Układy ładowania baterii w nowoczesnych systemach fotowoltaicznych

• Autorzy: Bakalarczyk J.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2016.243

Warianty tytułu

EN

Battery charging circuits in modern photovoltaic systems

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Układy ładowania akumulatorów odgrywają ważną rolę w systemach fotowoltaicznych. Od nich zależy bezpieczna praca całego zespołu. Stanowią one element pośredniczący między panelami fotowoltaicznymi a pozostałą częścią systemu. Zawierają one obwody zwane popularnie kontrolerami ładowania. Kontrolery ładowania baterii akumulatorów zapewniają im wymaganą żywotność i zabezpieczają te urządzenia przed przeładowaniem oraz całkowitym rozładowaniem oraz zapewniają właściwy przebieg cyklu ładowania. W pracy tej przedstawiono dwa typy akumulatorów stosowanych obecnie w systemach fotowoltaicznych oraz podano ich krótką charakterystykę. W obecnym czasie zwraca się szczególną uwagę na ochronę środowiska naturalnego. Zagadnienie dotyczy również fotowoltaiki. Wskazano na możliwość szerszego wykorzystania akumulatorów niklowo - żelazowych Ni-Fe, których stosowanie nie jest jeszcze tak popularne w tych systemach, ale posiadają one wiele pozytywnych cech, jak ponad 20 letnia żywotność oraz odporność na trudne warunki eksploatacyjne i są one bardziej bezpieczne dla środowiska niż - kwasowo - ołowiowe. Różne typy akumulatorów wymagają różnych metod ładowania i różnych warunków eksploatacyjnych, co należy uwzględnić przy stosowaniu kontrolerów ładowania. Z uwagi na dużą różnorodność systemów fotowoltaicznych stosuje się w nich różne kontrolery ładowania różniących się budową wewnętrzną i zasadą pracy. Dokonano również klasyfikacji tych układów oraz przedstawiono najważniejsze topologie układów ładowania. Przedstawiono wersję symulowanego układu ładowania i wyniki badań. Artykuł zakończono wnioskami nasuwającymi się podczas realizacji tej pracy.

EN

The charging circuit of the batteries plays an important role in the photovoltaic systems. Safe operation of the entire system depends on the circuits. They are intermediary parts between the photovoltaic panels and the rest of the PV systems. They consists circuits which are popularly called the Solar Charge Controllers. Charge Controllers provide batteries with the required life and they protects batteries from overload and complete discharging and ensures them the proper charging cycles. One has presented two battery types for photovoltaic systems, and gave theirs brief description. At the present time one pays particular attention to ensuring the environmental protection. The problem also applies to the photovoltaics. One pointed to the possibility of wider use of nickel - iron Ni -Fe batteries as the use of them is not popular in these systems yet, but they have many positive attributes such as more than 20 year life and robustness to difficult operating conditions and they are safer for the natural environment than - acid - lead ones. NiFe batteries have many positive features over lead - acid batteries. Different types of the batteries require different charging methods and different operating conditions which must be taken into account when applying the charging controllers. In view of the wide variety of Photovoltaic Systems, the charging controllers may differ each other in terms of internal structure and the principle of operation. One also has done classification of such circuits and presented the most important theirs topologies. Simulated version of the charging circuit and test results has been presented. The article has been completed with conclusions raised during realisation of this work.

Słowa kluczowe

PL

akumulator niklowo-żelazowy; typ; falownik; ładowanie; topologia; kontroler

EN

nickel iron battery; battery type; inverter; charge controller; controller; topologies

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2016
• Tom: z. 63, nr 4
• Strony: 9--16
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Bakalarczyk J.

• Wyższa Szkoła Gospodarki, Instytut Informatyki i Mechatroniki, ul. Garbary 2, 85-229 Bydgoszcz; tel. [phone]

Bibliografia

• [1] Hariprakash B., Martha S.K., Hegde M.S., Shukla A.K.: A sealed, starved-electrolyte nickel–iron battery, Journal of Applied Electrochemistry, Springer, January 2005, Volume 35, Issue 1, pp 27-32.
• [2] De Oliveira J. H., Carlette L.P., Cupertino A. F., Mendes V. F., Boaventura W. d. C., Pereira H. A.: Comparison of MPPT strategies in battery charging of photovoltaic systems, 2015 IEEE 24th International Symposium on Industrial Electronics (ISIE), Buzios, 2015, pp. 1242-1247.
• [3] AbduAllah Z.M., Mahmood O.T., AL-Naib A.M.T.I.: Photovoltaic Battery Charging System Based on PIC16F877A Microcontroller, International Journal of Engineering and Advanced Technology (IJEAT), India, ISSN: 2249 – 8958, Volume-3, Issue-4, April 2014, pp. 27-31.
• [4] Shweta A. R., Kolte M.T., Hon S.P: A solar - powered battery charging system using Levenberg-Marquard algorithum, International Journal of Scientific & Technology Research, Volume 2, Issue 9, September 2013, ISSN 2277-8616, pp. 59-61.
• [5] Kamala J., Janarthanan V., Santhosh K.: Power Mosfet based photo-voltaic battery charger analysis and implementation, International Journal of Circuits, ISSN: 19984464, Systems and Signal Processing, Volume 9, 2015, pp. 33-39.
• [6] Shoaib M., Nagaraj V.: Novel Battery Charging Control System for Batteries Using On/Off and PWM Controllers for Stand Alone Power Systems, IOSR Journal of Electrical and Electronics Engineering (IOSR-JEEE), India, e-ISSN: 2278-1676, ISSN: 2320-3331, Volume 6, Issue 3 (May - Jun. 2013), pp. 44-52.
• [7] Tiwari G. N., Swapnil Dubey S.: Fundamentals of Photovoltaic Modules and Their Applications, 2010, Springer.
• [8] Kalogirou S.: Solar Energy Engineering: Processes and Systems, Academy Press, 2014.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017)