Fotowoltaika

Różnica między regulatorami ładowania PWM a MPPT

Regulator ładowania to urządzenie, które zapewnia połączenia panelu słonecznego z akumulatorem żelowym lub agm oraz dba o poprawną charakterystykę pracy ładowania. Bez regulatora ładowania bez znaczenia czy w systemie PWM czy MPPT nasz panel słoneczny naładował by akumulator zbyt wysokim napięciem doprowadzając akumulator do gazowania co w efekcie prowadzić będzie do jego zniszczenia. Regulatory odpowiadają również za poprawną charakterystykę pracy ładowania oraz utrzymanie akumulatora w jak najlepszej kondycji. Sprzedawcy oferują dwa typy regulatorów, różnica między regulatorami ładowania PWM a MPPT jest znaczna i poniżej postaramy się ją przedstawić w możliwie prostych słowach.

różnica między regulatorami ładowania PWM a MPPT

Regulatory ładowania PWM

Należą do grupy tańszych regulatorów przeznaczony do małych paneli słonecznych o mocy od 5 do 180W. Ich niewątpliwą zaletą jest niska cena. Regulatory tego typu chińskich producentów można nabyć nawet za kilkanaście złotych a renomowanych w granicach 120-200 zł. Niestety niska cena to jedyny atut tej konstrukcji. Regulatory o konstrukcji PWM w dużym skrócie zwierają napięcie panela słonecznego do napięcia akumulatora. Oznacza to, że w przypadku gdy posiadamy panel 160W o napięciu 19V i 8,42A oraz akumulator o napięciu 11V to po obniżeniu napięcia z 19V do 11V panela słonecznego ograniczymy moc modułu fotowoltaicznego do ok 92W. W czasie gdy napięcie akumulatora wskutek ładowania będzie rosło przy napięciu akumulatora 13V możemy liczyć na moc ok 109W. (Nie uwzględniono strat temperaturowych i pogodowych) Niestety jak łatwo zauważyć regulatory tej konstrukcji bardzo ograniczają moc paneli. Również ograniczone jest napięcie modułów jakie możemy przyłączyć do systemu i wynosi ono najczęściej 30V dla systemów z akumulatorem 12V oraz 50V dla systemów z akumulatorem 24. Dlatego też jeżeli chcemy dołączyć większą ilość paneli do regulatora ładowania należy to robić równolegle a więc zwiększamy prąd wyrażany w amperach a nie napięcie.

Niestety z uwagi na swoja konstrukcję i zwieranie napięcia panela do akumulatora oraz niskie napięcie modułów regulatory PWM bardzo słabo sprawują się przy ładowaniu w cieniu a w zasadzie kompletnie się do tego nie nadają. Konstrukcja PWM przewidziana jest dla modułów pracujących w słońcu.

Regulatory ładowania MPPT

Pierwszą najważniejsza zaletą konstrukcji MPPT jest fakt, że regulator nie zwiera ze sobą panela słonecznego i akumulatora. Umożliwia to uzyskanie pełnej mocy z modułu fotowoltaicznego oczywiście nie uwzględniając strat temperaturowych. Druga zaleta to punkt śledzenia mocy. Na moc wyrażoną w Watach wchodzą 2 składowe. Napięcie wyrażone w Voltach oraz prąd wyrażony w Amperach. Od iloczynu tych wartości zależy aktualna moc panela słonecznego. Wartości te zwłaszcza napięcie potrafi zmieniać się bardzo dynamicznie w zależności od pogody oraz od temperatury. Regulatory MPPT potrafią wyszukiwać najlepszy punkt mocy a więc najlepsze napięcie i prąd w danej chwili aby uzyskać jak największą moc modułu fotowoltaicznego. Takie rozwiązanie nie dość, że optymalizuje pracę to pozwala na osiągnięcie nawet do 30% lepszych efektów ładowania w cieniu względem regulatorów PWM.

Regulatory MPPT pracujące w cieniu latem potrafią osiągnąć nawet 45% mocy nominalnej modułu fotowoltaicznego. Kolejną bardzo ważną zaletą jest możliwość łączenia paneli słonecznych szeregowo i podnoszenie napięcia na zestawie modułów. Kilka paneli słonecznych połączonych w szeregu mogą to być 3 panele (przykład panel słoneczny 20V i 5A) zaoferuje nam napięcie 60V oraz w dalszym ciągu 5A. Moc zostanie potrojona ale prąd pozostanie ten sam. Zakres poszukiwania najlepszego napięcia znacznie wzrośnie dzięki temu wydajność ładowania w cieniu i w niekorzystnych warunkach atmosferycznych znacznie wzrośnie.

Idealnym rozwiązaniem w fotowoltaice byłoby stosowanie wielu małych paneli słonecznych połączonych szeregowo z wykorzystaniem regulatora MPPT. Dlatego też wszystkie duże instalacje elektrowni słonecznych mają panele słoneczne połączone szeregowo nawet po 20-25 szt w jednym ciągu stringu o napięciu ok 700V-875V. Przy tak wysokim napięciu optymalizacja pracy układu MPPT jest największa a relatywnie mały prąd eliminuje potrzebę użycia grubego okablowania.

