MPPT&PWM Sterownik solarny

1. Czym jest sterownik fotowoltaiczny i jaka jest jego rola?

W warunkach oświetlenia słoneczne lampy uliczne przekształcają energię słoneczną w energię elektryczną za pomocą paneli słonecznych i przechowują ją w akumulatorze;W razie potrzeby energia baterii jest zamieniana na energię świetlną, aby rozświetlić noc, a aby to wszystko osiągnąć, potrzebna jest również niewielka, ale ważna konfiguracja, czyli sterownik fotowoltaiczny.

Pełna nazwa kontrolera słonecznego to fotowoltaiczny kontroler ładowania i rozładowania, który jest automatycznym urządzeniem sterującym do sterowania układem ogniw słonecznych w celu ładowania akumulatora i akumulatora do zasilania obciążenia falownika słonecznego w systemie wytwarzania energii fotowoltaicznej.

Może ustawić warunki kontrolne zgodnie z charakterystyką ładowania i rozładowania akumulatora, kontrolować moc wyjściową elementów ogniwa słonecznego i akumulatora do obciążenia, stabilizować stan pracy elektrowni i chronić akumulator, co może zapobiec akumulator przed przeładowaniem, zabezpieczenie przed odwrotnym podłączeniem oraz funkcje przeciwzwarciowe.

2. Jakie są kategorie popularnych sterowników fotowoltaicznych?

Kontrolery ładowania fotowoltaicznego można zasadniczo podzielić na pięć typów: bocznikowy kontroler fotowoltaiczny, szeregowy kontroler fotowoltaiczny, kontroler fotowoltaiczny z modulacją szerokości impulsu (PWM), inteligentny kontroler fotowoltaiczny i kontroler fotowoltaiczny śledzący maksymalną moc (MPPT).Powszechnie stosowane są PWM i MPPT.

3. Co to jest PWM i MPPT?

PWM i MPPT to dwa różne kontrolery trybu ładowania do ładowania słonecznego, które mogą służyć do ładowania akumulatora prądem generowanym przez moduł solarny.Obie technologie są szeroko stosowane w systemach fotowoltaicznych poza siecią i obie dobrze sprawdzają się w wydajnym ładowaniu akumulatorów.Wybór kontrolera PWM lub MPPT nie opiera się wyłącznie na tym, która metoda ładowania jest „lepsza”, ale raczej na tym, który typ kontrolera najlepiej działa w twoim systemie.

PWM: modulacja szerokości impulsu (PWM)

Modulacja szerokości impulsu (PWM) odnosi się do wyjścia cyfrowego mikroprocesora do sterowania obwodem analogowym, co jest metodą cyfrowego kodowania poziomu sygnału analogowego.Dzięki cyfrowemu sterowaniu obwodami analogowymi można znacznie obniżyć koszty i zużycie energii przez system.Wiele mikrokontrolerów zawiera kontrolery PWM.

Wczesny kontroler jest ogólnie taki, struktura elektryczna jest stosunkowo prosta, składa się z głównego wyłącznika zasilania, kondensatora, napędu i obwodu zabezpieczającego, w rzeczywistości równoważnego przełącznikowi, komponent i bateria są ze sobą połączone, napięcie element zostanie ściągnięty w dół, aby zbliżyć się do napięcia akumulatora.Ten kontroler przyjmuje trzy etapy ładowania, a mianowicie silne ładowanie, zrównoważone ładowanie i ładowanie zmienne.

① Silne ładowanie: zwane również ładowaniem bezpośrednim, czyli szybkim ładowaniem, gdy napięcie akumulatora jest niskie, akumulator jest ładowany wysokim prądem i stosunkowo wysokim napięciem.

Zrównoważone ładowanie: Po zakończeniu silnego ładowania akumulator będzie stał przez pewien czas, aż napięcie naturalnie spadnie do określonej wartości, przejdzie w stan zrównoważonego naładowania, dzięki czemu napięcie końcowe akumulatora będzie jednolite i spójne.

