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Manual do carregador solar MPPT

3. Características

Nesta secção:

3.1. Deteção automática da tensão da bateria

O carregador solar detecta automaticamente a tensão do sistema (tensão da bateria) suportada (por exemplo, 12 V, 24 V ) na primeira ligação. Se depois for necessária uma tensão do sistema diferente, ou se o carregador solar estiver ligado a um sistema de 36 V, existe a possibilidade de configurar manualmente as definições do carregador solar.

3.2. Algoritmo MPPT excecional

Localização MPP ultrarrápida

O carregador solar inclui um controlador MPPT ultrarrápido. Isto é especialmente vantajoso quando a intensidade da luz solar varia constantemente, como acontece com nublosidade. Com o controlador MPPT ultrarrápido, é possível captar mais 30 % de energia do que com os carregadores solares com um controlador PWM e até mais 10 % do que com os controladores MPPT mais lentos.

Rendimento solar ótimo

O carregador solar tem um algoritmo de localização ótimo. Permite maximizar sempre a captação de energia ao bloquear o MPP (ponto de energia máximo) ótimo. Quando ocorre sombreamento parcial, podem existir dois ou mais pontos de potência máxima na curva de tensão-potência. Os MPPT convencionais tendem a bloquear num MPP local e que pode não ser ótimo.

3.3. Eficiência de conversão superior

O carregador solar tem uma eficiência de conversão superior. A eficiência máxima supera 98 %. Uma das vantagens da eficiência elevada é que o carregador solar não dispõe uma ventoinha de arrefecimento e que a corrente de saída máxima está garantida até uma temperatura ambiente de 40 ºC (104 ºF).

3.4. Proteção eletrónica ampla

O carregador solar possui proteção contra o sobreaquecimento. A saída mantém o valor nominal até uma temperatura ambiente de 40 ºC (104 ºF). Se a temperatura aumentar ainda mais, a corrente de saída não manterá o seu valor nominal.

O carregador solar está equipado com uma proteção de polaridade invertida PV e uma proteção de corrente invertida PV.

3.5. Aplicação VictronConnect

A app VictronConnect pode ser utilizada para:

  • Monitorizar o carregador solar e visualizar os dados da bateria e solares em tempo real.

  • Utilizar as funções do carregador solar.

  • Aceder a dados históricos de 30 dias e ao histórico de erros.

  • Configurar as definições do carregador solar.

  • Atualizar o «firmware».

MPPT_VictronConnect_screenshot.svg

Captura de ecrã da app VictronConnect, que mostra dados em tempo real e dados históricos.

A app VictronConnect pode ser descarregada nas lojas de aplicações ou na página de «downloads» Victron Energy.

A aplicação está disponível para as seguintes plataformas:

  • Android.

  • Apple iOS, tenha em conta que o USB não é suportado, apenas é possível fazer a ligação por «bluetooth».

  • MacOs.

  • Windows, tenha em conta que o «bluetooth» não é suportado, apenas é possível fazer a ligação por USB.

Download_VictronConnect_and_QR_code.png

A aplicação pode ser ligada ao carregador solar da seguinte ordem:

MPPT_S_-_VC_direct.png

Ligar via Bluetooth.

MPPT_S_-_VC_via_USB.png

Ligar via USB.

MPPT_S_-_VC_via_VRM.png

Ligar via Internet ou LAN.

3.6. Visualização

Existem várias opções de visualização:

3.7. Porta VE.Direct.

A porta VE.Direct permite comunicar com o carregador solar. Pode ser utilizada com várias finalidades:

  • Para ligar a um dispositivo de monitorização, como um dispositivo GX ou GlobalLink.

  • Para ligar à aplicação VictronConnect.

  • Para o controlo externo.

  • Para programar o comportamento da saída de carga.

São necessários cabos especiais ou «interfaces» para fazer a ligação a esta porta:

3.8. Saída de carga

O carregador solar é equipado com uma saída de carga física e virtual.

3.8.1. Saída de carga física

As cargas de CC no sistema podem ser conectadas aos terminais de saída de carga. O carregador solar controla a saída de carga e desconecta as cargas se a tensão da bateria descer muito, protegendo a bateria contra descargas muito profundas.

A tensão de desconexão da saída de carga e o algoritmo de gestão de bateria podem ser configurados por meio de um jumper na porta VE.Direct ou pela aplicação VictronConnect. Para obter mais informações, consulte o capítulo Definições da saída de carga .

