PWM 대 MPPT

PWM vs. MPPT : 어느 것이 더 낫습니까?

이전 장에서 두 컨트롤러 (PWM 및 MPPT)의 기능에 대해 배웠습니다. PWM은 추가 전압을 전류로 변환하지 않으므로 전력 변환 속도가 낮습니다. 즉, PWM은 태양 전지판에서 수집 한 모든 에너지를 배터리로 전달하지 않지만 MPPT는 항상 전지판에서 최대 전력 지점을 추적하고 그에 따라 전류와 전압을 조정하여 태양 전지판에서 수집 한 모든 에너지를 전달할 수 있습니다. 배터리에.

PWM 대 MPPT

PWM 대 MPPT

구체적인 예는 이것을 명확하게 설명합니다.

기본 물리적 공식 :

전력 (와트) = V (볼트) x I (암페어)

공칭 12V, 100W 태양 전지판을 사용하여 12V 배터리 시스템을 충전하는 경우 실제 Vmp는 17V이며 현재 출력을 계산할 수 있습니다.

나는 = 전력 / V

나는 = 100/17 = 5.88 암페어

이제 패널 출력이 17V 및 5.88A임을 알 수 있습니다.

시나리오 1 : 태양 광 시스템에는 PWM 태양 광 충전 컨트롤러가 있습니다.

PWM은 전압을 배터리 충전 전압 (약 14V)까지 끌어 내립니다. PWM을 통과 한 후 태양 에너지는 14V 및 5.88A 만 유지됩니다.

그건은 다음과 같습니다 :

P = V x I = 14 x 5.88 = 82.32W

시나리오 2 : 태양 광 시스템은 MPPT 태양 광 충전 컨트롤러와 함께 있습니다.

MPPT는 전압을 14V로 끌어 올릴뿐만 아니라 전류도 증가시켜 전력이 거의 전력을 뽑아내는 것과 같습니다.

따라서 전압이 17/14 = 1.21만큼 감소하면

그런 다음 배터리 전류가 1.21만큼 증가하면

5.88 x 1.21 = 7.11A

총 출력

P = 14 x 7.11 = 99.54W

이 예에서 PWM에 의해 낭비되는 전력은 다음과 같습니다.

99.54 – 82.32 = 17.22W

거의 20 %의 에너지는 배터리 화학 에너지로 변환되지 않았습니다. 대형 태양열 어레이의 시나리오를 고려하면 손실이 엄청날 수 있습니다.

따라서 대형 태양열 어레이에는 MPPT를 사용하는 것이 좋습니다.

6.2 MPPT의 강점

a) 높은 변환 효율

태양 광 시스템이 대형 태양열 어레이와 함께 제공되는 경우 MPPT는 특히 추운 날씨에 태양 에너지 변환을 높이는 데 가장 좋은 선택이 될 것입니다. 온도가 떨어지면 패널 전압이 상승하기 때문입니다. MPPT 전환율은 20 %에서 40 %로 상승 할 수 있습니다. 그것은 당신의 청구서에서 실제로 돈을 절약하는 친환경적이고 자유로운 에너지입니다.

멀리있는 태양 전지판 어레이

멀리있는 태양 전지판 어레이

b) 케이블의 에너지 손실을 낮추거나 케이블 구매 비용을 낮 춥니 다.

기억하십시오 옴의 법칙 공식

V (볼트) = R (옴) x I (암페어)

출력 전력 P(와트) = V (볼트) x I (암페어)

So

저항 손실 PR(와트) = R (옴) x I2 (앰프)

그런 다음 PV 패널이 배터리 뱅크에서 먼 거리에 설치되면 케이블 저항의 전력 손실이 상당합니다 (PR = R x 나2  ). 여기서 R은 케이블의 저항을 나타냅니다. R은 케이블 길이가 늘어남에 따라 증가합니다.

케이블 저항 공식

케이블 저항 공식

그러나 P에 따라 더 많은 직렬로 배선하여 태양 전지판의 전압을 두 배로 늘리면 = V x I, 총 전력 출력의 변화 없음 P, 그래서 케이블을 통과하는 전류는 절반이어야합니다.

마지막으로 저항 PR(와트) = R (옴) x I2 (Amps)는 이전보다 XNUMX/XNUMX이 될 것입니다.

실제로 MPPT를 사용하면 태양 전지판의 전압을 훨씬 더 높여 전류 흐름을 줄일 수 있습니다.

이 경우 케이블을 통한 저항 손실을 줄이기 위해 패널의 전압을 높이고, 항상 패널에서 최대 전력을 수확하기 위해 추적하는 MPPT를 사용하기 때문에 PWM처럼 전압 낭비가 없습니다.

