Un controler sau regulator, așa cum mai este cunoscut, este o componentă esențială a unui kit de încărcare solară, având rolul de a proteja și automatiza încărcarea bateriei. În lipsa acestuia, bateriile se pot supraîncărca, instalația solară se deteriorează, iar o cantitate semnificativă de energie de pierde. Există mai multe tipuri de controlere solare. În acest articol, poți descoperi mai multe informații despre MPPT și situații în care acest controler este recomandat în detrimentul altora.
Ce înseamnă MPPT și care este rolul său în sistemul solar
Controlerul MPPT utilizează metoda „urmăririi punctului de putere maximă" (Maximum Power Point Tracking) și este un convertor DC - DC care optimizează transferul de energie între panourile solare fotovoltaice și bateria de acumulatori, rețeaua națională sau pompele solare de curent continuu. Rolul său principal este de a asigura eficiența maximă a sistemului solar, optimizând producția de energie în funcție de condițiile de lumină și de starea bateriei.
Componentele de bază ale unui sistem solar funcționează la tensiuni standard de 12V, 24V sau 48V. Totuși, panourile solare furnizează o tensiune mai mare la putere maximă, iar acumulatorii au o tensiune variabilă în timpul încărcării. Aici intervine controlerul MPPT, care ajustează tensiunea furnizată de panourile solare la nivelul necesar pentru încărcarea acumulatorilor.
Controlerul MPPT analizează tensiunea și curentul furnizat de panourile solare și determină punctul de putere maximă. Apoi, efectuează o conversie pentru a încărca acumulatorul la tensiunea și curentul optime. Acest proces asigură că se folosește întreaga putere disponibilă a panourilor solare, îmbunătățind eficiența sistemului solar.
Cum funcționează un controler MPPT?
Controlerul MPPT funcționează pe baza unui algoritm avansat care îi permite să urmărească și să ajusteze tensiunea și curentul livrate de panourile fotovoltaice pentru a maximiza eficiența sistemului solar. Acesta monitorizează constant tensiunea de ieșire a panourilor solare și o compară cu tensiunea bateriei, ajustând curentul pentru a maximiza puterea livrată. Astfel, controlerul MPPT asigură că panourile solare funcționează la puterea lor maximă în orice moment.
Acest controler este capabil să extragă cea mai mare putere posibilă de la panourile solare în orice moment, asigurându-se astfel că se utilizează la maxim potențialul sistemului solar. Punctul de putere maximă se schimbă în funcție de condițiile de mediu și de starea bateriei, iar controlerul MPPT poate ajusta curentul și tensiunea pentru a obține întotdeauna eficiența maximă.
Temperatura are un impact semnificativ asupra performanței panourilor solare, iar controlerul MPPT are un rol important în gestionarea acestei situații. În condiții de temperatură scăzută, panourile solare pot produce mai multă energie, iar controlerul MPPT ajustează tensiunea și curentul pentru a profita de această putere suplimentară. În condiții de temperatură ridicată, puterea panourilor solare scade, iar controlerul MPPT se adaptează pentru a maximiza eficiența.
Exemple de aplicații ale controlerului MPPT
Iată câteva exemple de situații în care folosirea unui controler MPPT poate fi benefică:
1. Situații de vreme nefavorabilă sau iarnă
În perioadele cu cer înnorat, ploios sau în timpul iernii, numărul de ore cu soare este redus și panourile solare nu generează energie la capacitate maximă. În aceste condiții, un controler MPPT poate ajuta la maximizarea producției de energie a panourilor, deoarece acesta poate identifica și exploata punctul de putere maximă, chiar și în condiții de lumină slabă. Astfel, controlerul MPPT poate ajuta la compensarea pierderilor de producție cauzate de condițiile meteo nefavorabile sau de sezon.
