معرفی شارژکنترلر

شارژ کنترلر یا تنظیم کننده شارژ،  جریان شارژ و دشارژ باتری‌ها را کنترل می‌کند. شارژ کنترلر، باتری را در مقابل شارژ اضافی یا افزایش ولتاژ که عمر آن را کم کرده و ممکن است باعث خطراتی نیز شود، محافظت می‌کند. همچنین از تخلیه کامل باتری جلوگیری کرده و سرعت دشارژ باتری را متناسب با نوع باتری و به منظور حفاظت از آن، محدود می‌کند. این دستگاه که یکی از اجزای سیستم های آفگرید (off-grid) میباشد دارای قابلیت های زیادی از جمله انواع محافظت ها، قابلیت کنترل بار، شارژ USB، قابلیت مانیتورینگ از راه دور، تایمر  و ... است.

زمانی که نور خورشید زیاد می شود پنل خورشیدی هم ولتاژ بیشتری تولید می کند و ولتاژ بیش از حد پنل خورشیدی می تواند به باتری ها آسیب برساند. پس شارژ کنترلر برای تامین یک ولتاژ مناسب جهت شارژ باتری ها استفاده می شود و از وارد شدن خسارت به باتری ها و آتش سوزی ناشی از ولتاژ بالا جلوگیری میکند.

تکنولوژی های شارژکنترلر به چه معناست؟

به طور کلی تکنولوژی های ساخت شارژکنترلر ها به دو دسته PWM و MPPT تقسیم میشوند.

1. PWM (Pulse Width Modulation)

کنترل‌کننده‌های شارژ قدیمی‌تر به‌طور مکانیکی جریان انرژی به باتری‌ها را توسط رله‌های الکتریکی کنترل می‌کردند، اما کنترل‌کننده‌های شارژ مدرن از PWM برای کاهش سرعت انتقال انرژی به باتری تا زمانی که کاملاً شارژ شود، استفاده می‌کنند. حالت شارژ PWM را می توان به عنوان یک سوئیچ الکترونیکی سری (MOSFET) در مدار بین پنل خورشیدی و باتری درک کرد. شکل موج PWM توسط ریزپردازنده برای کنترل روشن و خاموش کردن سوئیچ الکترونیکی تولید می‌شود تا میانگین جریان شارژ از پنل خورشیدی به باتری را کنترل کرده و به ولتاژ شارژ متوسط باتری دست یابد. نمودار شماتیک کنترل کننده PWM در شکل زیر نشان داده شده است.

با توجه به پالس‌های تیز مورد استفاده در کنترل‌کننده‌های شارژ PWM، مشکل نویز برای برنامه‌هایی مانند تلویزیون یا رادیو که باعث ایجاد تداخل در عملکرد آنها می‌شود، باید مورد توجه قرار گیرد.

3. MPPT (Maximum Power Point Tracking)

کنترل‌کننده‌های MPPT جدید کارآمدتر از کنترل‌کننده‌های مورد بحث اولیه هستند و در طراحی کنترل‌کننده نهایی هستند. آنها برای اطمینان از حداکثر شارژ، خروجی پنل های خورشیدی را با ولتاژ باتری مطابقت می دهند. MPPT یک اتصال غیرمستقیم بین پنل خورشیدی و باتری است که از مبدل ولتاژ DC/DC به مقادیر جریان بیش از حد بالاتر با منابع ولتاژ کمتر برای دریافت حداکثر انتقال انرژی تشکیل شده است. شاید قیمت این نوع کنترل‌کننده‌ها به عنوان یک نقطه ضعف برای آن‌ها در نظر گرفته شود، اما راندمان در محدوده 94 تا 98 درصد می‌تواند اهمیت این نوع کنترل‌کننده‌ها را توضیح دهد، در حالی که برای سیستم‌های بزرگ‌تر ممکن است منجر به صرفه‌جویی قابل توجهی در هزینه شود. 10 تا 30 درصد انرژی بیشتری به باتری می دهد.
به عنوان مثال، یک پنل خورشیدی با توان 160 وات تا زمانی که باتری آن به ولتاژ بهینه نرسد، انرژی کامل را دریافت نخواهد کرد. با یک PWM معمولی، باتری کنترل کننده شارژ مقدار محدودی انرژی دریافت می کند زیرا ولتاژ آرایه ورودی به ولتاژ باتری ها محدود می شود و هیچ مقرراتی در مورد جریان وجود ندارد. این در حالی است که برای کنترلر شارژ MPPT، جریان به گونه ای تنظیم می شود که برای مقدار مشخصی ولتاژ، نرخ جریان افزایش می یابد، بنابراین حداکثر توان پنل های خورشیدی برای سیستم ذخیره سازی در دسترس خواهد بود. این مکانیسم تا 30 درصد از اتلاف برق کنترل کننده های شارژ معمولی جلوگیری می کند.

تفاوت رفتاری بین MPPT و PWM

اکنون زمان آن است که در مورد شارژکنترلر های MPPT و PWM و رفتار آنها در مورد منحنی I-V یک سلول خورشیدی صحبت کنیم. خط آبی نشان داده شده در شکل زیر انتقال نیرو در یک سلول خورشیدی است. می توان اشاره کرد که نقطه بهینه در خط قرمز که متعلق به ولتاژ و جریان بهینه است منجر به انتقال حداکثر توان می شود. بنابراین یک کنترل کننده شارژ کارآمد باید این نقطه و حداکثر توان مربوطه را دنبال کند. برای کنترل کننده شارژ MPPT با ولتاژ باتری ثابت، الگوریتم کنترل جریان سلول خورشیدی را تا زمانی که توان به حداکثر مقدار برسد افزایش می دهد.

شرکت‌ها معمولا شارژکنترلرهای خود را بر اساس سیستم کنترلی یعنی PWM و MPPT دسته‌بندی می‌کنند. نمودار زیر نمایی کلی از محصولات Epsolar ارائه میدهد.

فروشگاه آسا انرژی این افتخار را دارد که انواع شارژکنترلر های شرکت EPSOLAR را در این فروشگاه به فروش برساند. برای مشاهده محصولات و خرید به صفحه فروشگاهی آساانرژی مراجعه یا اینجا کلیک کنید.