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最佳太阳能电池板、逆变器和电池的详细评论和信息。加上混合和离网太阳能系统评论和太阳能和电池beplay全站Appbeplay体育.apk系统如何工作的信息文章。

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MPPT太beplay全站App阳能充电控制器说明

杰森Svarc

太阳能充电beplay全站App控制器。png

什么是太阳能电荷控制beplay全站App器?

一个beplay全站App太阳能充电控制器,也称为abeplay全站App太阳能调节器,本质上是一个连接在太阳能电池板和电beplay全站App池之间的太阳能电池充电器。beplay体育.apk它的工作是调节电池充电过程,确保电池正确充电,或者更重要的是,不过度充电。直流耦合太阳能充电控制beplay全站App器已经存在了几十年,并在几乎所有小规模场合中使用离网太阳能beplay全站App电力系统。

现代太阳能充电beplay全站App控制器具有先进的功能,可确保电池系统精确高效地充电,此外还具有用于照明的直流负载输出等功能。通常,大多数小于等于30A的12V-24V充电控制器都有直流负载端子,用于大篷车、RV和小型建筑。另一方面,大多数更大、更先进的60A+MPPT太阳能充电控制器没有负载输出端子,专门为带有太阳能电池阵列和电池板的大型离网电力系统设计强大的离网逆变器

beplay全站App太阳能充电控制器的额定是根据最大输入电压(V)和最大充电电流(A)。如下所述,这两个额定决定了如何进行充电许多太阳能beplay全站Appbeplay体育.apk电池板都可以连接到充电控制器。

  • 额定电流安培=最大充电电流。

  • 电压(V)额定值=太阳能电池板的最大电压(VOC)。beplay全站App

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MPPT Vs PWM太beplay全站App阳能充电控制器

太阳能充电控制器主要有两种类型,PWM和MPPT,后者是beplay全站App本文的重点,因为后者提高了充电效率,提高了性能等优点,下文将对此进行说明。

脉宽调制beplay全站App太阳能充电控制器

简单的pwm,或'脉冲宽度调制'beplay全站App太阳能充电控制器直接连接太阳能阵列和电池,并使用一个基本的“快速开关”来调节或控制电池充电。beplay全站App开关(晶体管)打开,直到电池达到吸收电荷电压。然后开关开始快速打开和关闭(每秒数百次)来调节电流并保持电池电压恒定。这样还行,但是问题是太阳能电池板电压被拉低以匹配电池beplay全站App电压。这又将面板电压从其最佳工作电压(VMP)拉开,并降低了面板功率输出和操作效率。

PWM太beplay全站App阳能充电控制器是一个伟大的低成本选择小型12V系统时,一个或两个太阳能电池板,如简单的应用,如太阳能照明,露营和基本的东西,如USB/手机充电器。beplay体育.apk注意,如果使用多个面板,它们应该是并联的,而不是串联的。

MPPTbeplay全站App太阳能充电控制器

MPPT或“最大功率点跟踪器”比PWM控制器更高级,并启用beplay全站App太阳能电池板在其最大功率点运行,或者更精确地说,在最大功率输出的最佳电压下运行。利用这项巧妙的技术,MPPT太阳能充电控制器的效率可以提高30%,这取决于电池电压和太阳能电池板的工作电压(Vmp)。效率提高的原因以及如何正确调整MPPT充电控制器的尺寸将在下文详细说明。beplay全站App

作为一般指南,MPPT充电控制器应该用于所有使用两个或更多太阳能电池板的更高电力系统,或当面板电压(Vmp)为8V或高于电池电压时-见下文的完整解释。beplay体育.apkbeplay全站App


什么是最大功率跟踪器?

MPPT基本上是一种高效的DC-DC转换器,用于最大化太阳能电池板的功率输出。第一台MPPT是由一家名为beplay全站App阿尔早在1985年,这项技术就已经应用于几乎所有的并网太阳能逆变器和许多太阳能充电控制器中。beplay 竞技beplay全站App

MPPT太阳能充电控制器的工作原理相当简单——由于太阳光(辐照度)在一天中beplay全站App不断照射在太阳能电池板上,电池板的电压和电流不断变化。为了产生最大功率,最大功率点跟踪器扫描面板电压,以找到“最佳点”或电压和电流的最佳组合,从而产生最大功率。MPPT设计用于持续跟踪和调整电压,以在一天中的任何时间或天气条件下产生最大功率。注意,通常只有高端MPPT控制器可以检测局部着色,或能够跟踪多个电源点。利用这项聪明的技术beplay全站App太阳能电池板效率与PWM太阳能充电控制器相比,其产生的能量最多可达30%。beplay全站App

