Слънчев контролер за зареждане MPPT свръхнапрежение Fry при температура под нулата, математика на температурния коефициент на Voc и блокиране на зареждането при ниска температура на BMS¶

Влизайки във вашата извънелектрическа колиба, соларен навес, кемпер или малък дом в кристално чиста, минусова зимна сутрин на 07:30 да усетите остра миризма на изгоряла електроника, да видите мъртъв екран или "Error #20 / PV Over-Voltage" на вашето Проследяване на максимална мощност (MPPT) соларен контролер за зареждане (Victron SmartSolar, Renogy Rover, MidNite Classic, Epever, OutBack FM80, or EG4/Sol-Ark hybrid inverter), и намерете своето LiFePO4 (Lithium Iron Phosphate) батерията е заключена на 0 Amps на зареждането е една от най-разрушителните и неразбрани зимни извънредни ситуации в захранването извън мрежата. Два независими физични закона се сблъскват в мразовита зимна сутрин: (1) За разлика от почти всяко друго електрическо устройство, силициевият фотоволтаик (PV) слънчевите панели произвеждат значително ПО-ВИСОКО напрежение, когато станат по-студени (rising by 0.30% to 0.40% for every 1°C drop below 25°C / 77°F) и (2) литиево-железен фосфат (LiFePO4) батерийните клетки претърпяват необратимо метално литиево покритие, ако се зареждат по-долу 0°C (32°F), принуждавайки тяхната вътрешна система за управление на батерията (BMS), за да отворите MOSFET-ите за зареждане (Low-Temperature Charge Protection - LTCP).

Когато тези две събития се случат едновременно при изгрев слънце на a -25°C (-13°F) сутрин, замръзнал си LiFePO4 BMS на батерията блокира целия ток (holding the solar array at 100% Open-Circuit Voltage - Voc с нулево натоварване, за да намали напрежението), докато студът под нулата плюс отражението на снежното албедо задвижва слънчев низ, който безопасно измерва 136 Volts през юли направо до 163 Volts, незабавно пробиване през 150V силициев MOSFET таван на вашия MPPT контролер и късо съединение на контролера в облак дим. Ако пренапрегнат слънчев контролер, инвертор или литиева батерия пуши, искря или се запалва в момента, незабавно се евакуирайте и се обадете на местния номер за спешни повиквания (911 в Съединените щати и Канада, 112 в целия Европейски съюз, 999 в Обединеното кралство, 000 в Австралия) или се консултирайте номера за спешни случаи. За свързани електрически и зимни аварийни ситуации извън мрежата, вижте претоварване на инвертор извън мрежата, изгорял контролер за зареждане и 12V/24V/48V батерия късо съединение, слънчева енергия, вода и отпадъци извън мрежата, и електрически пожари.

