MPPT vs PWM Solar Controllers

MPPT vs PWM Solar Controllers





Which is the best solar controller for my system? MPPT or PWM?
We have compiled a small amount of information that will hopefully help you to understand better what the difference is, and why you should choose an MPPT or a PWM type Solar Controller for your system.

A solar charge controller is needed in virtually all solar power systems that utilise batteries. The job of the solar charge controller is to regulate the power going from the solar panels to the batteries. Overcharging batteries will at the least significantly reduce battery life and at worst damage the batteries to the point that they are unusable.

The most basic charge controller simply monitors the battery voltage and opens the circuit, stopping the charging, when the battery voltage rises to a certain level. Older charge controllers used a mechanical relay to open or close the circuit, stopping or starting power going to the batteries.

More modern charge controllers use Pulse Width Modulation (PWM) to slowly lower the amount of power applied to the batteries as the batteries get closer and closer to fully charged. This type of controller allows the batteries to be more fully charged with less stress on the battery, extending battery life. It can also keep batteries in a fully charged state (called “float”) indefinitely. PWM is more complex, but does not have any mechanical connections to break.

The most recent and best type of solar charge controller is called Maximum Power Point Tracking or MPPT. MPPT controllers are basically able to convert excess voltage into amperage. This has advantages in a couple of different areas.

Most solar power systems use 12 volt batteries, like you find in cars. (Some use other voltages and the same advantages apply to these systems as well.) Solar panels can deliver far more voltage than is required to charge the batteries. By, in essence, converting the excess voltage into amps, the charge voltage can be kept at an optimal level while the time required to fully charge the batteries is reduced. This allows the solar power system to operate optimally at all times.

Another area that is enhanced by an MPPT charge controller is power loss. Lower voltage in the wires running from the solar panels to the charge controller results in higher energy loss in the wires than higher voltage. With a PWM charge controller used with 12v batteries, the voltage from the solar panel to the charge controller typically has to be 18v. Using an MPPT controller allows much higher voltages in the cables from the panels to the solar charge controller. The MPPT controller then converts the excess voltage into additional amps. By running higher voltage in the cables from the solar panels to the charge controller, power loss in the cable is reduced significantly.

When using high voltage “Grid Connect” panels with VOC voltages above 35v to charge a 12v battery bank, the only controller option is an MPPT charge controller.

The final function of modern solar charge controllers is preventing reverse-current flow. At night, when solar panels are not generating electricity, electricity can actually flow backwards from the batteries through the solar panels, draining the batteries. You’ve worked hard all day using solar power to charge the batteries; you don’t want to waste all that power! The charge controller can detect when no energy is coming from the solar panels and open the circuit, disconnecting the solar panels from the batteries and stopping reverse current flow.

When assessing which type of solar charge controller to purchase, you need to know about their functionality and features but it’s also helpful to see a straightforward comparison of your options. To that end, we’ve put together a comprehensive look at the pros and cons of both PWM Type Solar Controllers and MPPT Solar Charge Controllers for your convenience!



PWM Type Solar Controllers MPPT Solar Controllers
*** PROS ***
*** PWM:
– PWM controllers are built on a time tested technology. They have been used for years in Solar systems, and are well established
– These controllers are inexpensive, usually selling for less than $350

– PWM controllers are available in sizes up to 60 Amps

– PWM controllers are durable, most with passive heat sink style cooling

– These controllers are available in many sizes for a variety of applications

*** MPPT:
– MPPT controllers offer a potential increase in charging efficiency up to 30%
– These controllers also offer the potential ability to have an array with higher input voltage than the battery bank

– You can get sizes up to 80 Amps

– MPPT controller warranties are typically longer than PWM units

– MPPT offer great flexibility for system growth

– MPPT is the only way to regulate grid connect modules for battery charging

*** CONS ***
*** PWM:
– The Solar input nominal voltage must match the battery bank nominal voltage if you’re going to use PWM
– There is no single controller sized over 60 amps DC as of yet

– Many smaller PWM controller units are not UL listed

– Many smaller PWM controller units come without fittings for conduit

– PWM controllers have limited capacity for system growth

– Can’t be used on higher voltage grid connect modules

*** MPPT:
– MPPT controllers are more expensive, sometimes costing twice as much as a PWM controller
– MPPT units are generally larger in physical size

– Sizing an appropriate Solar array can be challenging without MPPT controller manufacturer guides

– Using an MPPT controller forces the Solar array to be comprised of like photovoltaic modules in like strings

Bộ điều khiển năng lượng mặt trời MPPT vs PWM
Bộ điều khiển năng lượng mặt trời tốt nhất cho hệ thống của tôi là gì? MPPT hay PWM?
Chúng tôi đã biên soạn một lượng nhỏ thông tin hy vọng sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về sự khác biệt là gì và tại sao bạn nên chọn MPPT hoặc Bộ điều khiển năng lượng mặt trời kiểu PWM cho hệ thống của mình.