다른 측면에서이 주제를 검토 할 수 있습니다. 패널 전압을 올릴 수없는 경우 저항 = 저항률 × 길이 / 면적으로 케이블 저항을 줄이기위한 해결책을 찾아야합니다. 지출 할 금액입니다.

요약하자면, 소형 시스템의 경우 PWM은 저렴하기 때문에 좋은 솔루션이지만 대형 시스템의 경우 전환율을 높이고 태양 에너지를 활용하는 태양 전지판 용량을 낭비하지 않으려면 MPPT가 바람직합니다. MPPT는 항상 고전력 시스템에 적용됩니다.

6.3 장점과 단점

PV 시스템 용 태양열 충전 컨트롤러를 구매하기로 결정하기 전에 이전 콘텐츠에서 지식이 풍부한 정보를 학습해야합니다. PWM과 MPPT의 차이점을 나열한 비교 테이블도 제안됩니다. 그래서 우리는 당신이 더 편리하게 리뷰 할 수 있도록 그들의 장단점을 모았습니다.

장점단점
PWM
  • PWM 기술은 PV 시스템에서 오랫동안 사용 가능했으며 비교적 안정적이고 성숙한 기술입니다.
  • 비용 효율적이며 대부분의 소비자에게 저렴합니다.
  • PWM은 현재 최대 60A의 부하를 견딜 수 있습니다.
  • 대부분의 PWM은 지속적으로 작동 할 수있는 적절한 방열 구조를 가지고 있습니다.
  • PWM은 다양한 애플리케이션에 맞게 다양한 크기로 제공됩니다.
  • PWM이 태양 광 태양 광 시스템에 적용되면 태양 전지판의 전압이 배터리 뱅크의 전압과 일치해야합니다.
  • 단일 PWM의 현재 부하 용량은 개발되지 않았으며 여전히 최대 60A에 불과합니다.
  • 일부 소형 PWM 충전 컨트롤러는 구조 설계가 좋지 않아 UL 등재가 불가능합니다.
  • 일부 소형 PWM에는 도관 피팅이 없습니다.
  • PWM에는 때때로 신호 간섭 문제가 있습니다. 컨트롤러는 TV 또는 라디오에서 소음을 생성합니다.
  • PWM은 광전지 태양계의 확장을 어느 정도 제한합니다.
  • 고전압 독립형 태양 광 어레이에는 적용 할 수 없습니다.
MPPT
  • MPPT는 PV 패널에서 태양 에너지의 변환을 최대화하고 속도는 PWM보다 40 % 더 효율적일 수 있습니다.
  • MPPT는 태양 전지판 전압이 배터리 전압보다 높은 경우에 사용할 수 있습니다.
  • MPPT는 최대 80A의 부하 전류를 견딜 수 있습니다.
  • MPPT는 PWM보다 더 긴 보증을 제공합니다.
  • MPPT는 시스템의 태양 전지판 확장을 제한하지 않습니다.
  • MPPT는 하이브리드 태양 광 발전 시스템을위한 유일한 솔루션입니다.
  • MPPT는 PWM보다 비쌉니다. 일부 모델의 가격은 PWM 충전 컨트롤러의 두 배입니다.
  • MPPT에는 더 많은 구성 요소와 기능이 있기 때문에 물리적 크기가 PWM보다 큽니다.
  • MPPT는 더 복잡하므로 대부분의 경우 태양열 어레이의 크기를 조정할 때 가이드를 따라야합니다.
  • MPPT 태양 광 컨트롤러는 줄로 연결된 태양 광 패널 어레이를 지속적으로 강요합니다.

6.4 모든 태양 광 PV 시스템에 충전 컨트롤러가 필요합니까?

답은 없습니다.

일반적으로 태양 전지판이 5 암페어 시간 배터리 당 100 와트 미만이면 태양열 충전 컨트롤러가 필요하지 않습니다.

사용할 수있는 공식은 다음과 같습니다.

지수 = 배터리 용량 (Amp Hour) / 태양 전지판 Imp (Amps)

몫이 200보다 크면 컨트롤러가 필요하지 않습니다. 그렇지 않으면 컨트롤러를 설치하는 것이 좋습니다.

예를 들어, 200AH 배터리와 20W 패널이있는 경우 몫은 200 / 1.18 = 169.5입니다. 이 경우 컨트롤러가 필요합니다.

400AH 배터리와 10W 패널이있는 경우 몫은 400 / 0.59 = 677.9입니다. 이 경우 컨트롤러가 필요하지 않습니다.