Контролери заряду PWM vs MPPT: У чому різниця. Невеликий контролер сонячного заряду

ШІМ vs MPPT контролери заряду: У чому різниця?

Щоб ви знали, ця сторінка містить партнерські посилання. Якщо ви зробите покупку після натискання на один з них, без додаткових витрат з вашого боку, я можу заробити невелику комісію.

У цьому посібнику я поясню відмінності між ШІМ та MPPT контролерами заряду.

І я буду говорити не тільки про ціну та ефективність. Я збираюся заглибитися, щоб допомогти вам зрозуміти, коли ви повинні вибрати ШІМ або MPPT.

Я також покажу вам результати реального тесту PWM проти MPPT, який я провів.

Порівняльна таблиця PWM vs MPPT

контролери, заряд, mppt, чому
PWMMPPT
Плюси – Дешево (але може призвести до збільшення витрат на проводку та обладнання). все, що потрібно для деяких невеликих сонячних електростанцій – Ефективний (~95% ефективності перетворення). Більш високі межі струму і напруги фотоелектричних перетворювачів. особливості (e.g. Bluetooth, користувацькі профілі зарядки). Зазвичай краща якість збірки
Мінуси – Менш ефективні (~75% ефективності перетворення). Нижчі межі струму та напруги фотоелектричних модулів. Зазвичай менше функцій, ніж у контролерів заряду MPPT. Зазвичай гірша якість збірки – Дорогий. занадто дорогий для деяких невеликих сонячних електростанцій
Найкраще для – Малі сонячні електростанції (300-400 Вт або менше). коли напруга фотоелектричних модулів близька до напруги акумулятора – Великі сонячні електростанції (400 Вт). при обмеженому монтажному просторі. коли ефективність перетворення є головним пріоритетом. при послідовному з’єднанні сонячних панелей
Мої улюблені – Renogy Wanderer 30A- Renogy Wanderer 10A- Morningstar SunSaver – Victron SmartSolar MPPT 100/30- Renogy Rover 40A- EPEver Tracer 4215BN
Повний огляд Найкращі контролери заряду ШІМ Кращі контролери заряду MPPT

4 основні відмінності

  • MPPT контролери заряду більш ефективні, ніж ШІМ контролери заряду. Ефективність перетворення за емпіричним правилом становить близько 75% для ШІМ і 95% для MPPT.
  • Контролери заряду ШІМ дешевші, ніж контролери заряду MPPT. Багато популярних ШІМ продаються за ціною 20-50, тоді як MPPT починаються приблизно від 100.
  • При підключенні декількох сонячних панелей разом, ШІМ-контролери заряду зазвичай вимагають їх паралельного підключення. Більшість контролерів заряду MPPT мають досить високі межі напруги фотоелектричних перетворювачів, щоб ви могли підключати їх послідовно. Паралельне з’єднання збільшує струм (силу струму), що може вимагати більш товстого дроту та обладнання з вищими номінальними значеннями струму.
  • ШІМ-контролери заряду часто найкраще підходять для менших сонячних батарей потужністю 300-400 Вт або менше. Контролери заряду MPPT часто найкраще підходять для великих сонячних батарей потужністю 400 Вт і більше. MPPT має тим більше сенсу, чим більший розмір сонячної батареї.

PWM vs MPPT: як вибрати

Ось основні міркування при виборі між ШІМ або MPPT контролером заряду.

Ефективність перетворення

ШІМ-контролери заряду мають емпіричний коефіцієнт перетворення 75%. Якщо вам не потрібно витискати кожен можливий ват зі своїх сонячних панелей, ШІМ. це, мабуть, все, що вам потрібно.

Ефективність перетворення MPPT-контролерів заряду, як правило, становить 95%. Коли ефективність перетворення є головним пріоритетом, MPPT часто є найкращим варіантом.

Примітка: Як ви побачите з результатів мого тесту в реальних умовах, ці показники ефективності перетворення не завжди відповідають дійсності. Але вони корисні для передачі середньої очікуваної ефективності в ряді різних сценаріїв.

Ціна

ШІМ-контролери заряду дешеві. Ви можете знайти багато бюджетних ШІМ в Інтернеті за 15-25 доларів, хоча при покупці одного з них, безумовно, слід пам’ятати про застереження. Більш якісні починаються приблизно з 40-50.

Однак ціна, вказана на наклейці ШІМ-контролера заряду, може вводити в оману, оскільки. в залежності від того, як ви будуєте свою систему. використання такого контролера може призвести до більших витрат на подальшу експлуатацію. Наприклад, якщо ви хочете використовувати кілька сонячних панелей з ШІМ, вам, швидше за все, доведеться з’єднати їх паралельно, що може призвести до збільшення витрат на дроти та обладнання.

Контролери заряду MPPT дорогі. Важко знайти одну менш ніж за 100. Багато популярних варіантів потрапляють в ціновий діапазон 150-200.

Розмір сонячної батареї

контролери, заряд, mppt, чому

ШІМ-контролери заряду часто мають низькі номінальні значення струму і напруги фотоелектричних модулів, що робить їх найкращими для сонячних батарей потужністю 300-400 Вт або менше. Наприклад, часто зустрічаються ШІМ-контролери заряду з максимальною напругою фотоелектричних модулів 25-50 вольт (зазвичай 1-2 сонячні панелі потужністю 100 Вт 12 В, з’єднані послідовно) і номінальним струмом 10-30 ампер (зазвичай 2-4 сонячні панелі потужністю 100 Вт 12 В, з’єднані паралельно).

Контролери заряду MPPT часто підходять для більших сонячних батарей, таких як 500-1000 Вт. Це пов’язано з тим, що вони, як правило, мають більш високі номінальні значення струму і фотоелектричної напруги, такі як 30-40 ампер і 100-150 вольт.

Порада: Використовуйте наш калькулятор максимальної напруги відкритого контуру, щоб знайти максимальну напругу вашої сонячної батареї. Обирайте контролер заряду з межею фотоелектричної напруги, яка перевищує це число.

Напруга фотоелектричної панелі vs напруга акумулятора

контролери, заряд, mppt, чому

ШІМ-контролери заряду найкраще працюють, коли вхідна PV-напруга (i.e. напруга сонячної панелі) близька до напруги акумулятора. Ідеальна установка з великою кількістю ШІМ. це сонячна батарея на 12 В і акумулятор на 12 В. Чим більша різниця між напругою фотоелектричної батареї та напругою акумулятора, тим менш ефективним буде ШІМ-контролер заряду.

MPPT-контролери заряду добре працюють незалежно від різниці між PV-напругою та напругою акумулятора. Наприклад, за допомогою MPPT ви можете ефективно заряджати батарею на 12 В від сонячної батареї на 36 В.

Примітка: Для обох типів контролерів заряду напруга фотоелектричних модулів повинна бути вищою за напругу акумулятора, щоб батарея могла заряджатися. Єдиний виняток. якщо ви використовуєте підвищувальний контролер заряду MPPT, який здатний підвищувати вхідну фотоелектричну напругу до рівня напруги акумулятора. Не існує такого поняття, як ШІМ-контролер заряду з прискоренням.

Де ви живете

ШІМ-контролери заряду працюють приблизно так само, як і MPPT в субтропічному і тропічному кліматі, якщо тільки у вас немає великої кількості послідовно з’єднаних панелей.

Контролери заряду MPPT краще працюють в холодному і помірному кліматі.

