Chcąc dobrać właściwy regulator solarny do instalacji fotowoltaicznej, trzeba wziąć pod uwagę szereg czynników. Jest to element, który trzeba zamontować w każdej instalacji, która przechowuje wyprodukowany prąd w akumulatorach. Jakie parametry instalacji i samego urządzenia należy wziąć pod uwagę?
Podstawowe parametry instalacji fotowoltaicznej
Jednym z kluczowych parametrów jest dobowe zapotrzebowanie na energię. Określa się je na podstawie zużycia prądu przez podłączone do sieci odbiorniki. Ponieważ z czasem pojemność akumulatorów się zmniejsza, a regulator nie pozwala na całkowite rozładowanie, warto ustalić przynajmniej 50-procentowy zapas.
Duże znaczenie ma także pojemność akumulatorów. Bez regulatora akumulatory uległyby znacznie szybszemu zużyciu. Inwestorzy najczęściej interesują się wersjami regulatorów solarnych dopasowanymi do ich instalacji. Żeby obliczyć pojemność akumulatora, należy podzielić założone zapotrzebowanie przez napięcie akumulatora. Pojemność określa się w amperogodzinach.
Oprócz zapotrzebowania na energię i pojemności akumulatorów należy uwzględnić także:
- Moc paneli fotowoltaicznych
- Napięcie paneli PV
- Prąd zwarcia
- Pobierana moc szczytowa
Rodzaje solarnych regulatorów ładowania
Wyróżniamy dwa podstawowe tyły regulatorów ładowania: PWM i MPPT. Często odpowiednie rodzaje są dostępne wraz z zestawami paneli fotowoltaicznych, ale projektując własną instalację, trzeba je odpowiednio dopasować. W nowoczesnych instalacjach stosuje się regulatory MPPT, które cechują się większą efektywnością.
Podstawowa różnica między nimi polega na tym, że regulator MPPT nie odcina napięcia z paneli PV, gdy chwilowo przewyższy ono napięcie ładowania akumulatorów. Należy zwrócić szczególną uwagę na to, żeby maksymalne napięcie regulatora MPPT nie było wyższe niż napięcie obwodu otwartego Voc. Do regulatora MPPT można podłączyć panele o dowolnej mocy, ponieważ i tak przetworzy tylko tyle energii, jak bardzo pozwolą mu jego techniczne ograniczenia. Różnica w prędkości ładowania w porównaniu do regulatorów PWM może wynosić nawet 30% na korzyść regulatorów MPPT.
Niezbędne systemy zabezpieczeń
Podstawową funkcją regulatorów ładowania jest zabezpieczanie akumulatorów przed przeładowaniem i zbyt głębokim rozładowaniem. Pełnią one też funkcję regulującą cały ten proces. Z tego powodu montuje się w nich różnego rodzaju zabezpieczenia, podobnie jak ma to miejsce w przypadku zasilaczy.
Zabezpieczenia w regulatorach solarnych chronią przed:
- Przeładowanie akumulatorów.
- Głębokie rozładowanie.
- Zmiana biegunów.
- Zwarcie i przeciążenie.
- Prąd zwrotny do paneli PV.
Nowoczesne regulatory MPPT posiadają także technologię ładowania wielostopniowego, co dodatkowo wydłuża żywotność akumulatorów. Urządzenie pozwala na ręczną regulację napięcia oraz natężenia prądu. Akumulator przy zbyt wysokim napięciu zostaje odłączony. Dodatkowo regulator monitoruje parametry akumulatora, chroniąc go przed przegrzaniem i zbyt dużym obciążeniem podczas ładowania. W regulatorze muszą znaleźć się elektroniczne bezpieczniki, które chronią całą instalację w sytuacji, gdy dojdzie do awarii jednego z obwodów.