Come devo installare un regolatore di carica solare?

Il ruolo del regolatore di carica e scarica solare è quello di regolare la potenza, la potenza fornita dal pannello solare alla batteria. Il sovraccarico della batteria ridurrà almeno in modo significativo la durata della batteria e danneggerà la batteria fino a quando non può essere utilizzata normalmente. Ma, sebbene molti conoscano la funzione di un regolatore di carica, pochi sanno come si procede a un’installazione corretta, argomento che sarà oggetto del presente articolo.

Quando si installa un regolatore di carica solare, si consiglia di collegare e scollegare i vari componenti del sistema nel seguente ordine (quando li disconnetti, inverti quest’ordine):

• Batteria al regolatore di carica
• Pannelli fotovoltaici al regolatore di carica
• Carico elettrico al regolatore di carica.

La batteria fornisce alimentazione al controller, quindi assicurati sempre che i pannelli fotovoltaici e i carichi siano scollegati prima di collegare o scollegare la batteria dal controller. I collegamenti tra batteria, carico, campo fotovoltaico e controller dovrebbero avere interruttori di scollegamento per aumentare la sicurezza e facilitare l’installazione e l’individuazione di guasti.

Diagramma off-grid con carico DC.

Nello schema elettrico sopra con carico in corrente continua (CC), la luce solare entra in contatto con i moduli solari, che convertono l’energia solare in energia elettrica in CC che fornisce a un regolatore di carica. Il regolatore di carica regola l’amperaggio e la tensione che viene fornita ai carichi e l’eventuale potenza in eccesso viene fornita al sistema di batterie in modo che le batterie mantengano il loro stato di carica senza sovraccaricarsi.

Durante la sera, quando non c’è luce solare, l’alimentazione a batteria viene utilizzata per eseguire la ricarica. Noterai che la batteria è collegata a massa al terminale negativo della batteria. Questo perché tutti i controller PWM e MPPT hanno una massa negativa comune. Pertanto, è possibile stabilire una massa negativa comune per l’intero sistema: il campo solare, il controller, la batteria e il carico. Ciò soddisfa i requisiti del codice NEC per la messa a terra.

Se è necessaria una messa a terra dell’apparecchiatura per qualsiasi parte metallica su un involucro di controller, alcuni controller includono un capocorda del terminale di terra dell’apparecchiatura. In caso contrario, per i controller che non dispongono di questo capocorda, è possibile collegare una messa a terra dell’apparecchiatura direttamente al contenitore del controller.

Il diagramma successivo illustra i componenti e le connessioni per alimentare un carico in corrente alternata (AC). Questo diagramma con un carico AC è simile all’esempio precedente con un carico CC, tranne per il fatto che in questo esempio abbiamo aggiunto un inverter al sistema. Lo scopo dell’inverter è convertire la potenza in CC dalla batteria in alimentazione AC che può essere utilizzata per far funzionare un carico AC come ad es. la TV che vedi nello schema.

Diagramma off-grid con carico AC.

È importante notare che l’inverter è collegato e alimentato dalla batteria, non dai terminali di carico del controller, come abbiamo fatto nell’esempio di carico CC. Questo perché l’inverter può avere un picco di energia elevato all’avvio e questo picco di corrente elevata potrebbe essere superiore alla capacità nominale del regolatore di carica, mentre le batterie saranno in grado di soddisfare i requisiti dei picchi di sovratensione.

Connessione pratica del regolatore di carica

Passo 1: collegare la batteria

Avvertenza: un cortocircuito tra i terminali positivo e negativo della batteria e i fili collegati ai poli positivo e negativo può provocare incendi o esplosioni! Si prega di operare con attenzione! Prima di collegare la batteria, assicurarsi che la tensione della batteria sia superiore a 6 V per avviare il controller. Se il sistema è a 24 V, assicurarsi che la tensione della batteria non sia inferiore a 18 V. Quando si installa il fusibile, fare attenzione che la distanza tra il fusibile e il terminale positivo della batteria sia di 150 mm.

Passo 2: collegare il carico

Valgono le stesse raccomandazioni fatte al punto precedente.