Послідовне та паралельне з’єднання

контролери, заряд, mppt, чому

ШІМ-контролери заряду: При підключенні декількох сонячних панелей до ШІМ, як правило, вам доведеться підключати їх паралельно. Це пов’язано з тим, що багато ШІМ мають низькі межі фотоелектричної напруги (наприклад.g. 25В або 50В), чого достатньо лише для однієї або двох послідовно з’єднаних 12В сонячних панелей.

MPPT контролери заряду: MPPT майже завжди мають більш високі межі напруги фотоелектричних перетворювачів, ніж ШІМ, що дозволяє підключати більше панелей послідовно. Наприклад, загальна межа фотоелектричної напруги для MPPT становить 100 вольт. Багато популярних сонячних панелей потужністю 100 Вт на 12 В мають напругу холостого ходу (Voc) близько 22 В, тому ви можете з’єднати до 4 таких панелей послідовно, не перевищуючи цю межу. Послідовне з’єднання забезпечує низький струм, заощаджуючи ваші гроші на проводку та витрати на обладнання.

Примітка: Послідовне з’єднання не завжди є найкращим варіантом. Наприклад, паралельне з’єднання є вигідним, коли панелі проводять багато часу в умовах змішаного освітлення. Для отримання повного підручника та розбивки послідовного та паралельного підключення, ознайомтеся з моїм посібником з послідовного та паралельного підключення сонячних панелей.

Монтажний простір

контролери, заряд, mppt, чому

ШІМ-контролери заряду краще підходять для тих випадків, коли у вас багато місця на даху або в приміщенні.

Контролери заряду MPPT найкраще підходять, коли простір на даху або в приміщенні обмежений. Оскільки вони більш ефективні, вони витягують максимальну кількість сонячної енергії з обмеженого простору.

Тип акумулятора

контролери, заряд, mppt, чому

ШІМ-контролери заряду: Багато ШІМ сумісні тільки зі свинцево-кислотними батареями (герметичними, гелевими, заливними, AGM).

Якщо ШІМ сумісний з літієвими (LiFePO4) батареями, він, як правило, не працює з ними так добре, як MPPT. Чому? Тому що він може не пропонувати можливість підключення датчика температури або монітора напруги акумулятора (BVM) для поліпшення температурної компенсації і показань напруги. Інші не мають користувацьких профілів заряду, якщо ви хочете налаштувати підвищену, плаваючу та поглинальну напругу вашого акумулятора. Під час тестування я виявив, що ШІМ часто мають менш точні показники напруги акумулятора, а це означає, що вони можуть хронічно перезаряджати або перерозряджати батарею, скорочуючи термін її служби.

Контролери заряду MPPT: Більшість MPPT, які я використовував, працюють зі свинцево-кислотними та літієвими (LiFePO4) акумуляторами, або, принаймні, пропонують можливість створювати власні профілі заряджання.

MPPT зазвичай мають можливість підключення датчика температури та монітора напруги акумулятора. Я також виявив, що їх показники напруги акумулятора є більш точними. Якщо ви використовуєте дорогі акумулятори і хочете, щоб вони прослужили якомога довше, я б рекомендував MPPT.

Відстань від контролера заряду до акумулятора

ШІМ-контролери заряду: Якщо ШІМ змушує вас підключати сонячні панелі паралельно і, як наслідок, збільшувати переріз проводів, то довші дроти можуть суттєво збільшити витрати на електропроводку.

Контролери заряду MPPT: MPPT дозволяють послідовно з’єднати більше сонячних панелей, що утримує низький струм фотоелектричної енергії та дозволяє використовувати менший діаметр дроту.

Результати тестування ШІМ та MPPT

контролери, заряд, mppt, чому

Ефективність перетворення для ШІМ та MPPT контролерів заряду. це середні значення. Вони намагаються зафіксувати середню ефективність перетворення в різних температурних діапазонах, погодних умовах, напрузі сонячних батарей та інших умовах.

Простіше кажучи, рідко коли показники ефективності 75% і 95% відповідають дійсності у вашій конкретній ситуації.

Щоб проілюструвати це, я підключив по одному ШІМ і MPPT контролеру заряду до сонячної панелі потужністю 100 Вт на 12 В і батареї LiFePO4 ємністю 100 Ач на 12 В. Потім я розмістив сонячні панелі зовні і контролював вихід кожного контролера заряду протягом дня за допомогою ватметра.

контролери, заряд, mppt, чому

PWMMPPT
Вихід 9 ранку. повна тінь 2.1 W 1.4 W
Вихід об 11 ранку. повне сонце 65.8 W 73.4 W
Вихід 12:00. повне сонце 70.8 W 75.9 W
1PM вихід. повне сонце 72.0 W 73.9 W
Потужність 2PM. повне сонце 67.7 W 69.1 W
Вихід 3PM. півтінь 4.3 W 4.6 W
Вихід 4PM. повна тінь 3.4 W 2.9 W
Піковий струм 5.41 A 5.85 A
Пікова потужність 72.3 W 76.2 W
Загальна вихідна потужність 284.4 Вт 292.2 Вт

Примітка: Цей тест проводився в сонячний день в середині квітня в Алабамі.

Висновки

  • ШІМ-контролер заряду видає загалом 284.4 ват-години, в той час як вихідна потужність контролера заряду MPPT становить 292.2 ват-години. Різниця становить лише 7.8 Вт/год. Якщо припустити, що MPPT працював з ефективністю перетворення 95%, то кожна сонячна панель генерувала близько 307.5 ват-годин (292.2 ÷ 95% = 307.5). Це означає, що ШІМ працював на 92.Ефективність перетворення 5% (284.4 ÷ 307.5 = 92.5%).
  • У повній тіні ШІМ фактично трохи перевершує MPPT.
  • Здавалося, що на вихід MPPT впливає спека більше, ніж на ШІМ. Це насправді не відображено в цифрах, але коли я спостерігав за вихідною потужністю кожного контролера заряду протягом дня, здавалося, що MPPT повільно падала в міру нагрівання дня (і панелей). Це відповідає висновку, що в жаркому кліматі MPPT працюють подібно до ШІМ.

Що таке ШІМ-контролер заряду?

контролери, заряд, mppt, чому

ШІМ-контролери сонячного заряду використовують метод широтно-імпульсної модуляції (ШІМ), щоб знизити напругу сонячної панелі до потрібного рівня для безпечної зарядки акумулятора.

Широтно-імпульсна модуляція схожа на вмикання та вимикання вимикача з надзвичайно швидкою швидкістю. Регулюючи (або “модулюючи”) тривалість увімкнення та вимкнення перемикача, ви можете, по суті, регулювати потужність сонячної панелі.

Ви можете побачити широтно-імпульсну модуляцію в дії, використовуючи світло. Щоб проілюструвати це, я встановив два світлодіоди і запрограмував їх на дуже швидке ввімкнення та вимкнення. Світлодіод зліва був запрограмований на увімкнення на 5 мілісекунд і вимкнення на 10 мілісекунд. Світлодіод праворуч був запрограмований на увімкнення на 15 мілісекунд і вимкнення на 5 мілісекунд.

контролери, заряд, mppt, чому

Для людського ока обидва світлодіоди здаються постійно увімкненими. Однак, як ви можете бачити на фото, світло зліва набагато тьмяніше, ніж праворуч.

Це широтно-імпульсна модуляція в дії. Регулюючи тривалість увімкнення та вимкнення перемикача, ви можете впливати на середню вихідну потужність. У цьому випадку, чим більше часу світло було вимкнене, тим тьмяніше воно виглядало.

Тепер розглянемо ШІМ в контексті сонячних панелей. Потужність сонячної панелі постійно змінюється в залежності від того, наскільки сонячно. Тому для безпечної зарядки батареї необхідно регулювати напругу і струм. Тому що, наприклад, якщо напруга сонячної панелі стає занадто високою, це може пошкодити акумулятор.

