以下是我们同名白皮书的摘要。
有关完整的白皮书,请参阅:哪种太阳能充电控制器:PWM 还是 MPPT?在我们网站的白皮书部分。
1. 他们做什么
PWM 控制器本质上是一个将太阳能电池阵列连接到电池的开关。结果是太阳能电池阵列的电压将被拉低至接近电池的电压。
MPPT 控制器更为复杂(也更昂贵):它将调整输入电压以从太阳能电池阵列中获取最大功率,然后将该功率转换为电池加负载不断变化的电压需求。因此,它本质上将阵列和电池电压分离,这样就可以在 MPPT 充电控制器的一侧放置一个 12 伏电池,在另一侧放置大量串联电池以产生 36 伏电压。
大量电池串联产生 36 伏电压的示例
MPPT 控制器执行的 DC 到 DC 转换的图形表示
2. MPPT 控制器的双重优势
a) 最大功率点跟踪
MPPT 控制器将从太阳能电池阵列中获取更多电力。当太阳能电池温度较低(低于 45°C)或非常高(高于 75°C)或辐照度非常低时,性能优势非常明显(10% 至 40%)。
在高温或低光照条件下,阵列的输出电压会急剧下降。因此必须串联更多电池,以确保阵列的输出电压比电池电压高出适当的幅度。
b) 降低布线成本和/或降低布线损耗
欧姆定律告诉我们,由于电缆电阻而导致的损耗为 Pc(瓦)= Rc x I²,其中 Rc 是电缆电阻。该公式表明,对于给定的电缆损耗,当阵列电压加倍时,电缆横截面积可以减少四倍。
在额定功率给定的情况下,更多串联电池将增加输出电压并减少阵列的输出电流(P = V x I,因此,如果 P 不变,则当 V 增加时 I 必须减小)。
随着阵列尺寸的增加,电缆长度也会增加。选择串联更多面板,从而减少电缆横截面积,从而降低成本,这是在阵列功率超过几百瓦(12 V 电池)或几百瓦(24 V 或 48 V 电池)时安装 MPPT 控制器的有力理由。
3. 结论
脉宽调制
当太阳能电池温度处于中等至高温(45°C 至 75°C 之间)时,PWM 充电控制器是一种适用于小型系统的良好低成本解决方案。
最大功率跟踪
为了充分利用 MPPT 控制器的潜力,阵列电压应远高于电池电压。MPPT 控制器是高功率系统的首选解决方案(因为电缆横截面积较小,因此总体系统成本最低)。当太阳能电池温度较低(低于 45°C)或非常高(高于 75°C)或辐照度非常低时,MPPT 控制器也将收获更多电力。