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Contrôleur de charge solaire: PWM vs. MPPT

Il existe deux méthodes pour charger un contrôleur de charge solaire à partir d’un panneau / panneau solaire: PWM et MPPT. Ces technologies sont principalement utilisées dans l’industrie solaire hors ligne, et les deux sont de bonnes options pour charger efficacement la batterie. Lorsque PWM et MPPT sont différents, il ne sera pas discuté qui est meilleur que l’autre.
Ce qui doit être déterminé lors du choix entre PWM et MPPT est le type qui fonctionnera le mieux dans la conception de votre système.

Pour comprendre la différence entre les deux, regardez la courbe de puissance habituelle du panneau PV (figure 1). Ceci est important car il montre la production prévue d’électricité basée sur la tension et le courant combinés générés par le panneau PV. Le rapport courant-tension idéal pour produire la puissance la plus élevée est le point de puissance maximale, également appelé MPPT. Cela varie en fonction de l’état du rayonnement pendant la journée.

Régulateur de charge solaire - Régulateur de charge solaire: PWM Vs. MPPT

Figure 1: Courbe de puissance du panneau PV

Contrôleurs de charge PWM

PWM signifie Pulse-Width Modulation. Cela entre en jeu lorsque le pot de pâte est plein. Pendant qu’il se charge, le contrôleur de charge solaire est libéré dans le même courant que le panneau PV peut générer pour atteindre la tension cible pour la phase de charge du contrôleur. Lorsque la batterie atteint sa tension cible, le contrôleur bascule ensuite entre les batteries dans une série de panneaux. La batterie sera alors déconnectée, ce qui régule la tension de la batterie et la rend constante. Cette méthode de transition rapide est appelée PWM et ainsi de suite cela garantit que votre batterie est chargée tout en empêchant le processus de surcharge.

Le contrôleur PWM fonctionne généralement légèrement au-dessus du point de puissance maximale. La figure 3 montre la plage de fonctionnement des contrôleurs PWM.

Contrôleur de charge PWM IMG - Contrôleur de charge solaire: PWM vs. MPPT

Figure 2: Contrôleur de charge PWM

Courbe de puissance pour carte PPV avec plages de charge pour les contrôleurs PWM - Contrôleur de charge solaire: PWM vs. MPPT

figure 3: Courbe de puissance pour carte PPV

Contrôleurs de charge MPPT

La surveillance MPPT ou puissance maximale fournit une connexion indirecte entre le groupe de batteries et le générateur photovoltaïque. Cette connexion indirecte comprend un convertisseur de tension DC / DC qui prend la tension supplémentaire PV et la convertit en courant supplémentaire à une tension inférieure sans nécessairement perdre de puissance.

Contrôleur de charge MPPT: PWM vs. MPPT

Figure 4: Contrôleur de charge MPPT

Courbe du panneau d'alimentation pour panneau PV avec plages de charge pour les contrôleurs PWM - Contrôleur de charge solaire: PWM vs. MPPT

Figure 5: Courbe de puissance pour panneau PV avec plages de charge pour les contrôleurs PWM

Les contrôleurs MPPT peuvent supprimer cela en raison de l’algorithme adaptatif qui surveille les champs PV MPPT, qui ajuste ensuite la tension d’entrée pour maintenir le niveau de puissance le plus efficace pour le système existant.

Sélectionnez le contrôleur approprié

Lorsque vous choisissez le bon contrôleur pour vous, vous devez prendre en compte plusieurs facteurs. Ceux-ci incluent les conditions du site, la taille de la baie et de la charge, les composants du système et le coût de votre système d’énergie solaire.

– Conditions de température

Pour des conditions plus froides, un contrôleur MPPT serait un choix plus intelligent pour vous. En effet, à mesure que la température de fonctionnement du module solaire diminue, la Vmp augmente. Vous pouvez utiliser le contrôleur MPPT pour enregistrer l’excès de tension du module solaire pour charger les batteries. Cela rend le contrôleur MPPT 20-25% plus efficace que le contrôleur PWM dans des conditions plus froides.

Conditions de température 2 - Régulateur de charge solaire: PWM vs. MPPT

Le contrôleur PWM, d’autre part, ne serait pas en mesure de capturer une tension excessive car la batterie est chargée à la même tension que la technologie de modulation de largeur d’impulsion. Cependant, lorsque ces panneaux sont placés dans des endroits avec des températures plus chaudes, leur Vmp diminuera et l’alimentation de pointe fonctionnera à une tension plus proche de celle de la batterie 12V. Puisqu’il n’y a pas de tension de transmission excessive dans ce cas, l’utilité du MPPT deviendra inutile. Cela annule l’avantage que MPPT a sur PWM.

