Solar Charger (อเมริกา)

ttisolar team

 

 

***************************************************************************************************************************************************************************************************

On Grid Inverter Single phase 220Vac

                        

เครื่องควบคุมการประจุ

          ตรงกับคำภาษาอังกฤษว่า Charger controller บ้างก็ใช้ Charge regulator ชื่อก็บอกอยู่ชัดเจนว่าหน้าที่คือ ประจุไฟฟ้าที่ผลิต
ได้จากแผงเซลล์แสงอาทิตย์ลงในแบตเตอรี่จนเต็มและควบคุมไม่ให้ประจุไฟฟ้ามากเกินด้วยการเบี่ยงเบน ไฟฟ้าออกจากแบตเตอรี่เมื่อ มีการประจุจนเต็ม ถ้าไม่มีเครื่องควบคุมการประจุ แผงเซลล์แสงอาทิตย์อาจประจุไฟฟ้าลงในแบตเตอรี่ มากเกินไป (Overcharge) จะทำให้
แบตเตอรี่เกิดการสูญเสียน้ำอย่างรวดเร็วร้อนขึ้นและอาจเกิดความเสียหายได้ ถ้าเป็นระบบเซลล์แสงอาทิตย์ ขนาดเล็กที่แผงเซลล์แสงอาทิตย์
ขนาดประมาณ 1-5 วัตต์ หรือจ่ายไฟฟ้าได้ประมาณ 1/60 ของความจุแบตเตอรี่ต่อวันหรือน้อยกว่านั้น ก็ไม่จำเป็นต้อง ใช้เครื่องควบคุมการประจุ

          ปัจจุบันนี้การผลิตเครื่องควบคุมการประจุมักรวมฟังก์ชั่นพิเศษๆ เข้าไว้มากมาย เพื่อให้การใช้งานมีประสิทธิภาพที่สุด ซึ่งเอื้อประโยชน์ต่อการใช้งานอย่างยิ่ง เช่น Low Voltage Disconnect(LVD) ช่วยป้องกันความเสียหาย ที่อาจเกิดกับแบตเตอรี่และ
อุปกรณ์ไฟฟ้า โดยจะปิดสวิตช์ อุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสตรงที่ต่อเชื่อม หากแรงดัน ของแบตเตอรี่ต่ำลงในระดับที่เป็นอันตรายต่อแบตเตอรี่, Maximum Power Point Tracking (MPPT) เป็นกระบวนการ ที่ทำให้เครื่องควบคุม การประจุดึงพลังงานจากแผงเซลล์แสงอาทิตย์
ได้มากที่สุดเพื่อประจุลงแบตเตอรี่โดยไม่คำนึงถึงแรงดัน ไฟฟ้าของแบตเตอรี รวมถึง Battery Temperature Compensation (BTC) จะปรับอัตราการประจุแบตเตอรี่ ตามอุณหภูมิของแบตเตอรี่ซึ่งเหมาะและจำเป็นอย่างยิ่งต่อประเทศที่สภาพอากาศหนาวเย็น ฯลฯ

การทำงานของเครื่องควบคุมการประจุ

          หลักการทำงานของเครื่องควบคุมการประจุคือ มีวงจรสำหรับตรวจวัดแรงดันของแบตเตอรี่อย่างสม่ำเสมอ ซึ่งทำงาน เป็นสวิตช์
ที่เบี่ยงเบนไฟฟ้าจากแบตเตอรี่เมื่อประจุจนเต็มวิธีเบี่ยงเบนการไหลของไฟฟ้าที่ไปยังแบตเตอรี่ใช้การลัดวงจรหรือเปิดวงจรโดยที่แผงเซลล์
แสงอาทิตย์ไม่เกิดความเสียหาย เครื่องควบคุมการประจุจะตรวจวัดแรงดันของแบตเตอรี่เพื่อกำหนดสถานะการประจุของแบตเตอรี่ เมื่อแบตเตอรี่มีประจุอยู่เต็ม แรงดันจะสูงขึ้น ตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่ 12 โวลต์ เครื่องควบคุมการประจุจะตัดการประจุไฟฟ้าเมื่อแรงดันสูงถึง 14.4 โวลต์และจะประจุไฟฟ้าใหม่อีกครั้งหลังจากแรงดันลดลงเหลือ 13.4 โวลต์

ชนิดของเครื่องควบคุมการประจุ

เครื่องควบคุมการประจุถูกจำแนกออกเป็น 2 ชนิดหลักๆ ดังนี้
       1. เครื่องควบคุมการประจุแบบอนุกรม (Series charge controller) เป็นการต่อเครื่องควบคุมการประจุกับแผงเซลล์ แสงอาทิตย์แบบ
อนุกรมทำหน้าที่เป็นสวิตช์ตัดการไหลของไฟฟ้าจากแผงเซลล์แสงอาทิตย์ไปยังแบตเตอรี่เมื่อประจุไฟฟ้าเต็มหรือเป็นการเปิดวงจรระหว่าง
แผงเซลล์แสงอาทิตย์กับแบตเตอรี่เมื่อประจุแบตเตอรี่เต็ม สวิตช์ควบคุมใช้สวิตช์ แม่เหล็กที่เรียกว่า รีเลย์ (Relay) หรือสวิชชิ่งทรานซิสเตอร์ (Switching transistor) ก็ได้

