البطارية الشمسية على الشرفة: اختبار جهاز التحكم بالشحن

مرحبًا!

في الجزء السابق ، تم فحص واختبار تشغيل لوحة BMS ، التي تضمن الشحن الصحيح لبطارية ليثيوم أيون. سلم البريد الصيني أخيرًا وحدة تحكم شحن الطاقة الشمسية ، لذلك حان الوقت لاختبارها.



نتائج الاختبار تحت القط.

جهاز التحكم بالشحن

هذا الجهاز هو الجهاز الرئيسي في النظام بأكمله - إنه جهاز التحكم الذي يوفر تفاعل جميع المكونات - اللوحة الشمسية والحمل والبطارية (لا يلزم ذلك إلا إذا كنا نريد تجميع الطاقة في البطارية ، إذا قمنا بنقل الطاقة مباشرة إلى التيار الكهربائي ، فنحن بحاجة إلى نوع مختلف من وحدة تحكم ربط الشبكة).

هناك الكثير من أجهزة التحكم للتيارات الصغيرة (10-20A) في السوق ، ولكن بسبب في حالتنا ، يتم استخدام بطارية ليثيوم بدلاً من بطارية رئيسية ، ثم نحتاج إلى اختيار وحدة تحكم ذات معلمات قابلة للتعديل. تم شراء وحدة التحكم ، كما في الصورة ، سعر الإصدار من $ 13 على eBay إلى $ 20-30 ، اعتمادًا على جشع البائعين المحليين. يُطلق على وحدة التحكم بفخر اسم "وحدة التحكم في لوحة الطاقة الشمسية الذكية PWM" ، على الرغم من أن كل "ذكائها" يكمن في جوهرها في إمكانية وضع عتبات للشحن والتفريغ ، وهي ليست مختلفة كثيرًا عن محول DC-DC التقليدي.

توصيل وحدة التحكم بسيط للغاية ، فهو يحتوي على 3 موصلات فقط - للوحة الشمسية والحمل والبطارية ، على التوالي. كحمل ، في حالتي تم توصيل شريط LED 12 فولت ، لا تزال البطارية هي نفس الاختبار مع Hobbyking. يوجد أيضًا على وحدة التحكم موصلان USB ، يمكنك من خلالهما شحن أجهزة مختلفة.

كلهم بدوا مثل هذا:



قبل استخدام وحدة التحكم ، يجب تكوينه. يتم بيع وحدات التحكم في هذا النموذج في إصدارات مختلفة لأنواع مختلفة من البطاريات ، وعلى الأرجح تكون الاختلافات فقط في المعلمات المعدة مسبقًا. بالنسبة لبطارية ليثيوم ثلاثية الخلايا (3S1P) ، قمت بتعيين القيم التالية:



كما ترى ، تم ضبط جهد إيقاف الشحن (PV OFF) على 12.5 فولت (استنادًا إلى 4.2 فولت ، يمكنك وضع 12.6 على الخلية ، ولكن يؤثر الشحن القليل بشكل إيجابي على عدد دورات البطارية). المعلمتان التاليتان هما ذرف الحمل ، في حالتي ، يتم تعيينها على 10 فولت ، ويتم إعادة الشحن إلى 10.5 فولت. يمكن تعيين الحد الأدنى للقيمة وأقل ، حتى 9.6 فولت ، تم ترك هامش صغير لوحدة التحكم نفسها ، والتي تعمل بنفس البطارية.

الاختبار

كما هو متوقع ، لم تكن هناك مشاكل. كان شحن البطارية كافيًا لشحن الجهاز اللوحي ، وكان شريط LED قيد التشغيل أيضًا ، وعند عتبة جهد 10 فولت ، خرج الشريط - قامت وحدة التحكم بفصل الحمل حتى لا تفرغ البطارية تحت عتبة محددة مسبقًا.

