L'énergie solaire est transformée en électricité grâce à des panneaux solaires. Un composant important, mais méconnu, assure l'équilibre de la tension entre les panneaux solaires et les batteries : le contrôleur de charge PWM, qui optimise le transfert d'énergie et protège les batteries. Découvrons aujourd'hui ce qu'est un contrôleur de charge PWM et son véritable potentiel.
Qu'est-ce qu'un contrôleur de charge PWM ?
Un contrôleur PWM (Pulse Width Modulation) est un liaison numérique entre les panneaux solaires et les batteries. Le contrôleur de charge solaire (également appelé régulateur) fonctionne de manière similaire à un chargeur de batterie classique : il gère le courant circulant du panneau solaire vers le parc de batteries afin d'éviter toute surcharge. Il peut accueillir plusieurs types de batteries, tout comme un chargeur de batterie classique.
La tension d'absorption permet de contrôler la tension d'entretien, ainsi que la durée et le courant de queue. Elle est particulièrement adaptée aux batteries lithium-fer-phosphate, car, après une charge complète, le contrôleur maintient la tension d'entretien fixe ou une tension d'environ 13.6 V (3.4 V par cellule) pour le reste de la journée.
Le profil de charge le plus courant est la même séquence simple que celle observée sur un bon adaptateur secteur : mode Bulk – mode Absorption – mode Float.
Si la tension de la batterie chute en dessous de la tension spécifiée pendant une période plus longue, par exemple 5 secondes (réentrée), cette réentrée en mode bulk fonctionne mieux pour les batteries au plomb-acide car la chute de tension et la chute sont plus importantes que pour les batteries au lithium, qui conservent une tension plus élevée et plus stable pendant le reste de la période de décharge.
Dans le contrôleur de charge solaire PWM :
1. Lorsque le mode chargeur est en mode de charge en vrac, l'interrupteur est allumé.
2. L'interrupteur est activé et désactivé selon les besoins (modulation de largeur d'impulsion) pour maintenir la tension de la batterie d'absorption.
3. Lorsque la tension de la batterie chute à la tension de flottement à la fin de l'absorption, elle s'éteint.
4. Pour maintenir la batterie à la tension de flottement, l'interrupteur est activé et désactivé selon les besoins (modulation de largeur d'impulsion).
5. Lorsque l'interrupteur est sur OFF, la tension du panneau atteint la valeur de circuit ouvert (Voc). Lorsque le bouton est enfoncé, la tension est égale à la tension de la batterie plus la différence de tension entre la carte et le contrôleur. Voyons maintenant le fonctionnement du contrôleur de charge PWM.
Quel est le principe de fonctionnement du contrôleur de charge PWM ?
Lorsque vous utilisez un contrôleur PWM, vos panneaux solaires et votre batterie doivent avoir des tensions identiques. Le principe de fonctionnement d'un contrôleur de charge PWM est le suivant : empêche efficacement la surcharge et utilise pleinement l'énergie solaire pour charger la batterie, un contrôleur de charge à modulation de largeur d'impulsion (PWM) a été développé ces dernières années.
Contrôleur de charge PWM pour commuter le mode d'impulsion de l'entrée du module PV, lorsque la batterie a tendance à être pleine, la fréquence de l'impulsion ou du cycle de service change, de sorte que le temps de marche est raccourci et le courant de charge passe progressivement à zéro.
Lorsque la tension de la batterie atteint son point le plus bas, le courant de charge augmente progressivement. Cette technique de charge permet de prolonger la durée de vie de la batterie du système photovoltaïque en produisant un état de charge plus complet. L'état de charge est protégé par la modulation de largeur d'impulsion (MLI), ce qui peut prolonger la durée de vie de la batterie du système solaire. Voyons maintenant les avantages et les inconvénients du contrôleur de charge PWM.
Les contrôleurs de charge solaire PWM sont les plus courants dans les magasins de panneaux solaires. Ils sont moins chers et plus simples que les contrôleurs MPPT. Ils réduisent progressivement la puissance injectée dans la batterie, à mesure qu'elle atteint sa capacité maximale.
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Quels sont les avantages et les inconvénients du contrôleur de charge PWM ?
Les avantages et les inconvénients du contrôleur de charge PWM sont les suivants :
Avantages
- At démodulation, un signal peut être facilement séparé, et le bruit peut également être facilement séparé.
