Stromabgabe eines Solarmoduls bei Anschluss an Batterie und Last

Ich versuche, ein Microgrid (Abschlussprojekt) zu bauen, bei dem eine 100-250-W-48-V-Solaranlage eine 24-V-Batteriebank und ein paar 24-V-Lasten (40-W-Lichter, 60-W-Lüfter) auflädt.

Verwendete Batterien (7 davon in Reihe): http://industrial.panasonic.com/www-cgi/jvcr13pz.cgi?E+BA+3+ACA4001+NCR18650+7+WW

Ich werde einen Abwärtswandler verwenden, um die Spannung des Arrays auf die der Batterie zu senken.

Angenommen, die Leistung der Solaranlage beträgt 200 W, 200/48 = 4 A ~ Nach dem Hochsetzen durch den Abwärtswandler sollte sie etwa 8 A betragen?

Jetzt versuche ich herauszufinden, was passiert, wenn nur die Batterie darüber angeschlossen wird. Zieht es nur nach Bedarf (was passiert mit dem Überstrom des Solarmoduls?) Oder werden die 8 A des Ausgangs des Solarmoduls in die Batterie gezwungen? (und vielleicht verderben).

Wenn der Akku fast vollständig aufgeladen ist, woher weiß ich das? Ist es durch die Überprüfung des Spannungspegels? Muss ich dann den Mosfet-Schalter ausschalten (die Verbindung zwischen dem Array und der Batterie trennen)? Ich werde einen Mikrocontroller verwenden, um die PV-Versorgung mit dem Abwärtswandler zu regulieren.

Sie benötigen einen Laderegler. Das direkte Anschließen von Lithium-Ionen-Batterien an eine Solaranlage wird nicht sehr gut funktionieren.
Darf ich wissen warum? Da dies ein Schulprojekt ist, kann ich nicht gut ein kommerzielles kaufen ... Es gibt bestimmte Chips für diesen Zweck, richtig? Zu diesem Zweck kann ich auch Leiterplatten entwerfen und herstellen.
Sie können die erforderlichen Schaltungen entwerfen. Ihnen scheinen viele der notwendigen Kenntnisse zu fehlen, aber Sie können das beheben, wenn Sie Zeit und Internetzugang haben. Ich habe eine Frage: Können Sie verschiedene Batterien auswählen? Könnten Sie beispielsweise 12-V-Bleisäurebatterien verwenden? Wenn ja, empfehle ich es als sicherer und ein bisschen einfacher. Wenn nicht, müssen Sie Lithium-Batterien verwenden. Ich denke, Sie müssen hauptsächlich über zwei Themen lesen. Eine davon sind Lademethoden für Lithium-Ionen- (oder Blei-Säure-) Batterien. Das zweite Thema ist die Solarladesteuerung mit Maximum Power Point Tracking (MPPT).
Ja, ich kenne MPPT und habe lange Zeit damit verbracht, sie in Matlab zu simulieren. Ich denke, es steht mir frei, verschiedene Batterien auszuwählen, aber ich würde gerne wissen, wie ich die Art und Weise, wie sie geladen werden, steuern kann, und würde mich freuen, wenn Sie mir Ratschläge geben oder mich auf geeignete Literatur hinweisen. Danke!

Antworten (1)

Zuallererst müssen Sie beim Entwerfen mit Lithium-Ionen-Batterien sehr vorsichtig sein. Wenn Sie die angegebenen Lade- oder Entladeraten überschreiten, können sie auslaufen oder explodieren, und das will niemand! Du brauchst auf jeden Fall einen Laderegler. Dadurch wird die Batterieladung auf ein sicheres Niveau reguliert und einem empfohlenen Ladeprofil gefolgt, das typischerweise darin besteht, zuerst mit einem konstanten Strom zu laden, bis die Zellen eine bestimmte Spannung erreichen, und dann mit einer konstanten Spannung aufzuladen. Dies wird als "CCCV"-Aufladung bezeichnet. Sie brauchen auch etwas, um die Entladungsrate der Batterien zu begrenzen. Dies kann eine sehr einfache Schaltung sein, aber zur Sicherheit brauchen Sie etwas. Ihr Abwärtswandler kann sowohl die Last als auch das Ladegerät versorgen. Überschüssige Kapazität der Solarmodule wird einfach nicht genutzt. Die Panel-Ausgangsspannung wird wahrscheinlich bei niedrigeren Lasten über 48 V ansteigen. Für 7 Zellen, Ein linearer Laderegler ist nicht gut, da die Verlustleistung bei niedrigen Batteriespannungen zu einer Überhitzung führt. Wahrscheinlich brauchst du auch dort einen Switcher, entweder Buck oder SEPIC. Wenn Sie dafür eine Leiterplatte entwerfen können, umso besser. Ich verstehe, dass Ihre Schule es wahrscheinlich nicht wirklich zu schätzen wissen würde, wenn Sie es bei Amazon kaufen würden!

Danke für deine Antwort! Ich würde gerne wissen, ob ich den Strom zwischen dem Abwärtswandler und der Batterie regeln muss oder ob die Batterie nur den Strom zieht, den sie benötigt (im leeren Zustand, halb geladenen Zustand und fast geladenen Zustand). Nach dem, was ich gelesen habe, muss ich nur sicherstellen, dass die Spannung der Batterie eine bestimmte Grenze nicht überschreitet, und dann die Versorgung mit einem Shunt unterbrechen. mpoweruk.com/chargers.htm Ladetypen Shunt-Regler Buck-Regler
Sie müssen unbedingt den Ladestrom zu den Akkus regulieren, da diese sonst beim Laden aus entladenem Zustand überhitzen und ggf. explodieren können. Die Batteriehersteller geben einen maximal zulässigen Ladestrom sowie einen Entladestrom an. Wenn Sie möchten, schicke ich Ihnen ein kleines Blockdiagramm einer vorgeschlagenen Topologie. Ich schlage vor, Sie schauen sich die Produkte von Linear Tech und TI an. Sie haben zu viele Batterien in Reihe geschaltet, um einen Linearregler zum Laden zu verwenden. Blei-Säure ist eine Option, aber sie haben auch ihre eigenen Nachteile. Die grundlegende Topologie wäre die gleiche.
Der Cheat stellt sicher, dass Sie die Batterien nicht überlasten, indem Sie sie überversorgen: Ordnen Sie genügend Batterien parallel an (achten Sie darauf, sie zuerst auszugleichen!), So dass der maximale Ladestrom „C“ des Pakets größer als das maximal mögliche ist Leistung der Sonnenkollektoren.
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