 

                                                                                      
                                                                               รูปแสดงเครื่องควบคุมการประจุแบบอนุกรม

         2.เครื่องควบคุมการประจุแบบชันท์ (Shunt charge controller) เป็นการต่อแผงเซลล์แสงอาทิตย์กับสายไฟขา ออกแบบขนาน จะทำการเชื่อมวงจรกับสายไฟของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ทำให้ไม่มีไฟฟ้าไหลจากแผงไปยังแบตเตอรี่ เมื่อประจุไฟฟ้าเต็ม แม้ว่าแผงเซลล์
แสงอาทิตย์จะไม่ได้รับความเสียหายจากการลัดวงจร แต่แบตเตอรี่จะได้รับความเสียหายจึงต้องมีไดโอด (Diode) ซึ่งเป็นวาล์วทางเดียว
ติดตั้งระหว่างเครื่องควบคุมการประจุกับแบตเตอรี่ เพื่อป้องกันการลัดวงจรทั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์และแบตเตอรี่ สวิตช์ควบคุมใช้สวิตช์สาร
กึ่งตัวนำ

                                                                                        
                                                                                    รูปแสดงเครื่องควบคุมการประจุแบบชันท์

        โดยเครื่องควบคุมการประจุทั้งสองชนิดนี้ มีการควบคุมสวิตช์ได้ 2 แบบด้วยกัน คือ แบบ On-Off ที่จะทำหน้าที่เป็น สวิตช์เปิดและปิด
ธรรมดาๆ เท่านั้น และ แบบ PWM (Pulse Width Modulation) ที่ช่วยให้การประจุแบตเตอรี่ มีประสิทธิภาพสูงและยืดอายุการใช้งาน
ของแบตเตอรี่ ซึ่งการควบคุมสวิตช์แบบ PWM มีข้อดีมากกว่าการควบคุมสวิตช์แบบ On-Offการเลือกขนาดเครื่องควบคุมการประจุนั้น จะถูกกำหนดด้วยแรงดันของระบบที่ถูกออกแบบขึ้น และกระแสสูงสุดที่สามารถควบคุมได้ แรงดันของระบบทั่วไปเท่ากับ 12 โวลต์, 24 โวลต์ หรือ 48 โวลต์ส่วนกระแสสูงสุดจะถูกกำหนด โดยจำนวนและขนาดของแผงเซลล์ แสงอาทิตย์ที่ใช้ในระบบส่วนมากแล้วเครื่องควบคุม
การประจุและเครื่องควบคุมการจ่ายประจุจะรวมอยู่ภายในเครื่องเดียวกัน เท่ากับว่าเครื่องควบคุมการประจุมีฟังก์ชั่น การทำงานของการ
ควบคุมการจ่ายประจุรวมอยู่ด้วย และเรามีข้อสังเกตที่จะบอกได้ว่าเครื่องควบคุมเป็นแบบใด โดยดูจากการต่อวงจรดังนี้ ถ้ามีการต่อจาก
แผงเซลล์แสงอาทิตย์ไปยังเครื่องควบคุม แสดงว่า เครื่องควบคุมนั้นมีเครื่องควบคุมการประจุรวมอยู่ด้วย ถ้ามีการต่อไปยังอุปกรณ์ไฟฟ้า
แสดงว่า เครื่องควบคุมนั้นมีเครื่องควบคุมการจ่ายประจุรวมอยู่ด้วย และเครื่องควบคุมทั้งหมดต้องต่อไปยัง แบตเตอรี่ในขณะที่ระบบเซลล์
แสงอาทิตย์มีเครื่องควบคุมการประจุ และจ่ายประจุ เพื่อป้องกันแบตเตอรี่ประจุไฟฟ้ามากเกินไปและยังทำหน้าที่ควบคุมการจ่ายประจุ เพื่อ
ป้องกันไม่ให้แบตเตอรี่เหลือไฟฟ้าน้อยเกินไปลองนึกเปรียบเทียบกับระบบกักเก็บน้ำฝนการเก็บน้ำในถังเก็บน้ำจะต้องไม่เต็มเกินไปหรือมีน้ำ
น้อยเกินไปจึงมีการติดตั้งวาล์วเพื่อปิดน้ำที่เข้าถังเมื่อน้ำเต็มเพื่อไม่ให้น้ำล้นออกมาและมีวาล์วอีกตัวหนึ่งที ควบคุมการจ่ายน้ำออกจากถัง
เพื่อไม่ให้น้ำที่เหลืออยู่น้อยเกินไปวาล์วเหล่านี้ ก็คือตัวควบคุมปริมาณน้ำในถังเก็บน้ำ เทียบได้กับเครื่องควบคุมการประจุ และจ่ายประจุ นั่นเอง ผู้ที่ศึกษาได้รู้จักกับระบบเซลล์แสงอาทิตย์มายิ่งขึ้นทุกทีเจอกันในฉบับต่อไปยังมีเรื่องของอุปกรณ์ประกอบระบบเซลล์แสงอาทิตย์อื่นๆ อีก คงจะพอเดาได้แล้วใช่ไหมว่าจะเป็นเรื่องอะไร ก็ "แบตเตอรี่" ที่เป็นอุปกรณ์คู่กับเครื่องควบคุมการประจุนั่นเอง

Posted by ttisolar on August 12, 2016