A corrente nominal da saída de carga é de 15 A ou 20 A (dependendo do modelo MPPT) e é à prova de curto-circuito.

Nota

Lembre-se de que a saída de carga de MPPT 100/20, quando for utilizado num sistema de 36 V ou 48 V, terá um valor nominal de apenas 1 A.

MPPT_system_with_battery_load_and_DC_loads.svg

Sistema de carregador solar com cargas CC ligadas na saída de carga

Algumas cargas, particularmente os inversores, têm uma corrente nominal mais elevada ou uma corrente de arranque elevada, excedendo a capacidade da saída de carga. Estas cargas devem ser ligadas diretamente à bateria. O carregador solar pode ainda assim controlar estas cargas para evitar descargas profundas da bateria, ligando o terminal remoto de ligar/desligar da carga à saída de carga do carregador solar. Dependendo do tipo de terminal deligar/desligar da carga, pode ser necessário um cabo de interface específico, como um cabo de ligar/desligar remoto inversor.

MPPT_system_with_inverter.svg

Sistema de carregador solar com inversor ligado diretamente na bateria e controlado pela saída de carga

Em alternativa, pode utilizar um BatteryProtect para controlar a carga.

MPPT_load_output_battery_protect.svg

Sistema de carregador solar com as cargas CC ligadas diretamente na bateria através de um BatteryProtect controlado pela saída de carga

3.8.2. Saída de carga virtual

Uma saída de carga virtual pode ser estabelecida para controlar cargas com classificações de corrente superiores à saída de carga do carregador solar.

Para criar uma saída de carga virtual:

A saída de carga virtual pode ser configurada na aplicação VictronConnect e controlada utilizando as tensões da bateria ou o algoritmo BatteryLife. Para obter detalhes sobre o processo de configuração, consulte o capítulo Definições da saída de carga .

3.8.3. BatteryLife

Se o carregador solar não conseguir recarregar a capacidade total da bateria num dia, o resultado será frequentemente um ciclo contínuo da bateria entre um estado «parcialmente carregado» e um estado «fim de descarga». Este funcionamento (sem uma recarga completa regular) pode inutilizar uma bateria de chumbo-ácido em algumas semanas ou meses.

O algoritmo BatteryLife da bateria monitoriza o estado da carga da bateria e, se for necessário, aumenta diariamente um pouco o nível de desligamento da carga (isto é, desliga a carga mais cedo) até que a energia solar captada seja suficiente para recarregar a bateria quase na totalidade. A partir deste ponto, o nível de desligamento da carga será alterado para obter uma recarga de quase 100 % uma vez por semana.

3.9. Carregamento das baterias

3.9.1. Carregamento da bateria de três fases adaptativas

O carregador solar realiza um carregamento de três fases. As fases de carregamento são: Inicial – Absorção – Flutuação.

Carga inicial

Durante a fase de carga inicial, o carregador solar fornece a corrente de carga máxima para carregar rapidamente as baterias. Durante esse estágio, a tensão da bateria aumentará lentamente. Quando a tensão da bateria atinge a tensão de absorção definida, a fase de carga inicial termina e começa a de absorção.

Absorção

Durante a fase de absorção, o carregador solar muda para um modo de tensão constante. A corrente que flui para a bateria irá diminuir gradualmente. Quando a corrente descer abaixo de 1A (corrente de cauda), o estágio de absorção será interrompido e o estágio de flutuação terá início.

Quando ocorrem apenas descargas superficiais, o tempo de absorção é mantido curto. Isso é feito para evitar a sobrecarga da bateria. No entanto, se a bateria estiver profundamente descarregada, o tempo de absorção é automaticamente aumentado para garantir que a bateria é totalmente recarregada.

Flutuação

Durante o estágio de flutuação, a tensão é reduzida e o estado de carga total da bateria é mantido.

Dica

Não é necessário um estágio de armazenamento para os carregadores solares, ao contrário dos carregadores CA, pois à noite não há energia solar e, portanto, o carregamento da bateria será interrompido.

3.9.2. Algoritmo de carga flexível

A aplicação VictronConnect permite a seleção de 8 algoritmos de carga predefinidos ou, alternativamente, o algoritmo de carga é totalmente programável. As tensões de carga, a duração do estágio e a corrente de carga podem ser personalizadas.

