Як вибрати між сонячним контролером PWM та MPPT
Про контролера зазвичай згадують в останню чергу. Панелі вибирають довго, акумулятор беруть дорожче, а на коробочку між ними махають рукою, мовляв, будь-яка зійде. А потім дивуються, куди поділася половина обіцяної потужності.
Насправді саме ця коробочка й вирішує, скільки енергії дійде до батареї. Два її типи, PWM і MPPT, працюють по-різному, і різниця між ними сягає третини вироблення. Причому дорожче не завжди краще. Іноді за MPPT переплачуєш даремно, інколи ж економія на ньому виливається в зайвий елемент на даху. Тому перед покупкою варто зрозуміти, чим ці два типи відрізняються і який витягне саме вашу систему.
PWM або MPPT: що вибрати
Контролер заряду для сонячних батарей – це посередник між панеллю та акумулятором. Він тримає струм і напругу у безпечних рамках, інакше накопичувач загине від перезаряду чи розряду за лічені місяці.
Зі своїм завданням справляються обидва типи, і PWM, і MPPT. Відрізняється лише те, як вони перетворюють енергію панелі на заряд, і ця різниця коштує тих самих відсотків.
Як працює PWM-контролер
PWM – це по суті розумний вимикач. Він з’єднує сонячну панель з акумулятором безпосередньо й часто клацає, то підключаючи, то відключаючи, щоб напруга не вилетіла вище за норму.
Заковика в тому, що при такому з’єднанні вхід просідає до напруги батареї, і все втрачається. За розрахунком Victron панель на 100 Вт віддає через PWM близько 81 Вт, тобто п’ята частина йде в нікуди.
Зате пристрій дешевий і надійний, ламатися майже немає чому. І працює воно чудово, коли напруги на вході та виході близькі: ліхтар, камера, дачне світло, малопотужна система на 12 вольтів. Тут PWM беруть за розумом, а не від бідності.
Як працює MPPT-контролер
MPPT усуває ту саму проблему втрат. Він не просаджує панель, а ловить точку, де вона віддає максимум потужності, і перераховує зайву напругу на додатковий струм, що йде в батарею. ККД у нього близько 92-98%, а збільшення до вироблення проти PWM від 10 до 30%.
Максимум цієї добавки MPPT дає там, де PWM найслабше:
- у холоди;
- у хмарність;
- коли елементи з’єднані послідовно на високу напругу.
Він же не прив’язує напругу панелей до напруги батареї. До акумулятора на 12 вольтів можна підключити масив на 36 вольтів і вище, а це менше втрат у дротах.
Якщо звести все, PWM підходить для невеликих систем приблизно до 300-400 Вт, де напруга входу та акумулятора збігається. MPPT виправданий від 500 ватів, на високовольтних зборках і там, де сонце примхливе. Коштує він у 1,5-3 рази дорожче, але на великій системі відбивається тим, що не потрібна зайва панель.
Як підібрати контролер за потужністю сонячних панелей
Контролер підбирають не за ватами, а за струмом, який через нього піде. Потужність масиву ділять на напругу акумулятора – 400 Вт при батареї на 12 вольтів дають приблизно 33 ампери.
Брати впритул не можна. У мороз і яскравому сонці СЕС видає на 20-25% більше номіналу, тому розрахунковий струм множать на 1,25. Наші 33 ампери перетворюються на 40. І контролер потрібен на 40 ампер або найближчий більше.
Який контролер вибрати для AGM, GEL та LiFePO4
Тип акумулятора важливий не менше потужності, тому що кожна хімія має свої пороги заряду. Помилитесь тут, і батарея або недозарядиться, або постаріє раніше терміну.
З AGM та GEL справляється й гарний PWM. Це різновиди свинцево-кислотних батарей, заряджаються вони при зрозумілій напрузі, і майже будь-яка модель має для них готовий профіль. GEL чутливіший до перезаряду, особливо в спеку, тому для нього бажаний контролер із температурною компенсацією.
А ось з LiFePO4 все суворіше. Літій вимагає точної напруги та не терпить нескінченної “підзарядки”, яку свинець переносить спокійно. Дешевий PWM без потрібного профілю тут або недодасть заряд, або триматиме батарею під зайвою напругою. Тому під літій беруть MPPT або PWM з окремим режимом LiFePO4, де пороги виставляються вручну.
Типові помилки під час вибору сонячного контролера
Помилок при покупці небагато, але кожна б’є по гаманцю. Ось вони, від найчастішої до найприкрішої:
- PWM до високовольтних панелей – втрачається третина вироблення, тут потрібен тільки MPPT.
- Контролер впритул по струму – на морозі система видає більше номіналу, і пристрій без запасу 25% згоряє.
- Не врахували тип батареї – дешевий контролер без профілю LiFePO4 псує дорогий літій.
- Зекономили на контролері при дорогих панелях – вся система втрачає потужність через найдешевшу ланку.
- Перевищили напругу масиву для MPPT – ця стеля вказана в характеристиках, вище за нього контролер виходить з ладу.
Жодна з них не про техніку, все про поспіх. Порахували потужність, глянули напругу та тип батареї, і покупка пройде без сюрпризів.
Ось і вся премудрість. Та сама коробочка, на яку махнули рукою при складанні, вирішує не менше, ніж панелі та акумулятор.