Направете това сега¶

1. АКО ВАШИЯТ СОЛАРЕН КОНТРОЛЕР ЗА ЗАРЯД ПОКАЗВА АЛАРМА ЗА ПРЕВЪРХНАПРЕЖЕНИЕ (e.g., Victron Error #19 / #20 / #24, Epever E08, Renogy E08), ЩРАКАНЕ БЪРЗО ИЛИ МИРИШЕЩО НА ГОРЕЩО В МРАЗЕНАТА СУТРИН: Хвърлете тъмен брезент или одеяло върху един панел във всяка серия низове, ПРЕДИ да докоснете който и да е прекъсвач без оценка или конектор MC4.
2. НИКОГА не изключвайте покрив от контакта MC4 соларен конектор или отворете евтин неполяризиран прекъсвач за постоянен ток, докато ярка слънчева светлина удря панелите и тече ток (or if the MPPT input FETs have shorted together). Постоянен ток (DC) слънчеви струни при 100V to 500V DC имат нулева нулева точка на пресичане на променлив ток; дърпане на MC4 щепселът се разделя под товар, прави непрекъснато 3,000°C (5,400°F) плазмена дъга, която разтопява пластмасовия конектор в ръката ви с ръкавица и подпалва гредите на покрива.
3. Как да унищожите напрежението на масива безопасно за 30 секунди: Ако имате правилно номинален, поляризиран IMO / MidNite Solar двуполюсен фотоволтаичен въртящ се изолатор или високоволтов фотоволтаичен прекъсвач, включете го на OFF. Ако подозирате, че вашият контролер има вътрешно късо съединение или имате само гол MC4 щепсели, хвърлете тежък непрозрачен брезент, движещо се одеяло или парче картон плоско върху само ЕДИН панел в серийния низ (или изчакайте до здрач); засенчването на един панел намалява тока на низа почти до нула, така че можете безопасно да отворите PV разединителя и да пренасочите масива.
4. Проверете дали вашият MPPT контролер за зареждане е просто включен "Non-Destructive Over-Voltage Lockout" ИЛИ ако вътрешните PV входни MOSFET са "Blown Short-Circuit".
5. След като PV масивът бъде изключен от входовете на контролера (PV+ и PV-), настройте вашия цифров мултицет на DC волта (V===) и измерете през отворените слънчеви проводници, идващи от покрива: ако показанието е над твърдия таван на вашия контролер (e.g., > 100V on a Victron 100/50, > 150V on a 150/35, or > 250V on a 250/100), студеното време избута масива ви над скалата.
6. След това превключете вашия мултиметър на Непрекъснатост/съпротивление (Ohms Ω) и измерете през изключеното PV+ и PV- винтови клеми на самия MPPT контролер: ако измервателният уред издаде звуков сигнал 0.0 to 2.0 Ohms (dead short) или PV терминалът показва напрежението на батерията, излизащо обратно от соларните портове, вътрешният входен защитен MOSFETs/TVS диод се пожертва и контролерът трябва да бъде сменен.
7. НАМАЛЕТЕ НАПРЕЖЕНИЕТО НА МАСИВАТА СИ С 50% ЗА 15 МИНУТИ точно сега, като прекабелите панелите си от All-Series (4S or 3S) в Series-Parallel (2S2P) (или заобикаляне на 1 панел извън низа).
8. Не е необходимо да купувате нов контролер за зареждане с по-високо напрежение, за да възстановите захранването в кабината си днес. Просто излезте до слънчевия масив (с PV прекъсвача OFF и един панел с брезент), изключете щепсела MC4 джъмпери, свързващи вашите 4 панела последователно (4S = 4 x Voc) и ги свържете отново като 2 паралелни низа от 2 панела в серия (2S2P = 2 x Voc, 2 x Amps) или просто изключете 1 панел (dropping 4S down to 3S). Рязане a 4S низ към 3S или 2S2P незабавно намалява вашето поднулево напрежение с 25% до 50%, връщайки вашия контролер обратно в неговия безопасен работен прозорец, като същевременно доставя абсолютно същата мощност (Volts x Amps = Watts).
9. АКО ВАШИЯТ LiFePO4 ЛИТИЕВА БАТЕРИЯ Е В 0 AMPS ОБВИНАВАНЕ ЗАРАДИ 0°C (32°F) BMS LOW-TEMPERATURE LOCKOUT: Загрейте сърцевината на батерията отгоре +5°C (41°F) Преди да разрешите зареждане от слънчева енергия или генератор.
10. Никога не се опитвайте да "измамите" или да заобиколите замразено LiFePO4 BMS за принудително зареждане по-долу 0°C (32°F). Зареждането на замразена клетка с литиево-железен фосфат причинява дендритно метално литиево покритие върху графитния анод, което трайно унищожава капацитета и създава опасност от пожар от вътрешно късо съединение.
11. Имайте предвид, че въпреки че не можете да ТАКСУВАТЕ a LiFePO4 батерия отдолу 0°C (32°F), BMS все още ви позволява да РАЗРЕЖДАТЕ (draw power out of) батерията падна до -20°C (-4°F). Използвайте оставащата мощност за разреждане на батерията (или малка изолирана бутилка за гореща вода / 12V силиконова подгряваща подложка в охладителна кутия от XPS пяна), за да загреете клетките на батерията отгоре +5°C (41°F), в който момент BMS автоматично затваря своето реле за зареждане и отново приема пълен соларен ток.

