یکی از مهم ترین سوالات افراد تازه وارد به صنعت برق خورشیدی به ویژه نیروگاه خورشیدی آفگرید، تفاوت بین شارژکنترلر PWM و MPPT است. هر دوی این شارژکنترلر ها توسط کمپانی های معتبر تولید کننده تجهیزات خورشیدی تولید می شوند و هر کدام دارای مزایا و معایب خاص خودشون هستند و انتخاب بین آن ها بسیار وابسته به نوع پروژه است. در این نوشته قصد داریم به طور کامل هر کدام از این شارژکنترلرها را معرفی و مزایا و معایب هر کدام را شرح دهیم پس در ادامه با سولارنیرو همراه باشید.
شارژکنترلر پنل خورشیدی
یکی از مهم ترین قطعات مورد استفاده در نیروگاه برق خورشیدی جدا از شبکه یا همان آفگرید، شارژکنترلر است. این قطعه مهم بین پنل خورشیدی و باتری قرار می گیرد و علاوه بر تطبیق ولتاژ پنل با باتری، فرایند شارژ باتری را کنترل می نماید. شارژکنترلر ها دارای چند پارامتر مهم مانند حداکثر جریان شارژ، ولتاژ باتری و حداکثر ولتاژ پنل خورشیدی است که متناسب با هر پروژه مشخص می شود.
پنل خورشیدی معمولا دارای ولتاژ بالاتری نسبت به ولتاژ باتری است و در طول روز متناسب با شدت و جهت تابش نور خورشید، تغییر می کند. اولین وظیفه شارژکنترلر تطبیق این ولتاژ با ولتاژ باتری است. همچنین باتری ها در طول یک دوره شارژ با ولتاژهای مختلف شارژ می شوند. بسته به اینکه شارژکنترلر با چه مکانیسمی ولتاژ پنل خورشیدی را کاهش و با ولتاژ باتری تطبیق می دهد، دو نوع شارژکنترلر PWM و MPPT تعریف می شود که در ادامه به معرفی هر کدام از این دو نوع به صورت جداگانه می پردازیم.
شارژکنترلر PWM
شارژکنترلر PWM بسیار ساده و با قطع وصل کردن ولتاژ پنل در دو سر باتری، متوسط این ولتاژ را کاهش می دهد. به عنوان مثال یک پنل با ولتاژ نامی ۱۸ ولت را در نظر بگیرید. برای اینکه یک باتری ۱۲ ولت اسیدی به درستی شارژ شود، نیاز است تا ولتاژی معادل ۱۳.۵ تا ۱۴ ولت به آن اعمال شود. به همین منظور شارژکنترلر PWM با سوئیچ کردن ولتاژ پنل (قطع و وصل کردن) متوسط ولتاژ باتری را به حوالی ۱۳ تا ۱۴ ولت کاهش می دهد.
این کار باعث می شود بخشی از ولتاژ پنل و به تناسب با آن توان پنل خورشیدی تلف شود و پنل خورشیدی با آهنگ ضعیف تری باتری ها را شارژ نماید که در این صورت به طور معمول از پنل بیشتری استفاده می شود. این کار بسیار ساده بوده و به طور معمول شارژکنترلرهای PWM از قیمت پایین تری برخوردار هستند. از طرفی باید به این نکته بسیار توجه نمود که در شارژکنترلر PWM ولتاژ پنل نزدیک به ولتاژ باتری باشد. به طور مثال باتری های ۱۲ ولت باید با پنل خورشیدی با ولتاژ ۱۷ تا ۱۹ ولت و باتری های ۲۴ ولت باید با پنل خورشیدی با ولتاژ ۲۸ تا ۳۱ ولت شارژ شوند که در صورت استفاده از پنل خورشیدی با ولتاژ بالاتر، بخش قابل توجهی از توان تلف شده و حتی در ولتاژهای بالاتر ممکن است شارژکنترلر آسیب ببیند.
مهم ترین مزایای شارژکنترلر PWM به صورت زیر است:
- قیمت مناسب
- حجم و ابعاد کوچک
- تنوع بیشتر در بازار
شارژکنترلر MPPT
این شارژکنترلر به نسبت نوع PWM دارای ساختار پیچیده تر و کامل تری است. در شارژکنترلر MPPT توان ورودی و خروجی تقریبا با یکدیگر برابر بوده و تنها شارژکنترلر دارای درصدی تلفات است. شارژکنترلرهای MPPT ولتاژ پنل را توسط یک مدار سوئیچینگ کاهنده با ولتاژ باتری تطبیق می دهند و مازاد ولتاژ را تبدیل به جریان می کنند. به طور معمول در شارژکنترلر MPPT جریان خروجی (جریان باتری) از جریان ورودی (جریان پنل خورشیدی) بیشتر است. شارژکنترلرهای MPPT دارای محدودیت ولتاژ ورودی هستند و برای اتصال پنل خورشیدی به ورودی باید به حداکثر ولتاژ استرینگ ورودی توجه نمود.
این نوع شارژکنترلرها معمولا دارای امکانات پیچیده تری هستند و به دلیل ساختار کامل تر از قیمت بالاتری نیز برخوردار هستند. یک شارژکنترلر MPPT تلاش می کنند حداکثر توان پنل را به باتری منتقل کند و به همین دلیل به آن دنبال کننده نقطه حداکثر توان (Maximum Power Point Tracer) گفته می شود.
مهم تریم مزایای شارژکنترلر MPPT به صورت زیر است:
- راندمان بالا بیش از ۹۰ درصد
- امکان تطبیق پنل خورشیدی ولتاژ بالا با باتری ولتاژ پایین
- امکانات بیشتر نسبت به نوع PWM
- افزایش سلامت و طول عمر باتری ها
شارژکنترلر PWM در مقابل MPPT – کدام مناسب من است؟
همانطور که در این نوشته گفته شد، هر کدام از دو شارژکنترلر مورد نظر دارای مزایا و معایب مشخص است که می توان به راحتی و بر اساس نوع پروژه یکی از این دو را انتخاب نمود اما به طول کلی در پروژه های کوچک مانند روشنایی، تجهیزات رادیویی کم مصرف و از این دست مصرف کننده ها به طور معمول از شارژکنترلرهای PWM استفاده می شود اما در پروژه های بزرگ تر که مانند تامین برق خانگی، ویلایی، تجهیزات مخابراتی پر مصرف و همچنین الکتروموتور ها توصیه می شود از شارژکنترلر MPPT استفاده شود.
از طرفی گاهی اوقات به دلیل محدودیت ها نیاز است از پنل توان بالا در کنار باتری با ولتاژ پایین تر استفاده نمود. در این حالت ولتاژ پنل نسبت به باتری بسیار بالا بوده و تنها با شارژکنترلر MPPT می توان این تطبیق ولتاژ را انجام داد.
انتخاب بین این دو نوع شارژکنترلر برخی موارد پیچیده است که می توان بر اساس تجربه این انتخاب را به بهترین شکل انجام دهیم. در صورت نیاز به مشاوره در مورد تهیه شارژکنترلر و انتخاب بین دو نوع PWM و MPPT می توانید با کارشناسان ما در سولارنیرو در تماس باشید. همچنین می تونید سوالات خودتون رو برای ما در قسمت نظرات ثبت نمایید تا کارشناسان ما در سریع ترین زمان ممکن به شما پاسخ دهند.
