Контроллер ветро-солнечного гибрида, как основное оборудование управления ветро-солнечной гибридной системы выработки электроэнергии, может быть сведен к следующим основным функциям:
1、 Совместное управление энергией и оптимизация мощности
Интеграция с двойным вводом энергии
Одновременная обработка входных данных ветряных турбин (переменный ток) и фотоэлектрических модулей (постоянный ток), преобразование переменного тока в постоянный с помощью интеллектуальных модулей выпрямления для достижения единого управления двумя источниками энергии. Например, при достаточном ветре, но слабом солнечном свете приоритет должен быть отдан использованию энергии ветра для производства электроэнергии; при сильном солнечном свете, но недостаточном ветре следует переключиться на солнечную энергию, чтобы обеспечить непрерывную и стабильную работу системы.
Отслеживание максимальной точки мощности (MPPT)
Алгоритм MPPT позволяет отслеживать оптимальные точки выхода фотоэлектрической и ветровой энергии в режиме реального времени, обеспечивая работу каждого источника энергии с максимальной эффективностью. Например, эффективность MPPT фотоэлектрических модулей может достигать более 99%, а MPPT ветрогенераторов позволяет оптимизировать мощность за счет регулировки скорости генератора или угла наклона.
Распределение мощности и согласование нагрузки
Динамическое распределение энергии в зависимости от спроса на нагрузку, приоритетное использование возобновляемых источников энергии для энергоснабжения и хранение излишков электроэнергии в батареях; при недостаточной выработке энергии автоматически переключается в режим питания от батарей. Например, в сценарии базовой станции связи контроллер может обеспечить бесперебойную работу базовой станции 24 часа в сутки при максимальном использовании чистой энергии.
2、 Интеллектуальное управление зарядкой и разрядкой аккумуляторов
Многоступенчатое управление зарядкой
Поддерживает адаптивные трехступенчатые режимы зарядки (зарядка постоянным током, зарядка постоянным напряжением, плавающая зарядка), автоматически переключает стратегии зарядки в зависимости от состояния батареи и продлевает срок ее службы. Например, свинцово-кислотные батареи быстро заряжаются на этапе постоянного тока, избегают перезарядки на этапе постоянного напряжения и поддерживают полностью заряженное состояние на этапе плавающей зарядки.
Защита от перезаряда/переразряда
Защита от перезаряда: Когда напряжение аккумулятора превышает порог защиты (например, 28 В), цепь зарядки автоматически отключается, чтобы предотвратить испарение электролита и повреждение аккумулятора.
Защита от переразряда: Когда напряжение батареи ниже порога защиты (например, 22 В), выход нагрузки отключается, чтобы избежать необратимых повреждений, вызванных глубоким разрядом батареи.
Функция температурной компенсации
Мониторинг температуры батареи в реальном времени, регулировка напряжения и тока зарядки в зависимости от температуры окружающей среды. Например, в условиях низкой температуры (ниже -10 ℃) увеличение напряжения зарядки может компенсировать увеличение внутреннего сопротивления батареи; уменьшение тока зарядки для предотвращения перегрева батареи в условиях высокой температуры (выше 40 ℃).
3、 Управление нагрузкой и оптимизация электроэнергии
Независимый выход с двойной нагрузкой
Поддержка независимого управления двумя нагрузками, каждая нагрузка может быть настроена на различные режимы работы (например, управление светом, управление временем, полностью открыто). Например, одна нагрузка используется для ночного освещения (режим управления светом), а другая - для мониторинга оборудования (режим управления временем), что позволяет добиться точного распределения энергии.
Комбинация управления светом и временем
Режим управления светом: Автоматическое переключение нагрузки в зависимости от интенсивности окружающего света. Например, когда интенсивность солнечного света ниже 10lux, уличные фонари автоматически включаются; когда интенсивность солнечного света превышает 50lux, уличные фонари выключаются.
Режим управления по времени: поддерживает переключение нагрузки по времени и имеет функцию автоматического обучения. Например, контроллер может регистрировать время наступления темноты/света каждый день и автоматически регулировать время включения/выключения уличного освещения без ручного вмешательства.
Градиентная регулировка яркости и стратегия энергосбережения
Поддержка регулировки градиента мощности нагрузки для предотвращения внезапного воздействия переключателя на оборудование. Например, яркость уличного освещения может регулироваться в зависимости от транспортного потока или временных сегментов (например, уменьшение яркости на 50% после полуночи), что позволяет дополнительно экономить электроэнергию.
4、 Защита и диагностика неисправностей
Механизм электрической защиты
Защита от обратной полярности: предотвращает повреждение оборудования, вызванное обратной полярностью солнечных панелей или батарей.
Защита от короткого замыкания: При коротком замыкании нагрузки выход автоматически отключается и включается сигнал тревоги, чтобы избежать риска возгорания.
Молниезащита: Поглощение энергии молнии с помощью варисторов или газоразрядных трубок для защиты контроллеров и оборудования нагрузки.
Контроль состояния системы и сигнализация
Мониторинг в реальном времени напряжения, тока, температуры и других параметров батареи, а также рабочего состояния ветрогенераторов и фотоэлектрических модулей. При возникновении аномалий (например, перенапряжение при зарядке или перегрузка по току) сигнал тревоги подается через ЖК-дисплей или интерфейс RS485/MODBUS, и записывается журнал неисправностей.
Удаленный мониторинг и настройка параметров
Поддержка удаленного мониторинга и управления через Интернет или беспроводную связь (например, GPRS, LoRa). Пользователи могут просматривать в режиме реального времени такие данные, как выработка электроэнергии системой, состояние батареи и использование электроэнергии нагрузкой, а также удаленно регулировать параметры управления (например, напряжение зарядки и время переключения нагрузки) для повышения эффективности эксплуатации и обслуживания.
5、 Адаптивность к окружающей среде и масштабируемость
Широкий диапазон рабочих температур
Адаптация к экстремальным температурам окружающей среды в диапазоне от -40 ℃ до 45 ℃, обеспечивая стабильную работу в суровых условиях, таких как пустыни, плоскогорья и полярные регионы. Например, в условиях низкой температуры -40 ℃ контроллер может запускаться и нормально управлять зарядкой аккумулятора.
Поддерживаются различные типы аккумуляторов
Совместимость с различными типами батарей, такими как свинцово-кислотные, литий-железо-фосфатные и троичные литиевые, позволяет пользователям гибко выбирать в зависимости от сценариев применения и требований к стоимости. Например, в долгосрочных сценариях автономной работы литий-железо-фосфатные батареи стали предпочтительным выбором благодаря их длительному сроку службы и безопасности.
Модульная конструкция и интерфейс расширения
Модульная конструкция оборудования поддерживает функциональное расширение (например, добавление модулей хранения энергии, сетевых интерфейсов и т.д.). Например, пользователи могут модернизировать автономные системы до систем, подключенных к сети, с помощью модулей расширения для достижения функции подключения излишков электроэнергии к сети.
