حماية الشحن والتفريغ لشاحن الطاقة الشمسية

١. جهد نقطة حماية الشحن المباشر: يُطلق على الشحن المباشر أيضًا اسم الشحن الطارئ، وهو ينتمي إلى الشحن السريع. عادةً، عندما يكون جهد البطارية منخفضًا، تُشحن البطارية بتيار وجهد مرتفعين نسبيًا. ومع ذلك، توجد نقطة تحكم، تُسمى أيضًا نقطة الحماية. هذه النقطة هي القيمة الموضحة في الجدول أعلاه. عندما يكون جهد طرف البطارية أعلى من قيم الحماية هذه أثناء الشحن، يجب إيقاف الشحن المباشر. عادةً ما يكون جهد نقطة حماية الشحن المباشر هو أيضًا جهد "نقطة حماية الشحن الزائد"، ويجب ألا يتجاوز جهد طرف البطارية هذه النقطة أثناء الشحن، وإلا فسيؤدي ذلك إلى الشحن الزائد وتلف البطارية.

٢. جهد نقطة التحكم في شحنة المعادلة: بعد اكتمال الشحن المباشر، تُترك البطارية عادةً لفترة من الوقت بواسطة وحدة تحكم الشحن والتفريغ للسماح بانخفاض جهدها بشكل طبيعي. عندما يصل الجهد إلى قيمة "جهد الاسترداد"، تدخل البطارية في حالة شحن المعادلة. لماذا يُصمم شحن متساوٍ؟ أي أنه بعد اكتمال الشحن المباشر، قد تتأخر بعض البطاريات (يكون جهد الطرف منخفضًا نسبيًا). ولإعادة شحن هذه الجزيئات وجعل جهد طرفي البطارية متساويًا، من الضروري مطابقة الجهد العالي مع الجهد المتوسط. بعد ذلك، اشحنها لفترة قصيرة، وستلاحظ ما يُسمى بشحنة المعادلة، أي "شحنة متوازنة". يجب ألا يكون وقت شحن المعادلة طويلًا جدًا، وعادةً ما يتراوح بين بضع دقائق وعشر دقائق، لأن طول الوقت قد يكون ضارًا. بالنسبة للأنظمة الصغيرة المجهزة ببطارية واحدة أو اثنتين، فإن الشحن المتساوي ليس ذا أهمية تُذكر. لذلك، لا تحتوي وحدات تحكم إنارة الشوارع عادةً على شحن متساوٍ، بل على مرحلتين فقط.

3. جهد نقطة التحكم في شحن الطفو: بشكل عام، بعد اكتمال شحن المعادلة، تُترك البطارية أيضًا لفترة من الوقت، بحيث ينخفض ​​جهد الطرف بشكل طبيعي، وعندما ينخفض ​​إلى نقطة "جهد الصيانة"، فإنه يدخل حالة شحن الطفو. حاليًا، يتم استخدام طريقة PWM. (كلاهما تعديل عرض النبضة)، على غرار "الشحن المتقطر" (أي شحن التيار الصغير)، اشحن قليلاً عندما يكون جهد البطارية منخفضًا، واشحن قليلاً عندما يكون منخفضًا، واحدًا تلو الآخر لمنع درجة حرارة البطارية من الاستمرار في الارتفاع عالية، وهو أمر جيد جدًا للبطارية، لأن درجة الحرارة الداخلية للبطارية لها تأثير كبير على الشحن والتفريغ. في الواقع، تم تصميم طريقة PWM بشكل أساسي لتثبيت جهد طرف البطارية، وتقليل تيار شحن البطارية عن طريق ضبط عرض النبضة. هذا نظام إدارة شحن علمي للغاية. على وجه التحديد، في المرحلة اللاحقة من الشحن، عندما تكون السعة المتبقية (SOC) للبطارية >80%، يجب تقليل تيار الشحن لمنع إطلاق الغازات المفرطة (الأكسجين والهيدروجين والغاز الحمضي) بسبب الشحن الزائد.

4. جهد إنهاء حماية التفريغ الزائد: هذا سهل الفهم نسبيًا. لا يمكن أن يكون تفريغ البطارية أقل من هذه القيمة، وهي المعيار الوطني. على الرغم من أن مصنعي البطاريات لديهم أيضًا معايير حماية خاصة بهم (معيار المؤسسة أو معيار الصناعة)، إلا أنه لا يزال يتعين عليهم الاقتراب من المعيار الوطني في النهاية. تجدر الإشارة إلى أنه من أجل السلامة، تتم إضافة 0.3 فولت بشكل مصطنع إلى جهد نقطة حماية التفريغ الزائد لبطارية 12 فولت كتعويض درجة الحرارة أو تصحيح انجراف نقطة الصفر لدائرة التحكم، بحيث يكون جهد نقطة حماية التفريغ الزائد لبطارية 12 فولت: 11.10 فولت، ثم يكون جهد نقطة حماية التفريغ الزائد لنظام 24 فولت 22.20 فولت.