کدام نوع کنترلر خورشیدی برای سیستم شما مناسب تر است ؟ PWM یا MPPT ؟

نوشته شده توسط مجتبی رفیعی |

در این مقاله اطلاعاتی در اختیار شما قرار می دهیم تا از طریق آن بتوانید ضمن درک کامل تفاوت های کنترلر شارژ MPPT و PWM ،  کنترلر خورشیدی مناسب سیستم فتوولتائیک خود را انتخاب کنید. کنترلر شارژ تقریبا برای تمامی سیستم های فتولتائیکی که از باتری استفاده می کنند مورد نیاز است. وظیفه یک کنترلر شارژ این است تا توان دریافتی از طرف پنل های فتوولتائیک را رگوله کرده و به باتری ارسال کند. شارژ بیش از حد باتری ها می تواند آثار سو بر عملکرد آنها داشته باشد و عمر مفید آنها را به شدت کاهش دهد.  

ساده ترین نوع کنترلر ولتاژ باتری ها را مانیتور کرده و در زمان رسیدن شارژ به حد بالا ، مدارهای تغذیه را باز کرده و عمل شارژ را متوقف می کند. کنترلر های قدیمی تر از یک مکانیسم مکانیکی استفاده کرده و با استفاده از یک رله برای باز یا بستن مدار شارژ استفاده می کنند. اما کنترلر های پیشرفته تر از مدولاسیون عرض پالس (Pulse with modulation) برای کم کردن شدت توان اعمالی به باتری ها در زمانیکه به حد بالای شارژ خود می رسند استفاده می کنند. بنابراین در این مکانیسم به جای قطع و وصل منبع از باتری با کاهش توان شارژ میزان شارژ باتری کنترل می شود. این امر ضمن کاهش استرس با باتری ها ، عمر مفید آنها را در مقایسه با روش های قدیمی تر افزایش می دهد. این کنترلر ها حتی قادرند باتری را به صورت دایم در حالت شارژ کامل نگهدارند. PWM بسیار پیچیده بوده دارای هیچ گونه اتصالات یا کلیدهای مکانیکی برای قطع مدار نمی باشد.

اما نسخه جدیدتر و البته مدرنتر کنترلر شارژ MPPT نامیده می شود. کنترلر های  MPPT اساسا قادرند تا ولتاژ اضافه را به آمپر تبدیل کنند. این خاصیت مزایای متعددی را برای سیستم ایجاد می کند. بیشتر سیستم های فتوولتائیک از باتری های ۱۲ ولتی مانند آنچه که در خودروهای خود مشاهده می کنیم استفاده می کنند. پنل های خورشیدی می توانند ولتاژ به مراتب بالاتر از این مقدار را به باتری ها تحویل دهند. بنابراین تبدیل این مقدار ولتاژ اضافه به جریان باعث می شود ولتاژ شارژ در یک مقدار بهینه باقی مانده در حالیکه به دلیل افزایش مقدار جریان ، زمان مورد نیاز برای شارژ باتری کاهش می یابد. همین امر باعث می شود تا سیستم سولار شما زمان بیشتری در دسترس شما در دادشته باشد.

دیگر موضوعی که در صورت استفاده از کنترلر MPPT بهبود می یابد تلفات توان است. ولتاژ پایین تر پنل ها به سمت باتری به خودی خود باعث افزایش جریان و در نتیجه افزایش تلفات سیسم کشی می گردد. در صورت استفاده از یک کنترلر PWM در یک سیستم فتوولتائیک با باتری ۱۲ ولت ، ولتاژ باتری از طرف پنل حداکثر در مقدار ۱۸ ولتا قابل تنظیم است. در حالیکه در صورت استفاده از کنترلر MPPT ، شما مجاز به استفاده از مقادیر بالاتری از ولتاژ خواهید بود و در نتیجه همین امر باعث کاهش قابل توجه تلفات ( به دلیل تناسب تلفات با مجذور جریان ) و همچنین کاهش سطح مقطع سیم کشی DC خواهد شد. در زمان استفاده از سیستم فتوولتائیک با پنل هایی دارای ولتاژ بالاتر از ۳۵ ولت با باتری ۱۲ ولت ، تنها گزینه کنترلر قابل استفاده MPPT است.

عملکرد دیگر  یک کنترلر پیشرفته جلوگیری از برگشت جریان به سمت پنل ها می باشد. در واقع وقتی که پنل های خورشیدی در حال تولید توان نمی باشند ( عمدتا در شب ) ، انرژی می تواند از طرف باتری ها به سمت پنل ها جاری شود و ضمن تخلیه باتری ها باعث آسیب به پنل ها شود. در طول روز انرژی زیادی صرف شده است تا باتری ها برای مصرف شبانه شارژ شوند بنابراین نمی خواهید که انرژی ذخیره شده تلف شود. کنترلر قادر است زمانیکه که هیچ انرژی از سمت پنل ها نمی آید را تشخیص داده و مدار تغذیه را باز کرده و پنل های خورشیدی را از باتری ها جدا کند.

در زمان ارزیابی این موضوع که کدام کنترلر برای سیستم شما مناسب است ، نیاز دارید تا درباره کاربردها و قابلیت های آنها آگاه باشید. اما این موضوع هم سودمند خواهد بود تا یک مقایسه اجمالی از این دو نوع کنترلر را داشته باشیم. برای همین منظور و برای درک صحیح تر ، مقایسه بین کنترلر های MPPTو PWM در تصویر ذیل ارائه شده است:

 
دسته بندی ها : مطالب کاربردی

مجتبی رفیعی

مجتبی رفیعی

کارشناس ارشد مهندسی برق . مشاور و طراح نیروگاه های خورشیدی و بهینه سازی مصرف انرژِی

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

error: محتوا در برابر کپی محافظت شده است