2. Temperaturi scăzute
Cu cât temperatura este mai mică, cu atât performanța panourilor solare este mai bună. Cu toate acestea, fără un controler MPPT, energia suplimentară generată nu poate fi valorificată. Prin urmare, în zonele cu temperaturi scăzute sau în lunile de iarnă, utilizarea unui controler MPPT poate fi foarte eficientă. Prin optimizarea punctului de putere maximă, controlerul MPPT permite panourilor să funcționeze la capacitate maximă, indiferent de temperatură, ceea ce duce la o producție de energie mai mare.
3. Încărcarea bateriilor descărcate
Atunci când bateria unui sistem solar este descărcată, tensiunea sa este scăzută. Un controler MPPT poate detecta această situație și poate introduce un curent mai mare pentru a încărca bateria mai rapid. Astfel, controlerul MPPT asigură o încărcare eficientă și rapidă a bateriei, chiar și în cazul unei descărcări profunde.
Citește și acest articol: Cât costă un panou fotovoltaic? 5 aspecte care determină prețul
Diferența dintre controlerul MPPT și alte tipuri de controlere
Un prim punct de comparație este eficiența controlerului. Controlerul MPPT este capabil să urmărească punctul de putere maximă a panoului solar și să-l convertească în curentul adecvat pentru baterie. Acest lucru îl face mult mai eficient decât celelalte tipuri de controlere, în special în condiții meteorologice nefavorabile. Studii au arătat că majoritatea MPPT-urilor moderne au o eficiență de aproximativ 93-97% în conversie, în timp ce controlerele PWM au o eficiență mai mică, de aproximativ 75-80%. [1,2]
Apoi, spre deosebire de alte controlere, cum ar fi cele PWM, controlerele MPPT pot accepta o tensiune de intrare mai mare de la panouri, oferindu-ți posibilitatea să utilizezi configurații de panouri solare mai flexibile. Aceasta înseamnă că poți folosi mai multe panouri solare conectate în serie pentru a obține o tensiune mai mare și a reduce pierderile de curent. În plus, controlerul MPPT poate ajusta tensiunea de ieșire pentru a se potrivi cu tensiunea bateriei, ceea ce face instalarea mai ușoară și mai eficientă.
Un alt aspect demn de luat în considerare este costul. Controlerele MPPT sunt în general mai scumpe decât celelalte tipuri de controlere. Cu toate acestea, datorită eficienței lor mai mari, acestea pot oferi un ROI (Return on Investment) mai bun pe termen lung.
Deoarece controlerul MPPT poate ajusta curentul de încărcare în funcție de starea bateriei, acesta poate ajuta la prelungirea duratei de viață a bateriei, ceea ce nu este întotdeauna cazul cu alte tipuri de controlere. Controlerele MPPT sunt proiectate să ofere o încărcare mai precisă și mai eficientă a bateriei, reducând astfel riscul de supraîncărcare sau descărcare excesivă.
În sumar, controlerul MPPT joacă un rol esențial în optimizarea performanței sistemelor solare, oferind o eficiență maximă prin convertirea voltajului ridicat și a curentului scăzut într-un voltaj scăzut și un curent ridicat. El se diferențiază de alte tipuri de controlere prin abilitatea sa de a asigura o încărcare mai eficientă a bateriilor.
Găsește pe e-acumulatori.ro toate soluțiile solare de care ai nevoie pentru a beneficia de energia regenerabilă!
Surse
[1] Gates, Ashley. “What Is Maximum Power Point Tracking (MPPT).” NAZ Solar Electric, 20 Mar. 2019, www.solar-electric.com/learning-center/mppt-solar-charge-controllers.html/#:~:text=Most%20modern%20MPPT’s%20are%20around,of%20charge%2C%20and%20other%20factors. Accessed 3 Oct. 2023.
[2] Song, Zed. “PWM vs MPPT Charge Controllers: Which One Should You Choose?” GridFree®, GridFree®, 6 Aug. 2019, gridfree.store/blogs/how-to-articles/mppt-vs-pwm-charge-controllers-which-one-should-you-choose#:~:text=An%20average%20PWM%20charge%20controller,larger%20voltage%20potential%20into%20current. Accessed 3 Oct. 2023.
