Какой выбрать контроллер: PWM или MPPT?
- Категория: Поддержка по альтернативной энергии
- Опубликовано 29.01.2017 18:33
- Автор: Abramova Olesya
1. Принцип работы
PWM контроллер является по сути переключателем, который соединяет солнечные модули и аккумулятор. В результате напряжение солнечных модулей будет преобразовано в напряжение, близкое к аккумулятору.
MPPT контроллер является более сложным (и дорогим) - он будет регулировать свое входное напряжение для того, чтобы получить максимальную мощность от солнечных батарей, а затем преобразовывает эту мощность, чтобы удовлетворить изменяющимся требованиям напряжения как аккумулятора, так и другой нагрузки. Таким образом, этот контроллер по сути разделяет напряжения солнечных модулей и аккумулятора, и вполне допустимым примером может служить 12В аккумулятор на одной стороне MPPT контроллера и большое количество последовательно соединенных солнечных модулей с общим напряжением 36В на другой.
Пример с большим количеством солнечных модулей, соединенными последовательно для получения напряжения 36В:
Графическое отображение процесса преобразования постоянного тока, которое происходит в MPPT контроллере:
2. Преимущества MPPT контроллера
a) Отслеживание точки максимальной мощности
MPPT контроллер собирает больше энергии от солнечных модулей в сравнении с PWM аналогом. Разница в производительности будет существенна (от 10% до 45%) в случаях, когда температура солнечных модулей будет небольшой (ниже 45°С), или очень высокой (больше 75°С), или когда интенсивность солнечного излучения очень мала.
При высоких температурах или при слабом излучении выходное напряжение солнечных модулей будет резко падать. Для того, чтобы общее напряжение массива солнечных модулей было достаточным относительно напряжения аккумулятора, необходимо увеличить количество последовательно соединенных модулей.
b) Более низкая стоимость проводов и/или меньшие потери в них
Закон Ома гласит, что потери из-за сопротивления в проводах составляют Pc (Ватт) = Rc * I2, где Rc – это сопротивление материала провода. Исходя из этой формулы, площадь поперечного сечения кабеля может быть уменьшена в четыре раза при удвоении напряжения солнечных модулей.
В случае заданной номинальной мощности, большее количество последовательно соединенных солнечных модулей приведет к увеличению выходного напряжения и уменьшит выходной ток всего массива (P = V * I, и в этом случае, если мощность P неизменна, то сила тока I должна уменьшаться, а напряжение V увеличиваться).
По мере увеличения размеров массива солнечных модулей будет увеличиваться и общая длина используемых проводов. Возможность последовательного соединения нескольких модулей и экономии благодаря использованию в этом случае проводов меньшего сечения, является веской причиной, чтобы установить MPPT контроллер, как только общая мощность массива солнечных элементов будет превышать пару сотен ватт (для аккумулятора 12В), или нескольких сотен ватт (для аккумуляторов 24В и 48В).
3. Заключение
PWM
PWM контроллер солнечного заряда является хорошим недорогим решением для небольших солнечных батарей, температура которых в процессе эксплуатации находится в диапазоне от 45°С до 75°С.
MPPT
Для того, чтобы в полной мере использовать потенциал MPPT контроллера, напряжение массива солнечных модулей должно быть существенно выше напряжения аккумулятора. Контроллер MPPT является лучшим решением для солнечных установок большой мощности (из-за более низкой стоимости всей системы благодаря меньшему поперечному сечению используемых проводов). MPPT контроллер также будет значительно эффективнее при низких (ниже 45°С), или очень высоких (выше 75°С) температурах, или при слабой интенсивности солнечного излучения.
