MPPT vs controladores PWM para luzes de rua solares
-- como escolher
MPPT vs controladores PWM para luzes de rua solares: como escolher
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Resposta curta: a escolha se resume a um número-a relação entre a tensão de potência máxima do seu painel solar (Vmp) e a tensão da bateria. Se o Vmp do painel ficar próximo da tensão da bateria, um controlador PWM faz o trabalho com o menor custo. Se o painel funcionar bem acima da bateria-o que é o caso na maioria das luzes de rua tudo-em-um modernas-um controlador MPPT recupera a diferença, Normalmente 20 - 30% mais energia colhida. O restante deste guia explica por que e como fazemos a chamada em nossa própria fábrica.
O que cada controlador faz
* PWM em PWM (Modulação por Largura de Pulso) os controladores conectam o painel solar quase diretamente à bateria e regulam o carregamento ligando e desligando rapidamente a conexão. Quando a bateria-normalmente um banco de lítio de 12 V ou 24 V (LiFePO4) ou chumbo-ácido-se aproxima da carga total, o controlador reduz a corrente. Não há conversão de tensão: O painel é puxado para baixo em direção à tensão da bateria, e tudo acima dele é perdido.
* MPÇÃO (Maximum Power Point Tracking) os controladores colocam um conversor DC-DC entre o painel e a bateria. para que o painel possa operar em seu próprio ponto de potência máxima enquanto a bateria recebe o que precisa. O controlador coleta amostras da saída do painel a cada poucos segundos e ajusta a taxa de conversão para rastrear o ponto de potência máxima à medida que a luz e a temperatura mudam. A energia extra vem daí.
De onde vem o ganho de eficiência de 20 - 30%-e quando ele não se aplica
A vantagem do MPPT é maior quando o Vmp do painel excede a voltagem da bateria por uma ampla margem. Nesses sistemas, um controlador PWM arrasta o painel para fora de seu ponto de potência máxima durante a maior parte do dia, e a perda de incompatibilidade é permanente-não um erro de arredondamento, mas um quinto a um terço da saída da matriz. O tempo frio amplia ainda mais a lacuna, porque a voltagem do painel aumenta à medida que a temperatura da célula cai.
Duas advertências honestas, porque a multidão "MPPT é sempre melhor" exagera:
- Quando as tensões já coincidem, o ganho encolhe em direção a zero. Um painel cujo Vmp fica dentro de aproximadamente 10 - 15% da tensão da bateria deixa um controlador MPPT pouco para recuperar.
- O valor de 20 - 30% é uma comparação no nível do sistema, não um número de folha de dados do controlador. Depende da sua matriz, do clima e do horário de operação. Trate-o como a ordem de grandeza que projetamos, não uma garantia.
MPPT vs PWM em um piscar de olhos
| Parâmetros | Controlador PWM | Controlador MPPT |
|---|---|---|
| Conversão de Volt | Nenhum - painel puxado para a tensão da bateria | Conversão DC-DC , o painel opera em Vmp |
| Ganho de eficiência típico vs. o outro | Baseline | +20 -30% quando Vmp > tensão da bateria |
| Melhor fit | Vmp do painel dentro de~10 - 15% da tensão da bateria | Painel Vmp bem acima da tensão da bateria (a maioria das luzes all-in - one) |
| Custo relativo | Inferior | mais alto |
| Contagem de componentes/pontos de falha | Menos então | Mais (fase de conversão) |
| Desempenho em clima frio | Weak - Voltage Mismatch (Fraco - Voltagem Desajustada) | Forte - rastreia o ponto de potência deslocado |
| Colheita de baixa luz | Fraco | Fortes |
Como escolhemos na nossa fábrica
Nós especificamos controladores por dispositivo elétrico , não por faixa de preço . A regra que aplicamos em todas as listas de materiais :
- Leia o Vmp do painel e a tensão nominal da bateria nas folhas de dados primeiro . Se a tensão da bateria Vmp ÷ cair abaixo de aproximadamente 1,2 , o PWM geralmente é a resposta de engenharia correta e nós especificamos isso sem desculpas .
- Se a relação exceder cerca de 1,5 - o caso normal para uma unidade tudo-em - um de 300 W em um banco LiFePO4 de 12 V - MPPT vai na lista de materiais . A energia recuperada ao longo de uma vida útil de 5 anos supera o delta de preço do controlador .
- Os projetos de clima frio e de alta latitude são padrão para MPPT mesmo quando a relação é limítrofe , porque o aumento da tensão no inverno consome os sistemas PWM .
- Nós ainda usamos PWM onde ele realmente se encaixa - pequenos postes de amarração , luzes de jardim de curta autonomia , kits de retrofit de orçamento . Forçar MPPT nesses seria preencher a BOM , não engenheirá - lo .
A falha que vemos com mais frequência no campo não é um controlador morto . É uma incompatibilidade de tensão que nunca foi calculada - um empreiteiro emparelha um painel de alto Vmp com um controlador PWM , a bateria é cronicamente subcarregada e o sintoma aparece dois invernos depois como " luzes solares não funcionam " . A correção é uma folha de dados e dez minutos de aritmética , não uma chamada de serviço .
O que este guia não cobre
Esta página aborda a seleção do controlador de carga para luzes de rua solares acopladas a CC . Não abrange sistemas acoplados a CA , controladores eólicos híbridos ou inversores ligados à rede - são arquiteturas diferentes com regras diferentes . Para dimensionar o controlador , a bateria e o painel para um projeto específico , utilize a nossa calculadora de dimensionamento do controlador ou envie-nos os seus requisitos fotométricos e de autonomia e nós iremos calcular os números consigo .
Próxima etapa : se você está especificando um projeto agora , comece com a calculadora , então compare nossa linha luzes solares de rua tudo-em - um - cada unidade é enviada com seu controlador correspondente ao painel , então a incompatibilidade acima não pode acontecer por acidente .
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