Контроллеры для солнечных станций

Контроллер - это нечто, что управляет процессом. А ШИМ  (PWM) или МРРТ - это способ организации этого процесса во времени.
ШИМ (PWM)- это широтно-импульсная модуляция, т.е. импульсы идут с одинаковой частотой, меняется лишь длительность включенного (выключенного) состояния.
ШИМ имеет 4 стадии заряда от солнечной батареи



1. Заряд максимальным током: на этой стадии батарея получает весь ток, поступающий от солнечных модулей.
2. ШИМ заряд: когда напряжение на АКБ достигает определенного уровня, контроллер начинает поддерживать постоянное напряжение за счет ШИМ тока заряда. Это предотвращает перегрев и газообразование в аккумуляторе. Ток постепенно уменьшается по мере заряда аккумуляторной батареи.
3. Выравнивание:  АКБ улучшают свою работу при периодическом заряде до газообразования, при этом выравниваются напряжения на различных банках АКБ и происходит очищение пластин и перемешивание электролита.
4. Поддерживающий заряд: Когда АКБ полностью заряжена, зарядное напряжение уменьшается для предотвращения дальнейшего нагрева или газообразования в батарее. АКБ поддерживается в заряженном состоянии.

МРРТ-контроллеры
Принцип работы этих устройств основан на управлении максимальными энергетическими пиками. Такой контроллер дороже других моделей, однако он гораздо более эффективен в эксплуатации и позволяет существенно сократить период окупаемости солнечной станции.
Данные регуляторы «вливают» в АКБ примерно на 25-30% больше энергии, чем другие приборы. Связано это с их рабочим алгоритмом. Он основан на отслеживании точки наибольшей мощности и преобразовании напряжения фотомодулей в более низкое, но имеющее большую силу тока. Мощность при таком преобразовании не меняется. Другими словами, чтобы для поддержания заряда АКБ солнечные панели должны подать напряжение более высокое, чем у аккумуляторов. КПД этих контроллеров составляет порядка 95%.

Выбор контроллера заряда
Контроллер заряда солнечной батареи нужно выбирать очень тщательно. И в первую очередь надо исходить из двух параметров:
- Напряжение на входе. Предельно возможное напряжение для контроллера (оно указывается в его техпаспорте) должно примерно на 20% превышать напряжение «холостого хода» солнечной панели (а чаще всего – общее напряжение для группы фотомодулей). Такой запас прочности необходим потому, что, во-первых, производители нередко завышают рабочие параметры своих изделий, а во-вторых, при повышенной активности солнца напряжение гелиопанелей выше заявленного в документации).
- Номинальный ток. Для PWM-контроллера этот параметр должен быть минимум на 10% выше тока короткого замыкания солнечной панели. MPPT-контроллер же надо выбирать по мощности. Этот параметр должен быть не ниже величины произведения выходного тока регулятора и напряжения системы. Причем значение системного напряжения надо брать для разряженных аккумуляторов. К полученному значению необходимо добавить примерно 20% запаса мощности для периодов с высокой солнечной активностью.
Не стоит пытаться сэкономить, и пренебрегать «запасом прочности», поскольку при высокой инсоляции это может привести к выходу из строя всей системы, однако и закладывать чрезмерный резерв также не надо.

Дополнительные особенности контроллеров
Современные контроллеры для солнечных батарей очень надежны и имеют несколько степеней защиты. В зависимости от модели в них реализуют:

   защиту от неправильной полярности подключения;
   защиту от коротких замыканий на входе;
   защиту от коротких замыканий в нагрузках;
   защиту от перегревов;
   защиту нагрузок от входных перенапряжений;
   защиту от разрядов молний;
   схемы предотвращения ночных разрядов АКБ;
   электронные предохранители.

Для облегчения использования и контролирования параметров системы контроллеры оснащают дисплеями. На дисплей выводится вся информация о состоянии АКБ. Например, уровень заряда и напряжение аккумуляторов, ток фотомодулей, ток зарядки, ток в цепи нагрузок и отданные/накопленные ампер-часы. Также на экране высвечивается предупреждение о снижении заряда и скором отключении подачи питания на нагрузки.
Кроме того, в некоторых контроллерах предусмотрены таймеры, которые позволяют активировать ночной режим.

