Cara Memeriksa Jika Kontroler Anda Adalah Jenis MPPT Sebenar atau PWM: 3 Ujian

Ujian 0: Atur keadaan yang sesuai agar ujian dapat dilakukan dengan betul

Ada dua faktor penting yang menentukan sama ada bacaan yang diperolehi dari ujian tersebut bermakna apa:

• Cahaya matahari penuh pada panel suria. Kehadiran cahaya yang tidak langsung (partial irradiance) akan menyebabkan bacaan pada panel menjadi tidak tepat. Tunggu sehingga keadaan cahaya siang yang jernih dan tidak terhalang.
• Bateri tidak boleh sampai ke tahap kejenuhan (saturated). Untuk bateri berkapasiti 12 V/200 Ah, mulakan ujian ketika bateri sedang dicas. Pada bateri yang sudah jenuh, sistem MPPT (Maximum Power Point Tracking) akan beralih ke mod “float” atau mod pengehadan voltan, dan voltan panel suria akan meningkat hampir mencapai voltan terbuka (Voc), yang akan memberikan bacaan yang kelihatan seperti bateri dalam keadaan baik, padahal sebenarnya tidak. Sebaiknya, cas bateri terlebih dahulu hingga 60–70% sebelum melakukan ujian.
• Matikan beban semasa ujian siang hari agar bacaan pada terminal beban adalah 0 A; semua arus yang diukur akan masuk ke dalam bateri.

Ujian 1: Voltan operasi panel suria (ujian selama 60 saat)

Ketika sistem sedang dicas di bawah cahaya matahari penuh, pasang multimeter digital pada terminal PV+ dan PV−:

Ujian ini dilakukan pada unit yang dibungkus dalam kotak logam (epoxy-potted). Kebanyakan kawalan lampu jalan luaran komersial dibuat dengan bahan yang tahan terhadap kelembapan (IP67+), jadi papan kawalan tersebut tidak kelihatan; namun, terminal-terminalnya masih kelihatan.

Ujian 2: Arus dari panel suria (PV) berbanding arus dari bateri (ujian yang paling penting)

Perilaku voltan boleh ditiru, tetapi tidak bagi arus. Bandingkan arus yang masuk ke terminal panel suria dengan arus yang keluar ke terminal bateri, menggunakan alat pengukur arus (clamp meter) atau paparan kawalan tersebut:

• PWM (Pulse Width Modulation): Arus dari panel suria hampir sama dengan arus dari bateri. Semua arus yang dihasilkan oleh panel suria masuk terus ke bateri, tanpa ada peningkatan arus.
• MPPT (Maximum Power Point Tracking): Arus dari bateri jauh lebih tinggi daripada arus dari panel suria; ini merupakan ciri khas konverter jenis “buck”. Contoh dari konfigurasi standard kami: Arus masuk panel suria adalah 9.1 A pada voltan 22 V, dan arus keluar bateri adalah sekitar 14.9 A pada voltan 13 V.

Konverter jenis MPPT menukar voltan menjadi arus; tenaga tetap dipelihara (kecuali kerugian akibat proses konversi). Jika bacaan arus dari kedua-dua terminal sama, walaupun voltan panel suria jauh lebih tinggi daripada voltan bateri, maka hasil ujian tidak sah. Periksa semula kedudukan alat pengukur sebelum anda menganggap unit tersebut lulus ujian.

Ujian 3: Pemeriksaan terperinci (100% tepat; memerlukan sampel unit yang akan diuji)

Jika anda boleh membuka sampel produk tersebut dengan selamat sebelum membuat pesanan dalam kuantiti yang besar, jawapan daripada pihak pengeluar akan menjadi lebih jelas. Pada asasnya, sebuah peranti MPPT (Maximum Power Point Tracker) merupakan sebuah konverter DC-DC jenis “buck”, dan konverter jenis ini tidak dapat berfungsi tanpa penggunaan inductor yang berfungsi untuk menyimpan tenaga. Terdapat tiga jenis inductor yang biasa digunakan:

1. Cincin magnet toroidal (berwarna kuning, hijau, atau hitam) yang dililit dengan wayar tembaga yang tebal.
2. Inductor kuasa jenis SMD yang berbentuk persegi dan diperbuat daripada bahan yang tahan lama.
3. Kumparan tembaga yang terdedah dan berdiameter besar.

Bukti yang menyokong penggunaan inductor tersebut dapat dilihat pada papan elektronik tersebut, seperti dioda-dioda yang digunakan untuk proses penyearahan arus (rectification), seperti dioda Schottky, dioda kuasa dalam paket TO-220, atau dioda berarus tinggi dengan kabel penghantar berwarna hitam.

Sebaliknya, papan elektronik yang menggunakan teknologi PWM (Pulse Width Modulation) tidak memerlukan inductor sama sekali; yang terdapat hanyalah beberapa transistor MOSFET, kapasitor, serta komponen penapisan berkuasa rendah yang berbentuk SMD. (Versi asal halaman ini telah menyenaraikan ciri-ciri tersebut dalam bahagian yang berkaitan dengan peranti MPPT, tetapi kami telah memindahkannya ke bahagian yang sesuai.)

Mengapa perbezaan antara kedua jenis papan elektronik ini menyebabkan perbezaan harga yang signifikan?

Apabila panel suria berkuasa 200 W (Vmp = 22 V, Imp = 9.1 A) dihubungkan ke bateri yang berkapasiti 12 V dengan tegangan pengisian sekitar 13 V, prestasi panel tersebut akan berbeza secara ketara bergantung pada jenis papan elektronik yang digunakan.

