Bộ Điều khiển sạc pin năng lượng mặt trời

Bất kỳ hệ thống điện năng lượng mặt trời nào có sử dụng pin lưu trữ điện mặt trời đều cần một công cụ để điều chỉnh dòng năng lượng nạp vào pin lưu trữ, nó ngăn chặn việc sạc pin quá mức và có khả năng gây ra thiệt hại cho toàn hệ thống. Và thiết bị đó chính là bộ điều khiển sạc pin năng lượng mặt trời.

Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời là gì?

Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời điều chỉnh năng lượng điện chạy từ các tấm pin mặt trời và truyền trực tiếp vào pin lưu trữ dưới dạng hệ thống kết hợp, đây là cách hữu dụng và hiệu quả nhất. Hỗ trợ giúp ắc quy năng lượng mặt trời có thể hoạt động lâu dài với thời gian là chức năng quan trọng của bộ sạc.

Thiết bị này gần đây trên thị trường đã được thêm vào một số tính năng mới, bao gồm việc tăng công suất khi chúng đạt điện áp hoạt động cao hơn để phù hợp với các hệ thống lớn hơn. Ngoài ra, có nhiều bộ sạc pin sử dụng các thiết kế có khả năng chịu được thời tiết khắc nghiệt hơn, hoạt động linh hoạt ở nhiều loại môi trường hơn và ít đòi hỏi bảo trì hơn. Điều này rất quan trọng vì nó thường phải được đặt gần hệ thống PV. Các thiết kế mới hơn với khả năng quản lý nhiệt độ vượt trội sẽ cho phép các người dùng đưa năng lượng mặt trời đến các khu vực đòi hỏi nhiều điện năng hơn như các trạm nghiên cứu, các địa điểm viễn thông ở ngoại ô và các hoạt động khai thác xa xôi.

Phân loại điều khiển sạc pin năng lượng mặt trời

Có 2 loại điều khiển sạc khác nhau hiện được ứng dụng cho hệ thống năng lượng mặt trời:

Loại thứ nhất, còn được gọi đơn giản là điều khiển sạc điện mặt trời tiêu chuẩn, chúng thường nhỏ và có tính năng điều chế độ rộng xung (Pulse-width Modulation – PWM). Các bộ sạc PWM là loại lâu đời và không quá hiệu quả. Công nghệ PWM gửi các xung điều khiển ngắn đến pin lưu trữ và xử lý không được nhanh nhẹn cho lắm. Loại này sẽ phù hợp hơn với những nơi có bức xạ mặt trời ổn định và mạnh mẽ cũng như các hệ thống PV cần tối ưu về chi phí.

Loại thứ hai là loại phổ biến nhất có tích hợp công nghệ theo dõi công suất tối đa (Maximum Power Point Tracking – MPPT). Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời MPPT này thường được thấy trong các hệ thống lớn hơn và cung cấp hiệu suất cao hơn thông qua khả năng tối ưu tất cả công suất có sẵn của các tấm pin năng lượng mặt trời. Với việc bộ sạc MPPT có thể tăng 30% hiệu quả của mảng pin PV, khiến nó trở thành công nghệ được ưa thích trong tất cả các hệ thống. Loại MPPT cũng có thể kết nối các tấm pin trong một chuỗi để điện áp cao hơn, giữ cho cường độ dòng điện thấp và có thể sử dụng dây điện kích thước nhỏ hơn, đặc biệt rất có lợi trong trường hợp hệ thống sử dụng dây dẫn dài để kết nối với các tấm pin.

Chức năng của mạch điều khiển sạc năng lượng mặt trời

Về cơ bản chúng đóng vai trò điểu chỉnh điện áp của thiết bị và mở mạch, tạm dừng quá trình sạc khi điện áp pin đạt đến một mức nhất định. Nhiều bộ sử dụng rơ le để mở hoặc tắt mạch, tạm dừng hoạt cấp nguồn cho các thiết bị lưu trữ điện.

Nói chung đối với các hệ thống năng lượng mặt trời sử dụng pin lưu trữ, các tấm pin mặt trời có thể sẽ truyển tải điện áp cao hơn nhiều so với khả năng tiếp nhận của pin sạc. Do đó, muốn pin hoạt động tốt đòi hỏi phải giữ được mức điện áp sạc ở mức tốt nhất. Điều này cho phép các hệ thống điện mặt trời hoạt động tối ưu một cách liên tục. Để làm được điều này hệ thống sẽ cần đến sự trợ giúp của điều khiển sạc điện mặt trời.

Chúng cũng có thể kiểm soát dòng điện đảo nghịch và có thể phân biệt khi không có nguồn điện từ các tấm tấm pin mặt trời và mở mạch để tách các tấm pin ra khỏi các thiết bị pin và tạm dừng dòng điện ngược.

Ứng dụng

Trong những ngày gần đây, việc tận dụng sản xuất điện từ ánh sáng mặt trời đang dần trở nên phổ biến hơn so với các nguồn năng lượng thay thế khác, đặc biệt các tấm pin quang điện hoàn toàn không gây ô nhiễm và chúng không cần bảo trì cao. Sau đây là một số thiết bị/hệ thống ứng dụng bộ sạc điện mặt trời phổ biến:

✅ Hệ thống đèn năng lượng mặt trời.

Hệ thống bơm nước năng lượng mặt trời.

Hệ thống điện năng lượng mặt trời độc lập.

✅ Hệ thống điện mặt trời hòa lưới có pin dự trữ, hay còn gọi là hệ thống PV lai.

✅ Máy phát điện mặt trời mini.

FAQ - Những câu hỏi liên quan đến điều khiển sạc pin mặt trời

1. "Điện áp định mức" có ý nghĩa gì?

Trả lời:

Điện áp định mức là điện áp pin mà điều khiển sạc được thiết kể để có thể làm việc cùng. Nó thường là 12V, 24V hoặc 48V.

Bạn có thể sử dụng thiết bị này cho các pin có điện áp định mức thấp hơn nối tiếp nhau. Ví dụ như: đối với loại 12V, bạn có thể sử dụng với pin 12V hoặc 2 pin 6V hoặc 6 pin 2V nối tiếp.

2. "Ngắt điện sạc đầy" có ý nghĩa gì?

Trả lời:

Ngắt điện sạc đầy là xảy ra khi pin đã được sạc đầy. Trong một hệ thống các pin lưu trữ, điều khiển sạc sẽ nhận biết được pin nào đã đầy và sẽ ngắt sạc để chuyển sạc cho pin khác. Hãy đọc kỹ càng các thống số kỹ thuật của pin để thiết lập các mức ngắt sạc đầy sao cho phù hợp.

3. "Ngắt điện áp thấp" nghĩa là gì?

Trả lời:

Ngắt điện áp thấp là tại thời điểm quá trình xả pin bị dừng lại khi điện áp thấp chạm mức nhất định. Hãy đọc đúng thông số kỹ thuật của pin để cài đặt mức ngắt điện áp thấp phù hợp.

4. "Điện áp kết nối lại" nghĩa là gì?

Trả lời:

Khi đạt đến mức ngắt điện áp thấp, pin sẽ ngừng xả và bắt đầu sạc lại, điều này dẫn đến việc tăng điện áp đầu cực. Điện áp kết nối lại là điện áp tại đó điều khiển sạc pin mặt trời cho phép xả pin trở lại.