太阳能发电与市电互补型充放电控制器

太阳能控制器的工作原理
太阳能控制器，全称为太阳能充放电控制器，是用于太阳能发电系统中，控制多路太阳能电池方阵对蓄电池充电以及蓄电池给太阳能逆变器负载供电的自动控制设备。

以下是其工作原理：
1. 充电控制：当太阳能电池板在日照下产生电流时，太阳能控制器会调控这些电流，使其以适宜的电压和电流进入蓄电池进行充电。

2. 负载控制：当蓄电池向负载供电时，太阳能控制器会根据电池的剩余能量和负载的需求，调整供电电流，保证系统的稳定运行。

3. 电池保护：为了防止蓄电池过度充电或过度放电，太阳能控制器会监控蓄电池的电压，当电压过高或过低时，及时切断电流，保护蓄电池。

以上信息仅供参考，如需了解更多信息，建议查阅相关书籍或咨询专业人士。

工程技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald62①作者简介：张光雷（1982，5—），男，汉族，山东菏泽人，硕士，初级实验师，研究方向：仪器科学与技术。

DOI：10.16660/ki.1674-098X.2018.35.062离网光伏发电与市电互补自动切换系统设计①张光雷(吉林医药学院 吉林吉林 132013)摘 要：本文设计了一套离网光伏发电与市电互补自动切换的系统。

系统包括离网式光伏发电系统和自动切换系统两部分。

控制系统通过实时检测储能系统两端的电压，把其电压作为系统切换的条件，当电压小于设置的电压阀值时，切换选择电网给负载供电；当电压大于设置的电压阀值时选择使用离网光伏发电系统给负载供电。

通过养生壶加热模拟实验验证此自动切换系统的可行性。

关键词：离网式 光伏发电 切换系统中图分类号：TM761 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2018)12(b)-0062-02传统能源的大量使用对环境造成很大污染，还有其不可再生性使其面临资源枯竭，迫切需要使用太阳能光伏能源来解决当前面临的各种问题。

太阳能光伏系统利用光伏板发电，可以减少对环境的污染，实现绿色节能的目的，也实现了能源的可持续利用，缓解能源枯竭对国家发展造成的影响。

当前由于太阳能光伏系统的大量接入电网，造成电网出现很大波动，为了缓解其造成的影响，大力推广离网式光伏发电系统。

本文利用实验室购置的设备，搭建整套离网式光伏发电系统，并配合控制器的使用实现电网供电和光伏发电系统供电的有机结合，达到最大效率利用太阳能这种新能源的目的，并通过实验验证了此控制策略的可行性。

1 自动切换系统设计原则自动切换系统可以实现离网式光伏发电系统和电网交流的自动切换，可以达到节能环保的目的，有效利用太阳能光伏新能源；也可以将光伏发电系统作为电网停电时的应急电源使用，保证系统负载的不间断工作，从而起到保护设备的安全可靠运行。

