MPPT vs PWM-controllers voor zonnepanelen voor straatlicht: Hoe kies je?

Wat elke controller eigenlijk doet

PWM (Pulse Width Modulation)-controllers verbinden het zonnepaneel vrijwel rechtstreeks met de batterij en regelen het opladen door de verbinding snel aan en uit te schakelen. Als de batterij (meestal een 12 V of 24 V-lithiumbatterij van type LiFePO4 of een lood-zuurbatterij) bijna vol is, vermindert de controller de stroomstroom. Er vindt geen omvorming van de spanning plaats; de spanning van het zonnepaneel wordt naar die van de batterij gebracht, waardoor de energie die hierboven ligt verloren gaat.

MPPT (Maximum Power Point Tracking)-controllers plaatsen een DC-DC-converter tussen het zonnepaneel en de accu. De converter scheidt de twee spanningen, zodat het zonnepaneel kan werken op zijn maximale vermogen, terwijl de accu de energie krijgt die nodig is. De controller meet de uitgangsspanning van het paneel elke paar seconden en past de omvormingsverhouding aan om het maximale vermogen te behouden, ondanks veranderingen in lichtintensiteit en temperatuur. De extra energie die hierdoor wordt behaald, is de bron van de 20–30% efficiënsieverbetering.

Waar de 20–30% efficiënsieverbetering van toepassing is – en wanneer dit niet het geval is

De voordelen van MPPT zijn het grootst wanneer de uitgangsspanning van het zonnepaneel (Vmp) de accu-spanning met een grote marge overschrijdt. In dergelijke systemen brengt een PWM-controller het zonnepaneel de meeste tijd niet op zijn maximale vermogen; de energieverlies wordt hierdoor permanent. Dit energieverlies kan oplopen tot een vijfde tot een derde van de totale uitstoot van het zonnepaneel. Koud weer versterkt deze situatie, omdat de spanning van het paneel toeneemt terwijl de temperatuur van de zonnecellen daalt.

Er zijn echter twee belangrijke beperkingen: de bewering dat ‘MPPT altijd beter is’, wordt te vaak onterecht gebruikt.

• Als de spanningen al overeenkomen, neemt de versterking af tot nul. Een panel waarvan de Vmp (Maximum Power Point) spanning ongeveer 10–15% van de batterijspanning is, biedt de MPPT-controleer nauwelijks mogelijkheden om nog energie te recupereren. Het betalen voor extra elektronische componenten die de spanningen nauwkeurig regelen, zorgt alleen voor meer gemak, niet voor meer energiebesparing.
• De cijfers van 20–30% zijn een vergelijking op systeemniveau, en geen specificatie uit de datasheet van de controleer. Deze cijfers hangen af van het type panel, het klimaat en het aantal uur dat het systeem wordt gebruikt. Beschouw ze als een indicatie voor het bereik van de mogelijkheden van de controleer, maar niet als een garantie voor de werking ervan.

MPPT versus PWM in een oogopslag

Hoe wij kiezen in onze fabriek

Wij bepalen de type controleurs per lichtarmatuur, niet op basis van de prijs. Het principe dat we bij elke bestelling toepassen is:

1. Lees eerst de Vmp-waarde van het paneel en de nominale spanning van de batterij op uit de technische specificaties. Als de waarde van Vmp gedeeld met de batterijspanning minder is dan ongeveer 1,2, is PWM meestal de juiste technische oplossing; in dat geval kiezen we PWM zonder aarzeling.
2. Als het verhouding meer dan 1,5 is – wat het normale geval is voor een 300 W all-in-one-apparaat dat wordt gevoed door een 12 V LiFePO4-batterijpakket – wordt MPPT gebruikt. De energie die wordt bespaard gedurende de gebruiksduur van 5 jaar is vele malen groter dan de verschillende in de prijs van de controller.
3. In koude klimaten en op hoge breedtegraden wordt standaard MPPT gebruikt, zelfs als het verhouding nog net onder de grens ligt; de stijging van de spanning in de winter kan namelijk PWM-systemen ernstig beïnvloeden.
4. We gebruiken nog steeds PWM wanneer dat echt nodig is: bij kleine paalobjecten, tuinlampen met korte autonoomie, of budgettaire renovatiekits. Het gebruik van MPPT in dergelijke gevallen zou alleen onnodig extra kosten met zich meebrengen, zonder dat het een echte technische verbetering oplevert.

Het meest voorkomende probleem in deze branche is niet dat de controller niet werkt, maar dat er een spanningsverschil is dat nooit is berekend . Een aannemer koppelt een paneel met een hoge Vmp-waarde aan een PWM-controller, waardoor de accu chronisch ontladen wordt. Dit probleem komt twee winters later tot uiting in het feit dat de solaire lichtarmatuurs niet meer werken. De oplossing is eenvoudig: een datasheet en tien minuten rekenwerk, in plaats van een servicebezoek.

Wat deze gids niet behandelt

Deze gids gaat over de keuze van een charge-controller voor DC-gekoppelde solaire straatlichtarmatuurs. Ze behandelt geen AC-gekoppelde systemen, hybride wind-solaire controllers of grid-tied-inverters, aangezien deze andere architecturen en regels hebben. Voor het bepalen van de juiste grootte van de controller, accu en paneel voor een specifiek project, kunt u onze controller-sizing-calculator gebruiken of ons uw fotometrische en autonomie-eisen sturen; wij berekenen de vereisten voor u.

Volgende stap: Als je nu een project specificeren, begin je met de calculator. Vervolgens kun je onze all-in-one zonnepanelen voor straatlicht vergelijken. Elke eenheid wordt geleverd met een controller die perfect past bij het corresponderende zonnepaneel, waardoor een ongelijkheid tussen controller en paneel niet meer kan optreden.

适用范围 ：以上讲解 MPPT 与 PWM 两种充电控制方式的原理与取舍。MPPT 在弱光与温差下效率更高，代价是成本与故障率。若环境光照充足且成本优先，PWM 亦可，本文不构成唯一选择。