- Опубликовано 20 апреля 2019
Чем MPPT лучше ШИМ и почему последние эффективны только в Узбекистане?
Как правильно рассчитать ток контроллера и почему февраль это "месяц сгоревших контроллеров заряда"? Наш инженер расскажет в новом видео обзоре коротко и по существу, без ссылки на бренды и модели.
Первыми, на рассвете «солнечной энергетики», появились on/off контроллеры предназначенные для контроля перезаряда аккумуляторной батареи, которые представляли собой по сути реле напряжения. Сейчас on/off контроллеры почти не используются, ввиду малой эффективности.Более продвинутые устройства, которые используются и по сей день, это ШИМ/PWM («PWM» - pulse-width modulation) контроллеры. Технология позволяет плавно ограничивать зарядный ток при достижении необходимого уровня напряжения, обеспечивая необходимые этапы заряда:
- объемный,
- постоянный заряд,
- выравнивание.
Плюс в том, что, благодаря минимальному количеству преобразований напряжения, ШИМ устройства имеют высокий КПД. Однако есть и существенная проблема: в солнечную погоду все будет хорошо, напряжения «рабочей точки» солнечного модуля будет вполне достаточно для заряда аккумулятора, например, панель номиналом 12В, как правило, имеет рабочее напряжение порядка 17В. А вот, при слабой освещенности или неправильной ориентации солнечной батареи относительно солнца, напряжение падает и заряд аккумулятора прекращается.
Подобрать ШИМ устройство довольно просто. Так как напряжение фотоэлектрической батареи и аккумулятора заведомо равны, нам нужно лишь оценить зарядный ток. Предположим, для освещения на даче мы подобрали солнечный модуль мощностью 100Вт, напряжение системы 12Вольт:
100Вт/12В= 8,3А зарядный ток, а ближайший номинал контроллера 10А.
Также, при подборе контроллера нужно учитывать следующие нюансы:
- Для солнечных панелей существует температурный коэффициент мощности, который обычно составляет порядка 0,45%/°С. Несложно вычислить, что зимой солнечная панель может стать мощнее на 20% и более. Мощность кремниевой ячейки растёт со снижением температуры окружающей среды.
- Напряжение аккумулятора, если он сильно разряжен, может быть ниже 12Вольт, соответственно, зарядный ток будет выше расчётного значения.
Наиболее совершенной на сегодняшний день является MPPT технология, что расшифровывается «maximum power point tracking» или означает в поисках точки максимальной мощности. Если внимательно посмотреть на вольт-амперные характеристики панели, но существует точка максимальной мощности, постоянным слежением за которой и занимается MPPT контроллер. Заметьте, что МРРТ – это последний технологический прорыв в области разработки устройств заряда аккумуляторов, хоть и случился этот прорыв это в конце 80-х гг.
Вернемся к вольт-амперной характеристике. В зависимости от внешних условий, таких как освещенность и температура, точка максимальной мощности будет непрерывно смещаться, контроллер, в свою очередь, будет менять входные параметры, чтобы получать от фотоэлектрической панели максимум энергии.
Напряжение массива солнечных батарей, подключенных к MPPT контроллеру, обычно в 1,5-2 раза выше напряжения аккумуляторной батареи, благодаря чему заряд не прекращается даже в мало солнечную погоду. Особенно этот эффект полезен в зимой, когда недостаток солнечного света особенно ощущается на напряжении системы.
Подобрать MPPT контроллер не сложно, нужно лишь оценить зарядный ток.
Рассмотрим простой пример: для загородного дома мы подобрали 12 солнечных батарей по 200Ватт. Напряжение системы 48В: 2400Вт/ 48В= 50А, а с запасом 20%, получим 60А. Продолжение..
Кстати все выше приведенные расчёты и примеры верны только в отношении односторонне ориентированных массивов солнечных панелей. Если система, ландшафт крыши или ёмкость аккумуляторов требуют установки солнечных панелей одного массива под разным углом, или с ориентацией на разные стороны света, то для каждого направления/угла требуется свой отдельный контроллер. Почему? Об этом мы расскажем в следующем видео. А если вам не терпится узнать – позвоните нам +7(812) 903-28-88 и получите исчерпывающую консультацию инженера или расчёт вашей солнечной электростанции.