第七章充放电控制器7.1 充放电控制器的功能在独立运行的以风能、太阳能为主的可再生能源发电系统中，必须配备储能蓄电池，蓄电池起着储存和调节电能的作用。

当风力很大或日照充足而产生的电能过剩时，蓄电池将多余的电能储存起来；反之，当系统发电量不足或负载用电量大时，蓄电池向负载补充电能，并保持供电电压的稳定。

蓄电池，尤其是铅酸蓄电池，要求在充电和放电过程中加以控制，频繁的过充电和过放电都会影响蓄电池的使用寿命。

过充电会使蓄电池大量出气（电解水），造成水分散失和活性物质的脱落；过放电则容易加速栅板的腐蚀和不可逆硫酸化。

为了保护蓄电池不受过充电和过度放电的损害，则必须要有一套控制系统来防止蓄电池的过充电和过放电，称为充放电控制器。

控制器通过检测蓄电池的电压或荷电状态判断蓄电池是否已经达到过充点或过放点，并根据检测结果发出继续充、放电或终止充、放电的指令。

随着可再生能源发电系统容量的不断增加，设计者和用户对系统运行状态及运行方式的合理性的要求越来越高，系统的安全性也更加突出和重要。

因此，近年来设计者又赋予控制器具有更多的保护和监测功能，使早期的蓄电池充电控制器发展到今天比较复杂的系统控制器。

此外，控制器在控制原理和使用的元器件方面也有了很大发展和提高，目前先进的系统控制器已经使用了微处理器，实现了软件编程和智能控制。

可再生能源系统中充放电控制器的功能主要有：1)高压（HVD）断开和恢复功能：控制器应具有输入高压断开和恢复连接的功能。

2)欠电压（LVG）告警和恢复功能：当蓄电池电压降到欠电压告警点时，控制器应能自动发出声光告警信号；3)低压（LVD）断开和恢复功能：这种功能可防止蓄电池过放电。

通过一种继电器或电子开关连结负载，可在某给定低压点自动切断负载。

当电压升到安全运行范围时，负载将自动重新接入或要求手动重新接入。

这一功能也往往通过逆变器来实现，而充电控制器不包含这一功能；4)保护功能：防止任何负载短路的电路保护；防止充电控制器内部短路的电路保护；防止夜间蓄电池通过太阳电池组件反向放电保护；防止负载、太阳电池组件或蓄电池极性反接的电路保护；防止感应雷的线路防雷。

MPPT2024Z 太阳能充放电控制器使用手册安装、使用前请仔细阅读该手册 武汉万鹏科技有限公司 h t t p ://w w w .j u t a s o l a r .c o m 武汉万鹏科技有限公司 ht t p ://w w w.j u t a s o l a r .c o m 科技有限公司t a s o l a r .c o mMPPT2024Z 太阳能充放电控制器使用手册 版本V1.1目录 1. 安全事项............................................................................................................3 2. MPPT2024Z 控制器介绍.....................................................................................3 2.1 产品概述..................................................................................................3 2.2 产品结构..................................................................................................3 2.3 产品功能..................................................................................................4 2.4 最大功率点跟踪（MPPT）技术介绍......................................................6 3.系统规划参考....................................................................................................7 3.1 系统电压等级..........................................................................................7 3.2 太阳能电池配置......................................................................................8 3.3 配线..........................................................................................................8 3.4 过流保护..................................................................................................9 3.5 雷击保护..................................................................................................9 3.6 接地..........................................................................................................9 3.7 系统扩容..................................................................................................9 4.安装说明..........................................................................................................10 4.1 产品外形尺寸........................................................................................10 4.2 系统接线示意图....................................................................................11 4.3 线材工具准备........................................................................................11 4.4 安装过程................................................................................................11 5.使用说明..........................................................................................................12 5.1 按键功能说明........................................................................................12 5.2 LED 指示状态说明.................................................................................12 5.3 系统类型查看........................................................................................13 6.故障处理..........................................................................................................13 6.1 控制器保护后处理方法........................................................................13 6.2 常见故障现象及处理方法....................................................................14 7.技术参数..........................................................................................................15 8. 保修承诺. (16)武汉万鹏科技有限公司 h tt p ://w w w .j u t a s o l a r .c o m 武汉万鹏科技有限公司 ht t p ://w w w.j u t a s o l a r .c o m 科技有限公司 t a s o l a r .c o mMPPT2024Z 太阳能充放电控制器使用手册 版本V1.1尊敬的用户： 非常感谢您选用我们公司的产品！我们将为您的太阳能发电系统提供长久可靠的服务！ 该手册提供产品的安装、使用、维护等相关的指导，使用前请仔细阅读该手册。

风光互补+LED 恒流一体机使用说明书■ 主要特点：1、本公司自主研发新型风光互补降压型MPPT + LED 升压型恒流一体机控制器；2、具有蓄电池浮充、涓充、过充、过放、反接保护；风机电子卸荷、转速检测、自动刹车、手动刹车保护；负载恒流输出、降功率调节、电子短路、过载保护；太阳能独特的防反接、防反充保护等全自动控制；以上保护均不损坏任何部件。

3、风力发电机采用独特的降压型MPPT 功能，具有转速检测、过速保护，风机过充自动卸荷、恒压、限流充电功能；风机转速和刹车恢复时间都可随意设定、修改；4、太阳能也采用了降压型MPPT 功能，串联式充电主回路，使充电回路的电压损失较使用二极管的充电电路降低近一半，充电效率较非PWM 高3%-6%，增加了用电时间；过放恢复的提升充电，正常的直充，浮充自动控制方式使系统有更长的使用寿命；同时具有高精度温度补偿。