Дърво на решенията: Диагностициране на прекъсване на слънчевата енергия извън мрежата през зимата сутрин¶

flowchart TD
    A["Слънчево минусово зимно утро: Нулеви слънчеви ватове за зареждане влизат в батерията"] --> B{"Проверете екрана на MPPT контролера за зареждане / Bluetooth приложението и миризмата за изгоряла електроника"}
    B -->|"1. Контролерът показва „PV Over-Voltage“ ИЛИ екранът е мъртъв/мирис на изгоряло"| C["СТУДЕНО ВРЕМЕ СЪБИТИЕ НА ПРЕВЪРХНАТО НАПРЕЖЕНИЕ Voc: Напрежението на силициевия панел се повиши с 15% до 25% при минусови студове, надвишавайки MPPT Max PV Input Limit (напр. 100V, 150V или 250V)"]
    C --> D["Покрийте 1 панел с тъмен брезент -> Изключете фотоволтаичния изолатор -> Измерете PV напрежението на отворена верига и проверете MPPT PV+/PV- клемите за пълно късо съединение"]
    D --> E["НЕЗАБАВНА ПОЛЕВА КОРЕКЦИЯ: Прекабелете панелите от 4S към 3S или 2S2P, за да намалите Voc на низа с 25%-50% (Сменете MPPT, ако входните MOSFET транзистори са съкратени)"]
    B -->|"2. MPPT показва нормално PV напрежение (напр. 85 V) и „Bulk/Float“ ИЛИ „0.0A“, докато батерията е под 0°C (32°F)"| F["LiFePO4 BMS ЗАЩИТА ПРИ НИСКОТЕМПЕРАТУРНО ЗАРЕЖДАНЕ (LTCP) БЛОКИРАНЕ: Сензорът за вътрешна температура на батерията е < 0°C (32°F), блокира целия входящ заряден ток"]
    F --> G["НЕ ЗАРЕЖДАЙТЕ ПРИНУДИТЕЛНО: Поставете батерията в изолирана кутия от 50 mm XPS пяна с подгряваща подложка 12 V или запечатани бутилки с топла вода, докато температурата в сърцевината > +5°C (41°F)"]
    B -->|"3. И двете PV напрежение = 0V и батерията BMS е напълно мъртва (0,0V на клемите)"| H["BMS БЛОКИРАНЕ ПРИ ПОНИЖЕНО НАПРЕЖЕНИЕ: Батерията се изтощи през нощта -> BMS отвори разрядни FETs -> MPPT загуби захранване"]
    H --> I["Изключете фотоволтаичния прекъсвач -> Jump-start/Wake BMS с 12V/24V/48V настолно захранване, джъмпер пакет за кола или 9V батерия през клеми -> Включете батерията -> Включете PV"]

Физиката и математиката: Защо слънчевите панели повишават напрежението в минусови зимни сутрини¶

Всеки слънчев панел, произвеждан някога, има два номера, отпечатани на задната му страна Стандартни условия за изпитване (STC, тестван при 25°C / 77°F температура на клетката) спецификационен стикер, който управлява оцеляването през зимата:

1. Voc (Open-Circuit Voltage при 25°C / 77°F): Максималното напрежение, което панелът произвежда, когато протича нулев ток (e.g., 37.5V, 41.2V, или 49.5V).
2. Temperature Coefficient of Voc (β_Voc): Изразено като -%/°C (обикновено -0.28%/°C към -0.35%/°C за монокристални панели) или -mV/°C. Тъй като и коефициентът (-0.34%/°C) и температурата спада под 25°C (e.g., -25°C - 25°C = -50°C) са отрицателни числа, умножаването им заедно води до огромно ПОЛОЖИТЕЛНО увеличение на напрежението.

