تقريبا كل جهاز حديث مزود ببطارية يعمل منها. من أجل منع التحميل الزائد وتقليل انهيار الأجهزة المنزلية والهواتف والأنظمة التقنية الأكثر تعقيدًا ، يتم تثبيت وحدة تحكم في شحن البطارية في كل جهاز من هذا القبيل.
ما هي وحدة التحكم في شحن البطارية وما هي الوظائف التي تؤديها؟
جهاز التحكم في شحن البطارية هو جهاز خاص يقوم تلقائيًا بضبط مستوى التيار والجهد في الجهاز. يتم تحديد شحن البطارية من خلال فرق الجهد بين الطرفين. وبالتالي ، فإن وحدة التحكم تحمي البطارية من الجهد الزائد المفرط ، وبالتالي من التلف.
من الناحية المنطقية ، يمكن للعديد من التركيبات الاستغناء عن جهاز التحكم بسهولة. إذا قمت بتوصيل الجهاز مباشرة بمصدر جهد أثناء مراقبة قيمة التيار والجهد ، فيمكن تجنب التلف. على الرغم من أن شحن الجهاز في هذه الحالة سيكون أقل - 70 ٪ من السعة الإجمالية لجهاز التخزين. وبالتالي ، يمكننا أن نستنتج أن وحدة التحكم بالشحن تسمح لك بشحن الجهاز بنسبة 100٪.
إذا تحدثنا عن المهام التي يؤديها جهاز التحكم ، فيمكننا القول:
- تعمل وحدة حماية البطارية على تحسين نظام الطاقة بالكامل ، مما يسمح للجهاز بالحفاظ على موارده الداخلية.
- بالإضافة إلى ذلك ، تتجنب وحدة التحكم التحميل الزائد على النظام ، مما قد يؤدي إلى تعطل الآليات الرئيسية.
ما هي وحدة التحكم وما أنواع هذا الجهاز الموجودة؟
لا توجد دوائر تحكم قياسية ، لكن جميعها لها ميزات متشابهة. عادةً ما يشتمل معظمها على مقاومين تشذيب يتحكمان في الارتفاعات والانخفاضات في الجهد. بالإضافة إلى ذلك ، تحتوي كل وحدة تحكم على ملف ترحيل يتحكم في نطاق الحدود. وبالتالي ، إذا كان الحد الأقصى للبطارية هو 15 فولت ، فلن يتمكن الجهاز من توليد طاقة أعلى من هذا الحد.
اعتمادًا على الهيكل ، يمكن أن تكون وحدات التحكم:
- تحكم بسيط أو عالمي ؛
- تحكم هجين.
من بين الأجهزة التي تسمح لك بالتحكم في هذه المعلمات:
- ON / OFF تحكم ؛
- وحدة تحكم تعديل عرض النبضة (PWM) ، أو مغير عرض النبضة ؛
- وحدة التحكم أو وحدة التحكم القصوى لتتبع نقطة الطاقة (MPPT) التي تراقب اتجاه أشعة الشمس.
ON / OFF تحكم
تؤدي هذه الوحدة وظيفة فصل البطاريات عن المصدر عند التحميل الكامل. اليوم ، نادرًا ما يتم استخدام وحدات التحكم هذه وتعتبر واحدة من أكثرها بدائية. يعتمد مبدأ تشغيل وحدة التحكم على المراقبة المستمرة لقيم معينة للمولد وذراع جهاز التراكم. يتم تشغيل وحدة التحكم عندما يكون جهد البطارية أقل من القيمة الاسمية ، أو ضمن معلمات الجهد. يتم إيقاف تشغيل الجهاز إذا تجاوز الجهد حد الحمل الذي يمكن أن تتحمله وحدة التحكم. تُستخدم وحدات التحكم هذه على نطاق واسع في الأنظمة ذات الحمل المتوقع ، على سبيل المثال ، في أنظمة الإنذار والإضاءة في حالات الطوارئ (جهاز التحكم في الشحن والتفريغ hcx-2366).
تحكم PWM
الدوائر الدقيقة للتحكم في نوع PWM هي الأكثر حداثة ومتعددة الوظائف من وجهة نظر فنية. تسمح هذه الأجهزة بالمراقبة التلقائية للجهد والقيم الحالية. بعد الوصول إلى أقصى قيمة ممكنة ، تقوم وحدة التحكم بتثبيتها على اللوحة لتثبيت المركب. هذا يضمن أقصى سعة للبطارية. هذا النوع من وحدات التحكم له اسم آخر ، وهو أكثر شيوعًا - إنه وحدات تحكم PWM.إذا قمت بفك تشفير الاختصار المختصر ، فستحصل على شيء مثل معدل عرض النبض. في أغلب الأحيان ، توجد هذه الأجهزة في هندسة التلفزيون والراديو. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن العثور عليها في بعض الأجهزة المنزلية وتبديل إمدادات الطاقة.
