सौर ऊर्जा अपेक्षाकृत कम शक्ति फोटोवोल्टिक पैनलों के निर्माण के लिए अब तक (घरेलू स्तर पर) सीमित है। लेकिन वर्तमान में सूर्य के प्रकाश के फोटोवोल्टिक कनवर्टर के डिजाइन की परवाह किए बिना, यह उपकरण सौर चार्ज नियंत्रक नामक एक मॉड्यूल से सुसज्जित है।
दरअसल, एक सौर बैटरी प्रकाश संश्लेषण स्थापना योजना में एक भंडारण बैटरी शामिल है - एक सौर पैनल से प्राप्त ऊर्जा के लिए एक भंडारण उपकरण। यह यह द्वितीयक ऊर्जा स्रोत है जो मुख्य रूप से नियंत्रक द्वारा परोसा जाता है।
हमारे लेख में, हम डिवाइस और इस उपकरण के संचालन के सिद्धांतों को समझेंगे, साथ ही साथ इसे कैसे कनेक्ट करें पर विचार करें।
सौर नियंत्रक
इलेक्ट्रॉनिक मॉड्यूल, जिसे सौर बैटरी का नियंत्रक कहा जाता है, को सौर बैटरी को चार्ज / डिस्चार्ज करने की प्रक्रिया में कई नियंत्रण कार्यों को करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
जब सूर्य के प्रकाश की स्थापना सौर पैनल की सतह पर होती है, उदाहरण के लिए, एक घर की छत पर, यह प्रकाश डिवाइस की फोटोकल्स द्वारा विद्युत प्रवाह में परिवर्तित हो जाता है।
छवि गैलरी
से फोटो
नियंत्रक सौर स्टेशन का एक अनिवार्य घटक है जो सूर्य के प्रकाश की ऊर्जा से विद्युत प्रवाह उत्पन्न करता है
निजी मिनी पावर प्लांट के मालिक और सोलर पावर इंस्टॉलेशन प्राप्त करने के इच्छुक लोग अब दो प्रकार के नियंत्रकों के साथ प्रस्तुत किए गए हैं: PWM (या PWM) और MPPT
PWM कंट्रोलर मल्टी-स्टेज बैटरी चार्ज प्रदान करते हैं। उनकी मदद से, भरने, संरेखण, अवशोषण और प्रभार का समर्थन किया जाता है।
घरेलू सौर प्रतिष्ठानों के लिए नियंत्रकों के सस्ते मॉडल एलईडी संकेतकों से लैस हैं जो आपको बैटरी के प्रदर्शन और तकनीकी स्थिति की निगरानी करने की अनुमति देते हैं
MPPT (अधिकतम पावर पॉइंट ट्रैकिंग) - एक उच्च स्तर और मूल्य के नियंत्रक। वे अधिकतम शक्ति बिंदु पर नज़र रखने के लिए प्रदान करते हैं
छोटे सौर ऊर्जा संयंत्रों के लिए, जिनमें एक या दो पैनल शामिल हैं, पीडब्लूएम नियंत्रकों (पीडब्लूएम) की क्षमता पर्याप्त है
दोनों प्रकार के नियंत्रक, साथ ही साथ सर्किट से जुड़ी बैटरी, घर के अंदर स्थापित की जानी चाहिए, क्योंकि उनके डिजाइन में तापमान-संवेदनशील सेंसर हैं
यदि आप एक एकीकृत सौर स्टेशन खरीद रहे हैं तो नियंत्रक खरीदने की कोई आवश्यकता नहीं है। इसके अछूता आवरण में, बिजली के प्रसंस्करण और भंडारण के लिए आवश्यक उपकरणों का एक पूरा सेट है
सौर पैनलों के लिए नियंत्रक
वाइड पल्स मॉड्यूलेशन कंट्रोलर
मल्टीलेवल बैटरी चार्जर
एलईडी संकेतक के साथ बजट मॉडल
MRPT सौर स्टेशन के लिए नियंत्रक
देने के लिए छोटा हेलिओस्टेशन
सोलर पैनल को उपकरण से जोड़ना
सौर पैनलों और उपकरणों का एक जटिल
वास्तव में, प्राप्त ऊर्जा को सीधे भंडारण बैटरी में आपूर्ति की जा सकती है। हालांकि, एक बैटरी को चार्ज / डिस्चार्ज करने की प्रक्रिया की अपनी सूक्ष्मताएं (धाराओं और वोल्टेज के कुछ स्तरों) हैं। यदि आप इन सूक्ष्मताओं की उपेक्षा करते हैं, तो ऑपरेशन की एक छोटी अवधि के लिए बैटरी बस विफल हो जाएगी।
ऐसे दु: खद परिणाम न होने के लिए, एक मॉड्यूल को सौर बैटरी के लिए चार्ज नियंत्रक कहा जाता है।