Passo 3: collegare i pannelli fotovoltaici

Avvertenza: rischio di scossa elettrica! L’array fotovoltaico può generare una tensione molto alta, quindi prestare attenzione a evitare scosse elettriche durante il cablaggio. Il regolatore di carica può essere applicato a moduli solari off-grid da 12 V, 24 V e può anche utilizzare moduli collegati alla rete la cui tensione a circuito aperto non supera la tensione di ingresso specificata. La tensione dei moduli solari nel sistema non deve essere inferiore alla tensione del sistema.

Passo 4: verifica la connessione

Controlla nuovamente tutti i collegamenti per vedere se i poli positivo e negativo di ciascun terminale sono corretti e se i 6 terminali sono serrati.

Passo 5: verificare che l’alimentazione sia attiva

Controlla nuovamente tutti i collegamenti per vedere se i poli positivo e negativo di ciascun terminale sono corretti e se i 6 terminali sono serrati.

Misure per prevenire i fulmini

Per prevenire i fulmini, dobbiamo prima capire il percorso di tuoni e fulmini intrusione nel sistema di alimentazione. In generale, ci sono tre modi di intrusione di tuoni e fulmini: fulmini diretti, fulmini indotti e intrusioni di onde di fulmine.

Per fulmine diretto si intendono i fulmini che cadono direttamente sul campo di celle solari, sulle linee di distribuzione a bassa tensione, sulle apparecchiature elettriche e sui relativi cablaggi, nonché nelle vicinanze. La corrente di picco dei fulmini diretti è di circa il 50% inferiore a 15-20kA e si possono anche osservare fulmini nell’intervallo di 200-30OkA. Poiché l’energia di un tale fulmine è molto grande, l’installazione di parafulmini è una misura per prevenire i fulmini diretti.

Esistono due tipi di fulmini di induzione: il fulmine formato dall’induzione elettrostatica e il fulmine formato dall’induzione elettromagnetica. Il fulmine formato dall’induzione elettrostatica è formato dalle nuvole temporalesche. Ad esempio, la carica positiva indotta dal cavo e la carica superficiale generata dal fulmine vengono neutralizzate per formare una scarica di fulmine. Il fulmine formato dall’induzione elettromagnetica è causato dalla corrente di fulmine generata dal fulmine che cade vicino al cavo per indurre il cavo a formare una scarica di fulmine.

Un’estremità del regolatore di carica solare è collegata alla batteria e un’estremità è collegata all’array di celle solari. Poiché la batteria è installata all’interno dell’edificio, fintanto che l’edificio è dotato di misure di protezione contro i fulmini in conformità con le normative edilizie, è fondamentalmente improbabile che la batteria venga colpita dai fulmini. Pertanto, il lato del regolatore di carica solare collegato alla batteria non richiede speciali misure di protezione contro i fulmini.

L’array di celle solari è installato all’aperto, il telaio del modulo fotovoltaico è generalmente in alluminio e la staffa di installazione fotovoltaica è generalmente un elemento strutturale in acciaio, il che aumenta notevolmente la possibilità di fulmini. Per evitare che i fulmini diretti colpiscano l’array di celle solari, il sito di installazione fotovoltaica dovrebbe essere dotato di parafulmini, che dovrebbero essere messi a terra in modo affidabile in modo che la corrente del fulmine possa entrare nel terreno in modo sicuro e rapido.

Per garantire la sicurezza delle apparecchiature elettriche, la messa a terra dei parafulmini deve essere protetta dall’attrezzatura elettrica. Separare il terreno e mantenere una distanza di sicurezza sufficiente. Al fine di prevenire i danni causati dalle onde dei fulmini che invadono le persone, il regolatore solare dovrebbe installare dispositivi di protezione contro i fulmini all’ingresso dell’ingresso fotovoltaico ed essere messo a terra in modo affidabile, come varistori o moduli di protezione contro i fulmini.

Al fine di prevenire i pericoli causati dai fulmini indotti, il cavo fotovoltaico deve essere dotato di un telaio a ponte metallico ed essere messo a terra in modo affidabile. Il controller del campo fotovoltaico dovrebbe avere un guscio metallico chiuso ed essere messo a terra in modo affidabile e allo stesso tempo garantire il collegamento equipotenziale del punto di messa a terra.