Привет, гиктаймс! В предыдущая часть Была рассмотрена и протестирована работа платы BMS, обеспечивающей корректный заряд литий-ионного аккумулятора.
Почта Китая наконец-то доставила контроллер заряда Solar, так что пришло время и его протестировать.
Результаты тестов под катом.
Контроллер заряда
Это устройство является основным во всей системе — именно контроллер обеспечивает взаимодействие всех компонентов — солнечной панели, нагрузки и аккумулятора (он нужен только в том случае, если мы хотим специально запасать энергию в аккумуляторе; если мы подавать энергию непосредственно в электросеть, нам нужен другой тип контроллера привязки к сети).Контроллеров на малые токи (10-20А) на рынке довольно много, но.
В нашем случае вместо свинцового аккумулятора используется литиевый, тогда нужно выбирать контроллер с регулируемыми параметрами.
Был куплен контроллер, как на фото, цена колебалась от 13$ на eBay до 20-30$, в зависимости от жадности местных продавцов.
Контроллер гордо называется «Интеллектуальный ШИМ-контроллер заряда солнечной панели», хотя по сути весь его «ум» заключается в возможности устанавливать пороги заряда и разряда, а конструктивно он мало чем отличается от обычного DC-DC преобразователя.
Подключить контроллер очень просто, у него всего 3 разъема – для солнечной панели, нагрузки и аккумулятора соответственно.
В моем случае в качестве нагрузки была подключена светодиодная лента 12В, аккумулятор был все тот же тестовый аккумулятор от Hobbyking. Также контроллер имеет 2 USB-разъема, от которых можно заряжать различные устройства.
Все вместе выглядело так: 
Прежде чем использовать контроллер, его необходимо настроить.
Контроллеры данной модели продаются в разных модификациях для разных типов аккумуляторов; различия скорее всего только в предустановленных параметрах.
Для моей трехэлементной литиевой батареи (3S1P) я установил следующие значения: 
Как видите, напряжение отсечки заряда (PV OFF) установлено на уровне 12,5В (исходя из 4,2В на элемент, можно было бы установить и 12,6, но небольшой недозаряд положительно влияет на количество циклов аккумуляторной батареи).
Следующие 2 параметра - это отключение нагрузки, в моем случае выставлено на 10В, и повторное включение заряда при 10,5В.
Минимальное значение можно было установить ниже, до 9,6 В; небольшой запас оставлен для работы самого контроллера, который питается от того же аккумулятора.
Тестирование
Как и ожидалось, проблем со сбросом не возникло.Заряда аккумулятора хватило на зарядку планшета, светодиодная лента тоже горела, а при пороговом напряжении 10В полоска гасла - контроллер отключал нагрузку, чтобы не разряжать батарею ниже указанного порога.
А вот с зарядом все пошло не так.
Поначалу всё было нормально, максимальная мощность по ваттметру была около 50Вт, что вполне неплохо.
Но ближе к концу заряда подключенная в качестве нагрузки лента начала сильно мерцать.
Причина понятна и без осциллографа — два BMS не очень-то дружат друг с другом.
Как только напряжение на одной из ячеек достигает порогового значения, BMS отключает батарею, в результате чего отключается и нагрузка, и контроллер, а затем процесс повторяется.
А учитывая, что пороговые напряжения уже установлены в контроллере, вторая плата защиты по сути не нужна.
Пришлось вернуться к плану «Б» — установить на батарею только балансировочную плату, оставив управление зарядом контроллеру.
Балансборд 3S выглядит так: 
Бонус этого балансира в том, что он в 2 раза дешевле.
Конструкция оказалась еще проще и красивее — балансир занял свое «законное» место на балансировочном разъеме аккумулятора, аккумулятор подключается к контроллеру через разъем питания.
Все вместе выглядит примерно так: 
Больше сюрпризов не было.
Когда напряжение на аккумуляторе поднялось до 12,5В, потребляемая от панелей мощность упала почти до нуля и напряжение возросло до максимума «холостого хода» (22В), т.е.
заряд больше не течет. 
Напряжение на 3-х элементах аккумулятора в конце заряда составило 4,16В, 4,16В и 4,16В, что в сумме дает 12,48В; К контролю заряда и балансировщику претензий нет.
Заключение
Система работает почти так, как ожидалось.В течение дня электроэнергию можно хранить, а вечером использовать.
В финальной версии аккумулятор будет заменен на блок из 18650 ячеек, которые уже были описаны в предыдущей части.
Емкость аккумулятора можно увеличить до 20Ач; больше – это уже избыточно для балконной системы.
Если вы приобретете другой балансир, вы также можете использовать аккумуляторы LiFePo4; просто установите необходимые пороги напряжения в контроллере.
Однако в моем случае это, скорее всего, не имеет смысла — стоимость LiFePo4 на 10-20Ач составляет $80-100, что уже сравнимо со стоимостью контроллера Grid Tie, который я собираюсь протестировать в будущем.
Продолжение в следующая часть .
Также исключительно для тестирования (понятно, что экономического смысла в этом нет) был заказан аккумулятор из ионисторов на 12В, благо цены падают и сейчас они сравнительно дешевы.
Будет интересно посмотреть, как долго продержится их заряд. Следите за обновлениями.
Примечание : Батарея, показанная на фотографии, произведена компанией Hobbyking и поставлена только в целях тестирования.
Эти аккумуляторы не тестировались на длительное использование в таких системах, и их не рекомендуется оставлять без присмотра.
Более-менее финальный вариант батареи выглядит так: 
Это 12 ячеек 18650, соединенных в параллельные группы по 4 штуки.
Примерная емкость аккумулятора около 12 Ач, этого достаточно для зарядки различных гаджетов и для вечернего освещения помещения светодиодной лентой.
В аккумуляторе используются элементы Panasonic, такие же, как в автомобилях Tesla S, надежность этих элементов можно считать достаточно хорошей.
Для желающих посмотреть видео версию, видео размещено на ютубе .
Теги: #Электроника для начинающих #Экология #Энергия и аккумуляторы #солнечная батарея #аккумулятор #контроллер заряда #контроллер солнечного заряда
-
Электроника Промышленность
19 Oct, 24 -
Как Защитить Свой Дата-Центр От Ddos-Атак?
19 Oct, 24 -
Шифрование Rsa Для Первокурсников
19 Oct, 24