– Rapport chaîne / charge

Si le générateur solaire est plus élevé par rapport à la consommation d’énergie des batteries par charge, il est probable que les batteries resteront proches de la phase de charge complète. Dans ce cas, le contrôleur PWM pourrait maintenir efficacement le système sans frais supplémentaires pour le contrôleur MPPT.

Rapport de charge IMG - Contrôleur de charge solaire: PWM vs. MPPT

– Taille du système

Les contrôleurs PWM sont mieux adaptés aux systèmes basse consommation pour trois raisons. Tout d’abord, le contrôleur PWM fonctionne avec une efficacité de récolte constante, quelle que soit la taille du champ. Deuxièmement, le contrôleur MPPT est moins efficace dans les applications à faible puissance. Enfin, PWM est moins cher que les contrôleurs MPPT, ce qui en fait un choix plus économique pour les clients.

System SizeIMG - Contrôleur de charge solaire: PWM vs. MPPT

– Type de module solaire

Les modules solaires indépendants hors ligne sont généralement 36 modules de cellules compatibles avec les technologies PWM et MPPT. Les autres modules solaires qui se connectent au réseau aujourd’hui ne sont pas des modules à 36 cellules, ce qui les rend incompatibles avec les systèmes d’alimentation hors ligne. Un exemple de ceci serait un panneau de 60 cellules de 250 W. Il est trop bas pour charger une batterie 24 Vold et trop haut pour charger une batterie 12 Volts. Avec la technologie MPPT, vous pouvez surveiller le MPPT de ces modules de connexion réseau moins chers lors du chargement de la batterie. Le contrôleur PWM n’a pas cette fonction.

Module solaire type IMG - Régulateur de charge solaire: PWM vs. MPPT

– Coût

Les contrôleurs MPPT sont plus chers que les contrôleurs PWM. cependant, l’avantage d’utiliser MPPT est qu’il est plus efficace dans certaines conditions. Si vous souhaitez acheter MPPT, il serait préférable de vérifier d’abord si une fonction MPPT spécialisée peut être appliquée aux conditions de site données. Si vous constatez que les fonctions MPPT ne sont pas applicables sur le site Web sélectionné, il serait plus économique de choisir un contrôleur PWM.

Coût - Régulateur de charge solaire: PWM contre MPPT

En conclusion, Avant de choisir un contrôleur pour vous, il serait préférable de vérifier le site, ses conditions, les fonctionnalités dont vous avez besoin et le budget de la technologie.. Pour faciliter le choix du type de contrôleur de charge dont vous aurez besoin, voici un résumé de la comparaison entre un contrôleur de charge PWM et un contrôleur de charge MPPT. Assurez-vous de prendre en compte les facteurs présentés ci-dessus avant d’acheter votre régulateur de charge!

Régulateur de charge solaire PWM

Contrôleur de charge solaire MPPT

Réseau de tension

La tension photovoltaïque et la batterie doivent correspondre

La tension du champ PV peut être supérieure à la tension de la batterie

Voltage de batterie

Il fonctionne sur la tension de la batterie, donc il se comporte bien à des températures chaudes et lorsque la batterie est presque pleine

Il fonctionne au-dessus de la tension de la batterie, il peut donc « augmenter » par temps froid et lorsque la batterie est vide.

Taille du système

Il est généralement recommandé pour une utilisation dans des systèmes plus petits où les avantages du MPPT sont minimes

≈ 150W – 200W ou plus pour profiter du MPPT

Off-Grid ou Grid-Tie

Assurez-vous d’utiliser des modules PV hors réseau qui ont généralement des Vmp mp 17 à 18 Volts pour chaque tension de batterie nominale de 12V

Permet l’utilisation de modules de raccordement PV à moindre coût qui aident à réduire le coût global du système PV

Méthode de dimensionnement sur le terrain

Magnitudes PV en ampères (basées sur le courant produit lorsque le générateur photovoltaïque fonctionne sur la tension de la batterie)

Taille de l’armature PV en watts (basée sur la charge maximale du contrôleur x la tension de la batterie)