5、负载使用升压型恒流方式，转换效率可达98%，可在线调整LED 输出电流，电流从30mA —3300mA 可调，并且可分四个时段，分别对亮灯时控、功率进行调节。

6、直观的LED 发光管指示当前系统运行状态，通过指示灯可以清楚的了解系统使用情况，以及故障报警状态。

7、所有控制全部采用工业级芯片，能在寒冷、高温、潮湿环境运行自如。

同时使用了晶振定时控制，定时控制精确。

8、使用了直观的LED 数码管显示设置，一键式操作即可完成所有设置，定时时间与数码管显示数字一一对应,显示更直观。

9、外壳防水采用独特的结构设计，使得外壳与散热片之间密封结合，只需将端子一面朝下安装，皆可起到安全的防水效果，顶端有安装挂件孔，即方便了安装，也起到了防水作用，同时大型散热片更加达到良好的散热效果，可有效延长控制器的使用寿命。

■ 控制器面板图:■ 系统说明：本控制器专为风力发电和太阳能发电直流供电系统、LED 照明设备设计专用，使用了专业电脑芯片的智能化控制。

采用一键式轻触开关，可完成所有操作及设置。

太阳能电池/市电充电控制器1. 使用微处理器和专用控制算法，实现了智能控制。

2．两种充电模式：太阳能、市电。

充电模式能手动或自动选择。

3. 两种负载工作模式：自动、手动。

蓄电池和逆变器通过继电器连接。

4. 市电切换为手动或自动，手动方式时当市电/逆变切换开关在市电位置时逆变器不工作。

5. 具有市电检测功能，当有市电时，蓄电池电压下降到市电切换电压点时自动切换到市电供电，无市电时，蓄电池持续放电到过放点后关闭输出。

6. 科学的蓄电池管理方式，当出现过放时，对蓄电池进行提升充电，进行一次补偿维护，正常使用时，使用直充充电和浮充结合的充电方式，每7天进行一次提升充电，防止蓄电池硫化，大大延长了蓄电池的使用寿命；同时具有高精度温度补偿。

7. 参数设置具有掉电保存功能，即系统模式和控制参数等重要数据均保存在芯片内部，掉电后不丢失，使调节更加方便，系统工作更可靠。

8. 充电回路采用双MOS串联式控制回路，使回路电压损失较使用二极管的电路降低近一半，充电采用PWM模糊控制，使充电效率大幅提高，用电时间大大增加。

9. LED指示灯直观显示市电、充电、逆变、保护、欠压状态，蓄电池状态使用6段或7段柱状显示，交流输出电压使用指针式表头显示。

市电充电方式下，当逆变器供电时有市电供应，如果是手动切换模式，市电指示灯闪动并有蜂鸣器提示，如果是自动模式则自动切换到市电供电，让用户实时了解系统运行状况。

太阳能电池板充电方式下，当逆变器供电时有市电供应，如果是手动切换模式，市电指示灯闪动并有蜂鸣器提示，让用户选择。

10. 具有过充、过放、过载保护以及独特电子短路保护与防反接保护，所有保护均不损害任何部件，不烧保险。

过载保护时须用户手动复位才恢复供电。

11. 一路5V输出，电流1A。

12. 12V/24V自动识别。

充电电流分为：5A、10A、15A和20A共四种产品。

太阳能发电与市电互补型充放电控制器--------- EPRC-G 系列使用手册亲爱的用户：非常感谢您选用本公司产品！此产品手册提供一些包括安装、使用、编程及故障排除等在内的重要信息和建议。

在使用本产品前，请仔细阅读本手册。

特别注意手册中有关安全的使用建议。

目录一、产品特点 (1)二、主要功能 (1)三、使用建议 (1)四、安装和接线 (2)五、产品外壳和安装尺寸 (3)六、操作说明 (7)七、工作指示灯指示说明 (8)八、技术参数表 (9)九、产品原理图 (11)一、产品特点：●太阳能发电与市电互补为负载供电，在太阳能发电不足时自动转为市电为负载供电，具有极高的供电保障率。

