Sạc pin: Sạc nhiều giai đoạn

Nhưng trước khi chúng ta trực tiếp đi sâu vào Chương 3: Chức năng và tính năng của bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời, chúng ta nên xem thông tin cần thiết về việc sạc pin.

Nếu bạn đã khá quen thuộc với phần thông tin này, bạn có thể chuyển sang chương 3 từ đây.

Đổ nước vào cốc

Đổ nước vào cốc

2.1 Giải thích ngắn gọn

Hãy tưởng tượng đổ nước vào cốc - lúc đầu, bạn sẽ đổ với tốc độ nhanh hơn; Khi cốc gần đầy, dòng nước chảy chậm lại để nước không bị tràn khỏi cốc. Ngược lại, nếu bạn cứ đổ nước với tốc độ nhanh hơn thì cuối cùng bạn khó có thể ngăn dòng chảy kịp thời và nước sẽ tràn ra khỏi cốc đó.

Sạc pin năng lượng mặt trời

Sạc pin năng lượng mặt trời

Lý thuyết tương tự cũng áp dụng cho việc sạc pin:

  • Khi pin yếu, bộ điều khiển sạc sẽ cung cấp nhiều năng lượng để sạc nhanh
  • Khi pin gần đầy, bộ sạc sẽ làm chậm bộ sạc bằng cách điều chỉnh điện áp và dòng điện.
  • Khi pin đầy, nó chỉ gửi một lượng điện nhỏ giọt để tiếp tục sạc đầy.

Đây được gọi là sạc nhiều giai đoạn.

2.2 Ví dụ: 3-4 giai đoạn

Thiết lập các điểm:

Để đảm bảo bạn có thể dễ dàng hiểu nội dung sau, đề cập đến một ví dụ về tính phí nhiều giai đoạn (3-4 Giai đoạn), trước tiên chúng ta hãy giải thích biệt ngữ “điểm thiết lập”.

Tóm lại,

bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời được thiết lập để thay đổi tốc độ sạc của nó ở các điện áp cụ thể, được gọi là điểm đặt.

Điểm đặt thường được bù nhiệt độ và chúng ta sẽ thảo luận về chủ đề này sau ví dụ về sạc nhiều giai đoạn.

Bây giờ, hãy đi qua ví dụ chi tiết

Sau đây là một ví dụ từ MorningStar, có 4 giai đoạn sạc.

MorningStar 4 giai đoạn sạc

Nguồn: MorningStar, 4 giai đoạn sạc

2.2.1 Giai đoạn 1: Phí hàng loạt

Ở giai đoạn này, pin dự phòng ở mức thấp và điện áp của nó thấp hơn điểm đặt điện áp hấp thụ. Vì vậy, bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời sẽ gửi càng nhiều năng lượng mặt trời khả dụng càng tốt đến ngân hàng pin để sạc lại.

2.2.2 Giai đoạn 2: Phí hấp thụ

Khi điện áp của nó đạt đến điểm đặt điện áp hấp thụ, điện áp đầu ra của bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời sẽ giữ một giá trị tương đối không đổi. Đầu vào điện áp ổn định ngăn không cho ngân hàng pin bị quá nhiệt và thoát khí quá mức. Thông thường, pin dự phòng có thể được sạc đầy ở giai đoạn này.

2.2.3 Giai đoạn 3: Phí nổi

Như chúng ta đã biết, pin dự phòng được sạc đầy ở giai đoạn hấp thụ, và pin được sạc đầy không thể chuyển đổi quang năng thành hóa năng nữa. Nguồn điện tiếp theo từ bộ điều khiển sạc sẽ chỉ được chuyển thành sưởi và tạo khí, vì nó đang sạc quá mức.

Thủ thuật từ vòi

Thủ thuật từ vòi

Phao nổi được thiết kế để ngăn pin sạc quá mức trong thời gian dài. Ở giai đoạn này, bộ điều khiển sạc sẽ giảm điện áp sạc và cung cấp một lượng điện năng rất nhỏ, giống như nhỏ giọt, để duy trì ngân hàng pin và tránh làm nóng và thoát khí.

2.2.4 Giai đoạn 4: Phí cân bằng

Sạc cân bằng sử dụng điện áp cao hơn so với sạc hấp thụ, để cân bằng tất cả các tế bào trong ngân hàng pin. Như chúng ta biết, pin mắc nối tiếp hoặc / và song song tạo thành một ngân hàng pin. Nếu một số tế bào trong bộ pin không được sạc đầy, giai đoạn này sẽ làm cho tất cả chúng được sạc lại đầy đủ và hoàn thành tất cả các phản ứng hóa học của pin.

Nước sôi

Nước sôi

Vì nó diễn ra sau giai đoạn 3 (khi bộ pin được sạc đầy), khi chúng ta tăng điện áp và gửi nhiều năng lượng hơn đến pin, các chất điện phân sẽ trông giống như chúng đang sôi. Trong thực tế, nó không phải là nóng; nó là hydro được tạo ra từ các chất điện phân, tạo ra rất nhiều bọt. Những bong bóng này khuấy động các chất điện phân.

Khuấy các chất điện phân thường xuyên theo cách này là điều cần thiết đối với một ngân hàng pin ngập nước.

Chúng ta có thể coi đây là một lần sạc quá mức định kỳ, nhưng nó có lợi (đôi khi cần thiết) đối với một số loại pin nhất định, chẳng hạn như pin bị ngập nước và pin không kín, như AGM và Gel.

