Гибридные контроллеры для ветрогенератора и солнечных батарей

Наверняка многие горожане, устав от постоянного шума, автомобильных выхлопов, городской суеты, хотели бы построить себе загородный дом где-нибудь в тихом месте, желательно на берегу реки, невдалеке от леса. Найти такое место, скорее всего, не составит особого труда. Но такое уютное местечко чаще всего оказывается вдали от благ цивилизации – водопровода, электричества, газа.

С водой вопрос можно решить, пробурив артезианскую скважину. Газ заменить электричеством. А вот электричество… Электричество нужно будет производить самим. Наиболее доступными источниками получения электричества являются солнце и ветер. Именно поэтому солнечные батареи и ветросиловые электроустановки находят самое широкое применение при сооружении домашних электростанций.

Несмотря на то, что источники энергии такие разные – солнце и ветер – принципиально домашние электростанции имеют практически одинаковую конфигурацию. В состав таких миниэлектростанций входят контроллеры, аккумуляторные батареи, инверторы, системы управления. Разница только во внешнем контуре преобразования энергии.

У солнечных электростанций производителем электроэнергии являются гелиевые батареи. Наибольшее распространение получили гелиевые панели на базе моно- или поликристаллического кремния. Реже используются панели на базе кристаллов арсенида галлия. Установленные в наиболее освещаемых местах солнечные батареи, насчитывающие иногда до нескольких десятков панелей, производят постоянный ток, который через контроллер заряжает аккумуляторные батареи.

В отличие от гелиевых фотопреобразователей, ветрогенераторы производят переменный ток. Использовать этот ток непосредственно для питания домашних электроприборов не представляется возможным, так как его параметры находятся в прямой зависимости от вращения ротора ветрогенератора. Сильный ветер – ротор вращается с одной скоростью. Ветер послабее – другая скорость. А в безветренную погоду и вовсе нет тока. Поэтому в конструкциях домашних ветроэлектростанций также предусмотрена аккумуляторная батарея, которая заряжается через ветроконтроллер. Этот контроллер преобразует переменный ток, вырабатываемый ветрогенератором в постоянный ток, которым производится заряд аккумуляторных батарей.

Если позволяют условия и возможности, для надежного круглогодичного обеспечения загородного дома электроэнергией, устанавливается комбинированная система генерации электрического тока – солнечные батареи и ветросиловая электростанция.

Это дает ощутимые плюсы, например, можно сократить количество аккумуляторов или при равном количестве аккумуляторов увеличить полезную нагрузку, так как заряд аккумуляторной батареи будет производиться от ветрогенератора даже в темное время суток, что невозможно в случае применения только солнечных батарей. Но плюсов без минусов не бывает. Для ветросиловой установки потребуется свой, отдельный контроллер, а кроме того, понадобится устройство согласования выходов солнечного и ветрового контроллеров, работающих на одну и ту же аккумуляторную батарею.

Для того, чтобы устранить этот недостаток, фирмами, которые специализируются на производстве индивидуальных электростанций, был разработан и выпущен гибридный контроллер для ветрогенератора и солнечных батарей. В этом контроллере объединены все функции контроля и управления зарядом аккумуляторов. Он имеет два входа: вход переменного тока от ветрогенератора и вход постоянного тока от солнечных батарей. Преобразуя переменный ток от ветрогенератора в постоянный и объединяя его с током от гелиевых батарей, контроллер производит зарядку аккумуляторных батарей, осуществляя полный комплекс слежения и управления уровнем заряда.

Гибридные контроллеры, как и обычные, могут быть выполнены либо по схеме ШИМ (широтно-импульсная модуляция), либо по схеме МРРТ (поиск точки максимального значения мощности). Отличаются эти две схемы друг от друга тем, что в работе они используют разные вольтамперные характеристики. Так как ветрогенераторы неравномерно вырабатывают электричество, то, как следствие, и на аккумуляторы энергия заряда будет поступать неравномерно. Гибридный контроллер этот неприятный момент устраняет, сбрасывая избыток энергии на специальные устройства. Таким образом был полностью решен вопрос совместимости двух разных источников энергии для индивидуальных электростанций.

