Выход LOAD контроллера SRNE: режимы для уличного света «от заката до рассвета» и таймер — расчёт и настройка

Выход LOAD контроллера SRNE умеет сам включать и выключать нагрузку: по темноте (панель работает как датчик света), по темноте с таймером на заданное число часов или вручную. Для уличного фонаря, камеры или подсветки знака это значит, что отдельное сумеречное реле не нужно. Но зимой в Беларуси режим «всю ночь» для фонаря 20 Вт на панели 100 Вт не выживет: ночь около 16 часов требует 0,32 кВт·ч в сутки, а панель в декабре даёт около 0,05 кВт·ч. Выход — таймер на 5 часов, запас по батарее и панель, повёрнутая под зимнее солнце.

Коды меню и их значения у разных серий и версий прошивки отличаются, поэтому ниже режимы описаны по смыслу, а конкретные номера параметров берите в руководстве к вашему контроллеру серии ML или MC. Линейка описана в статье обзор линейки SRNE ML, а общую схему автономного освещения мы разбирали в материале про освещение и видеонаблюдение на солнце. Здесь — только про выход нагрузки.

Какие нагрузки можно вешать на выход LOAD

Выход LOAD — это не розетка и не инвертор. Это выход постоянного тока на напряжении батареи, который контроллер коммутирует сам и сам же отключает при низком заряде. У него есть предел по току, он указан в паспорте контроллера. Из этого следуют простые правила.

• Светодиодные светильники и прожекторы на 12 или 24 В — подходят, ток считается как мощность, делённая на напряжение батареи.
• Камеры видеонаблюдения, роутеры и регистраторы на постоянном токе — подходят, если им не нужен «чистый» стабилизированный вход: при необходимости ставится понижающий преобразователь, он тоже питается с выхода LOAD.
• Двигатели, насосы, компрессоры, большие инверторы — не на LOAD: пусковой ток выше паспортного предела выхода.
• Всё, что должно работать, даже если батарея разряжена, на LOAD вешать нельзя: контроллер отключит выход по низкому напряжению, и это его прямая задача.

Ток считаем так: фонарь 20 Вт на системе 12 В потребляет 20 / 12 ≈ 1,7 А, на 24 В — около 0,8 А. С запасом это далеко от пределов типичных контроллеров, но проверять нужно по паспорту, особенно если на выход нагружается сразу несколько потребителей, и по сечению проводов: подробнее в калькуляторе сечения кабеля.

Режимы выхода: по темноте, с таймером, вручную

Принцип работы у всех контроллеров этого класса одинаковый. Панель в темноте почти не даёт напряжения, контроллер это «видит» и считает наступлением ночи. Когда напряжение панели поднимается, он считает, что наступил день. Поэтому датчика освещённости не нужно: роль датчика играет сама панель. Дальше действуют настройки режима. Названия в таблице условные, точные коды — в руководстве.

Задача	Режим (по смыслу)	Что задать	На что обратить внимание
Свет всю ночь	Включение при темноте, выключение при рассвете	Порог «темно» и задержку включения	Зимой энергии на всю ночь не хватит, считайте баланс (см. ниже)
Свет 4–6 часов после заката	Включение при темноте, выключение по таймеру	Число часов работы после включения	Основной рабочий режим для Беларуси зимой: экономит батарею
Свет вечером и утром	Включение при темноте, таймер, затем повторное включение перед рассветом (если прошивка это поддерживает)	Часы вечернего и утреннего окон	Не все версии умеют утреннее окно; проверьте в руководстве своей модели
Камера круглосуточно	Постоянное включение, без привязки ко времени суток	Режим «всегда включено»	Защита по низкому напряжению остаётся главной; рассчитывайте автономность батареи отдельно
Проверка при монтаже	Ручной режим	Включение и выключение кнопкой на контроллере	После проверки обязательно вернуть рабочий режим, иначе нагрузка останется включённой днём

Автоматические режимы при монтаже проверяют, временно закрыв панель плотным непрозрачным материалом.

Расчёт для фонаря 20 Вт в декабре

Возьмём условный пример: светодиодный фонарь 20 Вт, панель 100 Вт, Минск, декабрь. Цифры условные: реальная выработка зависит от ориентации, угла, снега на стекле и тени от соседних построек.

• Ночь в декабре — около 16 часов. Фонарь «всю ночь»: 20 Вт × 16 ч = 320 Вт·ч = 0,32 кВт·ч в сутки.
• Выработка 1 кВт панелей в Минске в декабре по PVGIS — 19,1 кВт·ч за месяц. На панель 100 Вт: 0,1 × 19,1 / 31 ≈ 0,06 кВт·ч в сутки. Уберём потери на заряд батареи и в контроллере (коэффициент 0,8): 0,06 × 0,8 ≈ 0,05 кВт·ч в сутки.
• Итог: нужно 0,32, есть 0,05. Баланс в режиме «всю ночь» не сходится больше чем в 6 раз. Батарея будет разряжаться за несколько дней, потом контроллер отключит выход.

Теперь режим с таймером на 5 часов: 20 Вт × 5 ч = 100 Вт·ч = 0,1 кВт·ч в сутки. Это всё ещё вдвое больше, чем даёт панель (0,05), но дефицит уже небольшой: около 0,05 кВт·ч в сутки, то есть 1,5 кВт·ч за месяц. Его покрывает ёмкость батареи плюс более светлые дни.