ولكن مع هذه التهمة ، حدث كل شيء بشكل خاطئ. في البداية كان كل شيء على ما يرام ، وكانت الطاقة القصوى على مقياس الواط حوالي 50 وات ، وهو أمر جيد جدًا. ولكن قرب نهاية الشحنة ، بدأ الشريط المتصل بالحمل في الوميض بقوة. والسبب واضح حتى بدون منظار الذبذبات - إن نظامي إدارة المباني ليسا ودودين للغاية مع بعضهما البعض. بمجرد أن يصل الجهد على إحدى الخلايا إلى العتبة ، تقوم BMS بفصل البطارية ، والتي تفصل كل من الحمل ووحدة التحكم ، ثم تتكرر العملية. وبالنظر إلى أنه تم بالفعل تعيين عتبة الفولتية في وحدة التحكم ، فإن لوحة الحماية الثانية ليست ضرورية في الأساس.

اضطررت للعودة إلى خطة "B" - لوضع البطارية على لوحة موازنة فقط ، وترك وحدة التحكم مع التحكم في الشحن. تبدو لوحة التوازن 3S على النحو التالي:



مكافأة هذا الموازن هي أيضًا أنه أرخص مرتين.

تحول التصميم إلى أبسط وأكثر جمالا - أخذ الموازن مكانه "الصحيح" على موصل موازنة البطارية ، وتم توصيل البطارية بوحدة التحكم من خلال موصل الطاقة.
يبدو كل شيء معًا مثل هذا:



لم تكن هناك مفاجآت أخرى. عندما ارتفع الجهد على البطارية إلى 12.5 فولت ، انخفضت الطاقة المستهلكة من الألواح إلى الصفر تقريبًا وزاد الجهد إلى أقصى "خمول" (22 فولت) ، أي لم يعد الشحن يذهب.



كان الجهد على 3 خلايا للبطارية في نهاية الشحن 4.16 فولت و 4.16 فولت و 4.16 فولت ، مما يعطي ما مجموعه 12.48 فولت ، ولا توجد شكاوى حول التحكم في الشحن ، وكذلك الموازن.

الخلاصة

يعمل النظام ، كما هو متوقع تقريبًا. خلال النهار ، يمكن أن تتراكم الكهرباء ، وفي المساء يمكن استخدامها. في النسخة النهائية ، سيتم استبدال البطارية بمجموعة من 18650 خلية ، والتي تم وصفها بالفعل في الجزء السابق. يمكن زيادة سعة البطارية إلى 20Ah ، أكثر لنظام الشرفة فائض بالفعل. إذا قمت بشراء موازن مختلف ، يمكنك استخدام بطاريات LiFePo4 ، فقط قم بتعيين عتبات الجهد المطلوبة في وحدة التحكم. ومع ذلك ، في حالتي ، ربما لا يوجد أي معنى في ذلك - تكلفة LiFePo4 لـ 10-20Ah هي 80-100 دولار ، وهي قابلة للمقارنة بالفعل بتكلفة وحدة تحكم Grid Tie ، والتي سأختبرها في المستقبل.

تابع في الجزء التالي .

لا تزال حصرية للاختبارات (من الواضح أنه لا يوجد أي معنى اقتصادي في ذلك) تم طلب بطارية 12V من الأيونات ، لأن الأسعار تنخفض وهي الآن رخيصة نسبيًا. سيكون من المثير للاهتمام التحقق من مدة استمرار الشحن. ترقبوا.

ملاحظة : تم توفير بطارية Hobbyking الموضحة في الصورة لأغراض الاختبار فقط. لم يتم اختبار هذه البطاريات للاستخدام المستمر في مثل هذه الأنظمة ، ولا يوصى بتركها دون مراقبة.

تبدو النسخة النهائية للبطارية أكثر أو أقل كما يلي:


هذه عبارة عن 12 18650 خلية متصلة في مجموعات بالتوازي مع 4. تبلغ سعة البطارية التقريبية حوالي 12 ساعة ، وهذا يكفي لشحن أدوات متنوعة وإضاءة المساء في الغرفة باستخدام شريط LED. تستخدم البطارية عناصر باناسونيك ، كما هو الحال في سيارات Tesla S ، يمكن اعتبار موثوقية هذه الخلايا جيدة جدًا.

بالنسبة لأولئك الذين يريدون مشاهدة نسخة الفيديو ، يتم نشر الفيديو على موقع يوتيوب .