Gairebé tots els dispositius moderns estan equipats amb una bateria de la qual funciona. Per tal de prevenir les sobrecàrregues i minimitzar l’avaria dels electrodomèstics, telèfons i sistemes tècnics més complexos, s’instal·la un controlador de càrrega de la bateria en cada dispositiu.
Què és un controlador de càrrega de la bateria i quines funcions fa?
El controlador de càrrega de la bateria és un dispositiu especial que ajusta automàticament el nivell de corrent i tensió del dispositiu. La càrrega de la bateria ve determinada per la diferència de tensió entre els dos terminals. Per tant, el controlador protegeix la bateria de sobretensions excessives i, per tant, de danys.
Lògicament, però, molts accessoris poden prescindir fàcilment d’un controlador. Si connecteu el dispositiu directament a una font de tensió mentre controleu l’amperatge i el valor de la tensió, es poden evitar danys. Tot i que en aquest cas la càrrega del dispositiu serà inferior: el 70% de la capacitat total del dispositiu d’emmagatzematge. Per tant, podem concloure que el controlador de càrrega us permet carregar el dispositiu al 100%.
Si parlem de quines tasques realitza el controlador, podem dir:
- El mòdul de protecció de la bateria optimitza tot el sistema d’alimentació, cosa que permet al dispositiu conservar els seus recursos interns.
- A més, el controlador evita la sobrecàrrega del sistema, cosa que pot provocar avaries dels mecanismes principals.
Què és un controlador i quins tipus d’aquest dispositiu hi ha?
No hi ha circuits de control estàndard, però tots tenen característiques similars. Normalment, la majoria inclouen dues resistències de retallat que controlen els màxims i els mínims del voltatge. A més, cada controlador té una bobina de relé que controla l'abast dels límits. Per tant, si la bateria té un límit màxim de 15 V, el dispositiu no podrà generar energia per sobre d’aquest límit.
Depenent de l'estructura, els controladors poden ser:
- controlador simple o universal;
- controlador híbrid.
Entre els dispositius que permeten controlar aquests paràmetres es distingeixen:
- Controladors ON / OFF;
- Controlador de modulació d'ample de pols (PWM) o modulador d'amplada d'impuls;
- Controlador de seguiment de punts de màxima potència (MPPT) o controlador que controla la direcció dels rajos solars.
Controladors ON / OFF
Aquest mòdul realitza la funció de desconnectar les bateries de la font a plena càrrega. Avui en dia, aquests controladors poques vegades s’utilitzen i es consideren un dels més primitius. El principi de funcionament del controlador es basa en la supervisió constant de certs valors del generador i del braç del dispositiu acumulador. El controlador s’encén quan la tensió de la bateria és inferior al valor nominal o es troba dins dels paràmetres de tensió. El dispositiu s'apaga si el voltatge supera el límit de càrrega que pot suportar el controlador. Aquests controladors s’utilitzen àmpliament en sistemes amb càrrega previsible, per exemple, en sistemes d’il·luminació i alarma d’emergència (controlador de càrrega-descàrrega hcx-2366).
Controlador PWM
Els microcircuits de control tipus PWM són els més moderns i multifuncionals des del punt de vista tècnic. Aquests dispositius permeten controlar automàticament els valors de tensió i corrent. Després d’assolir el màxim valor possible, el controlador el fixa a la placa per estabilitzar l’acumulador. Això garanteix la màxima capacitat de la bateria. Aquest tipus de controlador té un altre nom, que és més comú: són els controladors PWM. Si desxifreu l’abreviatura abreujada, obtindreu un modulador d’amplada de pols. Molt sovint, aquests dispositius es troben en enginyeria de televisió i ràdio. A més, es poden trobar en alguns electrodomèstics i fonts d’alimentació.
La tensió d'un panell solar estàndard passa a través de dos conductors fins a l'element estabilitzador. A causa d'això, es produeix l'equalització del potencial de la tensió d'entrada. Després d'això, la tensió passa als transistors, que estabilitzen la tensió i el corrent d'entrada. El conductor controla tot el sistema. El diagrama del dispositiu inclou un sensor de temperatura i un controlador. Aquests dispositius estan controlats per transistors de potència, el nombre dels quals depèn de la potència del dispositiu. El sensor de temperatura és responsable de l’estat de calefacció dels elements del controlador. Normalment es troba als radiadors dels transistors de potència o dins de la caixa. Això no canvia la seva funcionalitat. Si la temperatura supera els límits establerts, el dispositiu s'apaga automàticament.
Modulador d'amplada de pols
El controlador MPPT és un mòdul de control d’electricitat que s’utilitza per generar energia a les centrals solars. El microcircuit del dispositiu funciona amb valors d’eficiència màxims i proporciona altes taxes de sortida. El microcircuit, que inclou un controlador d’aquest tipus, és força complex i inclou una sèrie de dispositius que construeixen l’ordre de control necessari. Aquesta seqüència permet controlar els nivells de corrent i de tensió contínuament tot maximitzant la sortida del dispositiu. La principal diferència en la configuració del modulador d'ample de pols dels dispositius PWM és que són capaços d'activar el mòdul solar per a les condicions meteorològiques. Per tant, la potència en qualsevol clima serà màxima, independentment de la durada del sol.
Com triar el controlador de càrrega de la bateria adequat?
Per seleccionar el controlador desitjat, cal decidir la funció que portarà aquest dispositiu i l’escala de tota la instal·lació. Si es preveu muntar un petit sistema solar que controli els electrodomèstics amb una potència no superior a dos quilowatts, és suficient instal·lar un controlador PWM. Si parlem d’un sistema més potent que controlarà l’electricitat de la xarxa i funcionarà de manera autònoma, és necessària la instal·lació d’un controlador MTTP. Tot depèn de la tensió que passa al controlador del dispositiu d’emmagatzematge. Els controladors PWM són capaços de suportar fins a 5 kW, mentre que els mòduls MTTP poden suportar fins a 50 kW.
Com funcionen els mòduls solars electrònics?
Els microcontroladors, o mòduls electrònics, que són integrals d’una cèl·lula solar, estan dissenyats per a diverses funcions de conservació de l’energia del panell solar. La generació d’energia per una bateria solar és causada per la caiguda dels rajos solars a la seva superfície. Gràcies a les fotocèl·lules, la llum solar genera un corrent elèctric. L’energia resultant s’envia al controlador de càrrega de la bateria, que controla el consum d’energia. Aquest dispositiu regula i estableix el valor límit actual i el passa a la bateria d’emmagatzematge. Teòricament, es podria prescindir d’un controlador de càrrega. Així, tota l'energia rebuda aniria directament a la bateria. tanmateix, això comportaria el risc de sobrecàrrega permanent del sistema, cosa que desactivaria ràpidament el dispositiu. L’exemple més sorprenent d’aquest dispositiu és la bateria de ions de liti, que s’instal·la en telèfons, tauletes, carregadors de portàtils i altres aparells moderns.