====================================================================================
     NEC ARTICLE 690.7 COLD-WEATHER SOLAR OPEN-CIRCUIT VOLTAGE (Voc) FORMULA
====================================================================================

   Cold_Voc = String_Voc_STC x [ 1 + ( (25°C - Record_Low_Temp_°C) x |Temp_Coeff_%| ) ]

   REAL-WORLD EXAMPLE THAT FRIES A 150V CHARGE CONTROLLER (e.g., Victron 150/35):
   * Setup: Four 400W panels wired in series (4S). Each panel has Voc = 37.0V at 25°C
     and a Temperature Coefficient of Voc = -0.34% / °C.
   * Summer Voltage at 25°C (77°F):
       4 panels x 37.0V = 148.0V  --> (Under 150V limit; works fine all summer)
   * Winter Morning at -25°C (-13°F) [A 50°C drop below 25°C STC]:
       Voltage Gain = 50°C drop x 0.34%/°C = +17.0% Voltage Increase
       Cold_Voc = 148.0V x 1.17 = 173.16 VOLTS DC
   * RESULT: At 07:30 AM on a -25°C morning, 173.2V hits a 150V-rated MPPT controller,
     exceeding the absolute 150V MOSFET breakdown rating by 23.2 Volts and frying it.
====================================================================================

Бърз справочник NEC 690.7 за студено време Voc Таблица с множители (и максимален безопасен летен низ Voc)¶

Съгласно U.S. Национален електрически кодекс (NEC Table 690.7(A)), Канадски електрически кодекс (CEC Section 64) и IEC 62548, ако нямате лист с точния температурен коефициент на вашия панел пред вас, умножете общия си низ Voc (at 25°C) чрез задължителния корекционен фактор за ниска температура по-долу или просто се уверете, че вашият номинален 25°C низ Voc никога не надвишава „Макс. безопасно 25°C низ Voc" колона за вашия размер на контролера:

Защо LiFePO4 BMS Lockout + Snow Albedo Effect превръща изгрева в точния момент на повреда¶

Много стопани питат: "Изчакайте: след като слънцето изгрее и MPPT започне да черпи ток, напрежението на масива не спада ли веднага от напрежението на отворена верига (Voc = 41V/panel) до работно напрежение на мощността (Vmp = 33V/panel)?"

През лятото, да: веднага щом слънчевата светлина удари панелите, MPPT черпи ток в батерията, издърпвайки масива надолу към Vmp. През зимата два капана предотвратяват това падане:

1. Капан 1: Вашият LiFePO4 Батерията BMS е включена 0°C (32°F) Блокиране на зареждането: Тъй като вашата батерия се охлади под точката на замръзване през нощта, вътрешният BMS на батерията е отворил превключвателя за зареждане. Защото батерията отказва да приеме дори 0.1 Amps безплатно, контролерът MPPT не може да зареди слънчевите панели до Vmp. Соларният масив стои блокиран при 100% ненатоварено напрежение на отворена верига (Voc) цяла сутрин на пламтящо зимно слънце.
2. Капан 2: „Шпикове на излъчване на ръба на облака и албедо на сняг“ (1,200+ W/m²): Докато слънчевите клетки са все още леденостудени при -25°C (-13°F) преди слънцето да е имало време да затопли тъмното стъкло, слънчевите лъчи под нисък ъгъл отразяват пресния бял сняг на земята (албедо на сняг = 0,80 до 0,90) едновременно с пряка слънчева светлина, която удря наклонените панели. Това увеличава слънчевото излъчване отгоре 1,200 Watts/m², добавяйки още един 2% to 3% логаритмично повишаване на напрежението върху пика на ниската температура.

Корекция на аварийно поле 1: Как да прекачите слънчевия си масив от 4S към 2S2P (или 3S) след 15 минути¶

Ако вашият соларен низ пренапрегне вашия контролер (или ако току-що сте инсталирали резервен контролер и трябва незабавно да намалите напрежението на покрива, без да купувате нов проводник от покрива до кабината), преконфигурирайте MC4 джъмпери на гърба на соларната стойка:

====================================================================================
     REWIRING A 4-PANEL ARRAY FROM "4S" (OVER-VOLT) TO "2S2P" (WINTER-SAFE)
====================================================================================

 [DANGEROUS IN WINTER: 4S (4 Panels in Series)]
   * Each Panel: 400W, Voc = 38V (at 25°C), Imp = 10.5A
   * Summer Voc = 4 x 38V = 152V | Winter (-25°C) Voc = 152V x 1.20 = 182.4V (FRIES 150V MPPT)

   (+) <--- [Panel 1] --- [Panel 2] --- [Panel 3] --- [Panel 4] ---> (-)

 ------------------------------------------------------------------------------------