PWM Vs MPPT示例

在下面的例子中,使用PWM和MPPT充电控制器将一个工作电压为32V (Vmp)的普通60beplay全站App电池(24V)太阳能电池板连接到一个12V电池组。使用PWM控制器时,面板电压必须下降以匹配电池电压,从而大大降低了输出功率。有了MPPT充电控制器,面板可以在其最大功率点运行,从而可以产生更多的电力。


最佳MPPT太阳能充beplay全站App电控制器

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查看最流行的MPPT太阳能充电控制器的完整详细评论-点击查看文章beplay全站App

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电池电压的选择

与电池逆变器不同,大多数太阳能充电控制器可以用于一系列不同的电beplay全站App池电压。例如,大多数较小的10A至40A充电控制器可以用于12V或24V电池充电,而大多数较大容量或更高输入电压的充电控制器被设计用于24V或48V电池系统。一些选择,如伟创150V范围,甚至可以用于所有电池电压从12V到48V。也有几个高电压太阳能充电控制器,如那些beplay全站App阿尔IMARK可用于120V电池组。

除了电流的额定值之外,可以连接到太阳能电荷控制器的最大太阳能阵列通常受电池电压的限制beplay全站App。如下图所示,与12V电池相比,使用24V电池可将更多太阳能连接到20A太阳能充电控制器。beplay全站App

上图显示了更高24V电池如何使用同一个20A太阳能充电控制器连接更多太阳能电池板。beplay体育.apkbeplay全站App点击放大

根据欧姆定律和功率方程,更高的电池电压可以连接更多的太阳能电池板。beplay体育.apkbeplay全站App这是由于一个简单的公式-功率=电压x电流(P=V*I)。例如20A x 12.5V = 250W,而20A x 25V = 500W。因此,相对于12V电池,在24V电压更高的电池上使用20A控制器,将允许连接两倍大小的太阳能阵列。beplay全站App

  • 20A的MPPT与a12 v电池= 260W最大太阳能beplay全站App推荐

  • 20A的MPPT与a24 v的电池=建议的最大太阳能功率beplay全站App为520W

  • 20A的MPPT与a48V电池=1040W最大太阳能推beplay全站App荐功率

请注意,太阳能电池板的尺寸过大beplay全站App一些制造商允许MPPT太阳能充电控制器在最大输出充电电流下运行,前提是不超过最大输入电压和电流更多信息beplay全站App请参见下面的“超大太阳能”部分。


beplay全站App太阳能电池板电压Vs电池电压

太阳能电池板背面的标签应列出面板电源,电流和电压(VObeplay全站AppC)。

对于MPPT充电控制器正常工作,太阳能电池板的工作电压必须至少比电池充电(吸收)电压高至少4V至5V,而不beplay全站App是标称电池电压。平均而言,实际面板工作电压比最佳面板电压(Vmp)低约3V。

所有太阳beplay全站Appbeplay体育.apk能电池板都有两种额定电压,这是在标准测试条件(STC)下确定的,基于电池温度为25°C。第一个是最大功率电压(Vmp),它在多云的情况下略有下降,或者当太阳能电池板温度上升时下降更多。beplay全站App第二种是开路电压(Voc),在较高的温度下也会降低。为了使MPPT能正常工作,面板的工作电压(Vmp)必须在所有条件下都比电池电压高几伏。

12 v电池

12 v电池,面板电压降不是大问题,因为大多数(12V)太阳能电池板工作在18V到22V的范围内,这远远高于典型的12V电池充电电beplay全站Appbeplay体育.apk压14.4V。此外,普通的60电池(24V)太阳能电池板在30V到4beplay全站Appbeplay体育.apk0V范围内工作也不是问题。

24V电池

24 v的电池,当两个或多个太阳能电池板串联时没有问题,但当仅连接一个太阳能电池板beplay全站Appbeplay体育.apk时有问题。大多数常见的(24V)60电池太阳能电池板的Vmp为32V至37V,虽然这高于28V左右的电池充电电压,但问题是,当电池板温度在热天升高时,电池板电压可能会下降最多6V,并最终低于28V电池充电电压,从而阻止其完全充电。当只使用一个面板时,另一种解决方法是使用更大、更高电压的72单元或96单元面板。

48V电池

当充电48V电池,该系统通常需要至少2个串联面板,但如果串联3个或更多面板,效果会更好,这取决于充电控制器的最大电压。由于大多数48V太阳能充电控制beplay全站App器的最大电压(Voc)为150V,这允许多达3个面板串联。更高电压的250V充电控制器可以有5个或更多的面板串,这在更大的太阳能阵列上是更有效的,因为它减少了平行的串的数量,从而降低了电流。beplay全站App

