ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ НЕТРАДИЦИОННЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЭНЕРГИИ

Элементы фотоэлектрических систем

Системы с аккумуляторными накопителями, чтобы обеспечить большой срок службы аккумуляторов, должны предотвращать их перезарядку и глубокий разряд.

В свинцово-кислотных аккумуляторах о состоянии аккумулятора можно судить по величине напряжения на его клеммах. Существует два основных способа избежать перезарядки. В первом случае, если напряжение на аккумуляторе превышает некоторую заданную величину, аккумулятор шунтируется нагрузкой, через которую ток не протекает при нормальном состоянии. Во втором случае аккумулятор отключается от солнечной панели.

Первый способ связан с выделением избыточной мощности и применяется в системах небольшой мощности. На рисунке внизу слева показан пример его реализации. Шунтирующая цепь состоит из стабилитрона и включенных последовательно диодов. Если напряжение аккумулятора меньше, чем сумма падений напряжения на стабилитроне и диодах (максимальное допустимое для батареи напряжение), то ток через шунтирующую цепь не протекает, если же напряжение на аккумуляторе достигает заданной величины, то избыточный ток протекает через шунтирующую цепь.

Шунтирующая цепь ограничителя заряда для маломощных систем

Шунтирующая цепь ограничителя заряда для мощных систем

Схема ограничителя заряда с последовательным регулирующим элементом

Для того чтобы увеличить допустимый уровень мощности, используется транзисторная цепь (рисунок вверху в центре). При нормальном состоянии батареи транзистор заперт. Увеличение напряжения сверх заданного предела приводит к его включению, и избыточная мощность рассеивается на нагрузочном сопротивлении R.

Для мощных систем обычно ключевой элемент включается последовательно между панелью и аккумулятором (рисунок вверху справа). Состояние ключевого элемента "включено"/"выключено" зависит от напряжения аккумулятора, которое через соответствующую цепь (цепь не показана на рисунке) задает напряжение на базе транзистора. Достоинство этой схемы в том, что если напряжение на аккумуляторе превосходит некоторую величину, то солнечная батарея отключается и далее работает в режиме холостого хода. Недостаток в том, что при нормальном режиме работы часть напряжения падает на ключевом элементе.

Выходное напряжение, определяемое аккумуляторной батареей, обычно составляет 12 В. Однако на практике могут потребоваться большие напряжения: 24 В, 36 В, 48 В и более. В этом случае используют последовательное включение отдельных модулей, включающих панели и аккумуляторы. На рисунке внизу слева показан один из возможных вариантов последовательного включения модулей.

Схема последовательного соединения модулей

Схема параллельного соединения модулей

Для обеспечения больших нагрузочных токов используется параллельное включение модулей. Пример реализации параллельного включения приведен на рисунке вверху справа.


 Продолжение темы