Быстрое развитие средств навигации и связи, предназначенных для использования как в общегражданских, так и специальных применениях, а также личных коммуникационных средств – так называемых гаджетов, обостряет ситуацию с обеспечением их электропитанием, особенно в отрыве от централизованной сети. Если в конце 2010-ых годов наметилась тенденция к снижению энергопотребления сотовых телефонов, особенно в режиме ожидания, то с появлением смартфонов и планшетных компьютеров произошел резкий рост энергопотребления, при этом дополнительным фактором, усложняющим разработку встроенных источников питания, стал дизайн подобных устройств с плоским и максимально тонким корпусом. В специальных применениях также возрастают требования к энерговооруженности персонала за счет увеличения числа носимых приборов (связь, целеуказание, навигация), требующих периодической подзарядки. Кроме того, для российских условий всегда является актуальной задача обеспечения электропитанием групп геологов, животноводов, косарей, туристов, пребывающих вне зоны действия централизованной сети от недель до месяцев. Ключевой задачей разработки является создание ядра изделия – интеллектуального контроллера заряда, обеспечивающего регулирование отбора тока от солнечной батареи, зарядку встроенной и внешних аккумуляторных батарей, питание внешнего потребителя от солнечной или встроенной аккумуляторной батареи напряжением 12 Вв зависимости от доступных энергоресурсов. Отдельной задачей является обеспечение работоспособности всей системы при отрицательных температурах при автоматическом определении температуры аккумуляторной батареи и выборе соответствующего алгоритма распределения потоков энергии. Большинство имеющихся на отечественном рынке изделий подобного типа использует свинцово-кислотные батареи и регуляторы с широтно-импульсной модуляцией для отбора мощности от солнечной батареи. Только в последнее время НПГ «Солярис», продукция которой ориентирована на специальные применения, начала выпуск изделий с литий-ионными аккумуляторами. Контроллер, входящий в состав разрабатываемого изделия, включает в себя: - экстремальный регулятор, обеспечивающий гибкое управление током солнечной батареи и отбор мощности в режиме ее максимизации, что позволит увеличить выработку электрической энергии на 15-20% относительно контроллера с широтно-импульсной модуляцией; - модуль обратной связи с системой балансировки элементов аккумуляторной батареи, обеспечивающий защиту каждого элемента батареи не только от перезаряда, но и от глубокого разряда; - модуль подогрева аккумуляторной батареи, обеспечивающий положительную температуру батареи при необходимости ее заряда в области отрицательных температур окружающей среды, что позволит продлить срок службы аккумуляторов; При разряженной аккумуляторной батареи и наличии достаточного уровня солнечной радиации изделие должно обеспечить питание собственных нужд и потребителя от солнечной батареи. Для повышения эффективности работы и обеспечения импортозамещения в составе изделия будут использоваться высокоэффективные отечественные фотоэлектрические преобразователи на основе HIT (heterojunctionwithintrinsicthinlayer) гетероструктуры, в которой на поверхность монокристаллического кремния нанесены аморфные пленки из того же материала. Кроме того, разрабатываемая система будет ориентирована на изменение состава (добавление фотоэлектрических модулей и аккумуляторов) в зависимости от региона применения. Опираясь на доступные наземные и спутниковые климатические данные, для каждого региона РФ будет рассчитана среднесуточная и среднемесячная потенциальная выработка электрической энергии (по месяцам года), что позволит потребителю ориентироваться не на пиковую мощность изделия (которая в случае возобновляемых источников энергии редко коррелирует с доступной), а на доступную энергию или количество аккумуляторных батарей, которое можно зарядить с помощью разрабатываемой системы в рассматриваемом регионе в среднем за месяц или за год.. Также на основе математического моделирования будут определены оптимальные углы наклона солнечной батареи для разных регионов и времен года.

Производитель: ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "МТД ПРАЙМ"

Другое