Một bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời là cần thiết trong hầu hết tất cả các hệ thống năng lượng mặt trời sử dụng pin. Công việc của bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời là điều chỉnh năng lượng đi từ các tấm pin mặt trời đến pin. Việc sạc pin quá mức sẽ làm giảm đáng kể tuổi thọ pin và làm hỏng pin nghiêm trọng nhất đến mức không thể sử dụng được.

Bộ điều khiển sạc cơ bản nhất chỉ đơn giản là theo dõi điện áp pin và mở mạch, dừng sạc, khi điện áp pin tăng đến một mức nhất định. Bộ điều khiển sạc cũ đã sử dụng rơle cơ để mở hoặc đóng mạch, dừng hoặc bắt đầu cấp nguồn cho pin.

Các bộ điều khiển sạc hiện đại hơn sử dụng Điều chế độ rộng xung (PWM) để giảm dần lượng điện năng cung cấp cho pin khi pin càng ngày càng gần để sạc đầy. Loại bộ điều khiển này cho phép pin được sạc đầy hơn với ít căng thẳng hơn cho pin, kéo dài tuổi thọ pin. Nó cũng có thể giữ pin ở trạng thái được sạc đầy (gọi là flo phao) vô thời hạn. PWM phức tạp hơn, nhưng không có bất kỳ kết nối cơ học nào để phá vỡ.

Loại bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời gần đây nhất và tốt nhất được gọi là Theo dõi điểm năng lượng tối đa hoặc MPPT. Bộ điều khiển MPPT về cơ bản có thể chuyển đổi điện áp dư thừa thành cường độ dòng điện. Điều này có lợi thế trong một vài lĩnh vực khác nhau.

Hầu hết các hệ thống năng lượng mặt trời sử dụng pin 12 volt, giống như bạn tìm thấy trong xe hơi. (Một số sử dụng các điện áp khác và các ưu điểm tương tự cũng áp dụng cho các hệ thống này.) Các tấm pin mặt trời có thể cung cấp điện áp cao hơn nhiều so với yêu cầu để sạc pin. Về bản chất, khi chuyển đổi điện áp dư thành ampe, điện áp sạc có thể được giữ ở mức tối ưu trong khi thời gian cần thiết để sạc đầy pin được giảm. Điều này cho phép hệ thống năng lượng mặt trời hoạt động tối ưu mọi lúc.

Một lĩnh vực khác được tăng cường bởi bộ điều khiển sạc MPPT là mất điện. Điện áp thấp hơn trong các dây chạy từ các tấm pin mặt trời đến bộ điều khiển sạc dẫn đến tổn thất năng lượng cao hơn trong dây dẫn so với điện áp cao hơn. Với bộ điều khiển sạc PWM được sử dụng với pin 12 v, điện áp từ bảng điều khiển năng lượng mặt trời đến bộ điều khiển sạc thường phải là 18v. Sử dụng bộ điều khiển MPPT cho phép điện áp cao hơn nhiều trong các dây cáp từ bảng điều khiển đến bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời. Bộ điều khiển MPPT sau đó chuyển đổi điện áp dư thừa thành các ampe bổ sung. Bằng cách chạy điện áp cao hơn trong các dây cáp từ các tấm pin mặt trời đến bộ điều khiển sạc, tổn thất điện năng trong cáp được giảm đáng kể.

Khi sử dụng bảng điện áp cao Lưới Lưới Kết nối với các điện áp VOC trên 35v để sạc ngân hàng pin 12 v, tùy chọn bộ điều khiển duy nhất là bộ điều khiển sạc MPPT.