- Grande capacité de gestion de puissance.
- Peut utiliser une fréquence extrêmement élevée.
- Les interférences sonores sont réduites car il y a moins de chaleur générée pendant le fonctionnement.
- Lorsqu'il est utilisé pour convertir la tension ou pour alimenter un ampoule, il consomme très peu d'énergie. Les trois types de systèmes présentent une inefficacité modérée.
- Contrairement à la modulation de position d'impulsion, aucune synchronisation entre l'émetteur et le récepteur n'est nécessaire.
Désavantages
- Ce système nécessite l'utilisation d'un semi-conducteur à temps d'activation et de désactivation courts. Son coût est donc assez élevé.
- Le circuit est complexe.
- Interférence avec signaux radiofréquence.
- La communication nécessite une bande passante énorme.
- En raison de la fréquence PWM élevée, il y a une perte de commutation importante.
- La puissance instantanée de l'émetteur varie.
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Quels sont les paramètres du contrôleur de charge solaire PWM ?
Un contrôleur de charge solaire peut gérer une large gamme de tensions de batterie, de 12 volts à 72 volts. Mais les modèles les plus chers peuvent gérer jusqu'à 72 volts, ce qui est nécessaire si vous souhaitez stocker votre énergie pendant une période prolongée. Si les panneaux solaires peuvent être connectés en parallèle pour fournir une tension de sortie maximale, un simple régulateur de charge peut n'accepter que 12 ou 24 volts comme tension d'entrée.
Pour utiliser un régulateur de charge solaire, il est nécessaire de spécifier les paramètres de tension et de courant. Pour ce faire, modifiez la tension du régulateur. Cette tension contrôle la vitesse de recharge de vos cellules solaires. Ces paramètres peuvent être modifiés à l'aide d'un logiciel ou directement sur votre régulateur de charge. Pour optimiser le rendement de votre système d'énergie solaire, il est conseillé de suivre les instructions du fabricant. Dans le cas contraire, votre système ne pourra pas atteindre son plein potentiel.
- Connectez correctement le contrôleur de charge solaire au parc de batteries et aux panneaux.
- Si une alimentation est détectée, l’écran du contrôleur s’allume.
- Maintenez le bouton Menu enfoncé pendant quelques secondes pour accéder au menu des paramètres.
- Le courant de charge sera affiché (PV vers batterie).
- Appuyez longuement sur le bouton Menu pour accéder au menu de sélection du type de pâte.
- Le contrôleur détectera automatiquement la tension de la batterie.
- Conformément au manuel d'utilisation de la batterie, réglez la tension de charge flottante, tension de charge d'absorption, valeur de coupure basse tension et valeur de récupération basse tension.
- Définissez la valeur de décharge pour la charge CC (si présente) et le contrôleur de charge commencera le processus d'installation.
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Le PWM est-il un bon contrôleur de charge ?
Après avoir étudié les paramètres des contrôleurs de charge solaire PWM, voyons si le PWM est un bon contrôleur de charge. Les contrôleurs de charge sont indispensables pour la grande majorité des acheteurs d'énergie solaire. Les installations solaires sur toit ou au sol avec batterie de secours sont presque toujours raccordées au réseau électrique. Si votre batterie est complètement chargée, l'énergie solaire excédentaire y sera automatiquement redirigée.
Si vous souhaitez créer une petite système d'énergie solaire hors réseau Avec une batterie de secours, pensez à vous procurer un régulateur de charge pour garantir une charge optimale de votre batterie. Un régulateur PWM devrait suffire. des batteries relativement petites associées à des panneaux solaires à faible rendement. Un contrôleur de charge MPPT peut être approprié pour des projets solaires DIY plus complexes avec des panneaux à rendement plus élevé.
La modulation de largeur d'impulsion (MLI) est largement utilisée dans les solutions solaires hors réseau pour les particuliers et les entreprises. La MLI nécessite d'adapter la tension du réseau de panneaux à celle du parc de batteries. Dans le cas contraire, la puissance de charge serait perdue. Plus la différence est importante, plus la perte de puissance est importante. Par conséquent, la MLI est moins coûteuse, mais offre moins de flexibilité et d'efficacité.
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