 [WINTER-SAFE FIELD FIX A: 3S (Simply Unplug & Bypass 1 Panel, Takes 2 Minutes)]
   * Unplug Panel 4 and connect the negative home-run lead directly to Panel 3 (-).
   * Summer Voc = 3 x 38V = 114V | Winter (-25°C) Voc = 114V x 1.20 = 136.8V (100% SAFE < 150V)

   (+) <--- [Panel 1] --- [Panel 2] --- [Panel 3] ---> (-)    [Panel 4: Disconnected]

 ------------------------------------------------------------------------------------

 [WINTER-SAFE FIELD FIX B: 2S2P (2 Series Strings in Parallel, Keeps 100% of 1,600W)]
   * Pair Panel 1 + Panel 2 in series (String A = 76V STC).
   * Pair Panel 3 + Panel 4 in series (String B = 76V STC).
   * Combine String A and String B using a pair of $12 MC4 Parallel Y-Branch Connectors.
   * Winter (-25°C) Voc = 76V x 1.20 = 91.2 VOLTS DC | Current = 21.0 Amps (100% SAFE)

            +-- [Panel 1] --- [Panel 2] --+
   (+) <====| (MC4 Y-Branch)              |====> (-) To Cabin MPPT
            +-- [Panel 3] --- [Panel 4] --+
====================================================================================

(Проверете габарита на проводника при превключване от 4S към 2S2P: Тъй като преминаването от 4S към 2S2P намалява напрежението ви наполовина и удвоява тока от 10.5 Amps към 21.0 Ampsпроверете дали медният проводник, преминаващ от вашия масивен комбинатор към вашия MPPT, е поне 10 AWG (6 mm²), който е оценен за 30 Ampsи проверете дали нито един низ не се нуждае от повече от a 15A/20A вграден предпазител MC4.)

Спешна корекция на полето 2: Събуждане a LiFePO4 заклещена батерия 0°C (32°F) BMS студено заключване (или 0V сън)¶

Когато температурите в неотопляем навес за батерии, гараж за кемпер или под на кабината паднат под нулата, LiFePO4 (Lithium Iron Phosphate) батерията може да ви заключи по два различни начина. Определете кое блокиране имате, преди да докоснете клемите:

Случай A: BMS "Защита от зареждане при ниска температура (LTCP)" (Battery Powers Lights/Inverter Fine, But Refuses to Charge)¶

• Какво се случва: Във вашия LiFePO4 батерия (Battle Born, SOK, Epoch, EG4, Trophy, LiTime, Chins, Renogy), малък NTC термистор, залепен към алуминиевия корпус на клетката, се чете по-долу 0°C to +2°C (32°F to 35.6°F). За да предотврати метално литиево покритие, BMS изключва своя Charge MOSFET, докато оставя своя Discharge MOSFET включен ON (тъй като LiFePO4 клетките могат безопасно да се разреждат до -20°C / -4°F).
• Защо BMS "Хистерезис" го държи заключен до +5°C (41°F): Повечето BMS платки изискват вътрешната температура на клетката да се повиши обратно до +5°C (41°F) (a 5°C hysteresis buffer), преди превключвателят за зареждане да се включи отново. По-лошо, защото 100Ah LiFePO4 батерията тежи 11 килограма (25 lbs) от плътна топлинна маса, дори ако въздухът в кабината се затопли до 10°C (50°F) на обяд сърцевината на батерията, поставена на студен под, остава на -1°C (30°F) за още 6 часа, губейки целия кратък зимен слънчев прозорец.
• 3 безопасни полеви метода за затопляне на ядрото на батерията по-горе +5°C (41°F) Днес:
• Методът „Запечатана бутилка за топла вода + XPS охладител с пяна“ (Нула използвано електричество): Поставете своя LiFePO4 батерия вътре в изолиран охладител или го обградете от всичките шест страни (особено под дъното) с 50-милиметров (2-inch) твърд розов/син XPS пенопласт. Напълнете две здрави бутилки Nalgene или запечатани пластмасови кани за мляко с топло 45°C to 50°C (115°F to 122°F) вода (никога вряла вода и се уверете, че капачките не могат да изтекат върху клемите), увийте ги в кърпа за ръце и ги притиснете плътно към страните на батерията вътре в изолираната кутия. В рамките на 45 до 60 минути вътрешният термистор на батерията преминава +5°C (41°F), BMS се затваря и слънчевото зареждане се възобновява.
• Трикът „Самонагряване при инверторен разряд с висока скорост“: Ако батерията ви все още има 30% до 50% състояние на зареждане (SoC), увийте батерията плътно в спален чувал или изолация от пяна и включете тежък 500W до 1000W AC товар на вашия инвертор (such as an electric kettle, toaster, or hair dryer) за 10 до 15 минути. рисуване 40 to 80 Amps от настинка LiFePO4 батерията генерира вътрешна резистивна топлина (I²R нагряване точно вътре в клетките, където се намира термисторът), докато захранва полезен уред.
• Инсталирайте управляван от термостат 12V / 24V / 48V Silicone Battery Heating Pad (30W to 60W): За трайно фиксиране плъзнете 12V резервоар със силиконов каучук/батерия нагревателна подложка с лепило с вградена 5°C ON / 15°C OFF термостат под батерията в изолирана кутия от пяна, свързан така, че да черпи енергия само когато слънчевите панели са заредени през деня.

