Um aspecto muito importante de qualquer sistema doméstico de energia renovável é o controlador de carga. Os controladores de carga são conectados a um sistema de turbina eólica entre a fonte de geração de energia (como uma turbina eólica ou um painel solar) e o sistema de armazenamento de eletricidade, geralmente uma bateria química, como baterias de íon de lítio. O controlador de carregamento monitora e controla os níveis de tensão da eletricidade que flui para a bateria para garantir que ela não esteja sobrecarregada. Caso seja gerado excesso de eletricidade, a carga é dissipada através de um componente de descarga, como um elemento de aquecimento ou um resistor elétrico. Em suma, este dispositivo garante que a eletricidade gerada seja gerida de forma eficaz, eficiente e segura e evita que as suas turbinas eólicas danifiquem os seus sistemas de armazenamento de baterias.
Tipos de controladores de carga
Existem alguns tipos diferentes de controladores de carregamento comumente usados em ambientes domésticos, cada um com suas próprias vantagens e desvantagens:
Controlador Shunt: Este é o tipo mais básico de controlador. O controlador é ligado quando as baterias podem ser carregadas e desligado quando as baterias estão carregadas. A simplicidade deste dispositivo torna-o a opção mais barata, mas ao custo do sistema é muito ineficiente.
Regulador em série: Esses dispositivos são semelhantes em conceito aos controladores shunt. Os controladores reguladores em série desviam a energia por diferentes caminhos para obter resultados elétricos diferentes, dependendo do estado das baterias. Isso é mais comumente usado em grandes painéis solares, pois é um método barato de controlar a tensão da bateria com melhor eficiência do que os controladores Shunt.
Modulação por largura de pulso: Os controladores de carga com modulação por largura de pulso monitoram constantemente os níveis de energia das baterias no sistema e permitem a carga necessária, com diferentes modos dependendo de quão cheias as baterias estão. Esses sistemas são geralmente bastante eficientes e relativamente baratos, por isso são uma opção popular para proprietários que instalam um pequeno painel solar em suas propriedades.
Rastreamento máximo do ponto de potência: Este tipo de controlador de carregamento gerencia a tensão e a corrente do fluxo elétrico para garantir que a geração e o armazenamento de energia sejam otimizados. Ao otimizar a energia, este controlador de carregamento pode aumentar significativamente a produtividade do painel solar. Tal como acontece com os outros tipos acima, este tipo de controlador de carga é mais adequado para painéis solares devido à sua produção de energia CC de tensão suave.
Carga de desvio: Este tipo de controlador de carga desvia o excesso de energia para um componente de dissipação elétrica, como um resistor, para evitar que a energia sobrecarregue e danifique as baterias. Este tipo de controlador de carga é popular em controladores de carga de turbinas eólicas devido à natureza suprarática da tensão gerada pelas turbinas eólicas como resultado de velocidades de vento inconsistentes. Por este motivo, a TESUP opta por utilizar um sistema de Desvio de Carga para produzir seus controladores de carga.
Controladores de carga solar e eólica
Certos tipos de controladores de carregamento são mais adequados para geradores de energia solar ou eólica. Os painéis solares geram uma tensão CC suave que pode ser gerenciada de forma eficiente por um controlador de carga calibrado para operar dentro de uma faixa pequena, já que a geração de energia dos painéis solares é previsível. As turbinas eólicas giram quando o vento as empurra e, como resultado, podem gerar energia em uma ampla faixa de tensões, dependendo das condições climáticas. Os controladores de carga de turbinas eólicas, portanto, devem ser capazes de operar em uma ampla faixa de tensões para incorporar tensões de pico resultantes de fortes rajadas de vento.
Os controladores de carga de turbinas eólicas também exigem um sistema de frenagem de segurança para impedir que a turbina eólica gire muito rapidamente e cause danos a si mesma e ao ambiente. Isto é conseguido nas turbinas TESUP através do sistema Diversion Load e adiciona uma camada extra de segurança à turbina. A opção mais eficiente para escolher um controlador de carga para um sistema doméstico de geração de energia com múltiplas fontes renováveis, como eólica e solar, é geralmente usar controladores de carga individuais para cada gerador de energia renovável. É ineficiente para um único controlador de carregamento lidar com ambas as entradas, pois os diferentes geradores produzem energia em diferentes faixas de tensão.
Atualizações no controlador de carga TESUP
É uma prioridade máxima da TESUP desenvolver controladores de carga seguros e eficazes, comprometendo-se com a constante inovação e desenvolvimento dos produtos TESUP. Ao buscar esse tipo de inovação, um engenheiro da TESUP identificou uma melhoria potencial nos controladores de carga existentes. O componente elétrico mencionado anteriormente responsável pela carga de 'despejo' poderia ser
melhorou! O componente existente dependia de um resistor baseado em fio para dissipar a eletricidade: uma bobina de fio através da qual a corrente elétrica passa, aquecendo o fio e dissipando a eletricidade.
Infelizmente, quando o fio aquecia significativamente sob o despejo contínuo de eletricidade, o fio tinha o potencial de perder a sua integridade estrutural e começar a ceder e deformar-se. Como o fio estava energizado com eletricidade, qualquer contato com outros componentes metálicos poderia causar riscos à segurança. A flacidez pode fazer com que os fios entrem em contato com outros resistores de “despejo” ou potencialmente com o caso do controlador de carregamento, fazendo com que a eletricidade flua para as áreas erradas e criando um risco à segurança. Compreensivelmente, este é um problema que poderia ser resolvido para tornar os controladores de carga TESUP ainda melhores e mais eficazes!
Para melhorar o sistema controlador de carga, em vez do resistor de fio, foi implementado um resistor de núcleo cerâmico . Os materiais cerâmicos têm a vantagem de apresentar uma resistência muito boa sob condições quentes. Isto significa que sob condições de alta temperatura o material não se deformará nem se moverá. A implementação de um núcleo de material cerâmico com o fio do resistor enrolado no núcleo cria um resistor cerâmico e permite uma operação mais segura. Com o núcleo cerâmico no lugar, o fio não pode mais ceder ou deformar, de modo que o fio permanece exatamente onde deveria.
Dê uma olhada na linha de produção do controlador de carga TESUP em constante desenvolvimento para ver alguns dos funcionamentos internos de um controlador de carga TESUP e ver alguns dos PCBs que podem estar entrando em um controlador de carga chegando até você!
Você pode realmente ver a dedicação do TESUP à inovação e melhoria através de suas ações, e não apenas de palavras. A TESUP procura continuar a melhorar os seus produtos todos os dias para tornar o mundo mais seguro e eficiente.