Diversion (Dump) Load Controller

Контроллер позволяет слить излишки энергии от ветрогенератора и/или солнечной батареи на ТЭНы.

Схема очень проста в сборке и настройке. Принцип такой: пока напряжение на аккумуляторе не превысило 14,4В (настраивается), вся энергия идет на заряд аккумуляторов. Как только верхний порог пройден - вся энергия от альтернативного источника идет на балласт. Например на воздушный оребренный ТЭНР для обогрева помещения или на водяной ТЭН в бойлере для нагрева систем ГВС и отопления.

Когда напряжение на аккумуляторах упадет ниже 12,5В (настраивается), что будет означать начало разряда АКБ на какую либо нагрузку (инвертор к примеру), контроллер переведет всю энергию от источника на заряд АКБ, соответственно обеспечивая и работу этой нагрузки.

Схема легко масштабируется по току с помощью дополнительных реле или контакторов, а по напряжению с помощью незначительных переделок. Так для 24В и 48В систем потребуется дополнительный стабилизатор напряжения, т.к. текущий обеспечит работу только до 20В. И новое реле с катушкой на соответствующее напряжение. Переделки минимальные.

Схема контроллера балласта собрана на самой распространенной микросхеме в мире - 555 таймере. Оба компаратора этого таймера используются по назначению и со своей задачей справляются на отлично.

Список деталей:

IC1 - 7805 5В стабилизатор напряжения

IC2 - NE555 Таймер

R3, R4, R5 - 1K Ом

R6 - 330 Ом

R7 - 100 Ом

R1, R2 - 10K Многооборотные подстроечные резисторы

PB1, PB2 - Кнопки

LED1 - зеленый светодиод

LED2 - желтый светодиод

Q1 - 2N2222 или аналогичный NPN транзистор

Q2 - IRF540 или аналогичный MOSFET

RLY1 - 40F Автомобильное реле

С1 - 0.33uF 35V

С2 - 0,1 мкФ 35В

D1 - 1N4001 или аналогичный

R8 *-R9 * - Дополнительные 330 Ом резисторы для защиты микросхемы от одновременного нажатия кнопок.

Стоимость деталей в районе 150р. не считая корпус.

Я использовал макетную платку, что бы не возиться ради пары деталей с печатной платой, но на просторах сети встречается несколько вариантов печаток и даже уже готовые наборы для сборки, приведу их для примера, может за основу кому-то подойдет.

Настройка контроллера очень простая:

Используйте регулируемый источник питания постоянного тока присоединенный к клеммам аккумулятора (для настройки хватит АКБ самой маленькой емкости, например 1,2Ач). Установите блок питания на 12.5V. Измерьте напряжение в контрольной точке 1. Отрегулируйте R1, до напряжение в контрольной точке 1.667В как можно точнее. Теперь установите блок питания на 14.9В и измерьте напряжение в контрольной точке 2. Отрегулируйте R2, пока напряжение в контрольной точке не станет равно 3.333В. Проверьте работу контроллера заряда, изменяя входное напряжение вверх и вниз между 10,7 и 15,1 вольт. Вы должны услышать звук включения реле при напряжении 14,8 Вольт и отключения реле при 12,5 Вольт. Между этими двумя заданными точками контроллер может быть переключен в нужный режим соответствующей кнопкой.

Вот и вся настройка.

Для переключения между АКБ и балластом проще всего использовать автомобильные реле. Они бывают на ток 40 и 80А. Так же встречаются 24В реле для грузовиков - это для тех, у кого альтернативный источник собран на 24В. Распиновка автомобильного реле приведена ниже.

Для 48В и 96В систем уже можно использовать контакторы с соответствующими катушками, благо их существует множество.

Если же надо коммутировать гораздо больший ток, чем может выдержать автомобильное реле, то его используем как промежуточное реле, а исполнительным устройством ставим контактор на нужный ток. Все равно энергия на нагрев катушки доп.контактора и промежуточного реле тратится только в том случае, если аккумуляторы уже полностью заряжены и ее уже не так жалко расходовать на другие нужды.

В качестве корпуса я использовал корпус от неисправного электрического счетчика на DIN-рейку. У него мощная клеммная колодка и подходящий размер. Т.ч. все потроха спрятаны внутри и получился вполне приличного вида самопальный балластный контроллер. Еще бы надписи ему типографским шрифтом, ну да из него не стрелять, мне понятно и ладушки.

Ну а для тех, кто не хочет возиться со схемами, настройками и пр. есть самый простой вариант, у него есть некоторые недостатки, но сам по себе вполне рабочий и надежный.

Это автомобильное реле заряда аккумулятора для ГАЗ-52,53, УАЗ, ГАЗ-3102, ГАЗ-2410 (Волга), САЗ-53Б, Москвич-2140. В общем совершенно не дефицитная запчасть от УАЗика, Волги или Москвича, которую можно найти даже в последнем селе. Номера подходящих реле 22.3702 и 13.3702 - отличаются только разъемом или клеммами под болт. Само реле - это готовый контроллер заряда с переключением на балласт по напряжению около 14,6В, а вот и недостаток - напряжение не регулируется. Зато надежность выше всяких похвал - аккумуляторы в машинах ходят по много лет без кипения и прочих спецэфектов. Как всегда самое надежное решение - самое простое.

Потребуется всего три детали помимо самого реле.

Тут ток на балласт зависит только от мощности полевиков, их можно поставить в параллель с десяток на общий радиатор. Только использовать максимально толстые и короткие провода. Полевики тут работают в ключевом режиме, что благоприятно сказывается на их жизни. Мощность рассеиваемая на них небольшая.

Так же, как и в прошлой схеме можно увеличить коммутируемый ток до неприличных размеров с помощью реле и/или контактора. Для защиты полевого транзистора от пробоя обратным броском напряжения при размыкании реле необходимо параллельно катушке реле поставить диод, как и в предыдущей схеме.

Для того, что бы проверить работоспособность реле и его пороги переключения можно собрать вот такую схему с регулируемым источником постоянного тока и лампочкой на 12В.

При напряжении меньше 14В лампочка должна ярко гореть, а при превышении порога в 14,6В должна быть погашена.

Схема проверена и уже трудится на благо родины. Стоимость деталей 150-250р.

Ну и в заключение статьи приведу табличку, по которой можно подобрать необходимые режимы самодельного контроллера в зависимости от степени разряда аккумулятора.

Помним о том, что это замер после отстоя пены, т.е. АКБ должен отстояться 2 часа после заряда или разряда, что бы по его напряжению можно было судить об оставшейся емкости.

Если появились вопросы - спрашивайте. Что знаю - расскажу.