Bộ điều khiển năng lượng mặt trời MPPT&PWM

1. Bộ điều khiển quang điện là gì và vai trò của bộ điều khiển quang điện là gì?

Trong điều kiện chiếu sáng, đèn đường năng lượng mặt trời chuyển đổi năng lượng mặt trời thành điện năng thông qua các tấm pin mặt trời và lưu trữ trong pin;Khi cần thiết, năng lượng của pin được chuyển thành năng lượng ánh sáng để mang lại ánh sáng trong đêm và để đạt được tất cả những điều này, bạn cũng cần một cấu hình không đáng kể nhưng quan trọng, đó là bộ điều khiển quang điện.

Tên đầy đủ của bộ điều khiển năng lượng mặt trời là bộ điều khiển xả và sạc quang điện, là thiết bị điều khiển tự động để điều khiển dãy pin mặt trời để sạc pin và pin để cấp nguồn cho tải biến tần năng lượng mặt trời trong hệ thống phát điện quang điện.

Nó có thể thiết lập các điều kiện điều khiển theo các đặc tính sạc và xả của pin, kiểm soát sản lượng điện của các bộ phận pin mặt trời và pin để tải, ổn định trạng thái làm việc của nhà máy điện và bảo vệ pin, có thể ngăn ngừa các chức năng chống sạc quá mức, chống đảo ngược kết nối và chống đoản mạch.

2. Các loại bộ điều khiển quang điện phổ biến là gì?

Bộ điều khiển sạc quang điện về cơ bản có thể được chia thành năm loại: bộ điều khiển quang điện shunt, bộ điều khiển quang điện nối tiếp, bộ điều khiển quang điện điều chế độ rộng xung (PWM), bộ điều khiển quang điện thông minh và bộ điều khiển quang điện theo dõi công suất tối đa (MPPT).PWM và MPPT thường được sử dụng.

3. PWM và MPPT là gì?

PWM và MPPT là hai bộ điều khiển chế độ sạc khác nhau để sạc năng lượng mặt trời, có thể được sử dụng để sạc pin bằng dòng điện do mô-đun năng lượng mặt trời tạo ra.Cả hai công nghệ đều được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống năng lượng mặt trời không nối lưới và cả hai đều hoạt động tốt để sạc pin hiệu quả.Việc chọn bộ điều khiển PWM hoặc MPPT không hoàn toàn dựa trên phương thức sạc nào là "tốt hơn", mà dựa trên loại bộ điều khiển nào hoạt động tốt nhất trong hệ thống của bạn.

PWM: Điều chế độ rộng xung (PWM)

Điều chế độ rộng xung (PWM) đề cập đến đầu ra kỹ thuật số của bộ vi xử lý để điều khiển mạch tương tự, đây là phương pháp mã hóa kỹ thuật số mức tín hiệu tương tự.Bằng cách điều khiển các mạch tương tự bằng kỹ thuật số, chi phí và điện năng tiêu thụ của hệ thống có thể giảm đáng kể.Nhiều bộ vi điều khiển bao gồm bộ điều khiển PWM.

Bộ điều khiển ban đầu nói chung là thế này, cấu trúc điện tương đối đơn giản, bao gồm một công tắc nguồn chính, tụ điện, ổ đĩa và mạch bảo vệ, thực tế tương đương với một công tắc, linh kiện và pin được kết nối với nhau, điện áp của thành phần sẽ được kéo xuống gần với điện áp của bộ pin.Bộ điều khiển này sử dụng ba giai đoạn sạc, cụ thể là sạc mạnh, sạc cân bằng và sạc thả nổi.

① Sạc mạnh: còn gọi là sạc trực tiếp, nghĩa là sạc nhanh, khi điện áp của pin yếu, pin được sạc với dòng điện cao và điện áp tương đối cao.

Sạc cân bằng: Sau khi kết thúc quá trình sạc mạnh, pin sẽ đứng yên trong một khoảng thời gian, cho đến khi điện áp tự nhiên giảm xuống một giá trị nhất định, nó sẽ chuyển sang trạng thái sạc cân bằng, sao cho điện áp cuối của pin đồng đều và nhất quán.

③ Sau khi kết thúc quá trình sạc cân bằng, pin sẽ đứng yên trong một khoảng thời gian, do đó điện áp cuối của nó sẽ tự nhiên giảm xuống, khi nó giảm xuống điểm "điện áp duy trì", nó sẽ chuyển sang trạng thái sạc thả nổi, PWM ( phương pháp sạc điều chế độ rộng xung), tương tự như "sạc nhỏ giọt", điện áp pin thấp khi sạc, một sợi để tránh nhiệt độ pin tiếp tục tăng, Sau khi điều chỉnh độ rộng xung để giảm dòng sạc pin, để pin cuộc sống dài hơn.

