ตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับการชาร์จแบตเตอรี่และการจัดการพลังงาน
- ควบคุมแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าจากแผงโซลาร์เซลล์
- มีตัวเลือกตัวควบคุม MPPT และ PWM
- รองรับการชาร์จที่เสถียรสำหรับระบบแบตเตอรี่โซลาร์เซลล์
เครื่องควบคุมการชาร์จ MPPT
ตัวควบคุม MPPT หรือ ‘Maximum Power Point Tracking‘ มีความซับซ้อนกว่าตัวควบคุม PWM มาก และช่วยให้แผงโซลาร์เซลล์ทำงานที่จุดกำลังไฟฟ้าสูงสุด หรือกล่าวให้แม่นยำยิ่งขึ้นคือ ที่แรงดันไฟฟ้าที่เหมาะสมที่สุดเพื่อให้ได้กำลังไฟฟ้าสูงสุด ด้วยเทคโนโลยีอัจฉริยะนี้ ตัวควบคุมการชาร์จโซลาร์เซลล์ MPPT อาจมีประสิทธิภาพสูงขึ้นได้ถึง 30% โดยขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าของแผงโซลาร์เซลล์ที่เชื่อมต่อ
ข้อดีของเครื่องควบคุมการชาร์จ MPPT
เครื่องควบคุมการชาร์จ MPPT แปลงแรงดันไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นไฟฟ้าที่ใช้งานได้มากที่สุด โดยทำงานที่แรงดันไฟฟ้ากำลังสูงสุด (Pmp) ซึ่งสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ ประสิทธิภาพการแปลงสูงสุดของ MPPT เหมาะอย่างยิ่งในสภาวะที่มีแสงแดดเป็นช่วงๆ และมีเมฆมาก รวมถึงในสภาพอากาศหนาวเย็น ซึ่งช่วยเพิ่มกำลังเอาต์พุตของแผงได้มากกว่าในสภาพอากาศอบอุ่น
การเก็บเกี่ยวพลังงานที่เพิ่มขึ้น
คอนโทรลเลอร์ MPPT ทำงานกับแรงดันไฟฟ้าของแผงโซลาร์เซลล์ที่สูงกว่าแรงดันแบตเตอรี่ และเพิ่มพลังงานที่ผลิตได้จากแผงโซลาร์เซลล์ขึ้น 5 ถึง 30% เมื่อเทียบกับคอนโทรลเลอร์ PWM โดยขึ้นอยู่กับสภาพภูมิอากาศ
คอนโทรลเลอร์ MPPT จะปรับแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าที่แผงโซลาร์เซลล์ทำงานตลอดทั้งวัน เพื่อให้กำลังไฟฟ้าขาออกของแผง (กระแสไฟฟ้า X แรงดันไฟฟ้า) สูงสุด
ข้อจำกัดโมดูลน้อยลง
เนื่องจากคอนโทรลเลอร์ MPPT ทำงานกับชุดแผงที่แรงดันสูงกว่าแรงดันแบตเตอรี่ จึงสามารถใช้ได้กับแผงโซลาร์เซลล์และการจัดชุดแผงได้หลากหลายรูปแบบยิ่งขึ้น นอกจากนี้ยังรองรับระบบที่ใช้สายไฟขนาดเล็กลงได้
รองรับอาร์เรย์ขนาดใหญ่เกินปกติ
ต่างจากคอนโทรลเลอร์ PWM คอนโทรลเลอร์ MPPT รองรับแผงโซลาร์เซลล์ที่มีขนาดใหญ่เกินกำลัง ซึ่งหากใช้กับคอนโทรลเลอร์ชาร์จทั่วไปอาจเกินขีดจำกัดกำลังไฟฟ้าสูงสุดขณะทำงานได้ คอนโทรลเลอร์จะจำกัดกระแสไฟฟ้าขาเข้าจากแผงในช่วงเวลาที่ได้รับพลังงานแสงอาทิตย์สูง (โดยปกติคือช่วงกลางวัน)
แม้กำลังไฟฟ้าจากแผงจะถูกจำกัดหรือลดลงในช่วงกลางวัน แต่แผงที่มีขนาดใหญ่เกินกำลังจะจ่ายไฟได้มากกว่าในช่วงเช้าตรู่และช่วงเย็น เมื่อเทียบกับแผงที่มีขนาดเล็กกว่าและไม่ได้มีขนาดใหญ่เกินกำลัง
