ในระบบโซลาร์เซลล์ออฟกริดขนาดเล็ก การจัดการแผงโซลาร์เซลล์บนหลังคาที่มีทิศทางหลังคาต่างกัน การมีเงาบางส่วน และการขยายระบบในอนาคต เป็นหนึ่งในความท้าทายที่สำคัญที่สุดในการออกแบบระบบโซลาร์บนหลังคายุคใหม่
ผู้ใช้ PowMr จากสหรัฐอเมริกา ชื่อ Alexis Lewis ได้ใช้วิธีแก้ปัญหาที่มีความยืดหยุ่นสูงโดยติดตั้งตัวควบคุมการชาร์จ PowMr MPPT หลายตัวที่ทำงานอย่างอิสระภายในระบบแบตเตอรี่ 24V แทนที่จะบังคับให้แผงโซลาร์เซลล์ทั้งหมดรวมกันเป็นชุดใหญ่ชุดเดียว แต่ละส่วนของระบบโซลาร์เซลล์ที่หันหน้าไปทางหลังคาจะถูกจัดการแยกกัน
แนวทางการจัดการ MPPT แบบโมดูลาร์นี้ช่วยให้แต่ละชุดแผงโซลาร์เซลล์ทำงานที่จุดพลังงานสูงสุด (MPP) ของตัวเองอย่างเหมาะสม ลดการสูญเสียพลังงานอย่างมากที่เกิดจากเงาหรือการวางแผงที่ไม่สม่ำเสมอ ในขณะเดียวกันยังเพิ่มความยืดหยุ่นในการขยายระบบและอัปเกรดในอนาคตสำหรับระบบพลังงานโซลาร์ออฟกริด
การออกแบบระบบ 60A รุ่นแรกของ Alexis Lewis
ในช่วงเริ่มต้นของการตั้งค่าระบบ Alexis Lewis ใช้ตัวควบคุมการชาร์จ PowMr MPPT รุ่นเงิน 60A รุ่นก่อนหน้าเป็นหลัก ในช่วงนี้ระบบยังใช้แนวทางหลายตัวควบคุม โดยแต่ละ MPPT จะจัดการส่วนต่างๆ ของชุดแผงโซลาร์เซลล์อย่างอิสระ
ตัวควบคุมการชาร์จ 60A รุ่นเก่าไม่รองรับฟังก์ชันการสื่อสารหรือเครือข่าย แต่ละหน่วยทำงานอย่างอิสระโดยไม่มีการซิงโครไนซ์ข้อมูลหรือการประสานงานในระดับระบบระหว่างตัวควบคุม
เมื่อความต้องการของระบบเพิ่มขึ้นทั้งในด้านขนาดและความซับซ้อน ตัวควบคุมรุ่นเก่าถูกแทนที่ด้วย ตัวควบคุมการชาร์จ PowMr MPPT 80A (SKU:POW-M80-PRO) ซึ่งช่วยให้การสื่อสารและการประสานงานระหว่างตัวควบคุมหลายตัวดีขึ้น
เปรียบเทียบตัวควบคุม MPPT 60A กับ 80A
หลังจากอัปเกรดเป็นตัวควบคุม PowMr MPPT 80A รุ่นใหม่ ประสิทธิภาพโดยรวมของระบบและความสามารถในการจัดการดีขึ้นอย่างมาก เมื่อเทียบกับรุ่น 60A ก่อนหน้า ตัวควบคุม 80A รุ่นใหม่รองรับการสื่อสารหลายหน่วยและการทำงานแบบขนาน ทำให้ MPPT หลายตัวทำงานร่วมกันได้อย่างประสานมากขึ้น แทนที่จะทำงานแยกกันอย่างสมบูรณ์