Случай B: BMS "Изключване за ниско напрежение (LVD / 0.0V Sleep Mode)" (Terminals Read 0.0V to 2.1V and MPPT Will Not Turn On)¶

• Какво се случва: Батерията ви е изтощена до 0% SoC (< 10.0V на батерия 12V, < 20.0V на 24V, или < 40.0V на 48V) през нощта, така че BMS отвори и двата превключвателя за разреждане и зареждане, за да запази клетките. Когато настъпи сутринта, вашият MPPT соларен контролер е мъртъв, защото повечето MPPT контролери черпят енергията на мозъка си от клемите на батерията, НЕ от соларните клеми, и защото MPPT вижда 0.0V на кабелите на батерията, той отказва да се събуди и да изпрати импулс за зареждане, за да събуди BMS.
• Как да събудим спящ 0.0V LiFePO4 BMS за 60 секунди:
• Завъртете слънчевата енергия (PV) Прекъсвач OFF първо.
• Приложете външен източник на постоянно напрежение (matching your nominal system voltage: 12V, 24V, or 48V) през спалната батерия (+) и (-) терминали за 5 до 10 секунди, за да събудите BMS чипа:
  • Използване на преносим литиев автомобил Jump-Starter Pack (натиснете " Manual Override / Boost " бутон на скок пакета, така че да извежда 12V дори когато е свързан към a 0.0V терминал),
  • Използване на автомобилен алтернатор/12V оловно-киселинна автомобилна батерия с джъмперни кабели за 10 секунди,
  • Използване на зарядно устройство за батерии, захранвано с променлив ток, което има "0V Lithium Force-Mode / Supply Mode" (such as a Victron BlueSmart IP65 or NOCO Genius in Force Mode), ИЛИ
  • ** Използване на две 9-волтови батерии за детектор за дим, свързани последователно (18V чрез ограничител на тока на 12V електрическа крушка)** докоснат за кратко до клемите на 12V BMS, достатъчно дълго, за да светне екранът на MPPT контролера.
• В момента, в който екранът на MPPT контролера светне и разпознае 12V / 24V / 48V батерия, завъртете Solar (PV) Прекъсвач ON: MPPT веднага ще поеме и ще зареди батерията.

Регионални номера за спешни повиквания и стандарти за електрическа безопасност¶

Ако пренапрегнат слънчев контролер за зареждане, DC комбинираща кутия или батерия се запали или отдели токсичен дим (hydrogen fluoride / phosphoryl fluoride от изгаряне на литиев електролит), незабавно се евакуирайте и се свържете със службите за спешна помощ:

