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PWM和MPPT?如何選擇太陽能離網控制器

在太陽能離網系統中,光伏控制器的作用是把光伏組件發出來的電,經過變換,存于蓄電池之中,除此之外,還有保護蓄電池,防止蓄電池過充等功能。目前控制器主要有兩種技術路線:脈沖寬度調試(PWM)方式和最大功率點跟蹤(MPPT)方式,每種方式都有其優點和缺點,可根據不同場景去選擇。

1、PWM控制器

早期的光伏控制器都是PWM的,這種電氣結構簡單,控制器由一個功率主開關和電容以及驅動和保護電路組成,通過開關管的PWM占空比,來控制輸出電壓。


PWM控制器,連接太陽能陣列和電池板之間只有一個開關,隨著電池被逐漸充滿,電池電壓升高,PWM控制器會逐漸減少提供的給電池的電量,光伏輸出不一樣會按最大功率輸出。PWM控制器,具有蓄電池充放電管理功能,能防止蓄電池過充和過放。

由于PWM型控制器太陽能組件和蓄電池之間只有一個開關相連接,中間沒有電感等分壓裝置,因此在設計時,組件的電壓大約為蓄電池的電壓1.2-2.0倍,如24V的蓄電池,組件輸入電壓在30-50V之間,每串只能配一塊組件,48V的蓄電池,組件輸入電壓在60-80V之間,每串只能配兩塊組件。


2、MPPT控制器


MPPT控制器是第二代太陽能控制器,同PWM控制器相比,它多了一個電感和功率二極管,因此功能更強大。
一是它具有最大功率跟蹤功能,在蓄電池充電期間,太陽能組件能以最大功率輸出,除非電池達到飽和狀態;二是光伏組件的電壓范圍寬,控制器中間有一個功率開關管和電感等電路,組件的電壓是蓄電池的電壓1.2-3.5倍之間,如果是24V的蓄電池,組件輸入電壓在30-80V之間,每串可以配一到兩塊組件,如果是48V的蓄電池,組件輸入電壓在60-110V之間,每串可以配兩到三塊組件。


3、如何選擇PWM和MPPT控制器


PWM和MPPT控制器都有自身獨特的優點和缺點,選擇哪種方案取決于太陽能光伏陣列的設計特性、成本以及外部環境等條件。當我們選擇時要重點考慮以下幾點因素:



PWM方式技術成熟,電路簡單可靠,價格便宜,但組件的利用率較低。組件的利用率約為80%以上;MPPT太陽能控制器,指具備最大功率點跟蹤功能的太陽能控制器,組件和蓄電池之間有一個BUCK降壓電路,組件的利用率約為90%以上。

2kW以下的小型離網系統,主要用戶是貧困無電地區,如偏遠山區,非洲某些貧困國家,主要是解決照明的需求,用戶對價格很敏感,因此建議采用PWM的控制器,修正波的逆變器,把控制器、逆變器和蓄電池做成一體。這種方式結構簡單,效率高,用戶接線方便,價格也很便宜,帶動燈泡、小電視、小風扇也沒有問題。

2kW以上的離網系統,建議采用MPPT控制器,組件利用率高,整機效率高,組件配置也比較靈活。


總的來講,PWM和MPPT沒有哪一種技術是最好的,因此對于用戶來說,應該聽從專家的意見,確保選擇正確的控制器來滿足自己的需要。



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