Chức năng cuối cùng của bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời hiện đại là ngăn dòng chảy ngược. Vào ban đêm, khi các tấm pin mặt trời không tạo ra điện, điện thực sự có thể chảy ngược từ pin qua các tấm pin mặt trời, làm cạn kiệt pin. Bạn làm việc chăm chỉ cả ngày bằng cách sử dụng năng lượng mặt trời để sạc pin; bạn không muốn lãng phí toàn bộ sức mạnh đó! Bộ điều khiển sạc có thể phát hiện khi không có năng lượng đến từ các tấm pin mặt trời và mở mạch, ngắt kết nối các tấm pin mặt trời khỏi pin và ngăn dòng chảy ngược lại.

Khi đánh giá loại bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời nào sẽ mua, bạn cần biết về chức năng và tính năng của chúng, nhưng nó cũng hữu ích để xem so sánh đơn giản các tùy chọn của bạn. Cuối cùng, chúng tôi đã tổng hợp một cái nhìn toàn diện về những ưu và nhược điểm của cả Bộ điều khiển năng lượng mặt trời loại PWM và Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời MPPT để thuận tiện cho bạn!

Bộ điều khiển năng lượng mặt trời loại PWM Bộ điều khiển năng lượng mặt trời MPPT
PROS
- Bộ điều khiển PWM được xây dựng trên thời gian thử nghiệm công nghệ. Chúng đã được sử dụng trong nhiều năm trong các hệ mặt trời, và được thiết lập tốt
- Những bộ điều khiển này không đắt, thường được bán với giá dưới 350 đô la

- Bộ điều khiển PWM có sẵn với kích cỡ lên tới 60 Amps

- Bộ điều khiển PWM rất bền, hầu hết có kiểu làm mát tản nhiệt thụ động

- Các bộ điều khiển này có sẵn trong nhiều kích cỡ cho nhiều ứng dụng

- Bộ điều khiển MPPT cung cấp tiềm năng tăng hiệu quả sạc lên tới 30%
- Các bộ điều khiển này cũng cung cấp khả năng tiềm năng để có một mảng có điện áp đầu vào cao hơn ngân hàng pin

- Bạn có thể nhận được kích thước lên tới 80 Amps

- Bảo hành bộ điều khiển MPPT thường dài hơn các đơn vị PWM

- MPPT mang đến sự linh hoạt tuyệt vời cho sự phát triển hệ thống

- MPPT là cách duy nhất để điều chỉnh các mô-đun kết nối lưới để sạc pin

TIÊU DÙNG
- Điện áp danh định đầu vào của năng lượng mặt trời phải phù hợp với điện áp danh định của ngân hàng pin nếu bạn sẽ sử dụng PWM
- Không có bộ điều khiển duy nhất có kích thước trên 60 amps DC cho đến nay

- Nhiều đơn vị điều khiển PWM nhỏ hơn không được liệt kê UL

- Nhiều bộ điều khiển PWM nhỏ hơn không có phụ kiện cho ống dẫn

- Bộ điều khiển PWM có công suất giới hạn để phát triển hệ thống

- Có thể được sử dụng trên các mô đun kết nối lưới điện áp cao hơn

- Bộ điều khiển MPPT đắt hơn, đôi khi có giá gấp đôi bộ điều khiển PWM
- Các đơn vị MPPT thường có kích thước vật lý lớn hơn

- Việc định cỡ một mảng Solar thích hợp có thể khó khăn nếu không có hướng dẫn của nhà sản xuất bộ điều khiển MPPT

- Sử dụng bộ điều khiển MPPT buộc mảng Solar phải bao gồm các mô-đun quang điện giống như các chuỗi như

[You must be registered and logged in to see this link.]

So sánh công nghệ MPPT với PWM sạc PV
Khi chọn lựa và đánh giá loại bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời nào cần mua, bạn cần biết về chức năng và tính năng của chúng.Chính vì thế chúng tôi đưa ra một cái nhìn toàn diện về ưu và khuyết điểm của 2 công nghệ sạc trên để thuận tiện cho bạn .

Sự khác biệt giữa bộ điều khiển sạc PWM và MPPT là gì?
Cả hai loại bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời được sử dụng rộng rãi trong hệ thống năng lượng mặt trời và cả hai lựa chọn này cũng là tuyệt vời để sạc pin hiệu quả . Nhiệm vụ cơ bản nhất của bộ điều khiển sạc là điều chỉnh điện áp ra của PV panel thành điện áp thích hợp để nạp cho acquy .