При выборе контроллера заряда нужно учитывать, что приборы, произведенные в Китае, на которых содержится информация о применении широтно-импульсной модуляции, не всегда действительно поддерживают ШИМ. В большинстве случаев они работают по принципу отключения устройства от источника электроэнергии при достижении нужного уровня заряда АКБ.  Хорошо, когда это отключение происходит с частотой 1 Гц ( один цикл  в секунду)
Такой импульсный заряд – фаза поддержки, когда контроллер вырабатывает импульс, если напряжение АКБ падает. Состояние зарядки между 95-100%. Это самый аккуратный режим зарядки для батарей, подключенные на продолжительные периоды времени (месяцы). Рекомендую применять такие контроллеры для аварийного освещения дома-дачи, квартиры или при малых потребителях энергии на отдыхе в каечстве бюджетного варианта.
Поэтому, решив, купить контроллер заряда с ШИМ, предпочтение следует отдавать устройствам, выпускаемым проверенными производителями. Не стоит рисковать своей электрической сетью, стараясь приобрести ее составляющие элементы как можно дешевле.

Как отличить настоящий МРРТ контроллер от ШИМ контроллера?

Цена МРРТ контроллера в три-пять раз выше, чем у ШИМ
Вес МРРТ контроллера в 8-10 раз больше, чем у ШИМ
Вид внутри примерно такой:
МРРТ


ШИМ (PWM)

Также необходимо учитывать, что при переходе в ШИМ зеленый индикатор АКБ начинает моргать. Это означает, что АКБ заряжен примерно на 70% и далее идет импульсный заряд до состояния заряда АКБ примерно на 90%.
Если не пользоваться АКБ, то в течении двух-трех дней можно получить полный заряд АКБ.
К чему эта теория? Владельцам АКБ большой емкости (60-100 Ач) при небольшом потреблении энергии в ночное время можно не беспокоится. А вот тем, у которых АКБ 7-15 Ач, необходимо учитывать, что все зарядки Ваших потребителей необходимо выполнять днем при ярком солнце, чтобы АКБ к ночи был полностью заряжен.

В этой теме будем рассматривать контроллеры, которые прошли через наши ручки. Их достоинства, недостатки. Кто пользовался такими контроллерами, могут добавить комментарии.
Для начала рассмотрим несколько бюджетных контроллеров
Контроллер заряда ШИМ (PWM) 10А 12-24В EPHC предназначен для управления зарядом аккумулятора в  солнечных системах мощностью до 120Вт при напряжении 12Вольт или 240Вт при напряжении 24Вольт и током потребления  в нагрузке до 10А.

Простой и надежный контроллер с таймером. Прекрасно подходит для систем наружного освещения дома, дачи и непродолжительных путешествий с палаткой или Скифом.
Недостатки:
- небольшой разброс характеристик даже в пределах одной партии, напряжения заряда АКБ в основном составляют 13,9-14,2 вольт, что вполне достаточно для АКБ типа AGM или GEL
- не рекомендую подключать нагрузку через контроллер более 8А (до 100Вт)
Подробные характеристики здесь

Контроллер заряда ШИМ (PWM) 10А 12-24В Epsolar предназначен для управления зарядом аккумулятора в солнечных системах мощностью до 120Вт при напряжении 12Вольт или 240Вт при напряжении 24Вольт и током потребления  в нагрузке до 10А.

Простой и надежный контроллер. Выпускается в трёх модификациях. На 12Вольт, на 12-24Вольт и на 12-24Вольт с таймером.  Прекрасно подходит для систем наружного освещения дома, дачи и непродолжительных путешествий с палаткой или Скифом.
Преимущество:
- точность заявленных характеристик
- напряжение заряда достигает 14,4Вольт, что вполне достаточно для стартерных АКБ
Недостатки:
- клеммники расчитаны на провода не более 2,5 кв.мм
- не рекомендую подключать нагрузку через контроллер более 8А (до 100Вт)
Подробные характеристики здесь

Контроллер заряда ШИМ (PWM) 10А 12-24В LandStar LS1024 предназначен для управления зарядом аккумулятора в солнечных системах мощностью до 120Вт при напряжении 12Вольт или 240Вт при напряжении 24Вольт и током потребления  в нагрузке до 8-10А.

