Come collegare un pannello solare al regolatore di carica

Un regolatore di carica solare, noto anche come regolatore solare, è essenzialmente un caricabatterie solare collegato tra i pannelli solari e la batteria. Il suo compito è regolare il processo di ricarica della batteria per garantire che la batteria sia caricata correttamente o, cosa più importante, non sovraccaricata. I regolatori di carica solare accoppiati in corrente continua (CC) sono in circolazione da decenni e vengono utilizzati in quasi tutti i sistemi di energia solare off-grid di piccola scala.

Passi per il cablaggio del sistema di alimentazione solare

In generale, ci sono 5 passaggi per il cablaggio del sistema di alimentazione solare:

Passo 1: collegare la batteria

Nota: un cortocircuito tra i terminali positivo e negativo della batteria o un cortocircuito tra i fili positivo e negativo del terminale può causare incendi ed esplosioni. Prima di collegare la batteria al sistema solare, assicurarsi che la tensione della batteria sia superiore a 6 V, quindi avviare il controller. Se il sistema è a 24V, assicurarsi che la tensione della batteria non sia inferiore a 18V. Il riconoscimento della tensione del sistema è un processo automatico al primo avvio del controller. Quando si installa il fusibile, la distanza massima tra il fusibile e il terminale positivo della batteria deve essere di 150 mm e prima di accendere il fusibile, verificare che il cavo sia collegato correttamente.

Passo 2: collegare il carico

Il terminale di carico del controller solare può essere collegato a un dispositivo di alimentazione CC che ha la stessa tensione di lavoro della tensione nominale della batteria e il controller fornisce alimentazione al carico con la tensione della batteria. Collegare i poli positivo e negativo del carico ai terminali di carico del controller. Potrebbe esserci tensione sul lato del carico, fare attenzione a evitare un cortocircuito quando si collega il carico. Un fusibile deve essere collegato al cavo positivo o negativo del carico. Non collegare il fusibile durante l’installazione. Dopo l’installazione, verificare che il fusibile sia collegato senza errori. Se il carico è collegato tramite il quadro elettrico, ogni circuito di carico ha un fusibile separato e tutte le correnti di carico non possono superare la corrente nominale del controller.

Passo 3: collegare il campo fotovoltaico

AVVERTENZA: rischio di scossa elettrica! Gli array fotovoltaici possono causare tensioni molto elevate e prestare attenzione durante il cablaggio per evitare scosse elettriche. Il controller può essere utilizzato con sistemi di alimentazione solare off-grid da 12 V, 24 V o componenti in rete con tensioni a circuito aperto che non superano la tensione di ingresso specificata. La tensione del modulo solare nel sistema non deve essere inferiore alla tensione del sistema.

Passo 4: verifica la connessione

Controllare nuovamente tutti i collegamenti per vedere se i terminali positivo e negativo di ciascun terminale sono corretti o meno. e il cablaggio dei 6 terminali deve essere serrato.

Passao 5: confermare l’accensione

Quando la batteria fornisce alimentazione al controller, il controller si avvia, il LED della batteria sul controller si accende, assicurarsi che la luce sia normale.

Utilizzo di pannelli fotovoltaici ad alta tensione con batterie

Quasi tutti i pannelli fotovoltaici con potenza nominale superiore a 140 watt NON sono pannelli standard a 12 volt e non possono (o almeno non dovrebbero) essere utilizzati con regolatori di carica standard. Le tensioni sui pannelli di collegamento alla rete variano un po’, di solito da 21 a 60 volt circa. Alcuni sono pannelli standard a 24 volt, ma la maggior parte non lo sono.

Cosa succede quando usi un controller standard

Un regolatore di carica standard (ovvero, tutti tranne i tipi MPPT), funzionerà spesso con pannelli ad alta tensione se la tensione di ingresso massima del regolatore di carica non viene superata. Tuttavia, perderai molta potenza, dal 20 al 60% del valore nominale del tuo pannello. I regolatori  di carica prendono l’uscita dei pannelli e alimentano la corrente alla batteria fino a quando la batteria non è completamente carica, di solito da 13,6 a 14,4 volt.

Un pannello può emettere solo così tanti ampere, quindi mentre la tensione è ridotta da, diciamo, 33 volt a 13,6 volt, gli ampere dal pannello non possono superare gli ampere nominali, quindi con un pannello da 175 watt valutato a 23 volt / 7,6 ampere, riceverai solo 7,6 amp a 12 volt circa nella batteria. La legge di Ohm ci dice che i watt sono volt x amp, quindi il tuo pannello da 175 watt metterà solo circa 90 watt nella batteria.

Utilizzo di un controller MPPT con pannelli ad alta tensione

L’unico modo per ottenere la massima potenza dai pannelli solari collegati alla rete ad alta tensione è utilizzare un controller MPPT. Poiché la maggior parte dei controller MPPT può richiedere fino a 150 volt CC (alcuni possono andare più in alto, fino a 600 V CC) sul lato di ingresso del pannello solare, è spesso possibile mettere in serie due o più pannelli ad alta tensione per ridurre la perdita nel cavo o per utilizzare cavi più piccoli. Ad esempio, con il pannello da 175 watt sopra menzionato, 2 di loro in serie ti darebbero 46 volt a 7,6 ampere nel controller MPPT, ma il controller lo convertirà fino a circa 29 ampere a 12 volt.

Alcune domande frequenti sull’argomento

Cos’è un regolatore di carica solare?

Un regolatore di carica o un regolatore di carica è fondamentalmente un regolatore di tensione e / o corrente per evitare che le batterie si sovraccarichino. Regola la tensione e la corrente provenienti dai pannelli solari che vanno alla batteria. La maggior parte dei pannelli “12 volt” emettono da 16 a 20 volt, quindi se non ci sono regolazioni le batterie saranno danneggiate dal sovraccarico. La maggior parte delle batterie necessita di circa 14-14,5 volt per caricarsi completamente.

Ho sempre bisogno di un controller di carica?

Non sempre, ma di solito sì. In generale, non è necessario un controller di carica con la piccola manutenzione o pannelli di carica di mantenimento, come i pannelli da 1 a 5 watt. Una regola approssimativa è che se il pannello emette circa 2 watt o meno per ogni 50 ampere di batteria, non ne hai bisogno. Ad esempio, una batteria standard per auto è di circa 210 ampere. Quindi, per mantenerne un paio in serie (12 volt) solo per la manutenzione o la conservazione, vorresti un pannello di circa 4,2 watt. I popolari pannelli da 5 watt sono abbastanza vicini e non avranno bisogno di un controller. Se stai mantenendo batterie AGM a ciclo profondo, puoi utilizzare un pannello più piccolo da 2 watt.

Perché i pannelli da 12 Volt sono in realtà da 17 Volt?

Allora sorge la domanda ovvia: “perché i pannelli non sono fatti solo per erogare 12 volt”? Il motivo è che se lo fai, i pannelli forniranno energia solo quando sono freddi, in condizioni perfette e in pieno sole. Questo non è qualcosa su cui puoi contare nella maggior parte dei posti. I pannelli devono fornire una tensione aggiuntiva in modo che quando il sole è basso nel cielo o si ha una forte foschia, copertura nuvolosa o temperature elevate, si ottiene comunque un output dal pannello. Una batteria da “12 volt” completamente carica è di circa 12,7 volt a riposo (da circa 13,6 a 14,4 sotto carica), quindi il pannello deve calare di tensione così tanto solo nelle condizioni peggiori.