PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ SOLAR CHARGER CONTROLLER

Thiết kế hệ thống pin mặt trời (solar PV module)

Thiết kế hệ thống bình ac-quy (battery system)

Thiết kế charge controller

Thiết kế solar inverter

Xem một thiết kế mẫu

Thiết kế solar charge controller
Solar charge controller có điện thế vào phù hợp với điện thế của pin mặt trời và điện thế ra tương ứng với điện thế của battery. Vì solar charge controller có nhiều loại cho nên bạn cần chọn loại solar charge controller nào phù hợp với hệ solar của bạn. Đối với các hệ pin mặt trời lớn, nó được thiết kế thành nhiều dãy song song và mỗi dãy sẽ do một solar charge controller phụ trách. Công suất của solar charge controller  phải đủ lớn để nhận điện năng từ PV và đủ công suất để nạp cho hệ thống bình ac-quy.

Để chọn Solar charge controller, ta phải tính ra các thông số Wp, Vpm, Voc, Ipm, Isc của hệ thống pin mặt trời kết nối với nó. Các trị số dòng và áp của bộ solar charge controller phải chấp nhận được các trị số dòng áp trên của hệ thống pin mặt trời.

Thông thường ta chọn Solar charge controller có dòng Imax = 1.3 x dòng ngắn mạch Isc của hệ pin mặt trời.

Đối với các Solar charge controller có MPPT thì cách chọn có khác. Trước tiên bạn tìm hiểu MPPT charge controller là gì, sau đó tham khảo chi tiết thiết kế MPPT Charge Controller sau đây.

1. MPPT solar charge controller là gì?
MPPT solar charge controller là một charge controller bên trong có bộ vi-xử-lý sử dụng thuật toán MPPT để làm pin mặt trời hấp thu tối đa năng lượng bức xạ của mặt trời và nạp vào ac-quy. (Tham khảo MPPT trong phần FAQ)
 

Leonics MPPT solar charge controller bao hàm một bộ DC/DC converter: nó lấy điện DC từ pin mặt trời, đổi sang điện AC, sau đó đổi lại điện DC để nạp vào bình ac-quy. Tại sao phải phức tạp như thế? Vì Leonics MPPT solar charge controller điều khiển tích cực và riêng biệt cho cả 2 đầu vào (pin mặt trời) và đầu ra (bình ac-quy) cho nên nó cần 2 dòng DC riêng biệt:
 

1. Đối với kết nối đến pin mặt trời: bộ vi-xử-lý sử dụng thuật toán MPPT theo dỏi đường cong dòng-áp làm việc của pin mặt trời, ép pin mặt trời làm việc tại dòng và áp của điểm công suất cực đại MPP. (Tham khảo MPP)
2. Đối với kết nối bình ac-quy, Leonics MPPT charge controller cấp dòng DC nạp bình có đặc tính dòng nạp tối ưu:
•  Khi dòng từ pin mặt trời thấp, MPPT solar charge controller làm nhiệm vụ boost, nâng dòng lên để nạp vào bình.  

•  Khi dòng từ pin mặt trời cao, MPPT solar charge controller làm nhiệm vụ buck, hạ dòng xuống để bảo vệ bình.
 

Có thể thấy đối với thời tiết thay đổi, lượng bức xạ mặt trời khi thấp khi cao thì vai trò điều tiết của solar charge controller là rất lớn. Do vậy MPPT solar charge controller rất hữu dụng nhất là cho các hệ thống năng lượng mặt trời độc lập, sử dụng bình ac-quy và không có kết nối với lưới điện. Nó cũng rất cần cho hệ thống bơm nước dùng solar.
 

2. Các đặc tính chính của Leonics MPPT solar charge controller

• Theo dỏi quan hệ dòng–thế của pin mặt trời để tìm điểm năng lượng cực đại của đường cong I-V.

• Thay đổi điện áp của pin mặt trời để buộc pin mặt trời phải làm việc ở điểm năng lượng cực đại nhằm giúp pin mặt trời hấp thu tối đa năng lượng bức xạ mặt trời.