Простой и надежный контроллер. Выпускается в двух модификациях. На 12-24Вольт и на 12-24Вольт с таймером. Прекрасно подходит для систем наружного освещения дома, дачи и продолжительных путешествий с палаткой, Скифом или караваном
Преимущество:
- точность заявленных характеристик
- напряжение заряда достигает 14,4Вольт, что вполне достаточно для стартерных АКБ
- выбор типа АКБ (стартерные, АGM и GEL)
- можно устанавливать в караван. Есть модификации на 10А, 20А и 30А.
Недостатки:
- клеммники расчитаны на провода не более 2,5 кв.мм
- не рекомендую подключать нагрузку через контроллер более 8А (до 100Вт)
Подробные характеристики здесь

Контроллер заряда ШИМ (PWM) 10A 12В +USB Juta предназначен для управления зарядом аккумулятора в солнечных системах мощностью до 120Вт и током потребления  в нагрузке до 10А.
Основное отличие данного контроллера- наличие USB гнезда для заряда мобильных телефонов и другой техники.

Простой и надежный контроллер. Выпускается в двух модификациях. На 12Вольт и на 12-24Вольт. Прекрасно подходит для систем наружного освещения дома, дачи и продолжительных путешествий с палаткой, Скифом или караваном
Преимущество:
- точность заявленных характеристик
- напряжение заряда достигает 14,4Вольт, что вполне достаточно для стартерных АКБ
Модификации на 5А, 10А и 15А.
Недостатки:
- клеммники расчитаны на провода не более 2,5 кв.мм
- не рекомендую подключать нагрузку через контроллер более 8А (до 100Вт)
Подробные характеристики здесь

Контроллер заряда ШИМ (PWM) 20A 12-24В+USB Juta предназначен для управления зарядом аккумулятора в солнечных системах мощностью до 240Вт при напряжении 12Вольт или 480Вт при напряжении 24Вольт и током потребления  в нагрузке до 20А. Новая модель на рынках Украины.
Контроллер CM20D это:
   высокоинтеллектуальный контроллер
   многоцелевой контроллер солнечной подзарядки и разряда
   встроенный ЖК-дисплей
   гибкая настройка всех параметров
   наличие USB гнезда для заряда мобильных телефонов и другой техники.

Модификации 10А, 20А и 30А.
Недостатки:
- клеммники даже на модели 30А расчитаны не более 2,5 кв.мм
- охлаждение ключей через заднюю тонкую стенку слабое, рекомендую при установке обеспечить зазор не менее 10мм.
Подробные характеристики здесь

Контроллер заряда ШИМ (PWM) 30A 12-24В Juta предназначен для управления зарядом аккумулятора в солнечных системах мощностью до 400Вт при напряжении 12Вольт или 800Вт при напряжении 24Вольт и током потребления  в нагрузке до 30А.
Контроллер CM3024Z это высокоинтеллектуальный, многоцелевой контроллер солнечной подзарядки и разряда. Встроенный ЖК-дисплей с очень дружественным интерфейсом, гибкая настройка всех параметров, в полной мере подходит под различное оборудование.

Экран контролера позволяет контролировать:
   - напряжение на клеммах аккумулятора;
   - температуру окружающей среды;
   - ток заряда, поступающий от солнечной батареи;
   - ток, потребляемый нагрузкой;
   - ток, поступивший от солнечной батареи за период с последнего обнуления этого показателя;
   - ток, потребленный нагрузкой за период с последнего обнуления этого показателя.
Модификации от 30А до 80А.
Преимущества в настройках очевидны. Реально знаешь, сколько энергии выработала система. Охлаждение ключей через заднюю стенку с мощным радиатором более эффективно, хотя после 23-25А начинает немного нагреваться.
Недостатков за последние три года не выявил.
Подробные характеристики здесь

Спасибо Александру Петровичу за то, что разжевал и в рот положил!!! Я определился с покупкой контроллера для себя, вот только необходимо сделать необходимые измерения на акб.