बैटरी स्तर की निगरानी के अलावा, मॉड्यूल ऊर्जा की खपत पर भी नज़र रखता है। डिस्चार्ज की डिग्री के आधार पर, सौर बैटरी से बैटरी चार्ज नियंत्रक का सर्किट नियंत्रित करता है और प्रारंभिक और बाद के चार्ज के लिए आवश्यक वर्तमान स्तर निर्धारित करता है।
सौर ऊर्जा संयंत्र के बैटरी चार्ज नियंत्रक की क्षमता के आधार पर, इन उपकरणों के डिजाइनों में बहुत भिन्न कॉन्फ़िगरेशन हो सकता है
सामान्य तौर पर, सरल शब्दों में, मॉड्यूल बैटरी के लिए एक लापरवाह "जीवन" प्रदान करता है, जो समय-समय पर जमा होता है और उपभोक्ता उपकरणों को ऊर्जा देता है।
व्यावहारिक प्रकार
औद्योगिक स्तर पर, दो प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक उपकरण लॉन्च किए गए हैं और निर्मित किए जा रहे हैं, जिनमें से निष्पादन सौर ऊर्जा प्रणाली उपकरण में स्थापना के लिए उपयुक्त है:
- PWM श्रृंखला के उपकरण।
- MPPT श्रृंखला उपकरण।
सौर बैटरी के लिए पहले प्रकार के नियंत्रक को "बूढ़ा आदमी" कहा जा सकता है। इस तरह की योजनाओं को विकसित किया गया और सौर और पवन ऊर्जा के गठन की प्रक्रिया में लगाया गया।
पीडब्लूएम नियंत्रक सर्किट के संचालन का सिद्धांत पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन एल्गोरिदम पर आधारित है। ऐसे उपकरणों की कार्यक्षमता अधिक उन्नत एमपीपीटी श्रृंखला के उपकरणों से कुछ हद तक नीच है, लेकिन सामान्य तौर पर वे भी काफी कुशलता से काम करते हैं।
सोलर स्टेशन बैटरी चार्ज कंट्रोलर के सबसे लोकप्रिय मॉडलों में से एक, इस तथ्य के बावजूद कि डिवाइस सर्किट को PWM तकनीक का उपयोग करके बनाया गया है, जिसे अप्रचलित माना जाता है
अधिकतम पावर प्वाइंट ट्रैकिंग तकनीक (अधिकतम शक्ति सीमा को ट्रैक करना) का उपयोग करने वाले डिजाइन, सर्किटरी समाधान के लिए एक आधुनिक दृष्टिकोण द्वारा प्रतिष्ठित हैं, अधिक से अधिक कार्यक्षमता प्रदान करते हैं।
लेकिन यदि आप दोनों प्रकार के नियंत्रक और तुलना करते हैं, तो घरेलू क्षेत्र के प्रति पूर्वाग्रह के साथ, एमपीपीटी डिवाइस उज्ज्वल प्रकाश में नहीं दिखते हैं जिसमें वे पारंपरिक रूप से विज्ञापित हैं।
MPPT प्रकार नियंत्रक:
- एक उच्च लागत है;
- एक परिष्कृत ट्यूनिंग एल्गोरिथ्म है;
- एक बड़े क्षेत्र के पैनलों पर ही शक्ति प्राप्त करता है।
इस प्रकार के उपकरण वैश्विक सौर ऊर्जा प्रणालियों के लिए अधिक उपयुक्त हैं।
सौर ऊर्जा संयंत्र के निर्माण के हिस्से के रूप में संचालन के लिए डिज़ाइन किया गया नियंत्रक। उपकरणों के एमपीपीटी वर्ग का एक प्रतिनिधि है - अधिक उन्नत और कुशल
यह एक घरेलू वातावरण से एक साधारण उपयोगकर्ता की जरूरतों के लिए PWM नियंत्रक (PWM) को खरीदने और संचालित करने के लिए अधिक लाभदायक है, जिसमें आमतौर पर छोटे क्षेत्र के पैनल होते हैं।
नियंत्रकों के आरेख ब्लॉक करें
पीडब्लूएम और एमपीपीटी नियंत्रकों के योजनाबद्ध आरेख उनके संकीर्ण विचार द्वारा विचार के लिए - यह बहुत जटिल है, इलेक्ट्रॉनिक्स की सूक्ष्म समझ के साथ मिलकर। इसलिए, केवल संरचनात्मक योजनाओं पर विचार करना तर्कसंगत है। यह दृष्टिकोण व्यक्तियों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए समझ में आता है।
विकल्प # 1 - PWM डिवाइस
