Jak zjistit, zda je váš kontrolér skutečně typu MPPT nebo PWM: 3 testy

Test 0: nastavení podmínek potřebných pro platnost testu

Zda jsou měřená data smysluplná, závisí na dvou klíčových podmínkách:

– Panel je vystaven plnému slunci. Částečné osvětlení zkresluje všechna měřená hodnoty. Počkejte, dokud nebude světlo čisté a neblokované. – Baterie nesmí být nasycena. U baterie o napětí 12 V a kapacitě 200 Ah začněte test v polovině procesu nabíjení. Opravdový MPPT (Maximum Power Point Tracking) regulátor při nasycené baterii přejde do režimu „float“ nebo režimu omezení napětí; v tomto případě se napětí na panelu zvýší směrem k napětí v otevřeném obvodu (Voc), což může vypadat jako úspěšný výsledek testu, i když ve skutečnosti není tak. Nejprve vybijte baterii na zhruba 60–70 % její kapacity, nebo proveďte test na začátku doby nabíjení. – Během denního testování vypněte zátěž, aby měřené hodnoty na výstupních svorkách zátěže byly 0 A – takto se veškerý proud přenáší přímo do baterie.

Test 1: Provozní napětí panelu (60sekundový test) Když systém aktivně nabíjí za plného slunce, připojte digitální multimetr mezi svorky PV+ a PV−:

Pozorování	Hodnota na baterii o napětí 12 V při napětí ~13 V	Výsledek testu
Baterie snižuje výkon panelu	Napětí na svorkách panelu je 13–14 V	Chování regulátoru typu PWM
Panel si udržuje svůj optimální provozní bod	Napětí na svorkách panelu je 18–22 V (blízko hodnoty Vmp)	Správné chování regulátoru typu MPPT

Tento test se provádí na zařízeních s krytím typu „epoxy-potted“ (vyrobených pomocí epoxidového lepidla). Většina komerčních ovladačů venkovních osvětlovacích zařízení je vyrobena právě s takovým typem krytí, což způsobuje, že samotná deska ovladače je neviditelná; terminály však zůstávají viditelné.

Test 2: Proud ze solárních panelů oproti proudu z baterie (rozhodující test) Chování napětí lze napodobit, ale chování proudu nikoliv. Porovnejte proud, který vstupuje do terminálu solárního panelu, s proudem, který vychází z terminálu baterie, pomocí měřicího přístroje nebo displeje samotného ovladače:

• PWM režim: Proud ze solárních panelů je přibližně stejný jako proud z baterie. Veškerý vytvořený proud ze solárních panelů putuje přímo do baterie; žádné zesílení proudu nedochází.
• MPPT režim: Proud z baterie je výrazně vyšší než proud ze solárních panelů – to je typické pro fungování MPPT (Maximum Power Point) konvertorů. Příklad z naší standardní konfigurace: Vstupní proud ze solárních panelů je 9,1 A při napětí 22 V, výstupní proud z baterie je přibližně 14,9 A při napětí 13 V.

MPPT konvertory přeměňují vysoké napětí na nižší napětí, přičemž se přitom množství energie zachovává (s výjimkou ztrát při přeměně). Pokud jsou hodnoty proudu stejné, i když je napětí ze solárních panelů výrazně vyšší než napětí baterie, jsou výsledky testu nekorektní. Předtím, než označíte zařízení za „přijatelné“, prověřte správné umístění měřicích přístrojů.

Test 3: Rozbor zařízení (100% přesný – vyžaduje vzorek zařízení) Pro správné provedení tohoto testu je potřeba vzorek konkrétního zařízení. Rozbor zařízení umožní ověřit jeho funkčnost způsobem, který je 100% přesný.

Pokud můžete bezpečně otevřít vzorek produktu před objednávkou většího množství, odpověď na vaše otázky bude jednoznačná. Skutečný MPPT (Maximum Power Point Tracker) je v podstatě DC-DC snižovací měnič, a takový měnič nemůže fungovat bez kondenzátoru určeného k ukládání energie. Hledejte tedy jeden z následujících typů kondenzátorů:

• Toroidální magnetický kroužek (žlutý, zelený nebo černý) navinutý silným měděným drátem
• Vyrobený z tvrzeného materiálu, hmotný čtvercový SMD kondenzátor určený k vysokému výkonu
• Odkrytá měděná cívka s silným průměrem drátu

Důkazy o použití těchto kondenzátorů na dané desce: diody určené k usměrňování proudu – Schottkyovy diody, výkonové diody v obalech typu TO-220, nebo velké černé diody s axiálními vodiči určené k přenosu vysokého proudu.

PWM deska (PWM – Pulse Width Modulation) má naprosto odlišnou strukturu: na ní není žádný výkonový kondenzátor, pouze několik MOSFETů a kondenzátorů, stejně jako malé, nízkovýkonné SMD filtrační komponenty. (Původní verze této stránky tyto vlastnosti uváděla v sekci „Požadavky na MPPT zařízení“; nyní jsme je přesunuli do správné sekce.)