Контроллер заряда ШИМ (PWM) 20A 12-24В CM20К  предназначен для управления зарядом аккумулятора по ШИМ технологии в солнечных системах мощностью до 240Вт/12Вольт и 480Вт/24Вольт, током потребления в нагрузке до 20А.
Выпускается также под другими торговыми марками в таком корпусе.

Модификации 10 и 20А
Преимущества:
- высокоинтеллектуальный контроллер
- встроенный ЖК-дисплей
- гибкая настройка всех параметров
- наличие USB гнезда (2шт) для заряда мобильных телефонов и другой техники
- не большая цена (фейк стоит в два раза дешевле)
Недостатки:
- клеммники расчитаны на провода не более 2,5 кв.мм
- не рекомендую подключать солнечные панели мощностью более 200Вт и нагрузку более 15А
- охлаждение через тонкую заднюю стенку не эффективно. Летом при токе 12А корпус нагревался      более 40* и показания на дисплее были практически не видны.
- не совсем качественно выполнены кнопки меню. Не всегда включаются. Один раз настроить можно, но чтобы часто перенастраивать режимы (бывают такие случаи) наверное не всегда получится.
Подробные характеристики здесь

Петрович ,ткніть носом неука де російсько-украінсько мовна инструкція по настройціСМ3024Z. Буду вельми вдячний.

http://realsolar.ru/wp-content/uploads/2012/03/CM3024Z.pdf
Также инструкции на другие виды можно посмотреть здесь https://ukrinnoteh.com.ua/cp42266-instruktsii.html

Обращаю внимание караванеров на необходимость отключать контроллер от СБ и АКБ на осенне-зимний период.
Дело в том, что собственное потребление (например) контроллера CM3024Z составляет до 0,03А. Тот, который у меня сейчас есть в наличии показал 0,01А.  Вроде бы совсем немного, но...  0,01х24х30=7,2Ач в месяц.
С сентября по май бесполезный разряд минимум в 60-70Ач не добавит здоровья вашей системе.

Петрович пишет:Обращаю внимание караванеров на необходимость отключать контроллер от СБ и АКБ на осенне-зимний период.
Дело в том, что собственное потребление (например) контроллера CM3024Z составляет до 0,03А. Тот, который у меня сейчас есть в наличии показал 0,01А.  Вроде бы совсем немного, но...  0,01х24х30=7,2Ач в месяц.
С сентября по май бесполезный разряд минимум в 60-70Ач не добавит здоровья вашей системе.

Петрович- спасибо огромное за науку. Никогда о таком не думал даже. Вот почему у меня акб показал через 4 месяца стоянки каравана под крышей 11.8 вольта. А кислотник акб 95 а\ч стоит просто в гараже такое-же время...сегодня хотел и его на зарядку поставить- а там 12.65 вольт показал вольтметр. Он совсем не разрядился. У меня оба каравана стоят под крышей- один в гараже а второй на стоянке. АКБ все уже сняты...заряжены зарядным СТЕК 3600. Осталось отключить солнечную панель от контроллера. Теперь понятно почему всегда акб в караване который стоял в гараже разряжался и приходилось его зимой подзаряжать.

Петрович пишет:Контроллер заряда ШИМ (PWM) 20A 12-24В CM20К  предназначен для управления зарядом аккумулятора по ШИМ технологии в солнечных системах мощностью до 240Вт/12Вольт и 480Вт/24Вольт, током потребления в нагрузке до 20А.
Выпускается также под другими торговыми марками в таком корпусе.

Модификации 10 и 20А
Преимущества:
- высокоинтеллектуальный контроллер
- встроенный ЖК-дисплей
- гибкая настройка всех параметров
- наличие USB гнезда (2шт) для заряда мобильных телефонов и другой техники
- не большая цена (фейк стоит в два раза дешевле)
Недостатки:
- клеммники расчитаны на провода не более 2,5 кв.мм
- не рекомендую подключать солнечные панели мощностью более 200Вт и нагрузку более 15А
- охлаждение через тонкую заднюю стенку не эффективно. Летом при токе 12А корпус нагревался      более 40* и показания на дисплее были практически не видны.
- не совсем качественно выполнены кнопки меню. Не всегда включаются. Один раз настроить можно, но чтобы часто перенастраивать режимы (бывают такие случаи) наверное не всегда получится.
Подробные характеристики здесь

То есть, это китайское существо, https://www.wish.com/wishlist/5c03146fb0f5f42b0bc0b786/product/599eef478d283611912a4149?&source=wishlist_feed , это что то подобное?

