Napelem MPPT töltésvezérlő teszt

<-- vissza

Töltésvezérlő

Specifikáció

Bevezető

Sok angol és egyébként jó magyar nyelvű ismertető videók találhatóak szerte az Interneten, ezért most nem megyek bele a részletekbe. A lényeg, hogy létezik PWM modulált, vagyis impulzus arányos kitöltéssel vezérelt töltésvezérlő, és a fejlettebb MPPT.

Mindkettő rendelkezik akkumlátor túltöltés védelemmel, azonban a nagy különbség a kettő között, hogy míg a PWM csak vezérel, az MPPT át is alakítja az átfolyó áramot, az alacsonyabb akku feszültséghez, így ideális esetben 30-40%-al is növeli a napelemből befolyó teljesítményt!

Kezdeti tapasztalatok

Mivel még mindig nem kapok megfelelő anyagi támogatást, így csak egy kis 3A-ig terhelhető áramkörrel kellett beérnem tesztelésként, viszont ez is több mint a semmi!
A tesztelést egy 10W 18V (550mA) polykristályos napelemmel, és egy HW-845 áramkörrel végeztem.

A beüzemelése nem volt nehézkes, +- vezetéket beforrasztottam az akku és a napelem forrasztási pontjaira, és már csak rá kellett kötnöm az eszközökre.
Már az első pillanatban meglepetésként ért, hogy a napelem oldali feszültség 0,5V híján megegyezett, az akkura kötött kimenettel, vagyis nem tudta beállítani a napelem optimális munkapontját!

Elméletben ahány Amperre tervezik őket, annyi leadására is képes napelemet kell ráadni, mert ha kevesebbet kapnak, nem veszik észre, és bezuhan a munkaponti feszültség!
Nagyon hosszas kísérletezések után végül rájöttem, hogy a probléma az áramkorlátozó R2 ellenállásban rejlik!

KApcsolási rajz módosítva
Kapcsolási rajz, módosítással

Teszt eredmények, a megoldás

Sok idő után rájöttem, hogy az R2 ellenállással kell beállítani a töltőáram/feszültség visszacsatolást. Ez azt jelenti, hogy teljes napelem áram mellett ki kellett mérnem azt az ellenállás értéket, amivel a legtöbb töltőáramot mérem az áramkör kimenetén!
Érdekes módon 45kΩ volt ide behelyezve, ez valószínűleg megfelelne a 3A-es töltőáramnak, de az én esetemben 0,5A volt a maximum, így ezt 12,5kΩ értékre cseréltem, és jelen állás szerint a teljes töltési fázison tartja a maximális töltőáramot.
Persze ha csökken az akku feszültsége a töltőáram is egy kicsivel megnő, de ez érthető.

A napelem munkaponti feszültségét is sikerült ezzel 18,5V (+-0,5) értékre beállítani, tehát a módosítás megfelelő volt!
Egyetlen dolog zavar csak nagyon, hogy bár megfelelő időjárási körülmények esetén a rövidzár 590mA-t ki tudtam mérni, de a 18,2V optimális munkaponti feszültségen nem tudtam kinyerni a napelemből 400mA-nél többet, ami az áramkör kimenetén már 530mA körül maximalizálódott!
Pedig az adatlapja szerint 520mA-t kéne, hogy leadjon a napelem, az áramkör kimenetén pedig közel 750mA-nek kéne folynia!
Mondhatnánk, hogy az áramkörben veszteségként elvész ez, de ez közel 3W teljesítmény veszteség...

Konklúzió

Aki ennek a töltésvezérlőnek a megvásárlásán töri a fejét, mindenképp javaslom az R2 ellenállást kicserélni és vagy kiszámolni (nem tudom, hogy), vagy beállítani egy kb. 10kΩ ellenállás + 10kΩ potméterrel a megfelelő értéket, majd kicserélni az R2-t a megfelelően beállított értékre!
Bár nem 100%-ig bizonyosan, de mivel a csepptöltési feszültsége 13,55V-ra van beállítva (beégetve a chip-be), ez egy túl alacsony feszültség (ráadásul egy másik modulnál ez 13,45V volt), így ha nem csökken kellően az akku feszültsége, és nem kapcsol át teljes töltésre, az akkut nem tudja feltölteni rendesen és ettől tönkremegy, drasztikusan lecsökken a kapacitása! (nekem legalább is egy 7Ah-s akkut 2Ah-ig degradált fél év alatt, és alig volt 1 éves!
Ráadásul az is előfordulhat, hogy nem tölti túl 14,8V-ig, megáll 13,8V-nál, és tartja a 13,45-öt, szóval erősen problémás.
A megoldás egy lítium akkukhoz tervezett ugyan ilyen töltő, amit 13,7V-ra beállítva megfelelően tölti, és elérve ezt, tartja, és ENNEK a modulnak a bemutató tesztje, támogatóknak már elérhető a Patreon oldalamon!

Mivel ez egy nagyon szűkös költségvetésű alap teszt volt, ezért ha bárki kíváncsi nagyobb teljesítményű napelem mellett, hogyan viselkedik, az vegye fel velem a kapcsolatot emailben:
Vagy támogass meg Patreon-on / PayPal-on, hogy tudjam finanszírozni ezt a pár ezer, esetleg pár tízezer forintos tételt!

készült: 2024. szeptember