दो कंडक्टर (प्लस और माइनस) के माध्यम से सौर पैनल से वोल्टेज स्थिर तत्व और विभाजित प्रतिरोधक श्रृंखला के लिए आता है। सर्किट के इस टुकड़े के कारण, इनपुट वोल्टेज की संभावित समानता प्राप्त होती है और, कुछ हद तक, वे इनपुट वोल्टेज की सीमा से अधिक नियंत्रक इनपुट के संरक्षण को व्यवस्थित करते हैं।
यहां पर जोर दिया जाना चाहिए: डिवाइस के प्रत्येक व्यक्तिगत मॉडल में इनपुट वोल्टेज (प्रलेखन में संकेतित) के लिए एक विशिष्ट सीमा है।
यह PWM प्रौद्योगिकियों पर आधारित उपकरणों का संरचनात्मक आरेख जैसा दिखता है। छोटे घरेलू स्टेशनों के हिस्से के रूप में संचालन के लिए, इस तरह के एक योजनाबद्ध दृष्टिकोण पर्याप्त दक्षता प्रदान करता है
इसके अलावा, वोल्टेज और विद्युत शक्ति ट्रांजिस्टर द्वारा आवश्यक मूल्य तक सीमित हैं। ये सर्किट घटक, बदले में, ड्राइवर चिप के माध्यम से नियंत्रक चिप द्वारा नियंत्रित होते हैं। नतीजतन, पावर ट्रांजिस्टर की जोड़ी का आउटपुट वोल्टेज बैटरी के लिए वोल्टेज और करंट का सामान्य मूल्य निर्धारित करता है।
इसके अलावा सर्किट में एक तापमान सेंसर और एक ड्राइवर होता है जो पावर ट्रांजिस्टर को नियंत्रित करता है, जो लोड पावर (बैटरी के गहरे निर्वहन के खिलाफ सुरक्षा) को नियंत्रित करता है। तापमान संवेदक PWM नियंत्रक के महत्वपूर्ण तत्वों की हीटिंग स्थिति की निगरानी करता है।
आमतौर पर मामले के अंदर या पावर ट्रांजिस्टर के रेडिएटर्स पर तापमान का स्तर। यदि तापमान सेटिंग्स में निर्धारित सीमा से परे चला जाता है, तो डिवाइस सभी सक्रिय बिजली लाइनों को डिस्कनेक्ट कर देता है।
विकल्प # 2 - एमपीपीटी उपकरण
इस मामले में योजना की जटिलता कई तत्वों के अतिरिक्त होने के कारण है जो काम की परिस्थितियों के आधार पर आवश्यक नियंत्रण एल्गोरिदम को अधिक सावधानी से बनाते हैं।
वोल्टेज और वर्तमान स्तरों की निगरानी और तुलना सर्किट द्वारा की जाती है, और अधिकतम आउटपुट शक्ति तुलना परिणामों से निर्धारित होती है।
एमपीपीटी प्रौद्योगिकियों पर आधारित प्रभारी नियंत्रकों के लिए संरचनात्मक सर्किट आरेख। परिधीय उपकरणों की निगरानी और नियंत्रण के लिए एक अधिक परिष्कृत एल्गोरिदम यहां पहले से ही नोट किया गया है।
इस प्रकार के नियंत्रक और पीडब्लूएम उपकरणों के बीच मुख्य अंतर यह है कि वे मौसम की स्थिति की परवाह किए बिना ऊर्जा सौर मॉड्यूल को अधिकतम शक्ति में समायोजित करने में सक्षम हैं।
ऐसे उपकरणों का सर्किट कई नियंत्रण विधियों को लागू करता है:
- गड़बड़ी और अवलोकन;
- बढ़ती चालकता;
- वर्तमान स्वीप;
- स्थिर वोल्टेज।
और सामान्य कार्रवाई के अंतिम खंड में, इन सभी तरीकों की तुलना करने के लिए एक एल्गोरिथ्म का भी उपयोग किया जाता है।
नियंत्रकों को जोड़ने के तरीके
कनेक्शन के विषय पर विचार करते हुए, इसे तुरंत नोट किया जाना चाहिए: प्रत्येक व्यक्तिगत डिवाइस की स्थापना के लिए, एक विशिष्ट विशेषता सौर पैनलों की एक विशिष्ट श्रृंखला के साथ काम है।
इसलिए, उदाहरण के लिए, यदि एक नियंत्रक का उपयोग किया जाता है जो 100 वोल्ट के अधिकतम इनपुट वोल्टेज के लिए डिज़ाइन किया गया है, तो सौर पैनलों की एक श्रृंखला को आउटपुट पर इस मूल्य से अधिक नहीं होना चाहिए।
