ما هو جهاز التحكم بالشحن بالطاقة الشمسية؟
وحدة التحكم بالشحن بالطاقة الشمسية (المعروفة أيضًا باسم منظم جهد الألواح الشمسية) هي وحدة تحكم تنظم عملية الشحن والتفريغ في نظام الطاقة الشمسية.
تتمثل الوظيفة الرئيسية لوحدة التحكم في الشحن في التحكم في تيار الشحن المتدفق من اللوحة الكهروضوئية إلى البطارية، مع الحفاظ على التيار المتدفق مرتفعًا جدًا لمنع الشحن الزائد لبنك البطارية.
نوعين من جهاز التحكم بالشحن بالطاقة الشمسية
MPPT وPWM
كل من MPPT وPWM هما طريقتان للتحكم في الطاقة تستخدمهما وحدات التحكم بالشحن لتنظيم تدفق التيار من الوحدة الشمسية إلى البطارية.
في حين أن شواحن PWM مطلوبة عمومًا أن تكون رخيصة ولها معدل تحويل 75%، فإن شراء شواحن MPPT أغلى قليلاً، ويمكن لأحدث MPPT أن تزيد معدل التحويل بشكل كبير بنسبة تصل إلى 99%.
وحدة التحكم PWM هي في الأساس مفتاح يربط المجموعة الشمسية بالبطارية.والنتيجة هي أن جهد المصفوفة سيتم سحبه إلى الأسفل بالقرب من جهد البطارية.
تعتبر وحدة التحكم MPPT أكثر تعقيدًا (وأكثر تكلفة): فهي ستقوم بضبط جهد الإدخال الخاص بها للحصول على أقصى قدر من الطاقة من المصفوفة الشمسية، ثم ترجمة تلك الطاقة إلى متطلبات جهد مختلفة للبطارية والحمل.وبالتالي، فهو يفصل بشكل أساسي جهود المصفوفة والبطاريات، بحيث، على سبيل المثال، توجد بطارية 12 فولت على أحد جانبي وحدة التحكم بالشحن MPPT والألواح المتصلة في سلسلة لإنتاج 36 فولت على الجانب الآخر.
الفرق بين أجهزة التحكم بالشحن بالطاقة الشمسية MPPT وPWM في التطبيق
تُستخدم وحدات التحكم PWM بشكل أساسي للأنظمة الصغيرة ذات الوظائف البسيطة والقدرة المنخفضة.
تستخدم وحدات التحكم MPPT للأنظمة الكهروضوئية الصغيرة والمتوسطة والكبيرة، وتستخدم وحدات التحكم MPPT للأنظمة المتوسطة والكبيرة ذات المتطلبات متعددة الوظائف، مثل محطات الطاقة.
تُستخدم وحدات التحكم MPPT الخاصة في الأنظمة الصغيرة خارج الشبكة، والكرفانات، والقوارب، وأضواء الشوارع، والعيون الإلكترونية، والأنظمة الهجينة، وما إلى ذلك.
يمكن استخدام كل من وحدات التحكم PWM وMPPT لأنظمة 12V 24V 48V، ولكن عندما تكون القوة الكهربائية للنظام أعلى، تكون وحدة التحكم MPPT خيارًا أفضل.
تدعم وحدات التحكم MPPT أيضًا أنظمة الجهد العالي الكبيرة مع الألواح الشمسية المتسلسلة، وبالتالي زيادة استخدام الألواح الشمسية إلى الحد الأقصى.
فرق الشحن بين جهاز التحكم في شاحن الطاقة الشمسية MPPT وPWM
تعمل تقنية تعديل عرض النبض على شحن البطارية بشحنة ثابتة ثلاثية المراحل (السائبة والطفو والامتصاص).
تقنية MPPT هي تقنية تتبع الذروة ويمكن اعتبارها شحنًا متعدد المراحل.
كفاءة تحويل الطاقة لمولد MPPT أعلى بنسبة 30% مقارنة بـ PWM.
يتضمن PMW 3 مستويات للشحن:
دفعة الشحن.شحن الامتصاصتعويم الشحن
حيث يعتبر الشحن العائم هو آخر مراحل الشحن الثلاثة، والمعروف أيضًا باسم الشحن المتتابع، وهو عبارة عن تطبيق كمية صغيرة من الشحن على البطارية بمعدل منخفض وبطريقة ثابتة.
تفقد معظم البطاريات القابلة لإعادة الشحن طاقتها بعد شحنها بالكامل.يحدث هذا بسبب التفريغ الذاتي.إذا تم الحفاظ على الشحن عند نفس التيار المنخفض مثل معدل التفريغ الذاتي، فيمكن الحفاظ على الشحن.
يحتوي MPPT أيضًا على عملية شحن ثلاثية المراحل، وعلى عكس PWM، فإن MPPT لديه القدرة على تبديل الشحن تلقائيًا بناءً على الظروف الكهروضوئية.
على عكس PWM، فإن مرحلة الشحن بالجملة لها جهد شحن ثابت.
عندما يكون ضوء الشمس قويًا، تزيد طاقة الخرج للخلية الكهروضوئية بشكل كبير وقد يصل تيار الشحن (Voc) بسرعة إلى العتبة.بعد ذلك، سيتوقف شحن MPPT ويتحول إلى طريقة الشحن الحالية الثابتة.
عندما يصبح ضوء الشمس ضعيفًا ويصعب الحفاظ على الشحن الحالي المستمر، فإنه سيتحول إلى شحن MPPT.وقم بالتبديل بحرية حتى يرتفع الجهد الموجود على جانب البطارية إلى جهد التشبع وتتحول البطارية إلى شحن الجهد المستمر.
ومن خلال الجمع بين شحن MPPT والشحن بالتيار المستمر والتحويل التلقائي، يمكن الاستفادة من الطاقة الشمسية بالكامل.
خاتمة
باختصار، أعتقد أن ميزة MPPT أفضل، لكن شواحن PWM مطلوبة أيضًا من قبل بعض الأشخاص.
بناءً على ما يمكنك رؤيته: هذا هو استنتاجي:
تعد وحدات التحكم بالشحن MPPT مناسبة بشكل أفضل للمالكين المحترفين الذين يبحثون عن وحدة تحكم يمكنها أداء المهام الصعبة (الطاقة المنزلية، وطاقة المركبات الترفيهية، والقوارب، ومحطات الطاقة المرتبطة بالشبكة).
تعد وحدات التحكم في الشحن PWM مناسبة بشكل أفضل لتطبيقات الطاقة الصغيرة خارج الشبكة والتي لا تتطلب أي ميزات أخرى ولها ميزانية أكبر.
إذا كنت تحتاج فقط إلى وحدة تحكم شحن بسيطة واقتصادية لأنظمة الإضاءة الصغيرة، فإن وحدات التحكم PWM هي الحل المناسب لك.
وقت النشر: 04-05-2023