Chargement d'une batterie: chargement en plusieurs étapes

Mais avant de plonger directement dans Chapitre 3: Fonctions et caractéristiques d'un régulateur de charge solaire, nous ferions mieux de jeter un œil aux informations nécessaires sur la charge d'une batterie.

Si vous êtes déjà assez familier avec cette information, vous pouvez passer au chapitre 3 à partir d'ici.

Versez de l'eau dans la tasse

Versez de l'eau dans une tasse

2.1 Brève interprétation

Imaginez verser de l'eau dans une tasse - au début, vous verserez plus rapidement; lorsque la tasse est presque pleine, le débit d'eau ralentit de sorte que l'eau ne déborde pas de la tasse. Au contraire, si vous continuez à verser de l'eau à un rythme plus rapide, il vous sera difficile d'arrêter le débit à temps à la fin, et l'eau débordera de cette tasse.

Chargement de la batterie solaire

Chargement de la batterie solaire

La même théorie s'applique à la charge d'une batterie:

  • Lorsque la batterie est faible, le contrôleur de charge fournit beaucoup d'énergie pour une charge rapide
  • Lorsque la batterie est presque pleine, elle ralentit le chargeur en régulant sa tension et son courant.
  • Lorsque la batterie est pleine, elle envoie seulement un filet de puissance pour garder une charge complète.

Il s'agit de la soi-disant charge en plusieurs étapes.

2.2 Exemple: 3-4 étapes

Définir des points:

Afin de vous assurer que vous pouvez facilement comprendre le contenu suivant, qui fait référence à un exemple de charge en plusieurs étapes (3-4 étapes), expliquons d'abord le jargon «points de consigne».

En bref,

le régulateur de charge solaire est configuré pour modifier son taux de charge à des tensions spécifiques, appelées points de consigne.

Les points de consigne sont généralement compensés en température, et nous discuterons de ce sujet après l'exemple de la charge en plusieurs étapes.

Maintenant, passons en revue l'exemple en détail

Voici un exemple de MorningStar, qui comporte 4 étapes de charge.

MorningStar 4 étapes de charge

Source: MorningStar, 4 étapes de charge

2.2.1 Étape 1: Charge globale

À ce stade, le groupe de batteries est faible et sa tension est inférieure à la valeur de consigne de la tension d'absorption. Ainsi, le contrôleur de charge solaire enverra autant d'énergie solaire disponible que possible à la banque de batteries pour la recharge.

2.2.2 Étape 2: Charge d'absorption

Lorsque sa tension atteint le point de consigne de la tension d'absorption, la tension de sortie du contrôleur de charge solaire conservera une valeur relativement constante. Une entrée de tension constante empêche un groupe de batteries de surchauffer et de dégager trop de gaz. Généralement, le banc de batteries peut être complètement chargé à ce stade.

2.2.3 Étape 3: charge flottante

Comme nous le savons, le banc de batteries est complètement chargé à l'étape d'absorption et une batterie complètement chargée ne peut plus convertir l'énergie solaire en énergie chimique. La puissance supplémentaire du contrôleur de charge ne sera transformée qu'en chauffage et en gazage, car elle est en surcharge.

Trickle du robinet

Trickle du robinet

L'étage flottant est conçu pour empêcher la batterie de se surcharger à long terme. À ce stade, le contrôleur de charge réduira la tension de charge et fournira une très petite quantité d'énergie, comme des ruissellements, de manière à maintenir le banc de batteries et à empêcher tout chauffage et gazage supplémentaires.

2.2.4 Étape 4: Charge d'égalisation

La charge d'égalisation utilise une tension plus élevée que celle de la charge d'absorption, de manière à niveler toutes les cellules d'un banc de batteries. On le sait, les batteries en série ou / et en parallèle constituent un banc de batteries. Si certaines cellules du banc de batteries ne sont pas complètement rechargées, cette étape les rendra toutes complètement rechargées et terminera toutes les réactions chimiques de la batterie.

Eau bouillante

Eau bouillante

Puisqu'il suit l'étape 3 (lorsque le banc de batteries est complètement rechargé), lorsque nous augmentons la tension et envoyons plus d'énergie aux batteries, les électrolytes auront l'air de bouillir. En réalité, il ne fait pas chaud; c'est de l'hydrogène généré à partir des électrolytes, produisant beaucoup de bulles. Ces bulles agitent les électrolytes.

Agiter régulièrement les électrolytes de cette manière est essentiel pour un banc de batteries inondé.

