zijn er elektronische apparaten die ervoor zorgen dat de PV-modules de hele dag op maximaal vermogen werken bij alle stralingsniveaus. Dit idee om de PV-module op zijn maximale vermogen te laten werken, wordt Maximum Power Point Tracking (MPPT) genoemd.

Praktisch zijn er veranderingen in de I-V-curve van de PV-module als gevolg van de verandering in de intensiteit van de straling die op de module valt. Het is dus niet mogelijk om de PV voor een gekozen belasting op de MPP te laten werken. De zonnestraling is rond 9.00 uur minder en neemt geleidelijk toe tot het middaguur. Deze toename van de intensiteit van de straling zal ervoor zorgen dat de I-V-curve van de module verandert, zoals weergegeven in figuur 4 hieronder.

Dit resulteert in de wijziging van het werkpunt voor een bepaalde lading. De werkpunten voor 13.00 uur, 11.00 uur en 9.00 uur zijn respectievelijk aangeduid met A, B en C. Maar de maximale werkpunten voor 13.00 uur, 11.00 uur en 9.00 uur worden respectievelijk aangeduid met A', B' en C'.

Als we dus maximaal vermogen van de PV-module moeten halen, moeten de werkpunten A, B en C dichter bij respectievelijk A', B' en C' worden gebracht en dit wordt gedaan door een MPPT-apparaat. Het MPPT-apparaat zorgt ervoor dat het werkpunt dichter bij het maximale vermogenspunt komt bij een ander niveau van zonnestraling.

Het helpt bij het verkrijgen van het maximale vermogen dat beschikbaar is uit de PV-module bij elke instraling en temperatuur. Het maakt gebruik van een MPPT-algoritme en een elektronisch circuit om de klus te klaren. Het idee is gebaseerd op het principe van het afstemmen van de impedantie tussen de PV-module en de aangesloten belasting die essentieel is om het maximale vermogen over te dragen.

Dus wanneer de impedantie van de PV-bron en de belasting overeenkomt met het maximale vermogen, wordt het vermogen overgedragen van de PV-bron naar de belasting. Als de verhouding van modulespanning bij maximaal vermogen tot modulestroom bij maximaal vermogen overeenkomt met de impedantie van de aangesloten belasting, vindt maximale vermogensoverdracht plaats.

Maar praktisch is het niet mogelijk om deze verhouding te matchen met de impedantie van de belasting, vandaar dat het MPPT-apparaat die bewerking van impedantie-aanpassing uitvoert om het maximale beschikbare vermogen te leveren straling en temperatuur. Fabrikanten combineren de functies van de laadregelaar en MPPT in één apparaat dat algemeen bekend staat als de MPPT-laadregelaar. Zowel MPPT als de laadregelaar zijn twee verschillende en onafhankelijke functies, maar worden veel gebruikt als één apparaat om twee doelen te dienen.

Verwante berichten:

• Hoe batterijen in serie parallel aan een zonnepaneel te bedraden?
• Hoe bedraad je batterijen parallel aan een zonnepaneel en UPS?

Zon-tracking en MPPT voor het maximaliseren van het uitgangsvermogen:

Het volgen van de zon is niet hetzelfde als het volgen van MPPT's, het is een mechanisch volgen van een zonne-PV-module op een zodanige manier dat het invallen van de zonnestraal op de modules altijd loodrecht. De module moet mechanisch naar de zon gericht zijn om op dat moment van de dag maximaal vermogen te verkrijgen.

Als de modules niet loodrecht staan ​​op de zonnestralen die erop vallen, zou het meeste zonlicht door de modules worden gereflecteerd. De zonnemodule produceert maximaal uitgangsvermogen voor gegeven zonlicht wanneer de hoek van het licht en de module loodrecht op elkaar staan ​​(d.w.z. 90 ^o ) zoals weergegeven in figuur 5.

Als de hoek van het invallende licht kleiner of groter is dan 90 ^o zoals weergegeven in afbeelding 5, dan zal het uitgangsvermogen lager zijn dan het maximale uitgangsvermogen van de module. Wanneer het licht onder een hoek groter of kleiner dan 90 ^o . valt een deel van het licht wordt gereflecteerd en het licht dat door de module wordt gebruikt, is minder dan het daadwerkelijke licht dat erop valt.

Dit resulteert in een vermindering van het uitgangsvermogen dat door de module wordt gegenereerd. Het is om deze reden dat we mechanische zonvolging moeten hebben om maximaal mogelijke elektriciteit op te wekken.

Specificaties van de MPPT-oplaadcontroller:

PV-invoer

Maximaal ingangsvermogen:dit vertegenwoordigt het maximale vermogen dat de MPPT-laadcontroller aankan van de aangesloten PV-array.

Maximale nullastspanning:dit vertegenwoordigt de maximale nullastspanning die de MPPT-laadcontroller aankan.

MPPT-volgspanningsbereik:dit vertegenwoordigt het spanningsniveaubereik dat de MPPT-laadcontroller aankan.

DC-uitgang naar de batterij

Nominale accuspanning:dit vertegenwoordigt de spanning waarbij de accu werkt in een aangesloten systeem.

Instelpunt spanningsregeling (VR):dit is het maximale spanningsniveau tot waar we een batterij kunnen opladen zonder overbelasting te veroorzaken. Zodra dit niveau is bereikt, zal de laadregelaar de batterij loskoppelen van de PV-bron of de stroom regelen die aan de aangesloten batterij wordt geleverd.