Когда я обзавелся СП, то заинтересовался повышением эффективности использования панели. Максимальный ток (а стало быть и мощность) панель (моя) отдает при напряжении на нагрузке 18,5 вольта. Напряжение конца заряда аккумулятора (штатного кислотного в авто)- летом около 14 вольт. Поэтому вроде нужен контроллер. Поступил так,- собрал блокинг-генератор на полевике, выходную обмотку трансформатора сделал с отводами. Включил блокинг по цепи питания просто в разрыв одного провода от СП к аккумулятору, нагрузочную обмотку - через диод подключил к аккумулятору. Отвод от той обмотки подобрал по напряжению на сол. панели (максимально близко к 18,5 вольта) Кроме того, сделал ограничение по напряжению на аккумуляторе,- и получил тот же контроллер. Алгоритм работы,- зарядка аккумулятора при напряжении на солнечной панели соответствующем максимальной эффективности панели. КПД такого решения,- выше 90%.

Максим! Китайское существо выпускают разные фирмы и с разной начинкой.
Корпуса одинаковы, унифицированы. А вот внутри? Там такого насмотрелся
На Али редко можно найти качество, в основном отбраковка, которая проявится сразу или чуть позже. Хотя несколько долларов можно сэкономить.
У проверенных поставщиков в Украине есть гарантия и подменный фонд.

Петрович пишет:Максим!
На Али редко можно найти качество, в основном отбраковка, которая проявится сразу или чуть позже. Хотя несколько долларов можно сэкономить.

Петрович, подтверждаю это! надо всегда смотреть, что внутри "китайца",- одно и тоже изделие в нескольких вариантах в одном корпусе может быть в диапазоне от"вполне пристойно" и до "выкинуть и забыть". И наличие гарантии ,- тоже важно.

Прохання до О.П. як до гуру караванерських СП та інших дівайсів : хочеться на сторінках форума побачити інформацію про контролери вбудовані виробником ( тіпа мого ) . Думаю буде цікаво не тільки мені.

Контроллеры CM3024Z наиболее популярные среди караванеров (рабочий ток от панелей до 30А при суммарной мощности до 500Вт) выпускает  JUTA в корпусах фирмы Yuhanhi Tec
Так как это очень популярный бренд, к сожалению встречаются и подделки. Те, кто взяли на Али, часто имеют урезанную версию.
Мы заказываем у прямого поставщика, у нас проблем нет.
Типы контроллеров здесь

Дякую , але два питання: як дізнатись ампераж контролера і друге : чому в мому випадку Ви рекомендували потужність панелі 100Ват до заводських 120Ват? Так розумію, що всі настройки там вже виконані і він працюе в автоматичному режимі?

Петрович, вибачаюсь за не зовсім коректно поставлене питання: цікавить контролер фото якого я Вам скидав ( встановлений в каравані німцями з заводу разом з СП ) .

На вашем контроллере указано 180/12 и ток 15А. Это означает, что можно подключать панели с мощностью до 180Вт при напряжении 12Вольт.  15А х 12Вольт=180Вт и эта мощность условная.
В нашем случае, имея СБ 120Вт(ток 8А), добавим еще 100Вт(ток5,5А). В сумме по току будем иметь около 14А и еще 1А в запасе. Если по мощности 120+100=220Вт х 0,8=176Вт. Что в пределах нормы. Коэффициент 0,8 определяет реальную мощность панели в рабочем режиме.

P.S. Панель 100Вт имеет такую мощность при напряжение при максимальной мощности,
U р.18.2Вольт и токе при максимальной мощности, I р. А- 5.5А.  18,2х5,5=100Вт.
При использовании ШИМ(PWM) контроллера напряжение заряда АКБ не более 14,5Вольт. В итоге всегда имеем не более 14,5х5,5=80Вт. Из панели 120Вт имеем 100Вт.

Дякую. Все зрозуміло.