Гибридный МРРТ контроллер 12 В/24 В

Этот контроллер изготовлен по технологии МРРТ, которая позволяет отслеживать точку максимальной мощности, тем самым используя наиболее эффективный режим работы всей установки и заряд аккумуляторов. Параметры напряжения пользователь может устанавливать сам при настройке. В контроллере, кроме ручной установки напряжения, имеется функция автоматического распознавания 12В/24В. Для напряжения 12В резервируется мощность от 100 ватт до 300 ватт и для 24В – от 200 ватт до 600 ватт. Это означает, что для ветрогенератора контроллер в состоянии задействовать канал на мощность от 100 ватт до 600 ватт.

Гибридный контроллер МРРТ 12В/24В

Контроллер работает под управлением микропроцессора, реализует функции защиты от перенапряжения, от короткого замыкания, от неправильного подключения клемм. Реализованы также функции защиты от перегрузки и перезаряда аккумуляторов, датчик освещения автоматически с наступлением темноты включает наружное освещение и отключает его при наступлении рассвета.

Для нормальной работы устройства предусмотрена температурная компенсация. Непрерывно контролируется ток заряда аккумуляторов от контура ветрогенератора и от солнечных батарей. В случае необходимости включается система защитного торможения ветрогенератора. Кроме этого, пользователь может самостоятельно изменять настройку параметров системы. Можно изменять значение точки срабатывания защиты по напряжению, увеличивать напряжение, регулировать датчик освещенности, настраивать таймер и так далее. Имеется выключатель питания.

Клеммная панель гибридного контроллера

Основные технические данные:
Номинальная мощность ветрогенератора (12В/24В) (100 – 300 ватт)/(200 – 600 ватт)
Напряжение тормоза ветрогенератора (12В/24В) 15В переменного тока/25В переменного тока
Тормозной ток ветрогенератора (12В/24В) 35 ампер
Индикация Светодиодная 8х2, зеленая подсветка
Статическое потребление энергии (мА) < 20
Рабочая температура -30°С – +55°С
Температура хранения -35°С – +80°С
Допустимая влажность 0% — 98%
Температурная компенсация — 35 мВ/градус
Высота над уровнем моря (м) До 2000 метров
Передача данных (под заказ) Конвертер RS232-USB / RS485 / GPRS
Класс защиты IP55
Габаритные размеры (ШхДхВ) 146х152х78 миллиметров
Вес нетто 1.2 килограмма

Настройки управления ветрогенератором:
Номинальная мощность ветрогенератора (12В/24В) 100Вт – 300Вт/200Вт – 600Вт
Напряжение тормоза ветрогенератора (12В/24В) 15В переменного тока/25В переменного тока (регулируется)
Тормозной ток ветрогенератора 23А
Настройки управления солнечными батареями:
Максимальная мощность солнечных панелей (12В/24В) 150Вт/300Вт
Максимальное напряжение холостого хода солнечных панелей (12В/24В) 24.0 В/48.0В
Максимальный тока заряда солнечных панелей 12.5 ампер
Настройки управления аккумуляторной батареей:
Напряжение перегрузки (12В/24В) 10.5В/20.0В (регулируется)
Напряжение восстановления при перегрузке (12В/24В) 12.0В/24.0В (регулируется)
Напряжение перезаряда (12В/24В) 15.0В/30.0В (регулируется)
Напряжение восстановления заряда (12В/24В) 13.5В/27.0В (регулируется)
Функция настройки выходов:
Номинальный ток каждого линейного выхода 5 ампер
Номинальная мощность каждого линейного выхода (12В/24В) 60 ватт/120 ватт
Пороговое значение напряжения датчика освещенности в сумерках и на рассвете 6.0 вольт (регулируется)

Стоимость контроллера ‒ 9500 рублей.

Модельный ряд гибридных контроллеров для ветрогенераторов и солнечных батарей достаточно большой. Они отличаются, естественно, мощностью, конструкцией, дизайном, ценой. Но функционально эти устройства мало чем отличаются друг тот друга. Поэтому, зная возможности одного, пусть и недостаточно мощного прибора, можно уже подбирать для своих нужд именно тот, который соответствует потребностям будущего владельца загородного дома.