Aurinkosähköjärjestelmän lataussäädin asennetaan aurinkopaneeli(e)n ja akuston väliin. Säädin valvoo, että akusto latautuu optimaalisella tavalla; täydellä teholla silloin kun ne tarvitsevat varausta ja sen jälkeen absorptio- ja ylläpitolataus vakiojännitteellä, siten etteivät akut tule yliladatuiksi. Kaikki valikoimassamme olevat säätimet käyttävät joko pulssileveyssäätölatausta (PWM), joka tänä päivänä on vallitseva tekniikka tai MPPT-latausta, joka on uusinta tekniikkaa, jossa säädin säätää sekä jännitteen (V) että virran (A) akuston varaustilan mukaan siten, että näiden tulo V x A = W (teho watteina) on mahdollisimman suuri. Säätimissä on sisäänrakennettu diodi sekä napaisuuden kääntö, joka estää virran kierron paneelien tuoton ollessa nolla- tilassa.
MPPT- tekniikalla lisäpotkua 24 V järjestelmiin
Morningstar SunSaver MPPT 15A 75V 12/24V lataussäädin, jossa on TrakStar Technology-tekniikka, on kehittänyt lataussäätimen 12- ja 24 voltin akustojärjestelmiin. Säädin hakee aurinkopaneelien jännite-virta-käyrästä sen pisteen, joka antaa maksimaalisen tehon. Jännite (V) x Virta (A) = Teho (W). Normaalissa 12 -voltin aurinkopaneelissa tämä piste on normaalisti 17-17,5 V:n kohdalla. Jos tällainen paneeli joutuu tuottamaan energiaa akun jännitteen mukaan (esim 11V), se tuottaisi vain 11/17,5 -osaa, eli 62% nimellistehostaan. Näin MPPT- tekniikka kykenee normaalisti ottamaan 24-35% enemmän tehoa irti paneelin tuottamasta tehosta verrattuna perinteiseen PWM -säätimeen teholatausvaiheessa 12 V perineisellä paneelilla +25ºC lämpötilassa. Kaikesta huolimatta meidän tulee huomioda ympäristön olosuhteet ja selvittää miten hyödynnämme MPPT- tekniikkaa tehokkaasti.
Tehokkuus ja todellinen hyöty.
Jos perinteiset paneelit (tehollinen jännite 17,0-17,5 V) on asennettu paikkaan, jossa pintalämpötila nousee korkeaksi, esim. "tummalle katolle tai rakennuksen seinään", tällöin jännitteet ovat laskeneet niin alhaiselle tasolle, että todellista hyötyä ei saavuteta aurinkoisina päivinä. Todellinen hyöty saavutetaan korkealla jännitetasolla, n. 50-60 V jännitteellä ja 24 V akkujärjestelmällä. Valitaan siis oikea paneeli aina asennuskohteen mukaisesti. Tämä mahdollistaa asentaa aurinkopaneelit kauemmaksi käyttökohteesta jolloin myös jännitehäviöt jäävät minimaalisiksi. Todellisuudessa erittäin toimiva säädin, mutta yhdessä perinteisillä paneeleilla todellinen hyöty ja tehokkuus jäävät minimaaliseksi. Tehokas energian hyödyntäminen vaatii siis pientä asiantuntemusta ja asiakkaan perehdyttämistä eri olosuhteisiin.
SunSaver MPPT 15 A / 75 V säädiin käytössä
Järjestelmä jossa akkujännite 12 V Järjestelmä jossa akkujännite 24 V
Paneelien maksimiteho 200 Wp Paneelien maksimiteho 400 Wp
Tyhjäkäyntijännite 75 V Tyhjäkäyntijännite 75 V
Maksimivirta 15 A Maksimivirta 15 A
SunSaver MPPT 15 A-säätimen lähtökohtana on siis akkujärjestelmän jännite ja tämän jälkeen paneeli valitaan annettujen raja-arvojen mukaisesti. Tämä tuottaa pientä hämmenystä, kun 26 vuotta on toimittu ainostaan 12 V järjestelmissä. Suurimmat haasteet tulee vastaan järjestelmän asennusvaiheessa, vaadintaan teknistä osaamista suunnittelu sekä asennusvaiheessa, jotta päästään parhaasen lopputulokseen. "Aurikosähköjärjestelmällä on oma mielenkiintoinen ns. sielunelämä, joka tulee tunnistaa". Tulee muistaa myös, että tekniset testit tehdään tarkkaan määrätyissä olosuhteissa +25ºC lämpötilassa ja harvemmin löydämme taulukkotietoa esim. -20- 0 - +20ºC alueelta - vaan se on asiantuntijaliikkeen tehtävä saattaa kuluttajien tietoon.
PWM tekniikka
Kyseisellä tekniikalla varustetut säätimet toimme markkinoille 90-luvulla, ne ovat käytössä ja myynnissä edelleen. Perussäädin, kun kysessä on ns. 12 tai 24 V järjstelmä,PWM- tekniikka perustuu pulssileveyden säätöön, jossa seurataan akun varaustilaa. Kun akku saavuttaa 80% varaustilan, virran syöttö alenee, mutta jännite kestää vakiona. Lisäksi säätimeen on ohjelmoitu jännitetasot eri akkutyypeille, minkä ansiosta estetään akkujen ylilatutuminen.
PWM- tekniikka oli todellinen edistysaskel lataussäätimissä, joissa on toteutettu yhteistyötä akun ja säätimen valmistajien kesken, koska molemmillla oli yhteinen tavoite. Nyt eri rakenteiset akut voidaan ladata ja ylläpitää oikeilla jännite- ja virtaarvoilla, jolloin akun elinkaari kasvaa. Lisäksi säätimestä saa riittävästi informaatiota järjestelmän tilasta. Tärkeää asiakkaan kannalta on muistaa meidän muuttuvat olosuhteet ja vuosivaihtelut, jotta säädin toimii kaikissa olosuhteissa moitteetomasti. SunSaver ja ProStar PWM- tekniikalla toimivat säätimet ovat erittäin kestäviä ja tehokkaita 12 V tai 24 V perusjärjestelmissä. Todellisuudessa niiden tekniset ominaisuudet tulee hyödyntää parhaalla mahdollisella tavalla järjestelmä ohtaisesti.
Lataussäätimen asentaminen
Aiemmin lataussäädin toimi asennuskeskuksena, mutta nykyiset säätimet hoitavat pääsääntöisesti paneelin ja akun välistä energiansiirtoa. Lataussäädin tulee suojata sulakkeilla niin latausjärjestelmän kuin kuormituksenkin osalta. Tämä on ollut melkoinen ongelma, jota on vaikea sisäistää kuluttajalle. Siksi olemme valmistaneet ns. Sunboxia, joka sisältää kyseiset komponentit. Meille on erittäin tärkeää tehokas ja toimiva kokonaisuus. Olemme onnistuneet tässä tavoitetteessa: Järjestelmän tulee toimia moitteetomasti kaikissa olosuhteissa.