注意:串联连接的面板可以生产危险电压等级必须由合格的电气专业人员安装并满足所有本地标准和规定。


太阳能充电控制器的beplay全站App尺寸

基本指导

充电控制器安培(A)额定值应为电池安培/小时(Ah)额定值的10 - 20%。例如,100Ah铅酸电池需要一个10A到20A的太阳能充电控制器,单个150W到200W的太阳能电池板产生电池达到电池吸附电beplay全站App压所需的10A*充电电流。*注意:始终指的是电池制造商规格。

先进的指导

在调整充电控制器和采购面板或电池之前,您应该了解尺寸尺寸的基本上的外栅太阳能电力系统。beplay全站App一般步骤如下:

  1. 估计加载-你每天在Ah或Wh使用多少能源

  2. 电池容量-确定电池需要的大小在Ah或Wh

  3. beplay全站Appsize -决定你需要多少太阳能板/秒充电(W)beplay全站App

  4. 选择适合系统的MPPT太阳能充电beplay全站App控制器(A)

1.估计负载

第一步是确定您将运行哪些负载或设备以及运行多长时间?计算公式为:设备的额定功率(W)乘以平均运行时间(hr)。或者,使用平均电流(A)乘以平均运行时间(hr)。

  • 能源消耗,瓦特少(Wh) =功率(W) ×时间(hrs)

  • 能源消耗,安培小时(Ah) =安培(A) x时间(小时)

一旦为每个设备或设备计算,那么可以确定每天的总能量要求,如图所示附加载荷表

一个基本的负荷表用来帮助正确的大小离网太阳能系统-点击图片并下载beplay全站App

一个基本的负载表,用于帮助正确地尺寸为离网太阳能和电池系统 -beplay全站App点击图片并下载

2.调整电池尺寸

总Ah或Wh负载用于确定蓄电池的大小。铅酸电池容量单位为Ah,而锂电池的容量单位为Wh或Ah。铅酸和锂的允许每日放电深度(DOD)非常不同,请参阅有关的更多详细信息铅酸电池Vs锂电池.平均而言,铅酸电池每天的放电状态不应低于70%的荷电状态,而锂电池(LFP)每天的放电状态可低于20%的荷电状态。注意:铅酸(AGM或GEL)电池可以深度放电,但如果定期放电,将严重降低电池的寿命。

例如:如果您每天的负载为30 Ah,则至少需要100 Ah的铅酸电池或40 Ah的锂电池。然而,考虑到恶劣的天气,您通常需要至少2天的自主权-因此这相当于一个200Ah的铅酸电池或一个80Ah的锂电池。根据您的申请、地点和一年中的时间,您甚至可能需要3或4天的自主权。

3.大小的太阳能beplay全站App

太阳能的beplay全站App大小(W)应该足够大,可以在一个典型的晴天充满电池在你的位置。这并不简单,因为有很多变量需要考虑,包括面板方向,一年的时间和阴影问题。这实际上相当复杂,但为了简化,我们可以粗略地计算出需要产生多少瓦电池容量的20%(以安培为单位).一些制造商也允许使用超大尺寸的beplay全站App太阳能电池板,以帮助克服一些损失——详见下文。注意,您可以免费使用我们的beplay全站App太阳能设计计算器帮助估算不同太阳能电池板倾斜角度和方向的太beplay全站App阳能发电量。

清洁能源评论太阳能计算器可以帮助估计不同面板方向的beplay全站App太阳能发电。

beplay全站App太阳能上浆的例子:根据20%的规则,12V, 200Ah的电池需要40安培的电量。如果我们使用的是普通的250W太阳能电池板,那么我们可以做一beplay全站App个基本的电压和电流转换- 250W / 12V电池= 20.8A。所以我们至少需要2个250W的面板才能达到接近40Amps的充电。记住,有几个损失因素要考虑,所以稍微增大太阳能是一个常见的做法。beplay全站App

4.beplay全站App太阳能充电控制器尺寸(A)

MPPT太阳能充电beplay全站App控制器的尺寸应该与太阳能尺寸大致匹配。一个简单的方法是使用幂公式:

功率(W)=电压x电流或(P=V*I)

如果我们知道以瓦特(W)为单位的总太阳能功beplay全站App率和电池电压(V),那么为了计算出以安培为单位的最大电流(I),我们将其重新排列以计算出电流-因此我们使用重新排列的公式:

电流(A) =功率(W) /电压或(I = P/V)

例如:如果我们有2个200W太阳能电池板和一个12V电池,那么最大beplay全站Appbeplay体育.apk电流=400W/12V=33安培。在本例中,我们可以使用30A或35A MPPT太阳能充电控制器。


扩界太阳能beplay全站App

由于太阳能系统中的各种损耗,通常的做法是增大太阳能电池板的尺寸beplay全站App,以便在恶劣天气和不同条件下(例如可能出现功率降额的高温)系统能够产生更多的功率。主要损耗因素包括:恶劣天气(低辐射)、灰尘和污垢、阴影、定向不良和电池温度降低(有关更多详细信息,请参阅太阳能电池板规格表上的电源温度系数)。了解更多关于beplay全站App太阳能电池板效率和电池温度降低在这里

各种损失因素加起来可高达20%。例如,一个300W的太阳能电池板在夏季通beplay全站App常会产生240W到270W的功率,因为温度功率降低,在冬季或由于较低的辐照度,这取决于你的位置。由于这些原因,超大的太阳能阵列超出制造商的建议或beplay全站App名义价值“将有助于产生更多的电力。在某些情况下,可能会过大150%或更大专业MPPT太阳能电荷控制器beplay全站App.然而,并不是所有的太阳能充电控制器beplay全站App都是设计来处理过剩的电力时,太阳能运行在全容量和这可能会损坏一些控制器.因此,重要的是要时时检查厂家是否允许超限晨星和Victron两者都允许超大尺寸名义值在数据表上列出,但始终仔细检查制造商的规格。

警告-您决不能超过太阳能充电控制器的最大输入电压(Voc)或最大输入电流额定值!beplay全站App

示例:从晨星突出显示此制造商的规格表允许超大太阳能。beplay全站App

重要的是,只有在一些高端MPPT太阳能充电控制beplay全站App器上,如伟创和晨星,才允许使用超出制造商建议的超大尺寸太阳能电池。过大的其他型号可能会使您的保修无效,并导致损坏或严重的人身或财产伤害-始终确保制造允许过大,永远不会超过最大输入电压或电流限制。


更多关于太阳能尺寸的信beplay全站App息

如前所述,所有太阳能充电控制器都受到最大输入电压(V - beplay全站AppVolts)和最大充电电流(A - Amps)的限制。最大电压决定了可以连接多少个面板(串联),而电流额定值将决定最大充电电流,进而决定可以充电的电池尺寸。

如上所述所述,太阳能阵列应该能够靠近控制器的充电电流产生,这应该正确地尺寸beplay全站App以匹配电池。另一个例子:200Ah 12V电池需要20A的太阳能充电控制器和250W的太阳能电池板才能产生接近20A的电量。(beplay全站App使用公式P/V=I,我们得到250W/12V=20A)。

例1 - SmartSolar 100/20的Victron Ebeplay全站Appnergy MPPT太阳能充电控制器规格

例1 - SmartSolar 100/20的Victron Ebeplay全站Appnergy MPPT太阳能充电控制器规格

如上所示,一个20A维克龙100/20英里/小时beplay全站App太阳能充电控制器和12V电池可以用290W的功率进行充电“名义”beplay全站App太阳能板。由于前面描述的损耗,它也可以用于更大的“超大”300W至330W面板。使用48V电池的20A Victron充电控制器可以安装在一个更大的太阳能阵列上,标称尺寸为1160W。beplay全站App

例2 -雷诺吉罗福MPPT太阳能充电控制器电气规格-注意最大beplay全站App太阳能输入功率额定值-不允许超过此额定值。

例2 -雷诺吉罗福MPPT太阳能充电控制器电气规格-注意最大beplay全站App太阳能输入功率额定值-不允许超过此额定值。

与上面的Victron MPPT充电控制器相比,雷诺的Rover系列不允许太阳超大beplay全站App.罗孚的规格表说明了“最大。beplay全站App太阳能输入功率'如上(不是名义输入功率)。过大的罗孚系列将使保修无效。下面是一个简单的指南,选择太阳能阵列,以匹配各种大小的电池使用漫游者系列MPPbeplay全站AppT充电控制器。

