Как солнечные складные сумки на самом деле генерируют электричество?

Как портативные солнечные батареи на самом деле генерируют электричество?

Портативные солнечные панели улавливают солнечный свет и преобразуют его в полезную электроэнергию с помощью устройства, называемого контроллером заряда или регулятором. Затем контроллер подключается к аккумулятору, поддерживая его заряд.

Что такое солнечный кондиционер?

Солнечный кондиционер обеспечивает интеллектуальную передачу электроэнергии, вырабатываемой солнечной панелью, в аккумулятор способом, подходящим для химического состава аккумулятора и уровня заряда.

Хороший регулятор будет иметь многоступенчатый алгоритм зарядки (обычно 5 или 6 стадий) и предоставлять разные программы для разных типов аккумуляторов. Современные высококачественные регуляторы будут включать специальные программы для литиевых батарей, в то время как многие более старые или более дешевые модели будут ограничены AGM, гелевыми и жидкостными батареями. Важно, чтобы вы использовали правильную программу для вашего типа батареи.

Хороший качественный солнечный регулятор будет включать в себя ряд электронных схем защиты для защиты аккумулятора, в том числе защиту от обратной полярности, защиту от короткого замыкания, защиту от обратного тока, защиту от перезарядки, защиту от переходного перенапряжения и защиту от перегрева.

Типы солнечных регуляторов

Есть два основных типа солнечных кондиционеров для портативных солнечных батарей. Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) и отслеживание точки максимальной мощности (MPPT). Все они имеют свои преимущества и недостатки, а это означает, что каждый из них подходит для различных ситуаций в кемпинге.

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ)

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ), регулятор имеет прямое соединение между солнечной панелью и аккумулятором и использует механизм быстрого переключения для регулирования заряда, поступающего в аккумулятор. Переключатель остается полностью разомкнутым до тех пор, пока батарея не достигнет напряжения стока, после чего переключатель начинает открываться и закрываться сотни раз в секунду, чтобы уменьшить ток при сохранении постоянного напряжения.

Теоретически этот тип подключения снижает эффективность солнечной панели, поскольку напряжение панели снижается, чтобы соответствовать напряжению батареи. Однако в случае портативных солнечных панелей для кемпинга практический эффект минимален, так как в большинстве случаев максимальное напряжение панели составляет всего около 18 В (и уменьшается по мере нагрева панели), в то время как напряжение батареи обычно находится в пределах 12-13 В. (AGM) или 13-14,5В (литиевые).

Несмотря на небольшую потерю эффективности, ШИМ-регуляторы обычно считаются лучшим выбором для сопряжения с портативными солнечными панелями. Преимущества регуляторов PWM по сравнению с их аналогами MPPT заключаются в меньшем весе и большей надежности, что является ключевым фактором при длительном кемпинге или в отдаленных районах, где обслуживание может быть затруднено и может быть трудно найти альтернативный регулятор.

Отслеживание точки максимальной мощности (MPPT)

Отслеживание точки максимальной мощности MPPT, регулятор имеет возможность преобразовывать избыточное напряжение в дополнительный ток при правильных условиях.

Контроллер MPPT будет постоянно контролировать напряжение панели, которое постоянно меняется в зависимости от таких факторов, как нагрев панели, погодные условия и положение солнца. Он использует полное напряжение панели для расчета (отслеживания) наилучшей комбинации напряжения и тока, а затем снижает напряжение, чтобы оно соответствовало напряжению зарядки аккумулятора, чтобы он мог подавать дополнительный ток на аккумулятор (помните, что мощность = напряжение x ток) .

Но есть важный нюанс, снижающий практический эффект от контроллеров MPPT для портативных солнечных батарей. Чтобы получить реальную пользу от контроллера MPPT, напряжение на панели должно быть как минимум на 4-5 вольт выше напряжения заряда аккумулятора. Учитывая, что большинство портативных солнечных панелей имеют максимальное напряжение около 18-20 В, которое может упасть до 15-17 В, когда они нагреваются, в то время как большинство аккумуляторов AGM имеют напряжение от 12 до 13 В, а большинство литиевых аккумуляторов - от 13 до 14,5 В. разницы в напряжении недостаточно для того, чтобы функция MPPT оказала реальное влияние на зарядный ток.

По сравнению с контроллерами PWM, контроллеры MPPT имеют недостаток, заключающийся в том, что они тяжелее и, как правило, менее надежны. По этой причине и их минимальному влиянию на потребляемую мощность вы не часто увидите их в складных сумках для солнечных батарей.