Controler solar de incarcare MPPT

Pentru a intelege avantajele pe care le aduce un controlor solar de incarcare MPPT trebuie mai intai inteleasa functia acestora intr-un sistem fotovoltaic. Un controlor solar se foloseste la sistemele off grid pe baterie si se aseaza intre panoul fotovoltaic si bateriei cu scopul de a asigura o incarcare cat mai eficienta a bateriei si a limita energia transferata de la panou la bateriei in momentul in care aceasta este aproape plina, astfel incat bateria sa nu fie avariata prin supraincarcare. Acest tip de sisteme prelungesc durata de viata a bateriei si eficientizeaza modul in care energia in exces produsa de panouri este stocata.

Cum functioneaza un controler solar MPPT „inteligent”

Energia solara produsa de panourile fotovoltaice este afectata direct de nivelul de radiatie solara, variind ca tensiune si curent. Pentru a putea fi folosita, energia produsa de panourile fotovoltaice trebuie transformata in curent alternativ.

Echipamentul necesar pentru stabilizarea tensiunii de curent continuu produsa de panourile fotovoltaice se numeste controler de incarcare solara, pentru ca asigura controlul tensiunii de incarcare a bateriilor. Acest echipament extrem de important pentru sistemele off grid detecteaza automat tensiunea din baterie, protejeaza in cazul conectarii la polaritate inversa sau a descarcarii ori supraincarcarii excesive si are functii de compensare automata in functie de temperatura, etc. Toti acesti factori contribuie la o durata mai lunga de viata a bateriei si o eficienta crescuta a sistemului fotovoltaic.

Controlerele solare MPPT sau Maximum Power Point Tracking functioneaza pe baza unui algoritm folosit pentru obtinerea maximului de energie disponibila. Maximul de energie variaza in functie de radiatia solara, temperatura ambientala si temperatura la nivelul panoului solar. Panoul fotovoltaic tipic scade randamentul in zilele foarte calde si il creste in zilele mai racoroase. In principiul, un controler solar de incarcare MPPT este o modalitate de tracking electronic (fara legatura cu sistemele de trackere solare, care sunt cu totul alta tehnologie, cu un alt scop).

Controlerul compara outputul de energie produsa de panoul fotovoltaic cu voltajul bateriei, iar apoi calculeaza si converteste voltajul ideal pentru a atinge maximul de amperi in baterie. Un controler solar MPPT de calitate atinge o eficienta de pana la 97% in conversie, iar asta inseamna cu 20% pana la 45% mai multa energie convertita pe timp de iarna si cu 10% pana la 15% mai multa energie convertita pe timp de vara fata de controlerele mai ieftine de tipul PWM.

Intregul proces este afectat de factori precum vremea, temperatura sau stadiul de incarcare al bateriei si calitatea bateriei.

Un controler solar MPPT este cel mai eficient in urmatoarele conditii:

• Pe vreme rece, innorata sau cu ceata. In mod normal sistemele fotovoltaice functioneaza cel mai bine la temperaturi mai mici, iar un controler de incarcare solara MPPT este conceput pentru a maximiza productia de energie electrica in aceste conditii cand randamentul poate scadea in ciuda temperaturii optime de functionare datorita lipsei soarelui.
• Cand bateria este foarte descarcata. Incarcatoarele solare MPPT pot extrage mai mult curent si pot incarca bateria eficient chiar si cand aceasta este aproape total descarcata.

Principalele avantaje ale controlerelor MPPT

Extragand maximul de energie de la panoul fotovoltaic, acest tip de controler solar forteaza sistemul sa opereze la un voltaj aproape de punctul maxim pentru a produce maximul de energie disponibila.

Incarcatoarele solare MPPT permit folosirea sistemelor fotovoltaice la un voltaj mai mare decat cel la care opereaza sistemul bateriei. De exemplu, daca panoul fotovoltaic trebuie din diverse motive sa fie plasat departe de controlerul solar de incarcare si baterie, trebuie folosit un cablu de dimensiuni considerabil mai mari decat in mod normal pentru a evita pierderea de voltaj. Cu un controler solar de incarcare MPPT, utilizatorul poate reduce dimensiunea cablurilor necesare pastrand in acelasi timp outputul maxim al panourilor fotovoltaice. Sumele economisite cu cablajul sunt in general mai mari decat diferenta de pret dintre un controler solar MPPT si controlerele utilizate in mod obisnuit de tipul PWM.

Avantajul principal al controlerului solar de incarcare MPPT este acela ca reduce complexitatea sistemului si creste in acelasi timp cat mai aproape de maxim eficienta intregului sistem off grid cu baterie.

O comparatie pe 3 ani intre un sistem fotovoltaic echipat cu controler solar standard PWN si unul echipat cu controler MPPT dezvaluie ca acest model de controlere:

• Ofera minim cu 10% mai multa energie pe timp de vara;
• Creste simtitor randamentul intregului sistem pe timp de iarna, cu 20% pana la 40% mai mult decat un controler PWM.