Какой выбрать солнечный контроллер заряда: ШИМ или MPPT?
1. Как они работают
ШИМ-контроллер (PWM) по сути является переключателем, который соединяет солнечную батарею с аккумуляторной батареей. Он снижает напряжение массива до уровня, близкого к значению батареи.
Контроллер MPPT является более сложным (и более дорогим). Он регулирует свое входное напряжение, чтобы получать максимальную мощность от солнечной батареи, а затем обеспечить определенный алгоритм заряда батареи. Напряжение массива солнечных панелей и батареи разъединено, так что на входе контроллера заряда MPPT может быть, например, большое количество элементов, соединенных последовательно и, соответственно высокое напряжение и 12-вольтовая батарея на выходе контроллера.
Пример большого количества ячеек, соединенных последовательно для получения 24 вольт
Графическое представление преобразования входного и выходного напряжений, выполняемое контроллером MPPT
2. Результирующие сильные стороны контроллера MPPT
а) Отслеживание точки максимальной мощности.
Контроллер MPPT за счет этой технологии получает больше энергии от солнечной
батареи. Преимущество в производительности является существенным (от 10%
до 40%), когда температура солнечного элемента низкая (ниже 45 ° C) или очень
высокая (выше 75 ° C), или, когда излучение очень низкое.
б) Более низкая стоимость кабеля и/или меньшие
потери в кабеле
Закон Ома говорит нам, что потери из-за сопротивления кабеля равны Pc (Вт) = Rc
x I², где Rc — это сопротивление кабеля, I — ток. Эта формула показывает, что при заданной потере мощности в
кабеле,- площадь поперечного сечения кабеля может быть уменьшена в четыре раза
при удвоении напряжения массива.
В случае заданной номинальной мощности большее количество последовательных ячеек будет увеличивать выходное напряжение и уменьшать выходной ток массива (P = V x I, поэтому, если P не изменяется, то I-ток должен уменьшаться при увеличении V) .
По мере увеличения размера массива длина кабеля будет увеличиваться. Возможность подключать несколько панелей последовательно и, таким образом, уменьшить площадь поперечного сечения кабеля с результирующим снижением стоимости, является убедительной причиной для установки контроллера MPPT, как только мощность массива превысит несколько сотен ватт (аккумулятор 12 В), или несколько сотен ватт (батарея 24 В или 48 В).
3. Вывод
PWM
Контроллер заряда ШИМ (PWM) является хорошим недорогим решением только для небольших систем, когда температура солнечного массива между 45° C и 75° C.
MPPT
Чтобы полностью использовать потенциал контроллера MPPT, напряжение массива должно быть существенно выше, чем напряжение АКБ. Контроллер MPPT является предпочтительным решением для систем с более высокой мощностью (ниже общая стоимость системы из-за меньшей площади поперечного сечения кабеля). Контроллер MPPT также будет получать значительно больше энергии, когда температура солнечного элемента ниже 45° C или выше 75° C, или когда излучение солнца очень низкое.