Отже, ШІМ-контролери заряду, по суті, дуже швидко вмикають і вимикають сонячні панелі, щоб регулювати їхню потужність.

Це допомагає нам зрозуміти, чому важливо, щоб ваша батарея та сонячна панель мали однакову напругу при використанні ШІМ-контролера заряду. Якщо напруга сонячних панелей набагато вища за напругу акумулятора, сонячні панелі будуть проводити набагато більше часу у “вимкненому” стані, що значно зменшує кількість енергії, яку вони можуть генерувати.

Найкращі контролери заряду ШІМ

контролери, заряд, mppt, чому

Після тестування деяких з найкращих ШІМ-контролерів заряду на ринку, ось мої рекомендації:

Що таке контролер заряду MPPT?

контролери, заряд, mppt, чому

Контролери сонячного заряду MPPT використовують метод відстеження точки максимальної потужності (MPPT) для отримання максимальної потужності від сонячної батареї. Вони використовують більш досконалу технологію, а отже, і дорожчі.

По суті, вони завжди “відстежують”, в якій точці вздовж кривої IV вихід сонячної панелі найбільший. Ця точка максимальної потужності, як не дивно, називається точкою максимальної потужності.

Після того, як MPPT знайшов точку максимальної потужності, він збирає всю цю сонячну енергію, а потім знижує напругу, щоб вона відповідала напрузі вашої акумуляторної батареї, одночасно збільшуючи струм, щоб компенсувати нижчу напругу. Результат. мінімальні втрати при перетворенні.

Найкращі контролери заряду MPPT

контролери, заряд, mppt, чому

Після тестування деяких з найкращих контролерів заряду MPPT на ринку, ось мої рекомендації:

  • Найкращий вибір: Victron SmartSolar MPPT 100/30
  • Бюджетний вибір: Renogy Rover 40A
  • Почесна згадка: EPEver Tracer 4215BN

Підсумок

Основні відмінності між ШІМ і MPPT контролерами заряду. це вартість і ефективність перетворення. ШІМ-контролери заряду дешеві та неефективні, в той час як MPPT-контролери заряду ефективні, але дорогі. Ефективність перетворення становить 75% для ШІМ і 95% для MPPT.

Насправді, однак, ця ефективність перетворення, швидше за все, не буде відповідати вашій конкретній ситуації. Як сталося під час мого реального тесту, ШІМ може насправді працювати краще, ніж очікувалося.

І я думаю, що загальне твердження “ШІМ дешевий, а MPPT дорогий” також трохи вводить в оману. ШІМ-контролери заряду часто сумісні лише з сонячними батареями та акумуляторними батареями на 12 і 24 В. Щоб підключити кілька сонячних панелей до ШІМ, зазвичай потрібно з’єднати їх паралельно, що вимагає придбання розгалужувачів, а також може призвести до збільшення витрат на дроти та обладнання, особливо в системах з великою довжиною дротів.

Особисто я б вирішив, який контролер вибрати для свого наступного сонячного проекту:

Я б використовував ШІМ-контролери заряду при побудові сонячної електростанції потужністю 300-400 Вт або менше, де мені не потрібно вичавлювати кожен ват з моїх панелей.

У будь-якій іншій ситуації я б використовував контролер заряду MPPT. Я б навіть розглянув MPPT з самого початку, якби знав, що згодом, можливо, розширю свою сонячну батарею. Вони настільки універсальні і багатофункціональні, що ви можете додати набагато більше панелей, перш ніж доведеться модернізувати систему.

Контролери сонячного заряду: Повний посібник

Контролери заряду, також відомі як сонячні регулятори, перетворюють необроблену енергію, що надходить від фотоелектричної сонячної панелі, в корисний заряд для акумулятора. Контролери заряду знаходяться між панелями і батареями, виконуючи роль перетворювача для невідповідних напруг двох компонентів.

Напруга в фотоелектричній батареї змінюється в залежності від температури, інтенсивності світла та інших факторів. Батареї розраховані на певну напругу і не можуть самостійно впоратися з коливаннями потужності. Щоб регулювати ці зміни напруги, вам потрібно встановити контролер сонячного заряду між фотоелектричним масивом і сонячною батареєю.

Існує кілька типів контролерів сонячного заряду. який з них підходить для вашого масиву?

контролери, заряд, mppt, чому

Два типи контролерів сонячного заряду

Існує два основних типи контролерів сонячного заряду: Відстеження точки максимальної потужності (MPPT) та широтно-імпульсна модуляція (PWM). Вони виконують схожі функції, але MPPT, як правило, є кращим вибором для домашніх сонячних систем. Давайте розглянемо відмінності.

Контролери сонячного заряду MPPT (Maximum Power Point Tracking)

Контролери заряду MPPT (Maximum Power Point Tracking) використовують новіші, більш досконалі технології, ніж ШІМ-контролери. Контролери MPPT дозволяють сонячній батареї працювати в “точці максимальної потужності”, тобто з ідеальними струмом і напругою. Інші контролери заряду витрачають надлишкову енергію, вироблену сонячними панелями, в той час як контролери MPPT можуть перетворити її в додаткову енергію для акумуляторів.

Технологія MPPT існує вже кілька десятиліть, але лише нещодавно вона стала достатньо доступною для середньостатистичного домовласника. Більшість сучасних домашніх сонячних електростанцій використовують контролери заряду MPPT. За деякими оцінками, використання MPPT-контролера може підвищити ефективність сонячної системи приблизно на 30%. MPPT досягають більшої ефективності за рахунок збільшення сили струму, що подається на батарею, шляхом перетворення надлишкової напруги.

Контролери MPPT завжди є кращим вибором для домашніх сонячних установок. Будь-яка система, що використовує кілька панелей, отримає значну вигоду від більш високої ефективності контролера MPPT. Це справедливо для всіх систем, де фотоелектричний масив працює при більш високій напрузі, ніж акумуляторна батарея. Інші типи контролерів будуть витрачати цю надлишкову потужність.

Контролери заряду MPPT, як правило, коштують дорожче, ніж ШІМ-контролери. Однак вища початкова вартість покупки забезпечує економію з часом завдяки здатності контролера збирати більше енергії з тієї ж кількості сонячних панелей.

Коли батареї майже виснажені, вони працюють при нижчій напрузі і зазвичай отримують заряд з меншою швидкістю. MPPT корисний у цій ситуації, оскільки він може перетворити додаткову напругу в більшу кількість ампер для виснаженої батареї.

Якщо створення власної сонячної системи по частинах здається непосильним завданням, існують також готові набори, які спрощують процес встановлення. Наприклад, комплекти EcoFlow Power Kits мають все необхідне для створення високоякісної автономної сонячної системи. До комплекту входять акумулятор, кабелі, розподільчі панелі та концентратор живлення з вбудованим MPPT-контролером заряду сонячних панелей. Просто придбайте необхідні сонячні панелі, і ви готові почати збирати відновлювану електроенергію від сонця!

Давайте підсумуємо плюси і мінуси MPPT контролерів заряду.

  • Ефективність. контролери MPPT можуть перетворювати надлишкову напругу в більш корисний струм.
  • Ідеально підходять для великих систем з різною напругою, таких як фотоелектрична батарея з вищою напругою, ніж у акумуляторної батареї
  • Добре працює як в теплому, так і в холодному кліматі
  • Корисні як для малих, так і для великих застосувань, включаючи будинки на колесах, дачі та традиційні будинки

ШІМ (широтно-імпульсна модуляція) контролери сонячного заряду

Контролери з широтно-імпульсною модуляцією. старіша, дешевша технологія. Вони менш ефективні, ніж контролери заряду MPPT. Якщо всі інші фактори однакові, сонячна батарея буде довше заряджати акумуляторну батарею при роботі через ШІМ-контролер.