Thông thường, bạn có thể tìm thấy trong thông số kỹ thuật của pin thời gian sạc cân bằng sẽ kéo dài bao lâu, sau đó đặt thông số trong bộ điều khiển sạc cho phù hợp.

2.3 Tại sao các ngân hàng pin bị ngập cần cân bằng

Trong ngắn hạn,

để ngăn chặn quá trình sulfat hóa của pin axit-chì.

phản ứng hóa học phóng điện

Phản ứng hóa học của sự phóng điện

Các phản ứng hóa học của quá trình phóng điện của pin tạo ra các tinh thể chì sunfat mềm, thường được gắn vào bề mặt của các tấm. Nếu pin tiếp tục hoạt động trong tình trạng này, khi thời gian trôi qua, các tinh thể sulfat mềm sẽ nhân lên và ngày càng cứng hơn, cứng hơn, khiến chúng trở nên khá khó khăn để chuyển đổi trở lại dạng mềm, hoặc thậm chí kích hoạt thêm các vật liệu là một phần của chất điện phân.

Sự sulfat hóa của pin axit-chì là nguyên nhân gây ra hỏng hóc pin. Sự cố này thường xảy ra ở các ngân hàng pin sạc lâu dài, thiếu pin.

Nếu được sạc đầy, các tinh thể sunfat mềm có thể được chuyển đổi trở lại thành vật liệu hoạt động, nhưng pin năng lượng mặt trời hiếm khi được sạc lại đầy đủ, đặc biệt là trong hệ thống điện mặt trời được thiết kế không tốt, trong đó tấm pin mặt trời quá nhỏ hoặc pin dự trữ quá khổ. .

Lưu huỳnh của pin axit-chì

Lưu huỳnh của pin axit-chì

Chỉ một lần sạc quá mức định kỳ ở điện áp cao mới có thể giải quyết được vấn đề này; cụ thể là sạc cân bằng, hoạt động ở điện áp cao, tạo ra bong bóng và khuấy động chất điện phân. Đó là lý do tại sao giai đoạn 4 là cần thiết đối với một ngân hàng pin bị ngập. Trong nhiều hệ thống năng lượng mặt trời không nối lưới, chúng tôi thường sử dụng máy phát điện + bộ sạc để cân bằng pin năng lượng mặt trời bị ngập theo định kỳ, theo thông số kỹ thuật của pin.

2.4 Điều khiển điểm cài đặt so với nhiệt độ

Vì điểm đặt hấp thụ (giai đoạn 2), điểm đặt phao (giai đoạn 3) và điểm đặt cân bằng (giai đoạn 4) tất cả đều có thể được bù nhiệt độ nếu có cảm biến nhiệt độ, chúng tôi muốn dành một số từ cho điều này đề tài.

Trong một số bộ điều khiển sạc nâng cao, điểm đặt sạc nhiều giai đoạn dao động theo nhiệt độ của pin. Đây được gọi là tính năng “bù nhiệt độ”.

Bộ điều khiển có cảm biến nhiệt độ, và khi nhiệt độ pin thấp, điểm cài đặt sẽ được nâng lên và ngược lại - nó sẽ điều chỉnh tương ứng khi nhiệt độ cao hơn.

Đầu dò cảm biến nhiệt độ

Đầu dò cảm biến nhiệt độ

Một số bộ điều khiển có tích hợp cảm biến nhiệt độ, vì vậy chúng phải được lắp gần pin để phát hiện nhiệt độ. Những người khác có thể có một đầu dò nhiệt độ phải được gắn trực tiếp vào pin; cáp sẽ kết nối nó với bộ điều khiển để báo nhiệt độ pin.

Nếu pin của bạn được sử dụng trong trường hợp nhiệt độ dao động lớn hơn 15 độ C mỗi ngày, bạn nên sử dụng bộ điều khiển có bù nhiệt độ.

2.5 Điểm đặt điều khiển so với loại pin

Khi chúng ta nói đến loại pin, một bài viết khác về pin năng lượng mặt trời được đề xuất.

Hầu hết các hệ thống điện mặt trời đều sử dụng pin axit-chì chu kỳ sâu, trong đó có 2 loại: loại ngập nước và loại kín. Ắc quy ngập axit chì không chỉ tiết kiệm mà còn phổ biến trên thị trường.

Các loại pin năng lượng mặt trời khác nhau

Các loại pin năng lượng mặt trời khác nhau

Loại pin cũng ảnh hưởng đến việc thiết kế điểm đặt cho bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời; bộ điều khiển hiện đại có tính năng cho phép bạn chọn các loại pin trước khi kết nối với hệ thống năng lượng mặt trời.

2.6 Xác định điểm đặt lý tưởng

Cuối cùng, chúng ta đến với lý thuyết về việc xác định các điểm đặt lý tưởng. Nói thẳng ra, đó là sự cân bằng giữa sạc nhanh và sạc nhỏ giọt trong quá trình bảo trì. Người sử dụng hệ thống năng lượng mặt trời nên xem xét các yếu tố khác nhau, chẳng hạn như nhiệt độ môi trường xung quanh, cường độ mặt trời, loại pin và thậm chí cả tải của thiết bị gia đình.

Nó là cần thiết để chỉ đối phó với 1 hoặc 2 yếu tố hàng đầu; điều đó là đủ trong hầu hết các trường hợp.