On peut considérer cela comme une surcharge périodique, mais elle est bénéfique (parfois indispensable) pour certaines batteries, comme les batteries noyées et les batteries non scellées, comme l'AGM et le Gel.

Généralement, vous pouvez trouver dans les spécifications de la batterie la durée de la charge d'égalisation, puis régler le paramètre dans le contrôleur de charge en conséquence.

2.3 Pourquoi les banques de batteries inondées ont besoin d'une égalisation

En bref,

pour empêcher la sulfatation d'une batterie plomb-acide.

réaction chimique de décharge

La réaction chimique de la décharge

Les réactions chimiques de la décharge de la batterie génèrent des cristaux de sulfate de plomb doux, qui sont généralement attachés à la surface des plaques. Si la batterie continue de fonctionner dans ce type de condition, au fil du temps, les cristaux de sulfate mous se multiplieront et deviendront de plus en plus durs, ce qui les rendra assez difficiles à reconvertir en doux, ou encore à activer davantage les matériaux qui faisaient partie de l'électrolyte.

La sulfatation des batteries plomb-acide est le fléau d'une panne de batterie. Ce problème est courant dans les banques de batteries sous-chargées à long terme.

S'ils sont complètement chargés, les cristaux de sulfate mous peuvent être reconvertis en matériaux actifs, mais une batterie solaire est rarement complètement rechargée, en particulier dans un système solaire photovoltaïque pas bien conçu, où le panneau solaire est trop petit ou le banc de batteries est surdimensionné .

Sulfatation de la batterie au plomb

Sulfatation de la batterie au plomb

Seule une surcharge périodique à haute tension peut résoudre ce problème; à savoir, la charge d'égalisation, qui fonctionne à haute tension, génère des bulles et remue l'électrolyte. C'est pourquoi l'étape 4 est essentielle pour un banc de batteries inondé. Dans de nombreux systèmes solaires hors réseau, nous utilisons généralement un générateur + un chargeur pour égaliser périodiquement la batterie solaire inondée, selon les spécifications de la batterie.

2.4 Points de consigne de contrôle en fonction de la température

Étant donné que le point de consigne d'absorption (étape 2), le point de consigne du flotteur (étape 3) et le point de consigne d'égalisation (étape 4) peuvent tous être compensés pour la température s'il y a un capteur de température, nous aimerions épargner quelques mots pour ce petit sujet.

Dans certains contrôleurs de charge avancés, les points de consigne de charge à plusieurs étages fluctuent avec la température de la batterie. C'est ce qu'on appelle une fonction de «compensation de température».

Le contrôleur a un capteur de température, et lorsque la température de la batterie est basse, le point de consigne sera augmenté, et vice versa - il s'ajustera en conséquence une fois que la température augmente.

Sonde de sonde de température

Sonde de sonde de température

Certains contrôleurs ont des capteurs de température intégrés, ils doivent donc être installés à proximité de la batterie pour détecter la température. D'autres peuvent avoir une sonde de température qui doit être attachée directement à la batterie; un câble le connectera au contrôleur pour signaler la température de la batterie.

Si vos batteries sont appliquées à une situation où les fluctuations de température sont supérieures à 15 degrés Celsius chaque jour, il est préférable d'adopter un contrôleur avec compensation de température.

2.5 Points de consigne de contrôle par rapport au type de batterie

En ce qui concerne le type de batterie, un autre article sur les batteries solaires est recommandé.

La plupart des systèmes d'énergie solaire adoptent une batterie au plomb-acide à décharge profonde, dont il existe 2 types: type inondé et type scellé. Une batterie noyée au plomb est non seulement économique, mais aussi répandue sur le marché.

Différents types de batteries solaires

Différents types de batteries solaires

Les types de batteries affectent également la conception des points de consigne des régulateurs de charge solaire; les contrôleurs modernes ont la fonction de vous permettre de sélectionner les types de batterie avant de vous connecter à un système d'énergie solaire.

2.6 Détermination des points de consigne idéaux

Enfin, nous arrivons à la théorie sur la détermination des points de consigne idéaux. Pour parler franchement, il s'agit davantage d'un équilibre entre la charge rapide et la charge d'entretien d'entretien. L'utilisateur d'un système d'énergie solaire doit prendre en compte divers facteurs, tels que la température ambiante, l'intensité solaire, le type de batterie et même la charge des appareils ménagers.

Il est nécessaire de ne gérer que les 1 ou 2 principaux facteurs; cela suffit dans la plupart des cas.