جزئیات وبلاگ

به عنوان یک تولید کننده که بیش از ده سال در صنعت روشنایی LED فعالیت دارد، می‌دانیم که یک سیستم روشنایی فضای باز پایدار و کارآمد (مانند چراغ‌های خیابانی خورشیدی، چراغ‌های باغی و غیره) نه تنها به خود منبع نور بستگی دارد، بلکه "مغز" آن - کنترل‌کننده خورشیدی - حتی مهم‌تر است. در سال‌های متمادی تمرین پروژه و توسعه محصول، یکی از سوالات متداولی که مشتریان می‌پرسند این است:کدام یک از کنترل‌کننده‌های MPPT یا PWM، صرفه‌جویی در مصرف انرژی و کارآمدتر هستند؟

امروز، ما یک تجزیه و تحلیل مقایسه‌ای عمیق از این دو از منظر اصلی راندمان انرژی انجام خواهیم داد.

اصل اساسی: فلسفه‌های عملیاتی کاملاً متفاوت

برای درک تفاوت در راندمان انرژی، ابتدا باید نحوه عملکرد آنها را درک کنیم.

کنترل‌کننده PWM (مدولاسیون عرض پالس):این را می‌توان به عنوان یک "سوئیچ هوشمند." در نظر گرفت.

نحوه عملکرد: این حالت شارژ را با روشن و خاموش کردن سریع مدار بین باتری و پنل خورشیدی تنظیم می‌کند. هنگامی که باتری تقریباً به طور کامل شارژ شد، جریان شارژ را با تنظیم عرض پالس (یعنی چرخه وظیفه) کاهش می‌دهد و در نتیجه "شارژ قطره‌ای" را اجرا می‌کند.

نکته کلیدی: در طول فرآیند شارژ، کنترل‌کننده PWM اساساً ولتاژ عملیاتی پنل خورشیدی را تقریباً به ولتاژ فعلی باتری کاهش می‌دهد. به عنوان مثال، اگر یک پنل خورشیدی 18 ولتی در حال شارژ یک باتری 12 ولتی باشد، کنترل‌کننده PWM ولتاژ عملیاتی پنل را تقریباً به 13 ولت تا 14 ولت مجبور می‌کند و از عملکرد آن در نقطه حداکثر توان جلوگیری می‌کند.

کنترل‌کننده MPPT (ردیابی نقطه حداکثر توان):این باید به عنوان یک "متخصص تبدیل و بهینه‌سازی توان هوشمند" در نظر گرفته شود.

نحوه عملکرد: این از یک الگوریتم داخلی پیچیده برای نظارت بر ولتاژ و جریان پنل خورشیدی در زمان واقعی و ترسیم یک منحنی IV استفاده می‌کند و با دقت نقطه حداکثر توان خروجی (Vmp) پنل را شناسایی و حفظ می‌کند.

نکته کلیدی: کنترل‌کننده MPPT به طور موثر ولتاژهای بالاتر تولید شده توسط پنل‌های خورشیدی (مانند 18 ولت، 36 ولت و حتی بالاتر) را به DC-DC تبدیل می‌کند و باتری را با جریان و ولتاژ بهینه شارژ می‌کند. این به طور موثر تمام پتانسیل موجود در پنل خورشیدی را استخراج می‌کند.

چرا MPPT کارآمدتر است؟ — یک تجزیه و تحلیل عمیق

1. غلبه بر تلفات عدم تطابق ولتاژ: این علت اصلی تفاوت‌های راندمان است. ولتاژ توان اوج (Vmp) یک پنل خورشیدی با افزایش دما کاهش می‌یابد. در روزهای گرم تابستان، دمای سطح پنل می‌تواند به 60-70 درجه سانتی‌گراد برسد و Vmp را به طور قابل توجهی کاهش دهد. یک کنترل‌کننده PWM نمی‌تواند این نوسان را در خود جای دهد، در حالی که یک کنترل‌کننده MPPT به طور مداوم این Vmp متغیر را ردیابی می‌کند و تحویل حداکثر توان را در همه شرایط تضمین می‌کند.