Low voltage disconnect (LVD):Het vertegenwoordigt de minimale spanning tot waar de ontlading van de batterij is toegestaan ​​zonder de diepe ontlading te veroorzaken. Ook bekend als Diepte van ontlading (DOD). Wanneer het batterijniveau het DOD-niveau bereikt, wordt de MPPT-laadcontroller losgekoppeld om overladen te voorkomen.

Maximale laadstroom:dit vertegenwoordigt de maximale stroom die een MPPT-laadcontroller van de PV-array aankan. Het is een kortsluitstroom van een PV-array. Bij het ontwerpen wordt een veiligheidsfactor van 1,25 gebruikt vanwege variatie bij niet-STC-operaties.

DC-belastingsregeling

Nominale spanning:dit vertegenwoordigt de maximale laadspanning van de laadregelaar die hij zou moeten kunnen verwerken.

Maximale stroom:dit vertegenwoordigt de maximale belastingsstroom van de laadregelaar die deze moet kunnen verwerken.

Hoe kies je de juiste maat MPPT-laadcontroller?

Laten we enkele voorbeelden nemen om de bovengenoemde specificaties numeriek te begrijpen.

Voorbeeld 3:

Beschouw een PV-array van 500 watt die werkt op 24 V DC en een batterijbank van 12 V DC heeft. Bepaal de classificatie van een MPPT-laadcontroller s voor dit gegeven systeem.

• Wattage zonne-PV-array =500 W
• Zonne-PV-array bedrijfsspanning =24 V
• Bedrijfsspanning batterij =12 V

Het ingangsvermogen naar de MPPT-controller is 500 W, het zonne-PV-array wordt aangesloten aan de ingangszijde van de MPPT-laadcontroller en de batterij wordt aangesloten aan de uitgangszijde van de MPPT laadregelaar. De batterij fungeert dus als een belasting voor het systeem. De gegevens specificeren de uitgangsspanning. Uitgaande van 100 % efficiëntie kunnen we de uitgangsstroom voor zijn belasting bepalen.

Vermogen =Spanning × Stroom

Huidige =Vermogen / Spanning =500W / 12V =41,66 A

We zouden dus een MPPT van 12 V, 41,66 A nodig hebben voor het bovenstaande systeem. We kunnen de huidige waarde met 25% verhogen, rekening houdend met bepaalde omstandigheden die ervoor zorgen dat het paneel meer produceert stroom. We kunnen het dus nemen als 52 A. Dus 12 V, 52 A MPPT-laadregelaar zou geschikt zijn voor het bovenstaande systeem. Houd er rekening mee dat de MPPT-laadcontroller in staat moet zijn om de nullastspanning en de spanning op het maximale vermogenspunt van de aangesloten PV-array aan te kunnen.

Laten we nog een voorbeeld nemen waarbij we een 140 W_P moeten ontwerpen Solar home-systeem met een PV-module van 70 W met een nullastspanning van 20 V en een spanning op maximaal voedingspunt van 16 V. De spanning van de accubank is 12 V. Bepaal een geschikte MPPT-laadregelaar voor deze woning zonne-ontwerp.

Laten we de beschikbare PV-module in serie aansluiten.

De nullastspanning van het systeem wordt dus =2 × 20 =40 V

Spanning bij maximaal voedingspunt zou =2 × 16V =32 V zijn

Piekvermogen van het systeem zou =2 × 70W =140 W zijn

Het ingangsvermogen naar de MPPT-laadcontroller is 140 W als we uitgaan van 100 % efficiëntie. En de beschikbare accuspanning bij 12 V, dan kan de stroom naar het accupakket als volgt worden bepaald;

Vermogen =Spanning × Stroom

Huidige =Vermogen / Spanning =140W / 12V =11,66 A

Dus we hebben een MPPT van 12 V, 11,66 A nodig voor het bovenstaande systeem kunnen we de huidige waarde met 25% verhogen, rekening houdend met bepaalde omstandigheden die ervoor zorgen dat het paneel meer vermogen produceert. We kunnen het dus nemen als 15 A. Dus, 12 V, 15 A MPPT-laadcontroller zou geschikt zijn voor het bovenstaande systeem.

Nogmaals, het is belangrijk op te merken dat de MPPT-laadcontroller in staat moet zijn om de nullastspanning en de spanning op het maximale vermogenspunt van de aangesloten PV-array aan te kunnen.

Welke zonnelading moet ik kiezen? PWM of MPPT?

Als het gaat om het bepalen van de grootte van de controller, moet je weten of je een PWM- of een MPPT-controller gebruikt. Weet u dat een onjuiste selectie van zonnelaadcontrollers kan leiden tot een verlies van maximaal 50% van de energie van het zonnestelsel?

Zonnepaneel	Batterij	Zonnelader
12V	12V	PWM of MPPT
24V	24V	PWM of MPPT
24V	12V	MPPT (aanbevolen)

Solar laadregelaars worden gemeten op basis van de stroom van uw zonnepanelen en de spanning van uw zonnestelsel. Meestal wilt u er zeker van zijn dat u een laadregelaar heeft die groot genoeg is voor de hoeveelheid stroom en stroom die door uw panelen wordt geproduceerd.

Normaal gesproken zijn laadregelaars aanwezig in 12, 24 en 48 volt. Stroomsterktes kunnen variëren van één tot 60 ampère en spanningswaarden van zes tot 60 volt. Als je je opstelling nog niet hebt gewogen of je energiebehoefte nog niet hebt ingeschat, raden we je aan de zonnepaneelcalculator te gebruiken. Hiermee kunt u uw zonnepanelen en alle andere componenten van uw apparaat schalen.

Als je zonnestelsel 12 volt was en je ampère 14, dan heb je een zonnelaadcontroller met minimaal 14 ampère nodig. 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.

Conclusion

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.