पहले चरण के आउटपुट और इनपुट वोल्टेज के संतुलन के नियम के अनुसार कोई भी सौर ऊर्जा संयंत्र संचालित होता है। नियंत्रक के वोल्टेज की ऊपरी सीमा पैनल के वोल्टेज की ऊपरी सीमा के अनुरूप होनी चाहिए
डिवाइस को जोड़ने से पहले, इसकी भौतिक स्थापना की जगह निर्धारित करना आवश्यक है। नियमों के अनुसार, सूखी, हवादार कमरों को स्थापना स्थल के रूप में चुना जाना चाहिए। डिवाइस के पास ज्वलनशील पदार्थों की उपस्थिति को बाहर रखा गया है।
डिवाइस के तत्काल आसपास के क्षेत्र में कंपन, गर्मी और आर्द्रता के स्रोतों की उपस्थिति अस्वीकार्य है। स्थापना स्थल को वर्षा और सीधी धूप से बचाना चाहिए।
PWM मॉडल कनेक्शन तकनीक
PWM-नियंत्रकों के लगभग सभी निर्माताओं को कनेक्ट करने वाले उपकरणों के सटीक अनुक्रम का पालन करने की आवश्यकता होती है।
पीडब्लूएम नियंत्रकों को परिधीय उपकरणों से जोड़ने की तकनीक विशेष रूप से जटिल नहीं है। प्रत्येक बोर्ड लेबल वाले टर्मिनलों से सुसज्जित है। बस आपको क्रियाओं के अनुक्रम का पालन करना होगा
परिधीय उपकरणों को संपर्क टर्मिनलों के पदनामों के अनुसार पूर्ण रूप से जोड़ा जाना चाहिए:
- संकेतित ध्रुवता के अनुसार बैटरी डिवाइस के टर्मिनलों पर बैटरी तारों को कनेक्ट करें।
- सकारात्मक तार के सीधे संपर्क बिंदु पर सुरक्षात्मक फ्यूज पर स्विच करें।
- सौर पैनल के लिए इच्छित नियंत्रक संपर्कों पर, सौर पैनल पैनलों से आने वाले कंडक्टरों को ठीक करें। ध्रुवीयता का निरीक्षण करें।
- डिवाइस के भार के टर्मिनलों के लिए संबंधित वोल्टेज (आमतौर पर 12/24 वी) का एक परीक्षण दीपक कनेक्ट करें।
निर्दिष्ट अनुक्रम का उल्लंघन नहीं किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, पहले से असंबद्ध बैटरी के साथ सौर पैनलों को जोड़ने के लिए कड़ाई से मना किया गया है। इस तरह के कार्यों से, उपयोगकर्ता डिवाइस को "जल" देता है। यह सामग्री बैटरी के साथ सौर पैनलों के विधानसभा आरेख का अधिक विस्तार से वर्णन करती है।
पीडब्लूएम श्रृंखला नियंत्रकों के लिए, यह नियंत्रक के लोड टर्मिनलों में वोल्टेज इन्वर्टर कनेक्ट करने की अनुमति नहीं है। पलटनेवाला को सीधे बैटरी टर्मिनलों से जोड़ा जाना चाहिए।
MPPT साधन कनेक्शन प्रक्रिया
इस प्रकार के तंत्र के लिए भौतिक स्थापना के लिए सामान्य आवश्यकताएं पिछले प्रणालियों से भिन्न नहीं होती हैं। लेकिन तकनीकी स्थापना अक्सर कुछ अलग होती है, क्योंकि एमपीपीटी नियंत्रकों को अक्सर अधिक शक्तिशाली उपकरण माना जाता है।
उच्च शक्ति स्तरों के लिए डिज़ाइन किए गए नियंत्रकों के लिए, पावर सर्किट कनेक्शन पर धातु समाप्ति से लैस बड़े क्रॉस-सेक्शन केबलों का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है
उदाहरण के लिए, शक्तिशाली प्रणालियों के लिए, इन आवश्यकताओं को इस तथ्य से पूरक किया जाता है कि निर्माता बिजली कनेक्शन लाइनों के लिए एक केबल लेने की सलाह देते हैं, जिसे कम से कम 4 ए / मिमी के वर्तमान घनत्व के लिए डिज़ाइन किया गया है।2। यही है, उदाहरण के लिए, 60 ए की धारा के लिए नियंत्रक के लिए, आपको कम से कम 20 मिमी के क्रॉस सेक्शन के साथ बैटरी से कनेक्ट करने के लिए एक केबल की आवश्यकता होती है2.