Công nghệ sạc PWM
Bộ điều khiển sạc Pulse-Width Modulating (PWM) sử dụng các thuật toán phức tạp để xác định lượng điện tích đi vào ắc quy và từ từ giảm dần khi ắc quy đầy.
Điều khiển sạc PWM về cơ bản nó giống như switch chuyển đổi kết nối hệ thống giàn pin năng lượng mặt trời vào tổ hợp ắc quy.
PWM sử dụng các mạch điện tử transitor đóng cắt liên tục với tần số cao để ổn áp sạc cho ắc quy, phương pháp này có nhược điểm lớn là làm hao phí khoảng trên dưới 20% lượng điện sạc từ hệ thống giàn pin năng lượng mặt trời.
Công ngệ sạc MPPT
Bộ điều khiển sạc theo dõi nhiều điểm (MPPT) (Maximum Power Point Tracker ) thực tế là một bảng điều khiển năng lượng mặt trời , nó sẽ theo dõi , giám sát đầu ra để có thể tự động khớp điện áp mà nó tạo ra với điện áp của ắc quy nhằm tối đa hóa hiệu suất sạc.
MPPT là phương pháp dò tìm điểm làm việc có công suất tối ưu của hệ thống nguồn điện pin mặt trời qua việc điều khiển chu kỳ đóng mở khoá điện tử dùng trong bộ DC/DC.
Công nghệ điều khiển sạc theo dõi điểm tối đa MPPT sẽ giúp ta thu được nhiều năng lượng hơn từ hệ thống giàn pin năng lượng mặt trời . Hiệu quả của phương pháp này vượt trội hơn khoảng từ 10% đến 40% khi các tấm pin có nhiệt độ thấp khoảng dưới 45ºC, hoặc rất cao khi nhiệt độ trên 75ºC, hoặc khi cường độ bức xạ ánh sáng từ mặt trời thấp .


Khi ở điều kiện nhiệt độ cao nhưng cường độ bức xạ thấp, điện áp đầu ra của giàn pin năng lượng sẽ giảm đáng kể. thêm nhiều cell cần được kết nối vào dãy pin để đảm bảo điện áp đầu ra của dãy pin phải cao hơn điện áp ắc quy. Đây chính là điểm yếu nếu sử dụng điều khiển sạc PWM. Chính vì thế việc sử dụng điều khiển sạc MPPT, có thể nối tiếp nhiều cell pin với nhau để cho điện áp cao hơn, giảm cường độ dòng điện. Điều này giúp ta giảm chi phí cần thiết để mua cáp điện, cùng với đó thì điện năng thất thoát trên hệ thống cũng thấp hơn.

Mô tả sản phẩm Bộ Điều Khiển Sạc Năng Lượng Mặt Trời MPPT 12- 24V 40A
Sử dụng bộ điều khiển sạc MPPT bạn sẽ thu được hiệu suất lớn hơn từ tấm pin năng lượng mặt trời .
Nguyên tắc của nó là dùng các mạch vi-xử-lý để theo dõi điểm làm việc có công suất cực đại của PV panel, ép PV panel luôn làm việc ở điểm này để lấy tối đa năng lượng của PV panel (điểm MPP của PV panel cũng luôn thay đổi do ánh nắng thay đổi).
Sau đó đưa năng lượng này sang 1 mạch charge bình, vì mạch này độc lập nên có thể thiết kế có nhiều chế độ charge, tối ưu hóa việc nạp bình về thời gian nạp và cách nạp để kéo dài tuổi thọ bình.
Một ưu điểm khác là vào ban đêm, khi điện áp của PV panel bằng không, năng lượng được dự trữ ở acquy có điện thế lớn có khuynh hướng chạy ngược về panel thì nó cách ly ra chúng ra hoàn toàn, vừa bảo vệ PV panel vừa bảo vệ năng lượng dự trữ ở bình.
Điều này thì bộ PWM khó có thể thực hiện hoàn hảo được
Thông số kỹ thuật: Hệ acquy :12/24V auto (Tự động nhận diện hệ acquy )
- Điện áp tối đa pin mặt trời input :100V
- Dòng sạc tối đa : 40A -
Dòng load DC output max :20A -
Công suất hệ pin input : 12V (550WP) - 24V (1100WP) -
Kích Thước :238x173x72mm
- Trọng Lượng : 2.5Kg