ШІМ-контролери виконують подібну функцію до MPPT-контролерів, оскільки вони все ще регулюють енергію, яка надходить до вашої акумуляторної батареї. Однак вони виконують цю дію по-іншому.

“Широтно-імпульсна модуляція” означає, що ШІМ-контролер повільно зменшує струм під час заряджання акумуляторів. Коли батареї досягають максимального заряду, ШІМ-контролери будуть заряджати батареї. це означає, що вони будуть постійно забезпечувати невелику кількість енергії, щоб підтримувати батареї в зарядженому стані.

Для використання ШІМ-контролера ваші батареї та сонячні панелі повинні працювати на однаковій напрузі. Великі домашні сонячні системи не будуть добре обслуговуватися цим типом контролера.

ШІМ-контролери можуть використовувати вироблену вами енергію лише до напруги вашої акумуляторної батареї, яка зазвичай становить близько 12 В. Якщо сонячні панелі виробляють більше енергії, додаткова потужність витрачається даремно. Втрата сонячної енергії від використання ШІМ контрастує зі здатністю контролерів MPPT знижувати напругу і підвищувати струм.

ШІМ-контролери найкраще підходять для теплого клімату, де “форсування” MPPT не приносить системі стільки користі. А оскільки контролери дешевші, ШІМ може підійти для невеликих систем, де інвестиції в контролер MPPT не є економічно ефективними.

Давайте підсумуємо плюси і мінуси ШІМ-контролерів заряду.

  • Чудово підходить для теплої сонячної погоди
  • Доступні за ціною
  • Добре працює для невеликих однопанельних систем

контролери, заряд, mppt, чому

  • Не призначений для складних сонячних батарей з різною напругою
  • Неефективні. надлишкова енергія, вироблена сонячними панелями, витрачається даремно

Як визначити, який контролер заряду підходить саме вам

Для сучасних житлових або великих рекреаційних сонячних систем єдиний реальний вибір. між MPPT та PWM контролерами заряду. Ви можете побачити деякі згадки про шунтові або послідовні контролери, але вони більше не використовуються для побутових застосувань.

Контролери заряду MPPT завжди є правильним вибором для домашньої сонячної системи “зроби сам. Їх перевага поширюється на автофургони, будинки на колесах та інші автономні системи. Якщо ви не використовуєте лише одну або дві панелі. наприклад, у кемпінгу. додаткові переваги контролера заряду MPPT варті дещо більших інвестицій.

У деяких випадках вам не потрібно буде купувати окремий контролер заряду сонячної батареї. Комплекти EcoFlow Power Kits. це популярний спосіб швидко розпочати роботу з сонячною енергією, а контролер заряду MPPT поставляється в комплекті! Це також робить сонячну систему більш безпечною для недосвідчених домовласників, оскільки немає шансів на неправильну установку, проблеми з сумісністю або вибір неправильного контролера.

Висновок

Тепер, коли ви знаєте відмінності між двома типами контролерів заряду, ви можете піти і придбати свій власний. Єдине, що залишилося визначити. це номінальна сила струму вашого контролера. Ви можете легко прийняти це рішення, придбавши контролер з більшою потужністю, ніж та, що може забезпечити ваша сонячна батарея.

Якщо створення власної сонячної електростанції “зроби сам”. не ваш стиль, зверніть увагу на варіанти “все-в-одному. Сонячні генератори EcoFlow роблять сонячну енергію доступною для будь-кого. все, що вам потрібно, це генератор і сонячна панель, щоб почати свій шлях до незалежності від відновлюваних джерел енергії.

EcoFlow. компанія, що займається рішеннями в галузі портативної енергетики та відновлюваних джерел енергії. З моменту свого заснування у 2017 році EcoFlow забезпечує спокійну енергією клієнтів на більш ніж 85 ринках завдяки лінійкам портативних електростанцій DELTA та RIVER, а також екологічно чистим аксесуарам.

Вичерпний посібник з контролерів заряду сонячних батарей: Контролери заряду MPPT та PWM в автономних сонячних електростанціях

Контролер заряду сонячної батареї, також відомий як “регулятор заряду” або пристрій для обслуговування сонячних батарей. це пристрій, який керує заряджанням і розряджанням сонячної батареї в системі сонячних панелей.

Запобігання перезаряду батареї важливо лише тому, що напруга, яка генерується навіть 12-вольтовою сонячною панеллю, насправді є вищою. від 16 до 20 В.

Такі напруги занадто високі для акумуляторів на 12 В (які повністю заряджаються при напрузі близько 14-14.5В), оскільки вони можуть скоротити термін служби батареї і навіть пошкодити її.

Таким чином, у випадку сонячної батареї більш високої напруги (при використанні панелі на 24В або при послідовному з’єднанні двох сонячних панелей на 12В), контролер заряду просто необхідний.

Тут перераховані основні функції контролера заряду в системі сонячних панелей:

Підводячи підсумок, контролер заряду є менеджером заряду акумулятора.

Є й інші важливі особливості контролерів заряду сонячних батарей:

Які типи контролерів заряду сонячних батарей є найбільш поширеними?

Існує два основних типи контролерів заряду. ШІМ (широтно-імпульсна модуляція) і MPPT (відстеження точки максимальної потужності).

Вони дуже відрізняються один від одного, оскільки засновані на різних принципах роботи.

В цілому, в той час як ШІМ-контролери коштують дешевше і використовуються в невеликих системах сонячних панелей, MPPT-контролери заряду використовуються в більших сонячних електростанціях, є більш досконалими і коштують дорожче.

Що таке ШІМ-контролер заряду?

ШІМ-контролери забезпечують прямий зв’язок між сонячною батареєю та акумуляторною батареєю.

ШІМ-контролери використовують широтно-імпульсну модуляцію для заряджання акумулятора.

ШІМ-контролер посилає на батарею не постійний вихід, а серію коротких зарядних імпульсів.

Залежно від поточного стану заряду батареї, контролер вирішує, як часто надсилати такі імпульси і якою має бути тривалість кожного з них.

Для майже повністю зарядженої батареї імпульси будуть короткими і рідкісними, в той час як для розрядженої батареї вони будуть довгими і майже постійно.

ШІМ-контролери підходять для невеликих автономних систем сонячних панелей, невеликих потужностей і низьких напруг. тобто там, де вам потрібно використовувати менше енергії та ефективності. Ці сонячні контролери часто використовуються в 12-вольтових сонячних енергетичних системах для автофургонів як економічно ефективний пристрій для обслуговування сонячних батарей автофургонів.

ШІМ-контролери сонячного заряду дешевші, ніж їх більш просунуті MPPT-контролери, але вони мають характерний недолік. вони створюють перешкоди для радіо- і телевізійного обладнання через різкі імпульси, що генеруються для заряду акумуляторної батареї.

У денний час, коли акумулятор заряджається від сонячних панелей, ШІМ-контролер знижує напругу, що генерується сонячною батареєю, до напруги акумулятора, яка для більшості типових автономних систем становить менше 12 В постійного струму.

Напруга, що генерується сонячною батареєю 12В постійного струму, повинна бути вищою, щоб мати можливість заряджати батарею, і становить близько 17-18В. Сонячні панелі 24В постійного струму, однак, генерують напругу 36В постійного струму.

