شارژکنترلر خورشیدی یکی از اجزای سیستم آفگرید (جدا از شبکه برق) خورشیدی است که همان طور که از نامش پیداست میزان شارژ و دشارژ باتری را کنترل می‌کند. این ابتدایی‌ترین کاری است که می‌توان از این دستگاه انتظار داشت.

شارژ کنترلر خورشیدی  بطور کلی دستگاهی جهت تنظیم ولتاژ و یا جریان  خروجی از پنل های خورشیدی ،برای محافظت از باتری ها در مقابل شارژ بیش از اندازه است. نقش شارژ کنترلر خورشیدی در سیستم های خورشیدی جدا از شبکه بسیار حائز اهمیت می باشد.در صورتی که تنظیم بر نحوه شارژ باتری وجود نداشته باشد باتری ها بر اثر شارژ بیش از حد آسیب خواهند دید.

شارژ کنترلر یا تنظیم کننده شارژ، کنترل شارژ و یا تنظیم کننده باتری (به انگلیسی: charge controller)، جریان شارژ و دشارژ باتری‌ها را کنترل می‌کند. شارژ کنترلر، باتری را در مقابل شارژ اضافی یا افزایش ولتاژ که عمر آن را کم کرده و ممکن است باعث خطراتی نیز شود، محافظت می‌کند. همچنین از تخلیه کامل باتری جلوگیری کرده و سرعت دشارژ باتری را متناسب با نوع باتری و به منظور حفاظت از آن، محدود می‌کند. (دشارژ کردن سریع باتری موجب کاهش عمر آن می‌شود) شارژ کنترلر هم به صورت مستقل و هم به صورت مجتمع شده داخل شارژر باتری وجود دارد.

مراحل شارژ کنترلرها :

۱. مرحله BULK ( شارژ حداکثری) :

در این مرحله ولتاژ تا حد ولتاژ BULK (معمولاً بین ۱۴٫۲ تا ۱۴٫۶ ولت ) زیاد می شود و بیشترین جریان برای شارژ باتری ها کشیده می شود اما جریان در این مرحله ثابت است و تا ولتاژ باطری ها به ۸۰ الی ۹۰ درصد ولتاژ شارژ کامل برسد ادامه دارد . زمان این مرحله تقریبا نیمی از زمان شارژ باتری می باشد و بیشترین شارژ باتری در این مرحله اتفاق می افتد.

۲.مرحله ABSORPTION  (شارژ کامل) :

در این مرحله ولتاژ شارژ در حد همان ولتاژ BULK باقی می ماند برای یک زمان معین ( معمولاً یک یا دو ساعت ) تا هنگامی که جریان به کمترین حد خود برسد یعنی باتری به اشباع برسد. انتقال از مرحله BULK به مرحله ABSORPTION  به ارامی صورت می گیرد بدلیل اینکه ولتاژ دو مرحله تقریباً با یکدیگر برابر است.

۳.مرحله FLOAT ( شناوری) :

زمانی که مرحله ABSORPTION  تمام شد ( معمولاً جریان شارژ به ۳ درصد جریان نامی برسد ) ولتاژ تا حد ولتاژ مرحله FLOAT ( معمولاً ۱۳٫۲ تا ۱۳٫۶ ولت) کاهش پیدا می کند. و باتری ها یک جریان خود نگه دار یا جریانی که از تخلیه باتری جلوگیری می کند از سیستم دریافت می کنند.

شارژ کنترلر مستقل

شارژ کنترلرهای مستقل به صورت یک دستگاه مجزا به همراه تجهیزات برق خورشیدی و برق بادی عرضه می‌شود. یک شارژ کنترلر سری یا تنظیم کننده سری، از جاری شدن جریان به باتری پس از شارژ کامل آنها جلوگیری می‌کند. یک شارژ کنترلر شنت یا شارژ کنترلر موازی، ولتاژ اضافی را پس از پر شدن باتری‌ها به یک بار موازی مانند یک هیتر برقی وصل می‌کند. شارژ کنترلرهای ساده، شارژ کردن باتری را پس از یک مقدار ولتاژ تعیین شده متوقف می‌کنند و پس از افت ولتاژ باتری از آن مقدار دوباره آن را شارژ می‌کنند. روش‌های مدولاسیون پهنای پالس و ردیابی نقطه حداکثر توان، از روش‌های پیچیده الکترونیکی هستند که نحوه شارژ باتری را متناسب با سطح ولتاژ باتری تنظیم می‌کنند تا از حداکثر ظرفیت باتری استفاده شود. یک شارژ کنترلر مجهز به MPPT، مهندسان را از تطبیق ولتاژ پنل‌های خورشیدی با ولتاژ باتری بی‌نیاز می‌کند. به عنوان مثال یک پنل خورشیدی با ولتاژ ۱۵۰ ولت که به یک شارژ کنترلر مجهز به mppt وصل می‌شود، می‌تواند در شارژ کردن یک باتری ۲۴ یا ۴۸ ولتی بکار رود. با سری کردن پنل‌ها، ولتاژ افزایش یافته و جریان ثابت می‌ماند در نتیجه سیم نازکتر استفاده می‌شود بنابراین مقدار صرفه جویی در هزینه سیم، بیشتر از هزینه شارژ کنترلر خواهد بود. بعضی از شارژ کنترلرها، دمای باتری‌ها را برای جلوگیری از گرم شدن آنها اندازه می‌گیرند همچنین اطلاعات اندازه‌گیری شده را از طریق مودم به نقاط دور دست ارسال می‌کنند.

انتخاب نوع شارژ کنترلر با توجه به تعداد پنل ها و توان بارها :

اگر در یک سیستم تعداد پنل ها بیش از توانی که بارها نیاز دارند باشد، باتری ها تقریباً همیشه در حالت شارژ کامل قرار دارند پس بهتر است از شارژ کنترلر PWM استفاده کرد بدون نیاز به زیاد کردن هزینه ها برای خرید شارژ کنترلر MPPT ولی در کل در سیستم های کوچک استفاده از شارژ کنترلر PWM اقتصادی تر است.

اثر لبه ی ابر (Edge of Cloud Effect (ECE :

زمانی که سایه ابرها در حال افتادن بر روی پنل است یا زمانی که این سایه ابر در حال خارج شدن از روی پنل خورشیدی است اگر دقت کنیم درست در مرز بین سایه و نور خورشید میزان نور شدیدتر است که این بخاطر پدیده شکست نور می باشد. در نتیجه میزان ولتاژ تولید شده در پنل برای زمان محدودی زیادتر از حد نرمال می شود پس ما باید این اضافه ولتاژ را در طراحی شارژ کنترلر در نظر بگیریم . معولاً میزان آمپر شارژ کنترلر را بین ۲۰ تا ۳۰ درصد زیادتر از میزان مورد نیاز در نظر می گیرند تا اثر این پدیده را جبران کنند.

نکته: در هنگام نصب برای جلوگیری از صدمات احتمالی به سیستم اولین اتصال باید شارژ کنترلر به باتری ها باشد و سپس شارژ کنترلر به پنل خورشیدی و در هنگام قطع اخرین اتصالی که قطع می کنیم باید شارژ کنترلر و باتری باشد.