• САЩ и Канада:
• Пожарна или спешна медицинска помощ: Обадете се 911. Кажете на диспечера: "Имаме пожар на фотоволтаична DC електрическа/литиево-желязо-фосфатна батерия извън мрежата; слънчевите проводници с високо напрежение DC остават под напрежение, когато грее слънце."
• Приложими електрически кодове: U.S. Национален електрически кодекс (NFPA 70 / NEC Article 690.7, Maximum Photovoltaic System Voltage & Table 690.7(A) Temperature Correction Factors) и Канадски електрически кодекс (CSA C22.1 Section 64-210).
• Обединено кралство и Европейски съюз:
• Спешен случай: Обадете се 999 (UK) или 112 (ЕС).
• Приложими стандарти: BS 7671 (IET Wiring Regulations Section 712), MCS (Microgeneration Certification Scheme MIS 3002, нарежда изчисляването на масива Voc при -10°C или -15°C минимум в зависимост от пощенския код на UK highland) и IEC 62548 (Photovoltaic Arrays - Design Requirements).
• Австралия и Нова Зеландия:
• Спешен случай: Обадете се 000 (Австралия) или 111 (Нова Зеландия).
• Приложими стандарти: AS/NZS 5033 (Installation and Safety Requirements for Photovoltaic (PV) Arrays, Clause 3.1 & Equation 4.1 Open-Circuit Voltage Temperature Correction) и AS/NZS 5139 (Battery Energy Storage Systems).
• За спешни номера в над 190 държави се консултирайте номера за спешни случаи.

Често задавани въпроси¶

Защо моите слънчеви панели произвеждат по-високо напрежение при замръзване -20°C (-4°F) зимна сутрин, отколкото в средата на юли?¶

Фотоволтаичните слънчеви клетки са силициеви полупроводникови диоди, чиято енергия на забранената лента се разширява с понижаване на температурата. За разлика от батериите, които губят напрежение, когато са студени, слънчевите панели печелят с приблизително 0,30 процента до 0,40 процента напрежение на отворена верига (Voc) за всеки спад от 1 градус по Целзий под тяхната фабрична тестова температура от 25 градуса по Целзий (77 градуса по Фаренхайт). В зимна сутрин при -25°C (-13°F) (спад с 50°C под 25°C), вашият слънчев масив произвежда приблизително 17 до 20 процента по-високо напрежение от стикера на табелката, като лесно избутва безопасен за лятото 135-волтов кабел над 160 волта и изпържва 150-волтов MPPT контролер за зареждане.

Как замръзналата LiFePO4 батерия BMS блокиране допринася за изпържването на моя соларен контролер за зареждане при изгрев слънце?¶

При топло време, веднага щом сутрешното слънце удари вашите слънчеви панели, MPPT контролерът за зареждане започва да черпи ток, за да зареди батерията, което незабавно намалява напрежението на соларния масив от високото напрежение на отворена верига (Voc) до по-ниското напрежение на работната мощност (Vmp, приблизително 18 процента по-ниско). Въпреки това, ако вашата LiFePO4 батерия се охлади под 0°C (32°F) през нощта, нейната вътрешна система за управление на батерията (BMS) блокира целия ток на зареждане. При нулево натоварване на панелите слънчевият масив остава при 100 процента ненатоварено напрежение на отворена верига (Voc), докато студът под нулата и отражението от сняг избутват това напрежение над хардуерната граница на контролера.

Как мога да намаля зимното напрежение на моя слънчев масив днес, без да купувам нов контролер за зареждане?¶

Първо покрийте по един панел във всяка нишка с непрозрачен брезент или изчакайте до залез слънце, след което изключете вашия PV прекъсвач. Можете незабавно да намалите напрежението на струната си с 25 до 50 процента, като използвате съществуващите щепсели MC4 на гърба на вашите панели: или (1) изключете един панел от последователна струна от 4 панела, за да го превърнете в 3-панелна струна (3S, намаляване на напрежението с 25 процента), или (2) прекабелете 4-панелна серия от струни (4S) в две успоредни струни от два панела в серия (2S2P). с помощта на чифт $12 MC4 Y-разклонителни конектори, които намаляват напрежението наполовина, като същевременно запазват 100 процента от вашата мощност на зареждане.

