MPPT контролер заряду для сонячних батарей

MPPT контролер заряду в дійсності є найдосконалішим з усіх існуючих типів. MPPT в перекладі з англійської означає відстеження точки максимальної потужності. Справа в тому, що потужність сонячних батарей вказана завжди саме в цій точці. А напруга у точці максимальної потужності, наприклад для 12-вольтів моделей сонячних батарей звичайно дорівнює 17,5 Ст. При використанні не MPPT контролера, напруга на виході сонячної батареї дорівнює напрузі на заряжаемом акумуляторі і лежить в межах 11-14,5 Ст. Відповідно, потужність сонячних батарей використовується не повністю і частина потужності втрачається. І втрачається її тим більше, чим глибше був розряд акумулятора.

Принципова відмінність контролера заряду MPPT від всіх інших полягає в тому, що він знаходить і відстежує точку максимальної потужності сонячної батареї і використовує всю доступну потужність шляхом широтно-імпульсного перетворення при всіх режимах заряду, а не тільки при останньому режимі для підтримки граничного напруги зарядки. Таким чином, використання MPPT контролера дозволяє збільшити кількість використовуваної сонячної енергії від однієї і тієї ж батареї на 10-30% в залежності від глибини розряду акумулятора.

Невеликий конкретний приклад для повної ясності:

Є сонячна батарея потужністю 100 Вт з напругою в точці максимальної потужності Ump=17,5 В і струмом Imp=5,72 А, струм короткого замикання Isc=6,2 А. Необхідно зарядити акумулятор розряджений до 12 Ст.

При використанні MPPT контролера:

• Напруга на вході одно Uвх=Ump=17,5, струм на вході Івх=Imp=5,72 А, потужність на вході Рвх=Uвх*Івх=17.5*5,72=100 Вт.
• Напруга на виході дорівнює напрузі акумулятора Uвих=Uаб=12 В, а струм на виході дорівнює Івих=Рвх/Uвих=100/12=8,33 А.

Тобто завдяки перетворенню струм на виході значно більше струму сонячної батареї і використовується вся її потужність за винятком невеликих втрат на перетворення (які, для простоти не враховані у формулах вище, а в реальності складають не більше 3%).

При використанні інших моделей:

• Напруга на вході дорівнює напрузі на виході дорівнює напрузі акумулятора Uвх=Uвих=Uаб=12 В, струм на вході трохи більше Imp, але менше струму короткого замикання Isc і приблизно дорівнює Івх=6 А, потужність на вході Рвх=Uвх*Івх=12*6=72 Вт.
• Напруга на виході дорівнює напрузі акумулятора Uвих=Uаб=12 В, а струм на виході дорівнює струму на вході Івих=Івх=6 А.

Тобто при використанні не MPPT моделі, втрачається 28 Вт або 28% потужності сонячної батареї при заряді глибоко розрядженого акумулятора. У міру зростання напруги на акумуляторі, втрати будуть зменшуватися, але в будь-якому випадку будуть більше 10%.

Висновок:

Отже, ми розглянули всі існуючі варіанти контролерів заряду і прийшли до висновку, що найдосконалішою моделлю є MPPT. Моделі PWM також варті уваги, але доведеться миритися з неповним використанням потужності сонячних батарей. Повністю відмовитися від контролера або використовувати моделі ON/OFF не рекомендується, оскільки це негативно позначиться на терміні служби акумулятора.

Контролери заряду акумуляторів:
https://repiter.mobi/products/kontrollery-zaryada-solnechnoy-paneli-f185388465/

Сонячна та вітрова енергетика:
 https://repiter.mobi/products/zelenaya-energetika-f121650134/