• PWM: Bank kuasa menurunkan voltan panel kepada kira-kira 13 V, jadi kuasa pengecasan adalah 13 V × 9.1 A = 118.3 W. Kira-kira 81.7 W (40.8% daripada kapasiti nominal panel) hilang kerana penurunan voltan tersebut.
• MPPT: Panel tersebut kekal beroperasi pada titik operasi 22 V × 9.1 A = 200.2 W; dengan anggapan kadar konversi sebanyak 97%, bank kuasa menerima kuasa sebanyak 200.2 W × 97% ÷ 13 V ≈ 14.9 A.

Panel yang sama, di bawah sinar matahari yang sama: Arus pengecasan menjadi 14.9 A berbanding 9.1 A, yang bermakna arus pengecasan meningkat sekitar 63%. Dua perkara perlu diperhatikan: angka 97% hanyalah anggaran standard, bukan hasil pengukuran sebenar; selain itu, penggunaan teknologi PWM sebenarnya menyebabkan penurunan arus dan voltan panel, walaupun secara teorinya sepatutnya meningkatkan kecekapan pengecasan. Perbezaan antara hasil pengukuran dalam dunia nyata biasanya lebih besar daripada yang dijangka oleh model simulasi.

Susunan array yang bersiri memburukkan lagi masalah ketidaksepadanan voltan. Pereka menyambungkan dua panel secara bersiri untuk membentuk array dengan voltan 44–48 V, yang membolehkan proses pengecasan berlaku lebih awal dalam keadaan pencahayaan rendah dan mengurangkan kehilangan tenaga akibat rintangan elektrik (I²R). Walau bagaimanapun, kawalan PWM (Pulse Width Modulation) mengurangkan voltan operasi tersebut hampir sebanyak 70%, menyebabkan array tidak beroperasi pada tahap kuasa maksimumnya. Sebuah array dengan kapasiti 400 W mungkin hanya menghasilkan kuasa sekitar 120 W, dan hampir 280 W daripada kapasiti keseluruhan hilang disebabkan ketidaksepadanan voltan sahaja. Pada konfigurasi ini, label pada kawalan PWM menentukan sama ada projek tersebut dapat beroperasi dengan lancar atau tidak.

Apa makna kegagalan ujian terhadap projek tersebut?

Gejala yang terjadi adalah konsisten: lampu LED berkuasa 60 W pada sistem ini akan padam sebelum subuh, menjadi redup pada separuh kedua malam, atau tidak pernah mencapai tahap pengecasan penuh. Punca masalahnya terletak pada tahap sebelumnya—bateri tidak pernah diisi semasa siang hari. Mengganti kawalan PWM biasanya lebih murah daripada merekabentuk semula sistem array tersebut, tetapi hanya setelah anda memastikan bahawa bateri itu sendiri dalam keadaan baik (lihat panduan kami mengenai jangka hayat bateri: /article/extend-solar-battery-life).

Ujian penerimaan yang kami cadangkan untuk dimasukkan ke dalam dokumen pesanan (Purchase Order/PO):

Bagi semua peralatan pencahayaan berkuasa lebih dari 60 W yang menggunakan modul berkuasa lebih dari 200 W, tambahkan syarat pemeriksaan berikut ke dalam dokumen pesanan:

1. Keadaan bateri: Bateri perlu berada pada tahap pengecasan 60–70%, kemudian bateri tersebut dilepaskan dari sistem pengecasan, dan proses pengecasan dilakukan di bawah sinar matahari yang terik.
2. Ukur voltan terminal panel suria (PV). Syarat penerimaan: Voltan panel suria harus melebihi voltan bateri sekurang-kurangnya sebanyak 40% semasa proses pengecasan (contohnya, ≥18 V untuk bateri dengan voltan 13 V).
3. Ukur arus yang mengalir melalui panel suria dan bateri. Syarat penerimaan: Arus bateri harus melebihi arus panel suria sekurang-kurangnya sebanyak 15% semasa proses pengecasan, dengan voltan panel suria lebih tinggi daripada voltan bateri.
4. Pemeriksaan komponen dalaman (hanya untuk artikel pertama): Induktor kuasa hadir dalam komponen tersebut, dan bentuk induktor tersebut sesuai dengan salah satu daripada tiga jenis yang ditentukan.
5. Semak data sheet (spesifikasi produk): Julat voltan masukan panel suria (Vmax) harus melebihi voltan bateri dengan perbezaan yang signifikan; penggunaan panel suria dengan voltan masukan hanya 12 V pada unit yang dijual sebagai jenis MPPT merupakan petunjuk bahaya.

Jika anda tidak mahu mengira nilai-nilai tersebut secara manual, kami menyediakan kalkulator penentuan saiz kawalan untuk membantu memadankan panel suria dengan kawalan pengecasan yang sesuai. Penjelasan mengenai kepentingan proses konversi tenaga juga terdapat dalam panduan kami tentang perbezaan antara teknologi MPPT dan PWM. Setiap unit dalam barisan produk lampu jalan suria all-in-one kami dilengkapi dengan kawalan pengecasan yang telah dipadankan dengan panel suria yang digunakan, dan jenis kawalan pengecasan tersebut dinyatakan dengan jelas dalam data sheet produk. Pastikan anda bertanya tentang spesifikasi kawalan pengecasan sebelum membuat pesanan.

Apa yang tidak dibincangkan dalam halaman ini

Panduan ini membincangkan pengawal pengecasan yang bersambung secara DC (Direct Current) dalam sistem pencahayaan jalan raya menggunakan tenaga solar dan sistem kecil yang tidak bergantung pada grid (off-grid). Ia tidak meliputi reka bentuk yang bersambung secara AC (Alternating Current), mikro-inverter, pengawal tenaga angin-solar hibrid, atau inverter yang bersambung ke grid (grid-tied inverter) – kerana setiap jenis ini memerlukan ujian yang berbeza.