Якщо ви підключаєте сонячні панелі 24В постійного струму до батареї 12В постійного струму, ШІМ-контролер заряду знизить напругу до 12В постійного струму, що означає, що ви втрачаєте частину виробленої сонячною батареєю електроенергії в контролері заряду.

Якщо вам потрібно подати напругу від сонячних панелей 24 В постійного струму на батарею 12 В постійного струму, не втрачаючи при цьому вироблену напругу, вам потрібна функція “пониження”, яку пропонують контролери заряду MPPT.

Більшість ШІМ-контролерів заряду не пропонують таку функцію пониження напруги.

Отже, при використанні ШІМ-контролера, якщо вихідна напруга сонячної батареї становить 24В (що може бути досягнуто як однією 24В сонячною панеллю, так і двома 12В сонячними панелями, з’єднаними послідовно), напруга вашої акумуляторної батареї також повинна бути 24В, так як:

Що таке контролер заряду MPPT?

Функція відстеження точки максимальної потужності дозволяє прирівняти вхідну потужність MPPT-контролера до його вихідної потужності.

Тому, якщо вихідна напруга сонячної батареї (24В, 48В або більше) вища за напругу акумуляторної батареї (яка зазвичай становить 12В), контролер MPPT знижує її до 12В, але компенсує “падіння”, збільшуючи струм, так що потужність залишається незмінною.

Оскільки ви не втрачаєте вироблену сонячну енергію, контролери MPPT надають вам можливість з’єднати багато сонячних панелей послідовно, збільшуючи загальну напругу масиву, не боячись втратити частину сонячної енергії.

Принцип MPPT полягає в тому, щоб вичавити з сонячної панелі максимально можливу потужність, що генерується сонячною енергією, змушуючи її працювати при найбільш ефективному поєднанні напруги і струму, також відомому як “точка максимальної потужності”.

Контролер заряду MPPT перетворює напругу, що генерується сонячною батареєю, в оптимальну напругу, щоб забезпечити максимальний зарядний струм для акумулятора.

Основна мета контролера заряду сонячної батареї MPPT. не тільки запобігти втратам сонячної енергії, а й отримати максимальну потужність від сонячної батареї.

Регулятор заряду сонячної батареї MPPT змушує сонячну панель працювати при напрузі, близькій до точки максимальної потужності.

Ще однією перевагою контролера MPPT є те, що він зменшує розмір дроту (калібр), необхідний для дротів, що з’єднують сонячну батарею з контролером.

Це пов’язано з широким діапазоном вхідної напруги, який дозволяє підключати багато сонячних панелей послідовно, що збільшує напругу, але сила струму залишається незмінною.

MPPT-контролери дорожчі за ШІМ-контролери, але також більш ефективні з точки зору додавання додаткових втрат до системи.

Багато контролерів MPPT, доступних на ринку, додають лише 2% до загальних втрат вашої автономної системи.

Що відбувається, коли ви підключаєте високовольтні панелі до контролера заряду не MPPT?

Якщо ви підключаєте сонячну панель на 24В (де максимальна напруга може досягати 36В), контролер заряду без ШІМ (також відомий як “стандартний”) знижує напругу, що генерується сонячною батареєю, до напруги заряду акумулятора на 12В, що становить 13.5-14.5V.

Однак, таким чином, ви втратите багато енергії, оскільки зменшення напруги, що генерується сонячною батареєю, не призведе до збільшення струму, що генерується сонячною батареєю.

Наприклад, якщо у вас є сонячна панель потужністю 100 Вт, що генерує номінальну напругу 36 В і номінальний струм 2.78 А (36В х 2.78А = 100Вт), після підключення його до стандартного (припустимо ШІМ) контролера, він знизить напругу до 14В, при цьому сили струму будуть однаковими, так як стандартний контролер не може робити MPPT відстеження (як це можуть робити MPPT регулятори заряду сонячних батарей). Тому на виході такого контролера ваша сонячна потужність буде становити всього 2.78A x 13.5V = 37.5 Вт, що є значною втратою майже 64%!

Отже, щоб отримати повну потужність, що генерується сонячною батареєю, вам потрібен MPPT контролер.

Бонусом ви отримуєте те, що контролери MPPT мають досить широкий діапазон вхідної напруги. до 120-150В постійного струму, що дозволяє підключати більшу кількість панелей послідовно.

В автономних системах це зазвичай робиться для того, щоб працювати з низькими амперами і проводами меншого перерізу для підключення сонячних панелей. Якщо розглянути наведений вище приклад, то MPPT контролер знизить напругу до 13.5В, але збільшує струм до 100 Вт / 13.5V = 7.4 ампер.

Саме тут контролери MPPT є найбільш ефективними:

Довгі дроти завжди означають більше падіння напруги і втрату потужності, що може зробити зарядку 12-вольтової батареї від сонячної батареї з вихідною напругою всього 12 В складним завданням. Спосіб подолати це. використовувати дріт більшого перерізу (низький переріз дроту), що завжди дорого коштує.

Якщо ви, однак, з’єднаєте чотири сонячні панелі послідовно, загальна напруга сонячної батареї збільшиться (з 12 до 48 В), тому напруга, що надходить на контролер, все одно буде достатньо високою для зарядки акумулятора.

Чи завжди потрібен контролер заряду сонячної батареї?

Як згадувалося вище, відсутність контролера заряду сонячної батареї може призвести до частого перезарядження та перерозрядження батареї, що значно скоротить термін її служби.

Це особливо актуально для герметичних акумуляторів, де контролер заряду дійсно необхідний.

В іншому випадку така герметична батарея може або пошкодитися, або стати загрозою безпеці.

Однак вам не потрібен зарядний пристрій, якщо у вас сонячна панель дуже малої потужності. менше 10 Вт. і батарея ємністю 100 ампер-годин або більше.

Безумовно, що така малопотужна панель не здатна перезарядити батарею такої великої ємності.

З іншого боку, велика ємність акумулятора гарантує, що акумуляторна батарея ніколи не буде повністю розряджена.

Це справедливо лише в тому випадку, якщо навантаження завжди підключено до вищезгаданої сонячної конфігурації. сонячна панель потужністю 10 Вт і акумуляторна батарея ємністю 100 А-год.

На практиці, якщо така конфігурація встановлена на човні або рекреаційному транспортному засобі (RV), дуже ймовірно, що навантаження може бути вимкнено тижнями, і існує ризик можливого перезарядження.

Отже, якщо у вас є човен або автофургон, або з якихось причин ви відключаєте навантаження від сонячної системи з банком великої ємності на дуже довгий час, вам слід розглянути можливість використання регулятора заряду сонячної батареї.

Який контролер сонячного заряду найкращий?

Вибір “правильного” типу контролера заряду не означає вирішити, яка технологія контролера заряду краща. ШІМ або MPPT. а скоріше оцінити, який тип контролера заряду буде більш придатним для вашої сонячної системи.

Ідея полягає не тільки в тому, щоб уникнути створення системи, яка не буде працювати належним чином, але й заощадити гроші на покупці дорогого пристрою, який вам насправді не потрібен.

Який контролер заряду найкращий?

Як вибрати контролер заряду сонячної батареї?

При виборі контролера заряду сонячної батареї слід враховувати головне:

Який тип контролера заряду сонячної батареї вибрати, залежить від конкретного випадку і є компромісом між максимізацією виробленої сонячної енергії та продовженням терміну служби батареї.

ШІМ-контролери дешевші.

Вони дуже підходять для сонячних електричних систем малої потужності.

Крім того, їх ефективність схожа на ефективність контролера заряду сонячної батареї MPPT в умовах жаркого клімату.