นอกจากนี้ รุ่น 80A ยังมีความจุการชาร์จสูงขึ้นและช่วงแรงดันไฟฟ้าขาเข้าของแผงโซลาร์เซลล์ที่กว้างขึ้น ทำให้มีความยืดหยุ่นมากขึ้นเมื่อต้องทำงานกับการจัดวางแผงโซลาร์เซลล์ที่หลากหลาย ในการใช้งานจริง การอัปเกรดนี้ไม่เพียงแต่เพิ่มประสิทธิภาพการชาร์จ แต่ยังเพิ่มความเข้ากันได้กับโครงสร้างหลังคาที่ซับซ้อน การรับอินพุตจากหลายชุดแผง และการขยายระบบในอนาคตสำหรับระบบพลังงานโซลาร์ออฟกริด
การตั้งค่าระบบปัจจุบันของ Alexis Lewis
ระบบปัจจุบันของ Alexis Lewis ใช้สถาปัตยกรรมแบตเตอรี่ออฟกริด 24V โดยใช้ตัวควบคุมการชาร์จ PowMr MPPT 80A สองตัวทำงานแบบขนาน แต่ละตัวควบคุมจัดการแผงโซลาร์เซลล์ขนาด 360W สองแผง โดยแต่ละส่วนของชุดแผงโซลาร์เซลล์บนหลังคาจะถูกกำหนดให้กับช่อง MPPT แยกกัน
ตัวควบคุมรองรับการตรวจจับแรงดันระบบอัตโนมัติ 12V / 24V / 36V / 48V ทำให้สามารถปรับตัวได้อย่างราบรื่นกับการตั้งค่าแบตเตอรี่ที่แตกต่างกันและเพิ่มความยืดหยุ่นในการติดตั้ง
การออกแบบแบบโมดูลาร์นี้ช่วยให้ระบบมีความสามารถในการปรับตัวสูงขึ้นสำหรับหลังคาที่มีทิศทางผสม เงาบางส่วน และการขยายระบบในอนาคต โดยแต่ละชุดแผงโซลาร์เซลล์ทำงานอย่างอิสระที่จุดพลังงานสูงสุดของตัวเองเพื่อลดการสูญเสียจากความไม่ตรงกัน
หลักการเดินสายระบบ PowMr 80A MPPT แบบขนาน
ในระบบปัจจุบันของ Alexis Lewis ตัวควบคุมการชาร์จ PowMr MPPT 80A สองตัวทำงานในรูปแบบขนาน โดยยังคงมีอินพุตแยกกันและเอาต์พุตรวมไปยังแบตเตอรี่ร่วมกัน
ในแผนภาพการเชื่อมต่อตัวควบคุมการชาร์จโซลาร์ 80A สรุปได้เป็นสามข้อ:
- ตัวควบคุม MPPT แต่ละตัวเชื่อมต่อกับชุดแผงโซลาร์เซลล์ของตัวเองและทำการติดตามจุดพลังงานสูงสุดอย่างอิสระ (อินพุต PV และการควบคุม MPPT อิสระ)
- ขั้วเอาต์พุตของตัวควบคุมทั้งสองเชื่อมต่อกับแบตเตอรี่ 24V เดียวกันผ่านบัสบาร์แบตเตอรี่ร่วมกัน ทำให้กระแสไฟฟ้ารวมแบบขนาน (การเชื่อมต่อบัสบาร์แบตเตอรี่แบบขนาน)
- ตัวควบคุมสื่อสารผ่านสายสื่อสารแบบขนานเพื่อซิงโครไนซ์สถานะการทำงานและเปิดใช้งานการประสานงานของระบบ (ลิงก์การสื่อสารแบบขนาน)
สถาปัตยกรรมแบบขนานนี้รับประกันว่าแต่ละชุดแผงโซลาร์เซลล์ทำงานอย่างอิสระโดยไม่ส่งผลกระทบต่อชุดอื่น แม้จะมีทิศทางที่แตกต่างกันหรือมีเงาบางส่วน ในขณะที่แบตเตอรี่รวบรวมกระแสชาร์จจากตัวควบคุม MPPT หลายตัวได้อย่างมีประสิทธิภาพ ช่วยเพิ่มความสามารถในการขยายระบบและประสิทธิภาพโดยรวม