●ＰＷＭ串联充电方式，具有相当高的充电效率。

●全面的电子保护措施，过载、短路保护、防反接等电子保护。

●具有温度补偿功能。

二、主要功能：●控制器主要用来保护蓄电池，避免源自太阳能组件能量的过度充电及负载运行造成的过度放电。

●充电特性包括几个阶段，控制器可以根据环境温度自动调节充电电压（自动温度补偿）。

●在太阳能发电不足（即蓄电池电压到达过放点电压）时自动切换到由市电供电。

●可以通过按键数码管配合调整光控开启负载输出以及延时关闭输出。

还可以设置光控延时输出的延时时间。

●本产品拥有一系列的显示和保护功能。

三、使用建议：●本控制器主机在运行期间本身会发热，必须安装在有适当的通风散热的环境中。

避免安装在狭小的隔热的空间内。

●本控制器本身不需要任何维护，如需清洁请使用干布擦拭。

●蓄电池需要经常性的充满（至少一个月一次），才能有效的保证使用寿命，否则蓄电池很容易永久损坏。

●在系统运行期间，只有充入的能量大于放出的能量，蓄电池才会被充满，在计算系统配置时请注意这一点，特别是在另外增加负载时。

四、安装和接线：安装注意事项控制器可以检测周围环境的温度，以调节充电电压，因此控制器必须和蓄电池安装在同一温度环境内。

控制器运行期间自身温度要升高，所以要将其安装在不易燃的表面上。

太阳能充电控制器技术参数
太阳能充电控制器是一种用于控制和管理太阳能电池板充电过程的装置。

它通过对光伏阵列的输出电压和电流进行监测和调整，以确保将最大的电能转换到电池或负载中，并保护电池免受过充和过放的损害。

下面是太阳能充电控制器的一些重要技术参数：
1.输入电压范围：大部分太阳能充电控制器适用于直流（DC）输入电压范围，通常在12V、24V或48V。

较大的输入电压范围允许控制器适应不同规模的太阳能系统。

2.最大太阳能电池板电流：这是充电控制器能够处理的最大太阳能电池板输出电流。

该参数通常在安培（A）单位下给出。

3.最大充电电流：太阳能充电控制器用于控制电池充电的最大电流。

该参数通常控制在电池安全范围内，以避免过充和电池损坏。

4.充电方式：太阳能充电控制器通常支持不同的充电方式，例如浮充充电、脉冲宽度调制（PWM）充电和最大功率点追踪（MPPT）充电。

每种充电方式都有不同的特点和适用范围。

5.温度补偿：一些先进的太阳能充电控制器具有温度补偿功能，可以根据环境温度变化自动调整充电电压，以提高系统效率和电池寿命。

6.负载输出：太阳能充电控制器通常还具有负载输出，用于连接和供电电器设备。

负载输出的最大容量和保护功能是重要的技术参数。

7.显示和通信功能：一些高级太阳能充电控制器具有显示屏和通信接口，用于显示系统状态和参数，并与其他设备（如计算机或手机）进行数据传输和监控。

8.保护功能：太阳能充电控制器通常具有多种保护功能，包括过充保护、过放保护、逆变器短路保护、过载保护和短路保护。

这些保护功能可以有效地保护太阳能系统和电池。

基于MULTISIM光伏市电互补控制器设计(光伏发电技术课程设计)目录第1章市电互补控制器系统概述 (3)1.1 光伏行业现状 (3)1.2 市电互补控制器现状................................................................... 错误!未定义书签。

第2章蓄电池充放电电路 (7)2.1 太阳能蓄电池概况 (7)2.2 蓄电池过充电过放电................................................................... 错误!未定义书签。

2.3 蓄电池充放电电路....................................................................... 错误!未定义书签。

2.4 本章所用主要元件....................................................................... 错误!未定义书签。

2.4.1迟滞比较器.......................................................................... 错误!未定义书签。

2.4.2稳压二极管.......................................................................... 错误!未定义书签。

第3章逻辑控制电路 (12)3.1 逻辑电路介绍............................................................................... 错误!未定义书签。

3.2逻辑控制表.................................................................................... 错误!未定义书签。