คอนโทรลเลอร์โซลาร์เซลล์ PWM
ตัวควบคุม PWM ทำงานที่แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ มีราคาถูกกว่า และทำงานได้ดีในพื้นที่ที่มีแสงแดดสม่ำเสมอและเพียงพอ โดยคุ้มค่ากว่าที่จะติดตั้งแผงเพิ่ม แทนที่จะลงทุนกับส่วนประกอบ “ระบบประกอบ” ที่มีราคาแพงกว่า ตัวควบคุม PWM มีโครงสร้างเรียบง่าย ขนาดเล็ก และราคาถูกกว่าตัวควบคุม MPPT จึงเหมาะสำหรับใช้ในระบบที่ไม่จำเป็นต้องดึงกำลังไฟฟ้าทุกวัตต์ที่ผลิตได้จากแผง PV ออกมาให้ได้มากที่สุด
ข้อดีของตัวควบคุมการชาร์จ PWM
มีบางกรณีที่ตัวควบคุม PWM อาจเป็นตัวเลือกที่ดีกว่า MPPT และยังมีปัจจัยที่อาจลดทอนหรือหักล้างข้อดีที่ MPPT มอบให้ได้ ปัจจัยที่เห็นได้ชัดที่สุดคือราคา ตัวควบคุม MPPT มักมีราคาสูงกว่ารุ่น PWM
ประสิทธิภาพการเก็บรวบรวมค่อนข้างคงที่
การใช้งานชาร์จกำลังต่ำ (โดยเฉพาะกระแสต่ำ) อาจเก็บเกี่ยวพลังงานได้เท่ากันหรือดีกว่าเมื่อใช้ตัวควบคุม PWM ตัวควบคุม PWM จะทำงานด้วยประสิทธิภาพการเก็บเกี่ยวพลังงานที่ค่อนข้างคงที่ ไม่ว่าระบบจะมีขนาดเท่าใด (เมื่อปัจจัยอื่นเท่ากัน ประสิทธิภาพจะเท่ากันไม่ว่าจะใช้อาร์เรย์ขนาด 30W หรือ 300W) โดยทั่วไป ตัวควบคุม MPPT จะมีประสิทธิภาพการเก็บเกี่ยวพลังงานลดลงอย่างเห็นได้ชัดเมื่อใช้งานกับการใช้งานกำลังต่ำ เมื่อเทียบกับประสิทธิภาพสูงสุด
ประหยัดยิ่งขึ้นเมื่อใช้งานที่อุณหภูมิสูงขึ้น
จะสังเกตเห็นประโยชน์สูงสุดของตัวควบคุม MPPT ในสภาพอากาศหนาวเย็น (Vmp สูงกว่า) ในทางกลับกัน ในสภาพอากาศร้อน ค่า Vmp จะลดลง ค่า Vmp ที่ลดลงจะทำให้ประสิทธิภาพการเก็บเกี่ยวพลังงานของ MPPT ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับ PWM อุณหภูมิเฉลี่ยโดยรอบ ณ จุดติดตั้งอาจสูงมากพอที่จะหักล้างข้อได้เปรียบด้านการชาร์จที่ MPPT มีเหนือ PWM การใช้ MPPT ในสถานการณ์เช่นนี้จึงไม่คุ้มค่า ควรพิจารณาอุณหภูมิเฉลี่ย ณ จุดติดตั้งเป็นปัจจัยหนึ่งในการเลือกตัวควบคุม
ลดต้นทุน
ระบบที่กำลังไฟฟ้าขาออกจากแผงมีค่าสูงกว่ากำลังไฟฟ้าที่โหลดของระบบใช้มาก บ่งชี้ว่าแบตเตอรี่จะอยู่ในสภาวะเต็มหรือเกือบเต็มเป็นส่วนใหญ่ ระบบดังกล่าวอาจไม่ได้รับประโยชน์จากความสามารถในการเก็บเกี่ยวพลังงานที่เพิ่มขึ้นของเครื่องควบคุม MPPT เมื่อแบตเตอรี่ของระบบเต็ม พลังงานแสงอาทิตย์ส่วนเกินจะไม่ได้ถูกนำมาใช้ ในกรณีนี้ ข้อได้เปรียบด้านการเก็บเกี่ยวพลังงานของ MPPT อาจไม่จำเป็น โดยเฉพาะหากไม่คำนึงถึงระยะเวลาที่ระบบทำงานได้โดยไม่ต้องชาร์จ