2. پشتیبانی از پنل‌های خورشیدی با ولتاژ بالاتر: یک کنترل‌کننده MPPT امکان استفاده از پنل‌های خورشیدی با ولتاژ خروجی بسیار بالاتر از ولتاژ باتری را فراهم می‌کند (به عنوان مثال، استفاده از یک پنل 36 ولتی یا 72 ولتی برای شارژ یک باتری 12 ولتی یا 24 ولتی). این مزایای زیر را ارائه می‌دهد:

*کاهش تلفات خط: با توجه به P=I²R، هنگام انتقال توان یکسان، ولتاژهای بالاتر و جریان‌های کمتر منجر به کاهش تلفات انرژی در خط می‌شود. این امر به ویژه در تاسیساتی که پنل‌های خورشیدی از کنترل‌کننده دور هستند، مهم است.

*افزایش انعطاف‌پذیری سیستم: پنل‌های خورشیدی را می‌توان به صورت سری متصل کرد و هزینه‌های سیم‌کشی و پیچیدگی را کاهش داد.

خلاصه و توصیه‌های انتخاب

پس از بیش از یک دهه اعتبار سنجی بازار، می‌توانیم به نتایج زیر برسیم:

کنترل‌کننده PWM:

مزایا: ساختار ساده، هزینه کم و قابلیت اطمینان بالا.

سناریوهای قابل اجرا: سیستم‌های کوچک و حساس به هزینه؛ شرایط روشنایی پایدار و خوب؛ برنامه‌های کم‌مصرف که در آن ولتاژ نامی پنل خورشیدی با ولتاژ باتری مطابقت دارد (به عنوان مثال، یک پنل 12 ولتی برای یک باتری 12 ولتی).

کنترل‌کننده MPPT:

مزایا: راندمان انرژی بسیار بالا، به ویژه در شرایط غیر ایده‌آل (دمای پایین و بالا، سطوح نور کم)؛ انعطاف‌پذیری بیشتر در طراحی سیستم، که امکان استفاده از پنل‌های خورشیدی با ولتاژ بالا را فراهم می‌کند.

سناریوهای قابل اجرا: سیستم‌های متوسط ​​تا بزرگ با الزامات عملکرد و قابلیت اطمینان بالا؛ مناطقی با شرایط روشنایی پیچیده و تغییرات دمایی زیاد؛ تاسیساتی با فواصل طولانی بین پنل‌های خورشیدی و باتری‌ها؛ و هر سناریویی که در آن حداکثر استفاده از انرژی خورشیدی مورد نظر است.

به عنوان یک تولید کننده، توصیه ما این است:

اگر به دنبال بهترین نسبت قیمت به عملکرد هستید و برنامه شما ساده است، یک کنترل‌کننده PWM یک انتخاب اقتصادی است. با این حال، برای اکثر پروژه‌های روشنایی خورشیدی تجاری، شهری و مسکونی که نیاز به عملکرد بالایی دارند، سرمایه‌گذاری اولیه اضافی یک کنترل‌کننده MPPT به سرعت در کوتاه‌مدت از طریق راندمان انرژی بالاتر، سرعت شارژ سریع‌تر و عملکرد سیستم پایدارتر، خود را جبران می‌کند. در درازمدت، بازده سرمایه‌گذاری بهتری و روشنایی قابل اطمینان‌تری را ارائه می‌دهد.

امیدواریم این تجزیه و تحلیل فنی مختصر به شما کمک کند تا انتخاب آگاهانه‌تری داشته باشید. ما متعهد هستیم که پیشرفته‌ترین و کارآمدترین فناوری‌ها را در محصولات خود ادغام کنیم تا حداکثر ارزش را برای مشتریان خود ایجاد کنیم.

نویسنده: لیندا چن

تصویر از اینترنت گرفته شده است