• Điều tiết dòng điện từ pin mặt trời phù hợp với điện áp bình ac-quy. Điều này giúp bạn có nhiều lựa chọn các sản phẩm pin mặt trời trong thiết kế vì chúng có nhiều điện áp khác nhau, ngay cả khi nó có điện áp cao hơn điện áp bình acquy. Nó còn giúp ta tiết kiệm chi phí dây dẫn . Thí dụ pin mặt trời đặt xa, ta phải dùng dây dẫn cở lớn để điện áp khi đến bình acquy không bị suy giảm. Khi có bộ MPPT charge controller, ta có thể dung dây nhỏ hơn mà không làm giảm hiệu suất của pin mặt trời nạp vào bình.

• MPPT solar charge controller làm việc thiết kế hệ thống đơn giản hơn và làm hiệu suất hệ thống tăng lên. Hơn nữa nó rất phù hợp với các hệ thống tích hợp nhiều nguồn năng lượng vì nó điều khiển trực tiếp dòng điện DC ngỏ ra.

• MPPT solar charge controller cần thiết sử dụng cho các tur-bin gió, tur-bin nước v.v…

3. Cách thiết kế MPPT solar charge controller.

• Từ điện áp danh định của hệ thống ac-quy đã biết, ta chọn ra 1 loại MPPT solar charge controller đáp ứng cho điện áp danh định acquy này. Leonics MPPT solar charge controller với các model thường đặt tên gợi nhớ. SPT-XXYY với XX là điện áp danh định của acquy, YY là dòng charge max. Thí dụ  model SPT-2412 dùng cho  điện áp danh định bình là 24VDC và dòng nạp max là 12A. 

• Thí dụ điện áp danh định của hệ acquy là 24VDC ta chọn solar charge controller SPT-24YY

• Từ Wp của hệ pin mặt trời ta tính ra dòng nạp có được: Ic = Wp/XX

• Tính ra YY bằng cách cách nhân Ic với hệ số an toàn, thí dụ 1,2:   YY = 1,2 x Ic

Như vậy ta chọn ra được charge controller là Leonics Solarcon SPT-XXYY
Các điều cần lưu ý: điện áp và dòng của pin mặt trời là điện áp và dòng của module pin mặt trời kết nối với charge controller chứ không phải của 1 tấm pin mặt trời. Module pin mặt trời có thể là các tấm pin mặt trời ghép nối tiếp hoặc song song hay ghép kết hợp cả 2 cách với nhau.

• Voc của hệ pin mặt trời không được lớn hơn Vmax của charge controller SPT-XXYY

• Vpm của hệ pin mặt trời phải nằm trong phạm vi điều khiển của charge controller SPT-XXYY

4. Các thí dụ thiết kế MPPT solar charge controller

• Thí dụ 1: Thiết kế MPPT solar charge controller cho 1 hệ solar 128Wp sử dụng pin mặt trời Kaneka

• Thí dụ 2: Thiết kế MPPT solar charge controller cho 1 hệ solar 150Wp sử dụng pin mặt trời Sharp NE-78T1 (type 1) và cho 1 hệ solar 260Wp sử dụng pin mặt trời Sharp ND-130T1J(type 2)

• Thí dụ 3: Thiết kế MPPT solar charge controller cho 1 hệ solar 120Wp sử dụng pin mặt trời BSC BS 40

• Thí dụ 4: Thiết kế MPPT solar charge controller cho 1 hệ solar 800Wp sử dụng pin mặt trời BSC BS 40

TIN TỨC

►02-02-2012: Bãi đỗ ô tô sân bay Đà Nẵng dùng năng lượng mặt trời

►06-08-2011: Điện mặt trời - hướng có thể tránh điện hạt nhân

►22-06-2011: Châu Á cần đầu tư cho năng lượng tái tạo

►07-05-2011: Xây dựng nhà máy pin năng lượng mặt trời tại Quãng Nam

►04-04-2011: Sử dụng năng lượng tái tạo - Hướng đi bền vững

►01/04/2011: Xây dựng chiến lược phát triển nguồn năng lượng tái tạo

►28/03/2011: Nổ lực ứng dụng năng lượng mặt trời

►24/03/2011: Ninh Thuận hút đầu tư dự án điện gió, điện mặt trời

►22/03/2011:Khởi công nhà máy tấm pin năng lượng mặt trời

►15/03/2011: Xây dựng nhà máy pin mặt trời tại Hòa Lạc

►19/03/2010: Các dự án năng lượng mặt trời tại Việt Nam