Неправильно підібраний контролер заряду може призвести до втрати 50% сонячної енергії, що генерується мобільною сонячною панеллю.

Це поширена помилка, яку зазвичай роблять з контролерами заряду власники караванів, кемперів, автофургонів та будинків на колесах.

Вони отримують високовольтну сонячну панель з найнижчою вартістю за Ватт і підключають цю сонячну панель або ці сонячні панелі до ШІМ-контролера заряду, і згодом втрачають майже 50% відсотків доступної сонячної енергії.

Ось приклад того, як може виникнути така ситуація.

Розглянемо сонячну панель потужністю 220 Вт:

Уявімо собі таку сонячну панель, підключену до простої мобільної сонячної електростанції, що складається з контролера заряду сонячних панелей і акумуляторної батареї на 12 В.

Розмір ШІМ-контролера заряду залежить від струму, що видається сонячною батареєю.

Це означає, що ШІМ-контролер заряду забезпечує зарядний струм 7.56А до 12В акумуляторної батареї.

Якщо знехтувати всіма втратами компонентів цієї сонячної електростанції, ШІМ видасть лише 7.56 х 12В = 90 Вт потужності на акумуляторну батарею.

Таким чином, ви можете втратити близько 130 Вт з наявної потужності сонячної панелі 220 Вт!

Якщо ви використовуєте контролер заряду з відстеженням точки максимальної потужності (MPPT), струм, що подається на акумуляторну батарею, збільшується до 220 Вт / 12 В = 18.3А таким контролером.

Таке збільшення сили струму в амперах забезпечується підсилювачем струму, який є вбудованою частиною кожного контролера заряду MPPT.

У цьому випадку батарея отримує 18.3А х 12В = 220 Вт потужності.

В ідеальному випадку, за відсутності компонентних втрат, вся вироблена сонячною панеллю енергія буде зберігатися в акумуляторній батареї.

Тому, якщо ви хочете мінімізувати втрати потужності з ШІМ-контролером заряду, завжди слід підключати сонячну панель з напругою точки максимальної потужності Vmpp ближче до напруги акумуляторної батареї.

Другий варіант. використання контролера заряду MPPT.

Хоча він є найдорожчим, його висока ефективність окупиться в довгостроковій перспективі.

Розміри контролера заряду

Основне завдання підбору контролера заряду. розрахувати напругу і струм сонячної батареї, і на основі розрахованих значень підібрати відповідну модель.

Однак, перш за все, слід визначити, який тип регулятора сонячного заряду буде оптимальним для вашої системи, щоб не заплатити більше грошей, ніж вам потрібно, і не купити пристрій, який може призвести до зниження продуктивності вашої системи або навіть пошкодити інші компоненти.

При виборі розміру контролера заряду слід враховувати коефіцієнт запасу міцності 1.25 слід використовувати.

За цим фактором максимальна вхідна напруга і струм контролера додатково збільшуються на 25%, щоб контролер міг відповідати деяким спорадичним збільшенням напруги і струму через високу температуру, відбиття світла і т.д.

1) Вибір розміру ШІМ-контролера заряду

При виборі розміру ШІМ-контролера заряду слід дотримуватися кількох основних принципів:

  • Якщо номінальна напруга ШІМ-контролера заряду не дорівнює номінальній напрузі сонячної батареї та акумуляторної батареї, ви втратите частину виробленої сонячної енергії.
  • Регулятор заряду сонячної батареї повинен витримувати максимальний струм сонячної батареї при максимальній температурі навколишнього середовища.
  • Максимальна напруга сонячної батареї повинна бути нижчою за максимальну вхідну постійну напругу контролера. В іншому випадку контролер може бути пошкоджений при найнижчій температурі навколишнього середовища.
  • Напруга постійного струму сонячної батареї завжди повинна бути вищою, ніж мінімальна напруга постійного струму контролера; це правило гарантує, що ШІМ-контролер завжди буде працювати і відстежувати сонячну батарею при найвищій температурі навколишнього середовища.

Якщо сонячна батарея складається лише з паралельно з’єднаних сонячних панелей, то напруга сонячної батареї дорівнює напрузі окремої сонячної панелі, а струм сонячної батареї буде сумою струмів окремої панелі.

При виборі розміру контролера заряду необхідно враховувати основні параметри окремої сонячної панелі:

У нашій книзі “Автономна та мобільна сонячна енергія для всіх: ваш розумний сонячний путівник” ви можете знайти детальну інформацію про вибір розміру ШІМ-контролера як для житлових, так і для мобільних сонячних панелей.

Ви також можете скористатися нашим безкоштовним калькулятором ШІМ-контролера сонячного заряду, щоб вибрати найкращий ШІМ-контролер заряду для вашої системи.

Будь ласка, не забудьте прочитати файл довідки під калькулятором разом із супровідними демонстраційними прикладами.

2) Визначення розміру контролера заряду MPPT

Найпоширеніші контролери заряду мають вихідну напругу 12В, 24В або 48В.

Номінальні значення вхідної напруги і струму зазвичай становлять до 60 В і до 60 А, відповідно.

Однак з контролерами MPPT діапазон вхідної напруги може збільшуватися до 150 В, що дає вам більше свободи для послідовного з’єднання багатьох сонячних панелей, особливо у великих системах сонячних панелей.

Ось кілька простих кроків, як вибрати розмір контролера заряду MPPT для вашої автономної системи:

Vmp_panel на кількість послідовно з’єднаних панелей. Для того, щоб контролер зміг обробити сонячну батарею, Vmp_array має бути в межах діапазону вхідної напруги контролера.

Аналогічно до вищесказаного, ви отримуєте Voc_array шляхом множення напруги холостого ходу сонячної панелі Voc_panel на кількість послідовно з’єднаних панелей.

Слід зазначити, що виробники сонячних панелей пропонують інструменти для визначення розмірів контролерів сонячного заряду. Ці інструменти допоможуть вам вибрати правильний розмір контролера заряду для вашої автономної системи.

Ви можете знайти покрокове керівництво по визначенню розміру контролера заряду MPPT, а також всі необхідні формули в нашій книзі “Повне керівництво з проектування сонячних електростанцій”: Менше теорії, більше практики.

Типові помилки при встановленні контролера заряду

Припустимо, ви знайшли правильний тип і розмір контролера заряду для вашої автономної домашньої або мобільної сонячної електростанції. Ваш наступний крок. підключити його до системи разом з іншими компонентами.

Як відомо, дроти і з’єднання. це жила кожної системи сонячних панелей. Ось кілька загальних правил, яких слід дотримуватися при підключенні контролера заряду:

  • До виходу контролера заряду слід підключати тільки навантаження постійного струму. Навантаження змінного струму слід підключати до виходу інвертора.
  • Деякі прилади, такі як низьковольтні холодильники, повинні підключатися безпосередньо до батареї.
  • У невеликій системі постійного струму з контролером заряду вам не потрібні жодні запобіжники, крім вбудованого в контролер заряду. У великих системах постійного струму необхідно передбачити запобіжник на позитивній клемі акумулятора.
  • Контролер заряду завжди повинен бути встановлений близько до акумулятора, оскільки точне вимірювання напруги акумулятора є важливою частиною функцій контролера заряду. Тому слід уникати навіть найменших перепадів напруги.
  • Звичайний контролер заряду має три клемні з’єднання. для масиву, для батареї та для навантаження постійного струму. Контролер заряду відключає батарею, щоб запобігти її перезарядженню, і відключає навантаження постійного струму, підключене до клеми “Навантаження постійного струму” контролера, щоб запобігти перерозрядженню батареї.
  • Кожен пристрій, підключений безпосередньо до батареї замість клеми “навантаження постійного струму” контролера заряду, робить функцію запобігання перерозряду батареї контролера заряду марною.
  • Інвертор повинен бути безпосередньо підключений до клеми “DC load” контролера заряду.
  • Підключаючи інвертор до клеми “DC навантаження” контролера заряду, перевірте в паспорті контролера заряду, чи достатньо потужності цієї клеми, щоб забезпечити вхідний струм інвертора. В іншому випадку підключіть інвертор більшої потужності безпосередньо до акумуляторної батареї. У такому випадку ви зробите функцію контролера заряду, яка запобігає перерозряду акумулятора, марною.