20A太beplay全站App阳能电荷控制器 - 50Ah到150Ah电池

  • 翻译20 a / 100 v MPPT -12 v电池= 250W太beplay全站App阳能(1 x 260W面板)*

  • 翻译20 a / 100 v MPPT -24 v的电池=520W太阳beplay全站App能电池板(2 x 260W电池板)*

    40A太beplay全站App阳能充电控制器- 150Ah至300Ah电池

  • 翻译40 a / 100 v MPPT -12 v电池=520W太阳beplay全站App能电池板(2 x 260W电池板)*

  • 翻译40 a / 100 v MPPT -24 v的电池=1040W太阳beplay全站App能电池板(4 x 260W电池板)*

*请记住,只有“某些制造商”允许太阳能电池板尺寸过大,只要不超过充电控制器的最大电压或电流额定beplay全站App值-请始终参考制造商的规范和指南。


电压问题-寒冷气候下的高电压

在寒冷的气候条件下,太阳能电池板的开路电压(Voc)会显著增加,高达5V甚至更高,这可能会导致太阳能电池板的Vobeplay全站Appc超过太阳能充电控制器的最大电压限制,导致机组损坏。请参见下面的例子。

beplay全站App太阳能电池板电压Vs温度图-基于天合光能蜜M 370W太阳能电池板

beplay全站App太阳能电池板电压Vs温度图-基于天合光能蜜M 370W太阳能电池板

例子:Victron 100V / 50A太beplay全站App阳能电荷控制器将具有100V的最大太阳能“开路电压”或VOC,以及50安培的最大充电电流。如果您使用2 x 300W太阳能电池板串beplay全站Appbeplay体育.apk联,则与46VOC串联,然后您最终得到92V。这似乎可以,因为它低于100V的最大值。但是,在极冷的条件下,面板电压可以远高于VOC。这可以使用'计算电压温度共同效率'太阳能电池板(通beplay全站App常为STC-25°C细胞温度的每年的0.3%),但要简化事物,通常可以将5V添加到面板VOC **。在这种情况下,我们最终会获得102V的VOC。这现在大于最大100V输入电压限制,可能会损坏单位或禁止保修。

解决方案:有两种方法可以解决这个问题。1.使用MPPT太阳能充电控beplay全站App制器,具有更高的额定输入电压,如Victron 150V/45A。或者一个更简单的选择2 -将面板并联而不是串联,所以最大电压现在将是大约46V + 5V = 51 Voc,如果你使用12V或24V电池系统没有担心。记住,在这种情况下,输入电流将翻倍,因此太阳能电缆应相应地额定。beplay全站App

注:假设您使用12V电池和2 × 300W面板,MPPT充电器控制器输出电流大约为- 600W / 12V = 50A max。所以你应该使用50A MPPT太阳能充电控制器。beplay全站App

**高达-10°C。仅供参考-检查您的站点的最低记录温度。

Victron Energy拥有非常广泛的MPPT太阳能充电控制器- Image credibeplay全站Appt Victron

Victron能源拥有非常广泛的MPPT太阳能充电控制器-Image credibeplay全站Appt Victon


beplay全站App太阳能充电控制器价格指南

高性能AERL SRX Coolmax MV充电控制器。

高性能AERL SRX CoolmaxMV充电控制器。

较老的,简单的PWM,或脉冲宽度调制,充电控制器是可用的最便宜的类型,10A单元的成本仅为40美元,而更高效的MPPT充电控制器的成本从80美元到1500美元不等,具体取决于电压和电流(a)额定值。所有太阳能充电控制器的尺寸均根据充电电流(范围从10A到100A)确定。成本与充电电流(和最大电压-Voc)成正比,电流控制器越高,成本越高。beplay全站App

不同尺寸太阳能充电控制器成本的一般指南:beplay全站App

  • 高达20A的PWMbeplay全站App 100V太阳能控制器-40至120美元

  • MPPT 100V太beplay全站App阳能控制器高达20A - $80至$200

  • MPPT 150V太beplay全站App阳能控制器高达40A-$200至$400

  • MPPT 150V太beplay全站App阳能控制器高达60A-$400至$800

  • MPPT 250V太阳beplay全站App能控制器高达80A - $ 800至1200美元

  • MPPT 300V太beplay全站App阳能控制器高达100A - 900美元到1500美元


关于作者

杰森Svarc是CEC认证的离网太阳能系统专家,自2010年以来一直在设计beplay全站App和建设离网电力系统。在此期间,他还在斯威本大学教授离网太阳能光伏设计课程。beplay全站App他居住在离网住宅,并设计、安装和监控了大量离网系统,在构建高质量、可靠和高性能离网太阳能系统方面积累了丰富的经验和知识。beplay全站App

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本文件仅供参考。在进行任何采购或进行任何太阳能/电池相关安装或改装之前,您必须参考所有制造商的规范和安装手册。所有工作必须由合格人员完成。beplay全站App

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