Какая батарея нужна: свинцово-кислотная или литиевая 12 В 100 А·ч хранит около 1,2 кВт·ч, из них с учётом допустимой глубины разряда можно брать примерно 0,6–0,9 кВт·ч в зависимости от типа аккумулятора. Этого хватает на 6–10 суток полного отсутствия заряда при таймере 5 часов (0,1 кВт·ч в сутки) и тем более перекрывает дефицит в 1,5 кВт·ч за месяц, если в декабре будут хотя бы редкие солнечные дни. Как рассчитывается автономность в общем случае, показано в калькуляторе автономности.

Что даёт запас: панель 200 Вт вместо 100 Вт удвоит выработку (около 0,1 кВт·ч в сутки), и тогда режим «5 часов» сойдётся без дефицита. Второй рычаг — угол. Оптимальный угол для Минска за год 39°, но зимой солнце низко, и панель, поставленная круче (60–70°), получает больше на единицу площади и лучше сбрасывает снег; подробно — в статье про угол наклона панелей в Беларуси. Для небольшой панели 100 Вт полезно заранее оценить, что она реально даёт: см. панель 100 Вт: что питает и сколько даёт.

Порог «темно» и задержка: почему фонарь мигает в сумерках

Самая частая жалоба на автоматические режимы — фонарь включается, гаснет и снова включается в сумерках. Причина в самой схеме. Когда фонарь загорается, он начинает потреблять ток, а напряжение батареи и проводов немного проседает. Параллельно меняется освещённость: по мере сгущения сумерек панель отдаёт всё меньше, а при проезде автомобиля фары освещают панель и контроллер считает, что наступил день.

Что с этим делать:

• Задайте задержку включения и задержку выключения по темноте и свету, если такие параметры есть в вашей версии. Значения подбирайте на объекте по руководству.
• Не ставьте панель так, чтобы в неё светили фары, окна дома или сам фонарь. Свет фонаря, попадающий на панель, — классическая причина мигания: контроллер «видит свет» и выключает нагрузку, затем темнеет, и фонарь включается снова.
• Если порог «темно» можно регулировать, не делайте его слишком чувствительным: в зимнюю облачность и снегопад день может быть почти таким же тёмным, как вечер.

Зимой добавляется снег: покрытая им панель выглядит для контроллера как постоянная темнота, и светильник может включиться днём.

Защита батареи: отключение нагрузки по низкому напряжению

У контроллера есть параметры, по которым он отключает нагрузку при разряде батареи, и параметры, по которым нагрузка включается снова.

• Порог отключения должен быть выше порога отключения у BMS литиевой батареи. Если контроллер выключает нагрузку первым, батарея не доходит до аварийного отключения BMS, и вы не получаете «внезапно мёртвую» систему. Конкретные напряжения для вашей батареи и контроллера указаны в их паспортах; не ставьте значения «по памяти» из чужих инструкций.
• Порог повторного включения должен быть заметно выше порога отключения. Иначе нагрузка включится на первом же слабом заряде, батарея просядет, и контроллер снова выключит выход — циклы будут повторяться и портить батарею.
• Для свинцово-кислотных батарей настройки другие, чем для литиевых. Тип батареи в контроллере выбирается явно.
• Литиевая батарея с BMS не должна заряжаться при температуре ниже 0 °C. Зимой на улице это реальная проблема, и без подогрева или без батареи, допускающей работу на морозе, лучше ставить батарею в тёплое место или выбирать технологию под низкие температуры. В паспорте указан рабочий диапазон.

Подключение батареи, предохранители и защиту выполняет электрик или установщик по инструкции изготовителя: токи короткого замыкания в цепи батареи очень велики.

Пример из практики: подсветка знака

Типичное применение такого режима — автономная подсветка информационного знака, рядом с которым нет сети. Мы делали такую систему в Верхнедвинске; подробности по составу и решению собраны в кейсе автономная подсветка знака в Верхнедвинске. Принцип там тот же: панель-датчик, контроллер с выходом LOAD, таймер под нужный режим, батарея с запасом на несколько пасмурных дней.

Если вы выбираете контроллер для подобной задачи, начните со страницы солнечные контроллеры заряда и проверьте в паспорте три вещи: ток выхода LOAD, наличие нужных режимов таймера и поддерживаемый тип батареи.

Частые вопросы

Нужно ли отдельное сумеречное реле, если есть контроллер с выходом LOAD?

Нет. Контроллер определяет темноту по напряжению панели, поэтому дополнительное реле и фотоэлемент не требуются. Нужно только правильно выбрать режим и задать задержки, чтобы не было мигания в сумерках.

Можно ли подключить к выходу LOAD инвертор на 220 В?

Маленький инвертор допустим только в том случае, если его пусковой и рабочий ток укладываются в предел выхода из паспорта. Для нагрузок с двигателями и для заметной мощности инвертор подключают к батарее напрямую через собственную защиту, а не через LOAD. Решение должен принять и выполнить установщик.

Почему зимой фонарь работает меньше, чем настроено?

Либо батарея разрядилась, и контроллер отключил выход по низкому напряжению, либо панель закрыта снегом. Проверьте напряжение батареи, очистите панель и уменьшите время таймера на зимний период.

Какой режим лучше выбрать для Беларуси?

Для охранного и дворового света зимой практичен режим по темноте с таймером на 4–6 часов, летом таймер можно увеличить. Если мощность панели невелика, а ночи длинные, режим «всю ночь» без запаса по панели и батарее не работает. Вариант под ваш объект посчитают в расчёте.