Proč je tento rozdíl mezi typy desek tak důležitý a stojí tak mnoho peněz? Při použití stejného 200-wattového panelu (Vmp = 22 V, Imp = 9,1 A) k nabíjení baterie napájené na napětí 12 V (přibližně 13 V) je výkon desky MPPT výrazně vyšší než u PWM desky. MPPT deska dokáže efektivně využít veškerou energii ze slunečního záření, zatímco PWM deska má omezené možnosti přeměny energie.

• PWM (Pulse Width Modulation): Nabíječka snižuje napětí na panelu na přibližně 13 V, takže výkon nabíjení je 13 V × 9,1 A = 118,3 W. Přibližně 81,7 W – což odpovídá 40,8 % nominálního výkonu panelu – je ztraceno během procesu nabíjení.
• MPPT (Maximum Power Point Tracking): Panel si udržuje svůj optimální provozní bod (22 V × 9,1 A = 200,2 W); při předpokladu účinnosti přeměny energie ve výši 97 % přijímá nabíječka pouze 200,2 W × 97 % ÷ 13 V ≈ 14,9 A.

Stejný panel, stejné slunce: proud nabíjení je 14,9 A oproti 9,1 A – což znamená přibližně o 63 % vyšší výkon nabíjení. Dva důležité poznámky k tomuto modelu: hodnota 97 % je pouze referenční údaj, nikoli naše měření; navíc v případě použití technologie PWM se výkon panelu skutečně snižuje jak v důsledku snížení napětí, tak i proudu. Rozdíly v reálném světě jsou obvykle větší než ty uvedené v modelu.

Řadové uspořádání panelů ještě zhoršuje problémy spojené s nesouladem napájecích napětí. Konstruktéři propojí dva panely v řadě, aby vytvořili soustavu s napětím 44–48 V – to umožňuje rychlejší nabíjení v slabém osvětlení a snižuje ztráty v elektrickém obvodu (způsobené odporem). PWM řadič však toto provozní napětí snižuje téměř o 70 %, což vede k tomu, že soustava nedosahuje svého maximálního výkonu. Sestava o výkonu 400 W tak ve skutečnosti produkuje méně než 120 W, přičemž téměř 280 W výkonového potenciálu je ztraceno pouze kvůli nesouladu napájecích napětí. Právě závislost výkonu na napájecím napětí určuje, zda projekt splní své požadavky na dobu provozu.

Co selhání testu znamená pro projekt: Příznaky tohoto problému jsou konzistentní: LED svítidla o výkonu 60 W na těchto systémech zhasnou ještě před úsvitem, během druhé poloviny noci svítí slaběji nebo se vůbec nenabijí do plného stavu. Příčina problému leží v samotném zdroji energie – baterie nebyla během dne naplněna. Výměna řadiče je obvykle levnější než přepracování celé elektrické soustavy, ale pouze poté, co ověříte, že samotná baterie je v pořádku (viz náš průvodce životností baterií).

Test přijatelnosti, který doporučujeme zahrnout do objednávkového formuláře: Pro jakékoli svítidlo o výkonu nad 60 W, které využívá modul o výkonu nad 200 W, doporučujeme do podmínek inspekce zařadit následující požadavek:

1. Stav nabití: Baterie je nabitá z 60–70 %, zátěž je odpojena, světlo je osvětleno plným sluncem.
2. Měření napětí na výstupním terminálu fotovoltaického panelu: Přijatelné je, aby napětí na výstupu fotovoltaického panelu během hromadného nabíjení bylo o nejméně 40 % vyšší než napětí baterie (např. ≥18 V pro baterii o napětí 13 V).
3. Měření proudu na fotovoltaickém panelu a baterii: Přijatelné je, aby proud baterie během hromadného nabíjení byl o nejméně 15 % vyšší než proud fotovoltaického panelu, přičemž napětí fotovoltaického panelu musí být vyšší než napětí baterie.
4. Příklad rozboru konstrukce (pouze v prvním článku): V konstrukci je přítomen induktor a tento induktor odpovídá jedné ze tří uvedených variant.
5. Kontrola datového listu: Rozsah vstupního napětí fotovoltaického panelu (Vmax) musí být výrazně vyšší než napětí baterie; vstupní napětí fotovoltaického panelu ve výši pouze 12 V u zařízení prodávaného jako MPPT je samotně varovným signálem.

Pokud nechcete všechny výpočty provádět ručně, náš kalkulační nástroj pro výběr vhodného regulátoru vám pomůže s výběrem vhodného regulátoru pro váš panel a baterii. Vysvětlení důležitosti konverzní fáze nabíjení naleznete v našem průvodci MPPT vs PWM. Každé zařízení z naší řady komplexních solárních světel pro ulice je dodáváno s regulátorem přesně vhodným pro daný panel; typ regulátoru je uveden přímo v datovém listu – nezapomeňte se na to zeptat před objednávkou.

Co tato stránka nezahrnuje

Tento průvodce se věnuje nabíjecím kontrolérům spojeným přímo na stejnosměrný proud (DC) v solárních osvětlovacích systémech a malých systémech fungujících mimo síť. Nezahrnuje architektury spojené na střídavý proud (AC), mikroinvertery, hybridní kontroléry pro větrné a solární zdroje energie, ani invertery napojené na elektrickou síť – jedná se o různé typy zařízení, které vyžadují odlišné způsoby testování.