Дешеві контролери заряду мають слабкострумовий термінал “навантаження постійного струму.

Тому їх єдиною функцією є запобігання перезарядці акумулятора.

До цієї клеми можна підключити лише малопотужну лампу на 12 В або інший малопотужний пристрій постійного струму.

Ця клема вимикається, щоб запобігти перерозряду акумулятора.

У такому разі решту навантажень постійного струму слід підключати безпосередньо до акумулятора, оскільки немає можливості відключити їх від акумулятора в разі перерозрядження.

При підключенні контролера заряду до сонячної електросистеми необхідно дотримуватися суворої послідовності під час підключення та відключення проводів між сонячною панеллю, контролером заряду та акумуляторною батареєю:

Якщо батарея не підключена до контролера заряду, вища напруга сонячної панелі може пошкодити навантаження.

  • Поп MSE, Лачо, Дімі Аврам MSE, 2018, “Позамережева та мобільна сонячна енергія для всіх: ваш розумний сонячний путівник. Digital Publishing Ltd
  • Pop MSE, Лачо, Дімі Аврам MSE, 2015, Повний посібник з проектування сонячних електростанцій: Менше теорії, більше практики. Digital Publishing Ltd
  • Поп MSE, Лачо, Дімі Аврам MSE, 2017, Новий простий і практичний посібник з сонячних компонентів. Digital Publishing Ltd
  • Поп MSE, Лачо, Дімі Аврам MSE, 2016, Топ-40 дорогих помилок, яких припускаються новачки в сонячній енергетиці: Ваш розумний путівник по сонячній енергетиці для дому та бізнесу, Digital Publishing Ltd

Лачо Поп, магістр технічних наук

Лачо Поп, MSE, має ступінь магістра в галузі електроніки та автоматики. Має понад 15 років досвіду в розробці та впровадженні різних складних електронних, сонячних енергетичних і телекомунікаційних систем. Автор та співавтор кількох практичних книг з сонячної енергетики в галузі сонячної енергетики та сонячної фотоелектрики. Всі книги були добре сприйняті громадськістю. Ви можете дізнатися більше про його бестселери про сонячну енергетику на Amazon на сторінці його профілю тут: Лачо Поп, профіль MSE

Про мене

Лачо Поп, магістр інженерних наук

Лачо Поп, MSE, має ступінь магістра в галузі електроніки та автоматики. Він має понад 15 років досвіду в розробці та впровадженні різних складних електронних, сонячних та телекомунікаційних систем. Він є автором та співавтором кількох практичних книг у галузі сонячної енергетики та сонячної фотоелектрики. Всі книги були добре сприйняті громадськістю. Ви можете дізнатися більше про його книги-бестселери про сонячну енергетику на Amazon на сторінці його профілю тут: Профіль Лачо Попа, MSE

Зміст блогу

  • Змішування сонячних панелей. що можна і що не можна
  • Типи сонячних панелей. плюси і мінуси найбільш використовуваних фотоелектричних сонячних панелей
  • Як вибрати найкращі сонячні панелі для вашої сонячної енергетичної системи
  • Чи заощаджують сонячні панелі ваші гроші?
  • Скільки сонячних панелей мені потрібно?
  • Безкоштовні сонячні панелі: У чому підступ
  • З чого зроблені сонячні панелі. як працюють сонячні панелі
  • Де використовуються сонячні панелі
  • Які сонячні панелі найкраще підходять для кемпінгу?
  • Сонячні панелі для будинку на колесах
  • Сонячні панелі для будинку на колесах: Який тип найкращий
  • Найкраща сонячна панель для будинку на колесах
  • Монтаж сонячних панелей на відкритому повітрі
  • Основні рекомендації щодо мобільної сонячної енергетики для автофургонів, караванів, кемперів або човнів
  • Сонячні електростанції для дому або бізнесу
  • Представлені сонячні енергетичні системи: Вичерпний посібник
  • 15 помилок, які можуть зруйнувати ваш проект сонячної електростанції
  • Демістифіковані компоненти сонячних електростанцій
  • Які існують проблеми з сонячною енергією
  • Сонячна енергія
  • Використання сонячної енергії
  • Скільки коштує використання сонячної енергії
  • Енергоефективність та перехід на сонячну енергію
  • Часті запитання про сонячну енергію
  • Чи можуть сонячні панелі живити будинок?
  • Як виконати обстеження сонячної ділянки: Дорогі сонячні помилки, пов’язані з обстеженням сонячного майданчика
  • Підготовка до сонячної енергії. важливі поради перед переходом на сонячну енергію
  • Повний комплект для автономної та мобільної сонячної енергетики: 2 книги в 1
  • Позамережева сонячна енергія для автофургонів та сонячна енергія для всіх
  • Повний посібник з проектування сонячних електростанцій: Менше теорії, більше практики
  • Книга “Правда про сонячні панелі
  • Новий простий і практичний посібник з вибору сонячних компонентів: Ваш особистий сонячний радник
  • Виявлено 40 дорогих поширених помилок у сонячній енергетиці
  • Безкоштовна книга про сонячну енергію демістифікована
  • Безкоштовна електронна книга: Розкрито основи сонячних панелей
  • Безкоштовна електронна книга: 20 найпоширеніших сонячних помилок
  • Вичерпний посібник з контролерів заряду MPPT та PWM в автономних сонячних електростанціях
  • Калькулятор контролера заряду ШІМ
  • Монітори сонячних батарей демістифіковані: Монітор акумулятора для автофургонів та автономних сонячних електростанцій
  • Калькулятор сонячного навантаження для автономних сонячних електростанцій та автофургонів
  • Безкоштовний калькулятор сонячних панелей для позамережевих сонячних систем
  • Безкоштовний калькулятор розміру сонячного кабелю
  • Безкоштовний калькулятор сонячних батарей: Легко і швидко розрахуйте ємність сонячної батареї та кількість батарей, з’єднаних послідовно або паралельно
  • Безкоштовний калькулятор контролера заряду ШІМ
  • Калькулятор вихідної потужності сонячної панелі. оцініть реальну енергію, яку ви можете отримати від своїх сонячних панелей
  • Програмне забезпечення для визначення розмірів сонячних панелей

Розкриття інформації про асоційовані компанії Amazon

solarpanelsvenue.com є учасником Amazon Services LLC Associates Program, партнерської рекламної програми, призначеної для надання сайтам можливості заробляти на рекламі, розміщуючи рекламу та посилання на Amazon.com

Отримайте більше порад та БЕЗКОШТОВНІ посібники про сонячні панелі та сонячну енергію. Підпишіться зараз!

