MPPT контроллер заряда для солнечных батарей

Начало

Однако мы обошли вниманием MPPT контроллер заряда, который в действительности является самым совершенным из всех существующих типов. MPPT в переводе с английского означает отслеживание точки максимальной мощности. Дело в том, что мощность солнечных батарей указана всегда именно в этой точке. А напряжение в точке максимальной мощности, например для 12-и Вольтовых моделей солнечных батарей обычно равно 17,5 В. При использовании не MPPT контроллера, напряжение на выходе солнечной батареи равно напряжению на заряжаемом аккумуляторе и лежит в пределах 11-14,5В. Соответственно, мощность солнечных батарей используется не полностью и часть мощности теряется. И теряется ее тем больше, чем глубже был разряд аккумулятора.

Вольт-амперная характеристика солнечной батареиПринципиальное отличие контроллера заряда MPPT от всех остальных состоит в том, что он находит и отслеживает точку максимальной мощности солнечной батареи и использует всю доступную мощность путем широтно-импульсного преобразования при всех режимах заряда, а не только при последнем режиме для поддержания предельного напряжения зарядки. Таким образом, использование MPPT контроллера позволяет увеличить количество используемой солнечной энергии от одной и той же батареи на 10-30% в зависимости от глубины разряда аккумулятора.

 

Небольшой конкретный пример для полной ясности:

Имеется солнечная батарея мощностью 100 Вт с напряжением в точке максимальной мощности Ump=17,5 В и током Imp=5,72 А, ток короткого замыкания Isc=6,2 А. Необходимо зарядить аккумулятор, разряженный до 12 В.

При использовании MPPT контроллера:

  • Напряжение на входе равно Uвх=Ump=17,5 В, ток на входе Iвх=Imp=5,72А, мощность на входе Pвх=Uвх*Iвх=17.5*5,72=100 Вт.
  • Напряжение на выходе равно напряжению аккумулятора Uвых=Uаб=12 В, а ток на выходе равен Iвых=Pвх/Uвых=100/12=8,33 А.

Т.е. благодаря преобразованию ток на выходе значительно больше тока солнечной батареи и используется вся её мощность за исключением небольших потерь на преобразование (которые, для простоты не учтены в формулах выше, а в реальности составляют не более 3%).

При использовании прочих моделей:

  • Напряжение на входе равно напряжению на выходе и равно напряжению аккумулятора Uвх=Uвых=Uаб=12 В, ток на входе немного больше Imp, но меньше тока короткого замыкания Isc и примерно равен Iвх=6 А, мощность на входе Pвх=Uвх*Iвх=12*6=72 Вт.
  • Напряжение на выходе равно напряжению аккумулятора Uвых=Uаб=12 В, а ток на выходе равен току на входе Iвых=Iвх=6 А.

Т.е. при использовании не MPPT модели, теряется 28 Вт или 28% мощности солнечной батареи при заряде глубоко разряженного аккумулятора. По мере роста напряжения на аккумуляторе, потери будут уменьшаться, но в любом случае будут более 10%.

Заключение:

Итак, мы рассмотрели все существующие варианты контроллеров заряда и пришли к выводу, что самой совершенной моделью является MPPT. Модели PWM также достойны внимания, но придется мириться с неполным использованием мощности солнечных батарей. Полностью отказаться от контроллера или использовать модели ON/OFF не рекомендуется, т.к. это негативно скажется на сроке службы аккумуляторов.

 

Надеемся, приведенные выше советы помогут Вам сделать выбор контроллера заряда!