Um controlador de carga que vai entre os painéis solares e o banco de baterias tem a função de impedir que os painéis solares sobrecarreguem as baterias. O algoritmo, ou estratégia de controle, de um controlador de carga determina a eficiência do carregamento da bateria e da utilização do painel solar, o que acaba influenciando a capacidade do sistema de atender às demandas de carga e à vida útil da bateria.
PWM significa Modulação de Largura de Pulso (PWM), é o meio mais efetivo para obter carga de bateria de tensão constante, trocando os dispositivos de energia do controlador do sistema solar. Quando na regulação PWM, a corrente da matriz solar diminui em resposta às condições da bateria e às necessidades de recarga.
Os carregadores solares PWM empregam tecnologia como outros carregadores modernos de alta qualidade. Quando uma voltagem da bateria atinge o ponto de ajuste de regulação, o algoritmo PWM reduz lentamente a corrente de carga para evitar o aquecimento e o uso de gás da bateria, mas o carregamento continua a devolver a quantidade máxima de energia à bateria no menor tempo. O resultado é uma maior eficiência de carregamento, recarga rápida e uma bateria normal com capacidade total.
Três Estágios de Carregamento por PWM
1. Carga a granel
Estágio em massa O objetivo principal de um carregador de bateria é recarregar uma bateria. Este primeiro estágio é tipicamente onde a maior voltagem e amperagem do carregador é realmente usada. O nível de carga que pode ser aplicado sem o superaquecimento da bateria é conhecido como a taxa de absorção natural da bateria. Para uma bateria AGM típica de 12 volts, a tensão de carga que entra em uma bateria atingirá 14,6-14,8 volts, enquanto as baterias inundadas podem ser ainda maiores. Para a bateria de gel, a tensão não deve ultrapassar 14,2-14,3 volts. Se o carregador for de 10 ampères, e se a resistência da bateria permitir, o carregador emitirá 10 ampères completos. Este estágio recarregará as baterias severamente drenadas. Não há risco de sobrecarga nesta fase, porque a bateria ainda não chegou completa.
2. Carga de Absorção
Os carregadores StageSmart de absorção detectarão a tensão e a resistência da bateria antes do carregamento. Depois de ler a bateria, o carregador determina em qual estágio carregar adequadamente. Quando a bateria atingir 80% * do estado de carga, o carregador entrará no estágio de absorção. Neste ponto, a maioria dos carregadores manterá uma voltagem constante, enquanto a amperagem diminui. A corrente mais baixa indo para a bateria com segurança traz a carga da bateria sem superaquecê-lo. Este estágio leva mais tempo. Por exemplo, os últimos 20% restantes da bateria levam muito mais tempo, quando comparados aos primeiros 20% durante o estágio de volume. A corrente diminui continuamente até que a bateria quase atinja a capacidade total.
3. Carga Flutuante
Os carregadores Float StageSome entram no modo de flutuação logo em 85% do estado de carga, mas outros começam perto de 95%. De qualquer forma, o estágio de flutuação traz a bateria até o fim e mantém o estado de carga de 100%. A tensão diminuirá e manterá em uma constante 13,2-13,4 volts, que é a tensão máxima que uma bateria de 12 volts pode conter. A corrente também diminuirá a um ponto em que é considerado um gotejamento. É daí que vem o termo "carregador de gotejamento". É essencialmente o estágio de flutuação, onde há carga para a bateria em todos os momentos, mas apenas a uma taxa segura para garantir um estado completo de carga e nada mais. A maioria dos carregadores inteligentes não desliga neste ponto, mas é completamente seguro deixar uma bateria no modo de flutuação por meses ou até anos de cada vez.
Recursos de um controlador de carga PWM
1 Capacidade de recuperar a capacidade da bateria perdida e dessulfatar uma bateria.
2 Aumentar drasticamente a aceitação de carga da bateria.
3 Equalize células de bateria à deriva.
4 Reduza o aquecimento da bateria e o uso de gás.
5. Ajuste automaticamente para o envelhecimento da bateria.
6 Auto-regule para quedas de tensão e efeitos de temperatura em sistemas solares
Principais funções executadas pelos controladores de carga solar
Além da principal função de qualquer controlador de carga é controlar a quantidade de carga que entra e sai da bateria, o controlador de carregamento solar executa várias outras funções úteis:
1. Bloco de corrente reversa
Esta função facilita o fluxo unidirecional de corrente do painel solar para a bateria e bloqueia o fluxo reverso durante a noite.
2. sob a proteção da tensão
A subtensão ocorre quando as baterias perdem 80% de sua carga. Recomenda-se retirar a bateria do circuito e conectá-la somente durante o carregamento.
3. Evitar sobrecarga da bateria
O controlador de carregamento interrompe o carregamento das baterias assim que estas estiverem suficientemente carregadas.
4. Configurar pontos de controle definidos
Vários pontos de ajuste podem ser editados e reprogramados usando os controladores de carga. Isso ajuda a sintonizar os ciclos de carga e descarga da bateria para garantir o desempenho mais eficiente e maior durabilidade.
5. Displays e Medição
Alguns parâmetros comumente monitorados incluem: Nível de tensão, Porcentagem carregada, Tempo de descarga atual na carga de preenchimento, etc.
6. Solução de problemas e histórico de eventos
Alguns controladores de carga têm uma memória interna para salvar eventos e alarmes com um carimbo de data e hora. Este histórico de eventos e alarmes ajuda na solução rápida de problemas.
Parâmetros Programáveis
Existem quatro parâmetros chave que podem ser programados em controladores de carga.
1. Ponto de ajuste de regulação
Essa é a tensão máxima de ponto de ajuste . Qualquer controlador de carregamento protegerá a bateria para atingir uma voltagem superior a esta voltagem. Neste ponto, ele interromperá qualquer carregamento adicional da bateria.
2. Ponto de ajuste da histerese de regulação
Esta é a diferença entre a tensão e voltagem do ponto de ajuste de regulagem quando a corrente total é reaplicada, também chamada Regulação de tensão de histerese. Este ponto de ajuste deve ser o mais alto possível para evitar interrupções de comutação e harmônicos.
3. Set-Point de Desconexão de Baixa Tensão
Essa é a tensão mínima de ponto de ajuste. Qualquer controlador não permitirá que a bateria atinja uma tensão menor que esta tensão. Neste ponto, ele desconectará a carga para evitar que a bateria seja descarregada.
4. Ponto de ajuste de histerese de desconexão de baixa tensão
Essa é a diferença entre o ponto de ajuste de desconexão de baixa tensão e a tensão na qual a carga será reconectada, também chamada de tensão de histerese de desconexão de baixa tensão. Este ponto de ajuste deve ser o mais alto possível para evitar interrupções frequentes na carga conectada.