③ Po zakończeniu zrównoważonego ładowania akumulator będzie nadal stał przez pewien czas, więc jego napięcie końcowe naturalnie spadnie, gdy spadnie do punktu „napięcia konserwacyjnego”, przejdzie w stan ładowania zmiennego, PWM ( modulacja szerokości impulsu) metoda ładowania, podobna do „ładowania podtrzymującego”, napięcie akumulatora jest niskie na ładowaniu, jedno pasmo, aby uniknąć wzrostu temperatury akumulatora, po dostosowaniu szerokości impulsu w celu zmniejszenia prądu ładowania akumulatora, tak aby akumulator życie jest dłuższe.

Kontroler tego trybu ładowania może rozwiązać problem niedostatecznego naładowania akumulatora i zapewnić żywotność akumulatora.Należy jednak zauważyć, że na wydajność ładowania kontrolera PWM będzie miała wpływ temperatura, a wydajność ładowania jest najlepsza, gdy temperatura ogniwa słonecznego wynosi około 45 ~ 75 ° C.

MPPT: Śledzenie maksymalnego punktu mocy (MPPT)

Aby zrozumieć różnicę między ładowaniem PWM i MPPT, przyjrzyjmy się najpierw krzywej mocy paneli fotowoltaicznych.Krzywa mocy jest ważna, ponieważ pokazuje oczekiwaną moc generowaną przez panel fotowoltaiczny.Napięcie („V”) i prąd („I”) generowane przez panel fotowoltaiczny.Napięcie, które generuje największą moc, nazywane jest „punktem maksymalnej mocy”.MPPT będzie dynamicznie śledzić zmiany w ciągu dnia, w zależności od warunków oświetleniowych.P=U*I (P to moc generowana przez panele fotowoltaiczne)

Krzywa mocy panelu fotowoltaicznego

Ten kontroler jest bardziej złożony, koszt jest też trochę wyższy, cena jest zwykle kilka lub nawet kilkadziesiąt razy większa od kontrolera PWM, może regulować napięcie wejściowe, dzięki czemu może uzyskać maksymalną energię z panelu słonecznego.

①Ładowanie ograniczające prąd MPPT: gdy napięcie na zaciskach akumulatora jest bardzo małe, metoda ładowania MPPT służy do pompowania mocy wyjściowej panelu słonecznego do końca akumulatora, gdy natężenie światła jest silne, moc wyjściowa panelu słonecznego jest zwiększona , prąd ładowania osiąga próg, a ładowanie MPPT zostaje zakończone i przeniesione do ładowania prądem stałym;Gdy intensywność światła jest słaba, zostanie przeniesiona do trybu ładowania MPPT.

2 Równe ładowanie stałego napięcia: akumulator w trybie ładowania MPPT i wolny tryb ładowania prądem stałym, współpracują ze sobą, aby napięcie akumulatora osiągnęło napięcie nasycenia, wchodzi w fazę równego ładowania stałego napięcia, a prąd ładowania akumulatora stopniowo spada do 0,01C, ten etap ładowania kończy się i wchodzi w fazę ładowania zmiennego.

(3) Ładowanie płynne o stałym napięciu: aby unosić akumulator przy napięciu nieco niższym niż ładowanie o stałym napięciu, ten etap służy głównie do uzupełnienia energii kinetycznej zużywanej przez samorozładowanie akumulatora.

4. Porównanie PWM i MPPT

Porównanie między nimi jest po prostu wykonane w tabeli

W porównaniu z kontrolerem PWM, kontroler MPPT ma funkcję śledzenia maksymalnej mocy, zanim bateria nie osiągnie stanu nasycenia, podczas okresu ładowania, aby upewnić się, że panel słoneczny jest zawsze na maksymalnej mocy wyjściowej, nie będzie to miało wpływu na temperatura, od wydajności ładowania, jest oczywiście wyższa niż PWM.Ponadto kontroler PWM może być używany tylko z odpowiednim napięciem, na przykład panel systemu 12 V może być używany tylko z kontrolerem 12 V i baterią, odpowiedni dla niektórych małych systemów off-grid poniżej 2 kW, prosta konstrukcja, wygodne połączenie użytkownika i stosunkowo niska cena.

A kontroler MPPT wykorzystuje większą przestrzeń, w normalnych warunkach można użyć napięcia panelu słonecznego między 12 V ~ 170 V, regulowane napięcie akumulatora 12 ~ 96 V, możliwość zastosowania jest silniejsza, odpowiednia dla dużych systemów off-grid o mocy ponad 2 kW, wysoka wydajność, konfiguracja komponentów jest bardziej elastyczna.