يمر الجهد من لوحة شمسية قياسية عبر موصلين إلى عنصر التثبيت. نتيجة لهذا ، تحدث المعادلة المحتملة لجهد الدخل. بعد ذلك ، يذهب الجهد إلى الترانزستورات ، والتي تعمل على استقرار الجهد والتيار الوارد. يتم التحكم في النظام بأكمله من قبل السائق. يشتمل مخطط الجهاز على مستشعر درجة الحرارة والسائق. يتم التحكم في هذه الأجهزة بواسطة ترانزستورات كهربائية ، يعتمد عددها على قوة الجهاز. مستشعر درجة الحرارة مسؤول عن حالة تسخين عناصر التحكم. عادة ما تكون موجودة على مشعات ترانزستورات الطاقة ، أو داخل العلبة. هذا لا يغير وظائفها. إذا تجاوزت درجة الحرارة الحدود المحددة ، يتم إيقاف تشغيل الجهاز تلقائيًا.
معدل عرض النبض
وحدة التحكم MPPT هي وحدة تحكم في الكهرباء تُستخدم لتوليد الطاقة في محطات الطاقة الشمسية. تعمل الدائرة المصغرة للجهاز بأقصى قيم كفاءة وتعطي معدلات إخراج عالية. تعد الدائرة المصغرة ، التي تشتمل على وحدة تحكم من هذا النوع ، معقدة للغاية وتتضمن عددًا من الأجهزة التي تنشئ أمر التحكم اللازم. يسمح هذا التسلسل بمراقبة مستويات الجهد والتيار باستمرار مع الاستمرار في تعظيم خرج الجهاز. يتمثل الاختلاف الرئيسي في تكوين مُعدِّل عرض النبضة من أجهزة PWM في أنها قادرة على تنشيط الوحدة الشمسية الخاصة بهم لظروف الطقس. وبالتالي ، فإن القوة في أي طقس ستكون قصوى ، بغض النظر عن طول الوقت في الشمس.
كيف تختار وحدة تحكم شحن البطارية المناسبة؟
من أجل تحديد وحدة التحكم المطلوبة ، من الضروري تحديد الوظيفة التي سيحملها هذا الجهاز وعلى نطاق التثبيت بالكامل. إذا كان من المخطط تجميع نظام شمسي صغير يتحكم في الأجهزة المنزلية بقوة لا تزيد عن كيلوواط ، فإن تركيب وحدة تحكم PWM يكفي. إذا كنا نتحدث عن نظام أكثر قوة يتحكم في كهرباء الشبكة ويعمل في وضع مستقل ، فإن تركيب وحدة تحكم MTTP ضروري. كل هذا يتوقف على الجهد الذي يذهب إلى وحدة التحكم في جهاز التخزين. وحدات التحكم PWM قادرة على تحمل ما يصل إلى 5 كيلو واط ، بينما يمكن أن تتحمل وحدات MTTP ما يصل إلى 50 كيلو واط.
كيف تعمل الوحدات الشمسية الإلكترونية؟
تم تصميم وحدات التحكم الدقيقة ، أو الوحدات الإلكترونية ، التي تعد جزءًا لا يتجزأ من الخلية الشمسية ، لعدد من الوظائف للحفاظ على الطاقة من الألواح الشمسية. ينتج توليد الطاقة بواسطة بطارية شمسية عن سقوط أشعة الشمس على سطحها. بفضل الخلايا الضوئية ، يولد ضوء الشمس تيارًا كهربائيًا. يتم إرسال الطاقة الناتجة إلى وحدة التحكم في شحن البطارية ، والتي تراقب استهلاك الطاقة. ينظم هذا الجهاز ويضبط قيمة الحد الحالي ويمررها إلى بطارية التخزين. نظريًا ، يمكن الاستغناء عن جهاز التحكم في الشحن. وبالتالي ، فإن كل الطاقة المستلمة ستذهب مباشرة إلى البطارية. ومع ذلك ، قد يؤدي ذلك إلى خطر التحميل الزائد الدائم للنظام ، مما يؤدي إلى تعطيل الجهاز بسرعة. ولعل أبرز مثال على هذا الجهاز هو بطارية الليثيوم أيون المثبتة في الهواتف والأجهزة اللوحية وشواحن الكمبيوتر المحمول وغيرها من الأدوات الحديثة.
