آیا تفاوت بین کنترلر خورشیدی PWM و MPPT را می دانید؟

تحت شرایط نور، چراغ خیابانی خورشیدی انرژی خورشیدی را از طریق پنل خورشیدی به انرژی الکتریکی تبدیل می کند و آن را در باتری ذخیره می کند. برای دستیابی به آن، به همان پیکربندی نامحسوس اما بسیار مهم، یعنی کنترل کننده فتوولتائیک نیز نیاز دارید.
فقط با آن می توان انرژی الکتریکی ساطع شده از پنل خورشیدی را تبدیل و در باتری ذخیره کرد. علاوه بر این، می تواند از باتری محافظت کند و از شارژ بیش از حد باتری جلوگیری کند. در حال حاضر دو نوع محبوب در بازار وجود دارد. ، کنترلرهای PWM و MPPT، این دو مزایا و معایب خاص خود را دارند و با سناریوهای مختلف سازگار می شوند. بیایید با جزئیات به آنها نگاه کنیم.

1. کنترل کننده PWM (روش اشکال زدایی عرض پالس)
کنترل کننده های اولیه عموماً اینگونه هستند. ساختار الکتریکی نسبتاً ساده است. این شامل یک کلید برق اصلی، یک خازن، یک درایور و یک مدار حفاظتی است. این در واقع معادل یک سوئیچ است که اجزا و باتری را به هم متصل می کند. ولتاژ قطعات نزدیک به ولتاژ بسته باتری پایین می آید.
این کنترلر از روش شارژ سه مرحله ای شارژ قوی، شارژ متعادل و شارژ شناور استفاده می کند.

①شارژ قوی: شارژ مستقیم نیز نامیده می شود که شارژ سریع است. هنگامی که ولتاژ باتری کم است، باتری با جریان زیاد و ولتاژ نسبتاً بالا شارژ می شود.
②شارژ یکسان سازی: پس از اتمام شارژ قوی، باتری برای مدتی باقی می ماند و زمانی که ولتاژ به طور طبیعی به مقدار معینی کاهش می یابد، وارد حالت شارژ یکسان می شود، به طوری که ولتاژ پایانه باتری یکنواخت است.
③شارژ شناور: پس از شارژ یکسان، باتری نیز برای مدتی باقی می ماند. هنگامی که ولتاژ به طور طبیعی به نقطه "ولتاژ تعمیر و نگهداری" می رسد، مرحله شارژ شناور است، به طوری که باتری را می توان در حالت شارژ کامل بدون شارژ بیش از حد نگه داشت.

کنترلر این روش شارژ می تواند مشکل شارژ نشدن کامل باتری را برطرف کرده و از عمر مفید باتری اطمینان حاصل کند.

اما باید توجه داشت که راندمان شارژ کنترلر PWM تحت تاثیر دما خواهد بود. هنگامی که دمای سلول خورشیدی در حدود 45 ~ 75 درجه سانتیگراد است، راندمان شارژ بهترین است.

2. کنترل کننده MPPT (روش ردیابی نقطه حداکثر توان)
این کنترلر کمی پیچیده تر و کمی گرانتر است، معمولا چندین برابر یا حتی ده ها برابر گرانتر از یک کنترلر PWM است و ولتاژ ورودی را تنظیم می کند تا بیشترین انرژی را از پنل خورشیدی دریافت کند.
پس از آن، به ولتاژ شارژ مورد نیاز باتری تبدیل می‌شود که ارتباط مستقیم بین پنل خورشیدی و باتری را قطع می‌کند و پنل خورشیدی ولتاژ بالا را قادر می‌سازد تا باتری ولتاژ پایین را شارژ کند. این به شارژ محدود کننده جریان MPPT و شارژ یکسان کننده ولتاژ ثابت تقسیم می شود. و ولتاژ ثابت شارژ شناور حالت سه مرحله ای.

① شارژ محدود با جریان MPPT: هنگامی که ولتاژ در ترمینال باتری بسیار کم است، از روش شارژ MPPT برای پمپ کردن توان خروجی پنل خورشیدی به ترمینال باتری استفاده می شود. هنگامی که شدت نور قوی باشد، توان خروجی پنل خورشیدی افزایش می یابد و جریان شارژ به آستانه می رسد. شارژ MPPT به شارژ جریان ثابت تغییر می کند. هنگامی که شدت نور ضعیف می شود، به حالت شارژ MPPT تغییر می کند.
②شارژ یکسان سازی ولتاژ ثابت: باتری می تواند آزادانه بین حالت شارژ MPPT و حالت شارژ جریان ثابت جابجا شود. هنگامی که ولتاژ باتری با همکاری یکدیگر به ولتاژ اشباع می رسد، وارد مرحله شارژ یکسان سازی ولتاژ ثابت می شود. با کاهش تدریجی جریان شارژ باتری، به 0.01 درجه سانتیگراد می رسد. ، این مرحله شارژ پایان یافته و فاز شارژ شناور وارد می شود.
③شارژ شناور ولتاژ ثابت: باتری را با ولتاژ کمی کمتر از ولتاژ شارژ با ولتاژ ثابت شناور کنید. این مرحله عمدتاً برای تکمیل انرژی مصرف شده توسط خود تخلیه باتری استفاده می شود.
در مقایسه با کنترلر PWM، کنترلر MPPT دارای عملکرد ردیابی حداکثر توان است. قبل از اینکه باتری به حالت اشباع برسد، در طول دوره شارژ، پنل خورشیدی همیشه می تواند حداکثر توان را تولید کند و تحت تأثیر دما قرار نخواهد گرفت. گفته می شود، به طور طبیعی بالاتر از PWM است.

علاوه بر این، کنترل کننده PWM فقط با ولتاژ مربوطه قابل تطبیق است. به عنوان مثال، برد باتری سیستم 12 ولت فقط با کنترلر 12 ولت و باتری قابل تطبیق است که برای برخی از سیستم های کوچک خارج از شبکه زیر 2 کیلو وات مناسب است. ساختار ساده است، سیم کشی کاربر راحت است و قیمت نسبتا ارزان است.
کنترلر MPPT فضای بزرگتری برای استفاده دارد. به طور کلی ولتاژ پنل خورشیدی را می توان بین 12 تا 170 ولت استفاده کرد و ولتاژ باتری از 12 تا 96 ولت قابل تنظیم است. کاربرد قوی تر است و برای سیستم های بزرگ خارج از شبکه با توان بالای 2 کیلووات مناسب است. ، راندمان بالا و پیکربندی اجزای انعطاف پذیر.