[Безкоштовно] Отримуйте електронний лист, коли ми випускаємо відео та нові версії наших безкоштовних посібників по сонячним панелям

Які існують різні типи контролерів сонячного заряду? ШІМ vs MPPT

контролери, заряд, mppt, чому

MPPT проти PWM | Два основних типи контролерів сонячного заряду. це:

Як показано на графіку нижче, ШІМ-контролери, як правило, менші за розміром і працюють від напруги батареї, тоді як MPPT-контролери використовують новішу технологію для роботи при максимальній напрузі живлення. Це максимізує кількість виробленої енергії, що стає більш важливим в холодних умовах, коли напруга масиву стає все вищою за напругу акумулятора. MPPT-контролери також можуть працювати з набагато вищими напругами і меншими струмами масиву, що може означати меншу кількість паралельно з’єднаних струн і менші розміри проводів, оскільки падіння напруги менше.

ШІМ-контролери повинні використовуватися з масивами, які відповідають напрузі акумулятора, що обмежує можливості використання модулів. Існує багато 60-елементних модулів з максимальною напругою живлення (Vmp) близько 30 В, які можна використовувати з MPPT-контролерами, але вони просто не підходять для PWM-контролерів.

Щоб відповісти на питання: Що краще, PWM або MPPT? За інших рівних умов, MPPT є більш новою технологією, яка збирає більше енергії. Однак переваги ШІМ-контролерів над ШІМ-контролерами мають свою ціну, тому іноді дешевший ШІМ-контролер може бути правильним вибором, особливо в невеликих системах і в теплому кліматі, де посилення ШІМ-контролера не таке значне.

ШІМ проти. Порівняння контролерів сонячного заряду MPPT

ШІМ-контролери MPPT-контролери
Напруга масиву “підтягується” до напруги акумулятора Перетворення надлишкової вхідної напруги в силу струму
Зазвичай працює при напрузі нижче Vmp Працює при Vmp
Підходить для невеликих конфігурацій модулів Підходять для великих конфігурацій модулів, які мають нижчу вартість за ват
Часто обирається для дуже спекотного клімату, який не дає такого значного підвищення MPPT Забезпечують більший заряд, ніж ШІМ, особливо в холодні дні та/або при низькій напрузі акумулятора

Кожен контролер заряду сонячної батареї Morningstar PWM і MPPT перерахований на сторінці серії продуктів Morningstar. Кожен перерахований продукт має гіпертекстове посилання на сторінку продукту, яка містить технічні характеристики, інструкції з експлуатації та іншу корисну інформацію.

Зарядка ШІМ

Традиційні сонячні регулятори з ШІМ (широтно-імпульсною модуляцією) працюють шляхом підключення безпосередньо від сонячної батареї до акумуляторної батареї. Під час повного заряду, коли є безперервне з’єднання масиву з акумуляторною батареєю, вихідна напруга масиву “підтягується” до напруги батареї. Напруга батареї трохи підвищується залежно від сили струму, що видається масивом, а також від розміру та характеристик батареї.

Зарядка MPPT

Контролери Morningstar MPPT оснащені технологією TrakStar, призначеною для швидкого і точного визначення Vmp (максимальної напруги живлення) сонячної батареї. Контролери TrakStar MPPT “сканують” вхідний сигнал від сонячної батареї, щоб визначити напругу, при якій масив виробляє максимальну кількість енергії. Контролер збирає енергію від масиву за цієї напруги Vmp і перетворює її на напругу батареї, збільшуючи зарядний струм у процесі.

Чому варто обирати ШІМ, а не MPPT

Попереднє обговорення ШІМ vs. MPPT може змусити деяких замислитися, чому ШІМ-контролер був обраний на користь MPPT-контролера. Існують випадки, коли ШІМ-контролер може бути кращим вибором, ніж MPPT, і є фактори, які зменшують або зводять нанівець переваги, які може надати MPPT. Найбільш очевидним фактором є вартість. Контролери з ШІМ, як правило, коштують дорожче, ніж їхні аналоги з ШІМ. Приймаючи рішення про вибір контролера, додаткові витрати на ШІМ слід проаналізувати з огляду на наступні фактори:

Зарядні пристрої з низькою потужністю (зокрема, низьким струмом) можуть мати такий самий або навіть кращий збір енергії з ШІМ-контролером. ШІМ-контролери будуть працювати з відносно постійною ефективністю збору врожаю незалежно від розміру системи (за інших рівних умов ефективність буде однаковою при використанні масиву потужністю 30 Вт або масиву потужністю 300 Вт). MPPT-регулятори зазвичай мають помітно знижену ефективність збору заряду (порівняно з їх піковою ефективністю) при використанні в системах з низькою потужністю. Криві ефективності для кожного контролера Morningstar MPPT надруковані у відповідних посібниках і повинні бути переглянуті при прийнятті рішення щодо регулятора. (Інструкції доступні для завантаження на сайті Morningstar).

Найбільша перевага регулятора MPPT спостерігається в холодному кліматі (Vmp вище). І навпаки, в більш жаркому кліматі Vmp зменшується. Зменшення Vmp зменшує вихід заряду при ШІМ порівняно з ШІМ. Середня температура навколишнього середовища на місці встановлення може бути досить високою, щоб звести нанівець будь-які переваги заряджання, які має MPPT над PWM. У такій ситуації використання MPPT не є економічно вигідним. Середня температура на ділянці повинна бути фактором, який слід враховувати при виборі регулятора

Системи, в яких вихідна потужність масиву значно перевищує споживану потужність навантажень системи, вказують на те, що батареї будуть проводити більшу частину свого часу при повному або майже повному заряді. Така система може не отримати вигоду від підвищеної здатності збору енергії регулятором MPPT. Коли батареї системи заповнені, надлишок сонячної енергії залишається невикористаним. Перевага MPPT у збиранні врожаю може бути непотрібною в цій ситуації, особливо якщо автономність не є важливим фактором.

Чому варто обирати MPPT, а не PWM

Збільшення збору енергії:

MPPT-контролери керують напругою масиву вище напруги акумулятора і збільшують збір енергії з сонячних батарей на 5-30% в порівнянні з ШІМ-контролерами, в залежності від кліматичних умов.

Робоча напруга та сила струму масиву регулюється протягом дня контролером MPPT таким чином, щоб вихідна потужність масиву (сила струму X напруга) була максимальною.

Менше обмежень для модулів:

Оскільки контролери MPPT керують масивами при напрузі, що перевищує напругу акумулятора, їх можна використовувати з більш широким спектром сонячних модулів і конфігурацій масивів. Крім того, вони можуть підтримувати системи з меншими розмірами проводів.

Підтримка великих масивів

На відміну від ШІМ-контролерів, MPPT-контролери можуть підтримувати великі масиви, які в іншому випадку перевищують максимальну робочу потужність контролера заряду. Контролер робить це, обмежуючи споживання струму масиву в періоди дня, коли подається висока сонячна енергія (зазвичай в середині дня).

У той час як енергія від масиву обмежується або відбирається в середині дня, великий масив здатний забезпечити більшу потужність на початку і наприкінці дня в порівнянні з меншим масивом, який не є великим.

Завантажте наш технічний документ PWM vs MPPT

Будь ласка, натисніть тут, щоб завантажити технічний документ “Традиційна ШІМ та технологія TrakStar™ MPPT від Morningstar”. Контролери заряду MPPT від Morningstar використовують вдосконалений алгоритм управління TrakStar MPPT для отримання максимальної потужності з точки пікової потужності сонячної батареї. Загальноприйнято вважати, що навіть найпростіший MPPT-регулятор забезпечить додаткові 10-15% зарядної здатності в порівнянні зі стандартним ШІМ-регулятором. Окрім можливості додаткового заряду, є ще кілька важливих відмінностей та переваг між технологіями MPPT та PWM, які описані в цьому документі.

Залишити відповідь