النظام الكهرضوئي : منظمات الشحن 5/5 Charge regulators

منظمات الشحن Charge regulators

تستخدم منظمات الشحن أو منظمات جهد البطارية في أنظمة PV لحماية المدخرات من عملية الإفراط في الشحن أو التفريغ العميق. يتم تحديد أربع قيم مرجعية وهي:

1. جهد التنظيم المرجعي (VR) Regulation set point: ويعبر عن قيمة الجهد الأعظمي المسموح به. فعند الوصول إلى VR يقوم المنظم بإيقاف عملية الشحن أو بتنظيم التيار الواصل إلى المدخرة.
2. تباطؤ جهد التنظيم (VRH) Regulation hysteresis: يعبر عن مقدار الاختلاف بين VR والجهد الذي يسترجع عنده تيار الشحن الأعظمي لحقل PV. فإذا كانت VRH المنتقاة كبيرة جداً تحصل توقفات طويلة عن الشحن. وإذا كانتVRH صغيرة جداً تحصل تذبذبات متكررة وضجيج واحتمال إتلاف عناصر الفصل والوصل. يسمى الجهد VR-VRH بـــــ .VRR
3. جهد الفصل المنخفض(LVD) Low voltage disconnect: يعبر عن الجهد الذي يتم فصل الحمل عنده, أي الوصول لعمق التفريغ العظمي. تحول LVDدون الإفراط في عملية التفريغ.
4. تباطؤ جهد الفصل المنخفض (LVDH) Low voltage disconnect hysteresis: وهو الفرق بين LVD والجهد الذي يكون عنده إعادة وصل الحمل مسموحاً بعد آخر فصل. إذا كانت قيمة LVDHصغيرة جداً تحدث دورة فصل ووصل الحمل بشكل سريع عند سوية الشحن المنخفضة للمدخرة, مما قد يؤدي إلى الإضرار بالمنظم و/أو الحمل. أما إذا كانت قيمته كبيرة جداً, سيبقى الحمل مفصولاً لفترت طويلة جداً.

تعتمد القيم المرجعية السابقة على نوع المتحكم, ونوع المدخرة, ودرجة الحرارة. هناك طريقتان أساسيتان لتنظيم عملية شحن المدخرات:

• تنظيم الفصل/وصل (on/off): يعمل المتحكم كمفتاح يسمح بوصول كامل تيارPV المتوفر إلى البطارية خلال عملية الشحن. وعند الوصول للقيمة VR يقوم المتحكم بفصل تيار الشحن, وذلك من خلال تشكيل دارة قصر أو دارة مفتوحة. عندما تصل قيمة الجهد إلى المستوى VR-VRH يعاد وصل التيار.
• تنظيم الجهد الثابت: كما في الطريقة السابقة يمر تيار الشحن المتوفر عبر المدخرة إلى حين الوصول إلى .VR ثم يأخذ تيار الشحن بالتناقص للتأكد من أن البطارية تمكنت من تخزين كامل التيار الواصل. تقوم بعض المتحكمات بتعديل القيمة المرجعية VR تبعاً لحالة المدخرة أو بأخذ قيم مخفضة لـــ VR لتفادي الإفراط في الغاز المتشكل, مع أخذ الحيطة لتشكل عرضي للغاز.

يمكن استخدام الربط التفرعي أو التسلسلي في كلا الطريقتين. كما يوضح الشكلين:

مبدأ المنظم التسلسلي principle of series regulator

مبدأ المنظم التفرعي principle of shunt regulator

منظم تفرعي مع حماية من التفريغ العميق shunt regulator with deep discharge regulator

ملاحظة: لشحن بطارية رصاصية حمضية 12V يلزم موديول ذو توتر V_mp=18 V وذلك للأسباب التالية:

1. يخسر الموديول 2.8V تقريباً بسبب ارتفاع درجة الحرارة إلى 60⁰C.
2. يحدث هبوط توتر بمقدار 2.8V تقريباً عبر ديودات الحجز.
3. يحدث هبوط توتر بحدود 1.0V عبر منظم الشحن.
4. يمكن أن يحدث هبوط توتر ما بسبب نقصان شدة الضوء.
5. يجب أن تشحن البطارية إلى 14.0V أو حتى 14.5V للوصول إلى حالة اكتمال الشحن.

عن الكاتب

م.طارق الديري

مهندس طاقات كهربائية متجددة تخرج من جامعة دمشق عام 2010- حاز على جائزة أفضل خطة عمل من شركة شل- برنامج انطلاقة عن مشروع المضخات الكهرضوئية. يقوم بالبحث والاعداد لرسالة الماجستير في النظم الكرضوئية الحرارية- شارك في العديد من الندوات والمحاضرات حول أهمية الطاقات المتجددة والتنمية المستدامة. 

http://kawngroup.com/charge-regulators/