Защо е опасно да изключите соларен конектор MC4 на покрива, докато грее слънце?¶

Слънчевите струни работят с постоянен ток с високо напрежение (DC), който, за разлика от битовия 60 Hz променлив ток (AC), никога не преминава нула волта. Ако отделите конектор MC4 (или отворите прекъсвач за променлив ток без оценка), докато слънчевата светлина удря панелите и тече ток, електричеството прескача през въздушната междина като продължителна плазмена дъга с температура 3000 градуса по Целзий (5400 градуса по Фаренхайт), която няма да изгасне сама, разтопявайки конектора, изгаряйки ръцете ви и запалвайки покрива рамкиране. Винаги хвърляйте тъмен брезент или одеяло върху поне един панел в низа, преди да изключите който и да е конектор MC4.

Защо моята LiFePO4 литиева батерия не се зарежда при температури под 0°C (32°F) и мога ли все още да извличам енергия от нея, за да пусна светлините в кабината си?¶

Когато клетка с литиево-железен фосфат (LiFePO4) е под 0°C (32°F), литиевите йони не могат да се интеркалират (приплъзват) в графитния анод достатъчно бързо по време на зареждане; вместо това те се натрупват на повърхността като остри метални литиеви игли (литиево покритие), които трайно развалят батерията и могат да пробият сепаратора и да причинят пожар. За да предотврати това, BMS на батерията спира зареждането под 0°C. Въпреки това, разреждането не причинява литиево покритие, така че вашият BMS все още ви позволява да черпите енергия от батерията до -20°C (-4°F). Просто загрейте батерията в изолирана кутия от пяна над +5°C (41°F), за да възобновите зареждането.

Какво се случва, ако моят MPPT контролер за зареждане покаже „PV Over-Voltage“ (като Victron Error #20): контролерът окончателно ли е повреден?¶

Зависи колко над границата се е изкачило напрежението. Много висококачествени контролери (като модули Victron SmartSolar или MidNite Classic) задействат защитно изключване на софтуера и показват код за грешка при пренапрежение, когато моменталното PV напрежение премине 100,0 V, 150,0 V или 250,0 V; ако напрежението надхвърли номиналното само с 1 до 3 волта с протичащ нулев ток, изключването на панелите и повторното окабеляване на масива към по-ниско напрежение често позволява на контролера да се възстанови невредим. Въпреки това, ако студът под нулата избута напрежението с 10 до 25 волта над номиналното ниво, вътрешните силициеви MOSFET и защитните диоди обикновено предизвикват късо съединение, което изисква смяна на контролера.

Свързани ръководства¶

• Претоварване на инвертор извън мрежата, изгорял контролер за зареждане и 12V/24V/48V батерия късо съединение
• Неизправности на слънчева енергия, вода и отпадъци извън мрежата
• Замръзнала цистерна за вода извън мрежата, сгъната IBC чанта и гравитационно захранвана пружинна линия за продухване на въздушен шлюз
• Пропан Buddy Heater, пожар в палатка, въглероден окис и вентилация на бивака за студено време
• Електрически пожари

Източници и официални указания¶

• Национална асоциация за противопожарна защита (NFPA 70 / National Electrical Code - NEC Article 690.7): Изчисления на максимално напрежение на фотоволтаичната система, напрежение на отворена верига при ниска околна температура (Voc) Коефициенти на корекция (Table 690.7(A)) и Изисквания за изолиране на DC дъгова повреда.
• Международна електротехническа комисия (IEC 62548 и IEC 62109-1): Фотоволтаични (PV) Решетки - Изисквания за проектиране (студен климат Voc Умножителни уравнения) и безопасност на преобразуватели на енергия за използване във фотоволтаични енергийни системи.
• Канадска асоциация по стандартизация (CSA C22.1 Canadian Electrical Code Section 64-210) и стандарти Австралия (AS/NZS 5033): Множители за корекция на температура под нулата за модули от кристален силиций (Down to -40°C / -40°F).
• Национална лаборатория за възобновяема енергия (NREL) & IEEE Photovoltaic Specialists Conference: Механизми за анодно литиево покритие под нулата в LiFePO4 Клетки отдолу 0°C (32°F), BMS термичен хистерезис и преходни процеси на свръхоблъчване на снежно албедо.
• Технически бюлетини на Victron Energy, MidNite Solar и OutBack Power Engineering: Тавани за максимално входно напрежение на MPPT контролер за зареждане (100V / 150V / 250V / 450V), Грешка #19/#20 Диагностика на пренапрежение и последователност при включване на батерията.