कनेक्टिंग केबल्स को तांबे के लग्स से सुसज्जित किया जाना चाहिए, एक विशेष उपकरण के साथ कसकर समतल होना चाहिए। सौर पैनल और बैटरी के नकारात्मक टर्मिनलों को फ़्यूज़ और स्विच के साथ एडेप्टर से लैस किया जाना चाहिए।
यह दृष्टिकोण ऊर्जा हानि को समाप्त करता है और स्थापना के सुरक्षित संचालन को सुनिश्चित करता है।
एक शक्तिशाली एमपीपीटी नियंत्रक के कनेक्शन के ब्लॉक आरेख: 1 - सौर पैनल; 2 - एमपीपीटी नियंत्रक; 3 - टर्मिनल ब्लॉक; 4,5 - फ़्यूज़; 6 - नियंत्रक शक्ति स्विच; 7.8 - जमीन का टायर
सौर पैनलों को डिवाइस से कनेक्ट करने से पहले, सुनिश्चित करें कि टर्मिनलों पर वोल्टेज नियंत्रक इनपुट पर लागू होने की अनुमति देने वाले वोल्टेज की तुलना में या उससे कम है।
बाह्य उपकरणों को MTTP डिवाइस से जोड़ना:
- पैनल और बैटरी स्विच को "बंद" स्थिति में लाएं।
- पैनल और बैटरी पर सुरक्षात्मक फ़्यूज़ निकालें।
- बैटरी के लिए नियंत्रक टर्मिनलों के साथ केबल को बैटरी टर्मिनलों से कनेक्ट करें।
- सौर पैनल के टर्मिनलों के लिए केबल को संबंधित संकेत से चिह्नित नियंत्रक टर्मिनलों से कनेक्ट करें।
- ग्राउंड बस को एक केबल के साथ ग्राउंड बस से कनेक्ट करें।
- निर्देशों के अनुसार नियंत्रक पर तापमान संवेदक स्थापित करें।
इन चरणों के बाद, पहले से हटाए गए बैटरी फ्यूज को बदलना और स्विच को "चालू" स्थिति में रखना आवश्यक है। कंट्रोलर स्क्रीन पर बैटरी डिटेक्शन सिग्नल दिखाई देगा।
फिर, एक छोटे विराम (1-2 मिनट) के बाद, सौर पैनल के लिए पहले से हटाए गए फ्यूज को जगह पर रखें और पैनल स्विच को "चालू" स्थिति में रखें।
इंस्ट्रूमेंट स्क्रीन सौर पैनल के वोल्टेज मान को दिखाएगा। यह क्षण ऑपरेशन में सौर ऊर्जा संयंत्र के सफल प्रक्षेपण का संकेत देता है।
उद्योग सर्किट समाधान के संदर्भ में बहुक्रियाशील उपकरणों का उत्पादन करता है। इसलिए, अपवाद के बिना सभी प्रतिष्ठानों के कनेक्शन के बारे में अस्पष्ट सिफारिशें देना असंभव है।
हालांकि, सभी प्रकार के उपकरणों के लिए मुख्य सिद्धांत समान है: बैटरी को कंट्रोलर बसों से जोड़े बिना, फोटोवोल्टिक पैनलों के साथ कनेक्शन अस्वीकार्य है। इसी तरह की आवश्यकताओं को वोल्टेज इन्वर्टर सर्किट में शामिल करने के लिए प्रस्तुत किया जाता है। इसे सीधे संपर्क द्वारा बैटरी से जुड़ा एक अलग मॉड्यूल माना जाना चाहिए।
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