تفاوت شارژ کنترلر PWM و MPPT چیست؟

 
همان طور که در مطالب قبلی گفته شد شارژ کنترلر های PWM و MPPT هر دو نوعی از کنترل شارژر خورشیدی هستند که که برای شارژ باتری ها از منابع انرژی خورشیدی مورد استفاده قرار می گیرند. شارژر کنترلر PWM، ولتاژ خروجی پنل های خورشیدی را با کنترل عرض پالس‌های شارژ به باتری، تنظیم می کند. این نوع شارژ کنترلر خورشیدی برای سیستم های کوچک و کم مصرف مناسب است. شارژ کنترلر MPPT  از یک الگوریتم پیچیده جهت ردیابی نقطه توان بیشینه پنل‌های خورشیدی استفاده می‌کند. این شارژرها می توانند از تمام توان پنل های خورشیدی شما در شرایط مختلف نور و دما استفاده کنند و برای سیستم های بزرگتر و با قدرت بالاتر مناسب تر هستند. به طور خلاصه، تفاوت اصلی این دو نوع شارژر در عملکرد و کارایی آنها در استفاده از انرژی خورشیدی و کنترل قدرت و جریان باتری است. با تک اینورتر در ادامه همراه باشید تا بیشتر با تفاوت شارژ کنترلر PWM و MPPT آشنا شوید.

شارژکنترلر PWM

کنترلر شارژ (Pulse Width Modulation) PWM بسیار ساده است و با قطع ولتاژ پنل در دو سر باتری، ولتاژ متوسط ​​را کاهش می دهد. برای مثال یک پنل با ولتاژ نامی هجده ولت را در نظر بگیرید. برای شارژ صحیح باتری 12 ولتی سرب اسید باید ولتاژی معادل 13.5 تا 14 ولت اعمال شود. برای این کار کنترلر شارژ PWM با سوئیچ به ولتاژ پنل (اتصال و قطع) میانگین ولتاژ باتری را به حدود 13 تا 14 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 کند که در این صورت به طور معمول از پنل بیشتری استفاده می شود. مهم ترین مزایای شارژکنترلر PWM به صورت زیر است:

• قیمت مناسب
• حجم و ابعاد کوچک
• تنوع بیشتر در بازار

شارژکنترلر MPPT

این شارژ کنترلر (Maximum Power Point Tracking) ساختار پیچیده و کامل تری نسبت به نوع PWM دارد. در شارژ کنترلر MPPT توان ورودی و خروجی تقریباً با هم برابر است و فقط شارژ کنترلر درصدی تلفات دارد.  کنترل  شارژ 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 کنترلر شارژ MPPT، جریان خروجی (جریان باتری) بیشتر از جریان ورودی (بار خورشیدی) است. شارژ کنترلرهای MPPT دارای محدودیت ورودی هستند برای اتصال پنل خورشیدی به ورودی باید به حداکثر ولتاژ استرینگ ورودی توجه نمود. مهمترین مزایای شارژ کنترلر MPPT به شرح زیر است:

• راندمان بالای 90 درصد
• قابلیت تطبیق پنل خورشیدی ولتاژ قوی با باتری کم ولتاژ
• سلامت و عمر باتری را افزایش می دهد.
• امکانات بیشتر نسبت به نوع PWM

تفاوت بین شارژ کنترلرهای MPPT و PWM

PWM استفاده از خروجی دیجیتال یک ریزپردازنده برای کنترل مدار آنالوگ است. روش شارژ سه مرحله ای شارژ قوی، شارژ متعادل و شارژ شناور را اتخاذ می کند. یک کنترلر خورشیدی PWM مشکلات شارژ ناکافی باتری و عمر کوتاه باتری را حل می کند، اما پنل های خورشیدی به طور کامل مورد استفاده قرار نمی گیرند.

شارژ کنترلر خورشیدی MPPT به یک کنترلر خورشیدی با عملکرد “ردیابی حداکثر توان نقطه” اشاره دارد. کنترل‌کننده خورشیدی MPPT می‌تواند ولتاژ و جریان پنل خورشیدی را در زمان واقعی تشخیص دهد و به طور مداوم حداکثر توان را ردیابی نماید. به گونه ای که سیستم همیشه باتری را با حداکثر توان، MPPT شارژ کند.

اکثر شارژ کنترلر های موجود در بازار از نوع PWM هستند. اما شارژ کنترلرهای MPPT انتخاب بهتری هستند. آنها ولتاژ پانل ها و باتری های خورشیدی را طوری تنظیم می کنند که بیشترین قدرت را دریافت کنند. مثلا اگر در حال استفاده از شارژ کنترلر PWM هستیم؛ برای یک سیستم که یک پنل 100 وات داشته باشد ما نمی توانیم حداکثر توان را از آن دریافت و باطری ها بدهیم. از آنجایی که می دانیم توان برابر است با جریان ضرب شده در ولتاژ P = V * I، برای گرفتن 100 وات توان از پانل مطابق مشخصات پنل، ولتاژ باید حدود 16.7 و جریان باید حدود 6 آمپر باشه.

ولی کنترل شارژرهای MPPT میزان افت ولتاژ را با زیاد کردن جریان جبران می کنند به این صورت که به جای تحویل دادن جریان 6 آمپر، جریان 7.4 آمپر را تحویل می دهند تا توان خروجی افت پیدا نکند.

شارژ کنترلر PWM یا MPPT؟

همانطور که در بالا ذکر شد، راندمان شارژ کنترلرهای MPPT بیشتر از PWM است، اما این دلیلی برای عدم استفاده از PWM نیست. زیرا عواملی مانند شرایط محل نصب پنل، اندازه سیستم و ظرفیت تولید و قیمت باید در نظر گرفته شود. در کل برای سیستم های کوچک (حدوداً زیر 220 وات ) استفاده از شارژ کنترلرهای PWM مناسب تر است زیرا :

• کنترلرهای شارژ PWM کارایی ثابتی دارند و به اندازه سیستم وابسته نیستند.
• هزینه PWM بسیار کمتر از MPPT است.
• راندمان MPPT در سیستم های کوچک بسیار کمتر از سیستم های بزرگ است.

ویژگی های شارژ کنترلر های MPPT

• ردیابی سریع
• بازده انتقال کامل لود تا 97.4٪
• حفاظت در دمای پایین
• حفاظت الکترونیکی یکپارچه
• طراحی ضد آب
• حفاظت بیش از حد دما
• تنظیم پارامترها از طریق نرم افزار موبایلی یا PC
• حالت های کار چند باره
• و…

ویژگی های شارژکنترلر های PWM

• پشتیبانی از سه آپشن شارژ برای انواع باتری: سیلد اسید، ژل و Flooded
• شارژ PWM هوشمند سه مرحله ای:Bulk , Boost/equalize , Float
• پایانه ها دارای گواهینامه UL و VDE هستند که محصول را ایمن تر و قابل اطمینان تر می کند.
• عملکرد آمار انرژی
• عملکرد جبران دمای باتری
• حفاظت الکترونیکی گسترده
• حالت های کنترل چندگانه
• طراحی USB دوگانه
• و…