3.9.3. Carga de equalização

Alguns tipos de baterias de chumbo-ácido precisam de uma carga de equalização periódica. Durante a equalização, a tensão de carga aumentar acima das tensões de carga regulares para equilibrar as células.

A aplicação VictronConnect pode ativar uma necessária equalização da carga.

3.10. Medição da temperatura

A leitura da temperatura permite realizar um carregamento compensado na temperatura. As tensões de carga de absorção e de flutuação são ajustadas com base na temperatura da bateria (acessório necessário) ou então na temperatura interna do carregador solar.

O carregamento da bateria compensado pela temperatura é necessário ao carregar as baterias de chumbo-ácido em ambientes quentes ou frios.

A compensação da temperatura pode ser ativada ou desativada nas definições do carregador e a quantidade de compensação e o coeficiente de compensação (mV/ºC) são reguláveis.

3.10.1. Sensor de temperatura interno

O carregador solar tem um sensor de temperatura interno integrado.

A temperatura interna serve para definir as tensões de carga compensadas pela temperatura. Para tal, é utilizada a temperatura interna quando o carregador solar está «frio». O carregador solar está «frio» quando existe apenas um pouco de corrente para a bateria. Lembre-se de que é simplesmente uma estimativa da temperatura ambiente e da bateria. Se necessitar de uma temperatura de bateria precisa, deve considerar a utilização de um sensor externo para a temperatura da bateria; consulte a secção Sensor externo da tensão e da temperatura.

A compensação de temperatura varia de 6 ºC a 40 ºC (39 ºF a 104 ºF).

O sensor de temperatura interno também permite determinar se o carregador solar está sobreaquecido.

3.10.2. Sensor externo da tensão e da temperatura

O Smart Battery Sense (opcional) é um sensor sem fios de tensão e temperatura da bateria e pode ser usado com o carregador solar. Ele mede a temperatura e a tensão da bateria e envia-as via Bluetooth para o carregador solar.

O carregador solar utiliza as medições do sensor Smart Battery para:

  • O carregamento compensado pela temperatura com a temperatura real da bateria, em vez da temperatura interna do carregador solar. Uma medição precisa da temperatura da bateria melhorará a eficiência de carregamento e prolongará a duração das baterias de chumbo-ácido.

  • Compensação da tensão. A tensão de carga aumenta para compensar uma queda de tensão nos cabos da bateria durante a carga de corrente elevada.

O carregador solar comunica com o sensor Smart Battery através de «bluetooth» usando uma rede VE.Smart Network. Para mais informação sobre esta rede, consulte o manual da rede VE.Smart Networking.

Em alternativa, também pode instalar uma rede VE.Smart Network que mede a temperatura e a tensão da bateria entre um carregador solar e um monitor de bateria BMV-712 Smart ou SmartShunt que tenha sido equipado com um Sensor de Temperatura para BMV, sem precisar de um sensor Smart Battery.

Nota

Não se esqueça de que a rede VE.Smart Network apenas pode ser configurada se o carregador solar dispuser de comunicação «bluetooth», se tiver «bluetooth» ativado ou se estiver equipado com um «dongle» VE.Direct Bluetooth Smart.

MPPT_small_system_with_battery_sense

Exemplo de uma rede VE.Smart Network de um sensor Smart Battery e um carregador solar.

3.11. Sensor de tensão

Um Sensor Smart Battery ou um monitor de bateria medem a tensão terminal da bateria e enviam-na por «bluetooth» usando a rede VE.Smart Network ao carregador solar. Se a tensão de bateria for inferior à tensão de carga solar, o carregador solar aumentará a tensão de carga para compensar as perdas de tensão.

3.12. Ligar / desligar remoto

Um terminal remoto virtual de ligar/desligar pode ser criado usando o cabo remoto de ligar/desligar(opcional) VE.Direct sem inversão.

A funcionalidade pode ser programada com as definições da função da porta RX da aplicação VictronConnect.

3.13. WireBox

A WireBox MPPT opcional é uma cobertura plástica que pode ser instalada no fundo do carregador solar. Cobre a bateria e os terminais solares, prevenindo o contacto acidental ou negligente com a bateria e os terminais PV. Proporciona um nível de segurança adicional, sendo particularmente útil se o carregador solar estiver instalado numa área de acesso geral.

Para mais informação e para encontrar a WireBox MPPT certa para o seu carregador solar, consulte a página de produto correspondente:

MPPT_with_wire_box.svg

Exemplo de um carregador solar com WireBox MPPT