Bộ điều khiển của chế độ sạc này có thể giải quyết vấn đề sạc pin không đủ và đảm bảo tuổi thọ của pin.Tuy nhiên, cần lưu ý rằng hiệu suất sạc của bộ điều khiển PWM sẽ bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ và hiệu quả sạc là tốt nhất khi nhiệt độ của pin mặt trời vào khoảng 45 ~ 75 ° C.

MPPT: Theo dõi điểm công suất tối đa (MPPT)

Để hiểu sự khác biệt giữa sạc PWM và MPPT, trước tiên chúng ta hãy xem đường cong công suất của các tấm quang điện.Đường cong công suất rất quan trọng vì nó cho thấy khả năng tạo ra công suất dự kiến ​​của bảng quang điện.Điện áp (" V ") và dòng điện (" I ") được tạo ra bởi bảng quang điện.Điện áp tạo ra nhiều năng lượng nhất được gọi là "điểm công suất cực đại".MPPT sẽ tự động theo dõi các thay đổi trong suốt cả ngày, tùy thuộc vào điều kiện ánh sáng.P=U*I (P là công suất do các tấm quang điện tạo ra)

Đường cong công suất của bảng quang điện

Bộ điều khiển này phức tạp hơn, giá thành cũng cao hơn một chút, giá thường gấp vài lần thậm chí hàng chục lần bộ điều khiển PWM, nó có thể điều chỉnh điện áp đầu vào, để có thể thu được năng lượng tối đa từ tấm pin mặt trời.

①MPPT sạc giới hạn dòng điện: Khi điện áp cực của pin rất nhỏ, phương pháp sạc MPPT được sử dụng để bơm công suất đầu ra của tấm pin mặt trời đến đầu pin, khi cường độ ánh sáng mạnh, công suất đầu ra của tấm pin mặt trời tăng lên , dòng sạc đạt đến ngưỡng và quá trình sạc MPPT kết thúc và chuyển sang sạc dòng không đổi;Khi cường độ ánh sáng yếu, nó sẽ được chuyển sang chế độ sạc MPPT.

2 Sạc bằng điện áp không đổi: pin ở chế độ sạc MPPT và chế độ sạc dòng không đổi tự do chuyển đổi, phối hợp với nhau để điện áp pin đạt đến điện áp bão hòa, nó chuyển sang giai đoạn sạc bằng điện áp không đổi, với dòng sạc pin dần dần giảm xuống 0,01C, giai đoạn sạc này kết thúc và chuyển sang giai đoạn sạc nổi.

(3) Sạc thả nổi điện áp không đổi: để thả nổi pin với điện áp thấp hơn một chút so với sạc điện áp không đổi, giai đoạn này chủ yếu được sử dụng để bổ sung động năng tiêu thụ do pin tự xả.

4. So sánh giữa PWM và MPPT

Việc so sánh giữa hai đơn giản được thực hiện trong một bảng

So với bộ điều khiển PWM, bộ điều khiển MPPT có chức năng theo dõi công suất tối đa, trước khi pin không đạt đến trạng thái bão hòa, trong thời gian sạc, để đảm bảo rằng bảng điều khiển năng lượng mặt trời luôn ở mức công suất tối đa, sẽ không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, từ hiệu quả sạc, tự nhiên là cao hơn PWM.Ngoài ra, bộ điều khiển PWM chỉ có thể được sử dụng với điện áp phù hợp, chẳng hạn như bảng hệ thống 12V chỉ có thể được sử dụng với bộ điều khiển 12V và pin, phù hợp với một số hệ thống nối lưới nhỏ dưới 2kw, cấu trúc đơn giản, kết nối người dùng thuận tiện và tương đối giá rẻ.

Và bộ điều khiển MPPT sử dụng không gian lớn hơn, trong các trường hợp bình thường, có thể sử dụng điện áp bảng điều khiển năng lượng mặt trời trong khoảng 12V ~ 170V, điện áp pin 12 ~ 96V có thể điều chỉnh, khả năng ứng dụng mạnh hơn, phù hợp với hệ thống ngoài lưới lớn hơn 2kw, hiệu quả cao, cấu hình thành phần linh hoạt hơn.