Do znaczący wad regulatorów MPPT należy ich cena. Najtańsze chińskie regulatory z prawdziwym układem MPPT (zdarzają się tylko z napisem na obudowie) to koszt ok 300 zł za najtańsze urządzenia. Wydajne układy renomowanych producentów nie rzadko kosztuje 600zł, 800zł a nawet 2000 zł.

różnica między regulatorami ładowania PWM a MPPT

Różnica między regulatorami ładowania PWM a MPPT – podsumowanie

Jeżeli używasz jednego bądź dwóch paneli słonecznych oraz regulatora PWM a moc w dalszym ciągu jest dla ciebie nie wystarczalna i rozważasz zakup kolejnego panela fotowoltaicznego ten ruch nie będzie miał sensu. Dużo lepiej jest zainwestować w regulator MPPT. 2 panele słoneczne połączone szeregowo z regulatorem MPPT będą pracowały lepiej i wydajniej niż 3 a nawet 4 panele połączone równolegle z regulatorem PWM. Jeżeli chcesz znacząco podnieść wydajność swojego systemu zarówno w słońcu jak i cieniu wymień regulator PWM na MPPT.

Artykuł zaktualizowana 21 sierpnia 2020 r. – Filip

13 komentarzy

  1. moj regulator pWM odcina prad przy 16,5V a podczas ładowania migajacego PWM daje napiecie solar nawet 20V czy on głupieje/?

  2. Dlaczego tak ważne jest, żeby regulatora był dostosowany do ładowania odpowiedniego akumulatora, ponieważ napięcie ładowania żelówek to 14,8V a akumulatorów z elektrolitem ciekłym 14,4V. – Czy aby czasem nie jest odwrotnie? ładowanie żelu na 14.8V spowoduje wygazowanie i w szybkim tempie wyschnięcie żelu oraz awarie akumulatora.

    1. żel ładujesz 14,8V a ważne jest bo jak będziesz ładował żel 14.4V to będziesz miał niedoładowany akumulator. Z drugiej strony ładowanie akumulatora z elektrolitem ciekłym większym napięciem powodować będzie jego gazowanie.

  3. Więc już wcale nie można tego zrozumieć , żelówek nie ładować większym napięciem , jak również nie dobrze z elektrolitem ładować większym napięciem …więc jakie regulatory w ogóle stosować do jakich aku , bo z tego co tu sie wypisuje to ,jak w Czeskim filmie …nic nie widzć i nic nie słychać :(….

  4. Artykuł napisany beznadziejnie. Czytam i odnoszę wrażenie, że autor ma bardzo nikłe pojęcie o tym, co pisze. Konia z rzędem temu, kto po przeczytaniu tego artykułu, potrafi własnymi słowami opisać działanie obydwu regulatorów i wskazać różnice między nimi.

    1. Slawo masz racje. To bardzo stary artykuł i był napisany bardzo źle. Podjąłem się jego aktualizacji bo faktycznie po przeczytaniu poprzedniego artykułu ciężko było się czegokolwiek dowiedzieć. Zapraszam wszystkich do dyskusji i pozdrawiam.

  5. W chińskim solar charge controller napięcie aku zalanego B3 to 15V to dopiero gazuje elektrolit gdy aku jest naładowany na maxa.

  6. Przeładowanie akumulatora ołowiowego….Po 300 godzinach pracy akumulatora w warunkach przeładowania o 10% Aku jest na złom!!! Ważne jest napięcie ładowania z dokładnoścoią do 0,1 A!!! Prąd ładowania zależy od aktualnego stanu baterii czyli jej rezystancji wewnętrznej. A ta zależy od aktualnego stanu chemicznego elektrod , wieku, zużycia, zasiarczenia….ale to dla elektryków…

    1. Nie wiem, kim z zawodu jest kolega Rychu, ale zdanie ” Ważne jest napięcie ładowania z dokładnością do 0,1 A” daje do myślenia. Dla informacji – inaczej ładuje się akumulatory ołowiowe np. samochodowe, inaczej żelowe i to też zależy od sposobu korzystania (cykliczne czy np. w UPS). Ale to szerszy temat, wymaga nieco wiedzy z elektrotechniki.

    1. Pieprzysz facet o ładowaniu aku z dokładnością 0.1a chyba że aku ma pojemność 1ah.Sam używam zwykłych kwasowych samochodowych aku przy fotowoltaice ,nie dbam zbytnio o prąd ładowania,i aku wytrzymują 5 rok.Używam ich na okrągło 24 godz na dobę,jak śię wyładują czekam na słońce.Od czasu do czasu trzeba ich tylko przewoltować żeby wyrównać gęstość elektrolitu,Nie ma co pisać pracy magisterskiej na ten temat i się wymądrzać to głupota.

      1. Tadek człowiek przedstawił wartościowy link a to ty opowiadasz głupoty. Akumulatory z elektrolitem ciekłym nie nadają się do pracy cyklicznej. Nie będe ci tego tłumaczył dlaczego bo i tak jesteś mądrzejszy. Natomiast to że używasz 5 rok akumulatora z elektrolitem ciekłym w fotowoltaice to są tylko 2 możliwości. Albo go w ogóle nie rozładowywujesz albo pieprzysz kompletne głupoty.

Napisz komentarz - pojawia się natychmiast.