ما هي وحدة التحكم في شحن الطاقة الشمسية MPPT / PWM المستخدمة؟

تستخدم وحدات التحكم بالشحن بالطاقة الشمسية PWM (تعديل عرض النبض) بشكل أساسي لتنظيم عملية الشحن والتحكم فيها في أنظمة الخلايا الكهروضوئية (PV). فيما يلي بعض التطبيقات والاستخدامات الرئيسية لوحدات التحكم بالشحن بالطاقة الشمسية PWM:

1. شحن البطارية: تضمن وحدات تحكم PWM الشحن المناسب للبطاريات في أنظمة الطاقة الشمسية. إنها تنظم الجهد والتيار المتدفق من الألواح الشمسية إلى بنك البطارية ، مما يمنع الشحن الزائد والإفراط في التفريغ ، مما قد يؤدي إلى إتلاف البطاريات. توفر وحدات تحكم PWM ناتج جهد ثابت أثناء عملية الشحن ، مما يقلل تدريجيًا من تيار الشحن مع اقتراب البطارية من الشحن الكامل.

2. الأنظمة الصغيرة إلى المتوسطة الحجم: تستخدم وحدات التحكم PWM بشكل شائع في أنظمة الطاقة الشمسية الأصغر إلى المتوسطة الحجم. تحتوي هذه الأنظمة عادةً على ألواح شمسية وبطاريات ذات جهد منخفض ، مما يجعل وحدات تحكم PWM خيارًا فعالاً من حيث التكلفة. إنها مناسبة للتطبيقات مثل الكبائن خارج الشبكة و RVs والقوارب والأنظمة السكنية الصغيرة وغيرها من الإعدادات المماثلة.

3. تصميم وتشغيل مبسطان: تعتبر وحدات تحكم PWM أبسط نسبيًا في التصميم والتشغيل مقارنةً بوحدات التحكم MPPT (الحد الأقصى لتتبع نقطة الطاقة). تحتوي على مكونات إلكترونية أقل وأسهل في التثبيت والتكوين. أجهزة التحكم PWM هي بشكل عام أجهزة توصيل وتشغيل تتطلب الحد الأدنى من الإعداد ، مما يجعلها أكثر سهولة في الاستخدام للأفراد الذين ليس لديهم معرفة تقنية واسعة.

4. حل فعال من حيث التكلفة: وحدات تحكم PWM عادة ما تكون أقل تكلفة مقارنة بوحدات تحكم MPPT. إذا كانت متطلبات النظام ، مثل جهد اللوحة ، جهد بنك البطارية ، وعائد الطاقة المتوقع ، ضمن قدرات وحدة التحكم PWM ، يمكن أن يكون خيارًا فعالاً من حيث التكلفة لاحتياجات الشحن لنظام الطاقة الشمسية.

5. مراقبة النظام الأساسية: في حين أن وحدات التحكم PWM قد لا تقدم ميزات مراقبة متقدمة مثل وحدات تحكم MPPT ، فإن بعض الطرز تتضمن مؤشرات LED أساسية أو شاشات صغيرة لتوفير معلومات حول حالة الشحن وحالة البطارية. يمكن أن تساعد هذه المؤشرات المستخدمين في مراقبة أداء النظام والتأكد من أنه يعمل بشكل صحيح.

بشكل عام ، تُستخدم وحدات التحكم بالشحن بالطاقة الشمسية PWM بشكل شائع في أنظمة الطاقة الشمسية الأصغر حيث يتم إعطاء الأولوية لفعالية التكلفة وبساطة تصميم وحدة التحكم. إنها موثوقة وفعالة في الحفاظ على الشحن المناسب للبطارية وهي مناسبة للتطبيقات التي لا تتطلب كفاءة أعلى وميزات متقدمة توفرها وحدات تحكم MPPT.

تم تصميم وحدات التحكم بالشحن بالطاقة الشمسية MPPT (الحد الأقصى لتتبع نقطة الطاقة) خصيصًا لزيادة الكفاءة وحصاد الطاقة لأنظمة الخلايا الكهروضوئية (PV). فيما يلي بعض التطبيقات والاستخدامات الرئيسية لوحدات التحكم بالشحن الشمسي MPPT:

1. كفاءة أعلى: أجهزة التحكم MPPT معروفة بكفاءتها العالية في تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة قابلة للاستخدام. يقومون باستمرار بتعقب وضبط جهد التشغيل والتيار للألواح الشمسية للعثور على أقصى نقطة للطاقة (MPP) حيث توفر الألواح أعلى خرج طاقة ممكن. من خلال تشغيل الألواح الشمسية في MPP ، يمكن لوحدات التحكم MPPT استخراج المزيد من الطاقة من الألواح مقارنة بوحدات التحكم PWM ، خاصة في الحالات التي لا يتطابق فيها جهد اللوحة مع جهد البطارية.

2. زيادة حصاد الطاقة: تتيح القدرة على العمل في MPP لوحدات التحكم MPPT التقاط المزيد من الطاقة من الألواح الشمسية. هذا مفيد بشكل خاص في السيناريوهات حيث تؤثر الظروف البيئية ، مثل التظليل الجزئي أو الغطاء السحابي أو تغيرات درجة الحرارة ، على أداء اللوحات. يمكن لوحدات التحكم MPPT التكيف مع هذه الظروف وتحسين استخراج الطاقة ، مما يؤدي إلى زيادة إنتاجية الطاقة الإجمالية من نظام الطاقة الشمسية.

3. المرونة في تكوين اللوحة: يمكن لوحدات التحكم MPPT العمل مع الألواح الشمسية ذات الجهد العالي وتحويل الجهد الزائد إلى تيار شحن إضافي. تسمح هذه المرونة باستخدام أشواط أطول للأسلاك ، ومقاييس سلكية أرق ، والقدرة على توصيل لوحات متعددة في سلسلة ، وتقليل تكاليف التركيب وتبسيط تصميم النظام. من خلال مطابقة جهد اللوحة بجهد بنك البطارية من خلال تحويل الجهد ، تعمل وحدات التحكم MPPT على تحسين نقل الطاقة وتقليل الخسائر.

4. الأنظمة واسعة النطاق: تستخدم وحدات التحكم MPPT بشكل شائع في أنظمة الطاقة الشمسية الأكبر حيث الكفاءة الأعلى وحصاد الطاقة يبرران الاستثمار. تحتوي هذه الأنظمة عادةً على لوحات الجهد العالي وبنوك البطاريات ، مما يجعل وحدات تحكم MPPT أكثر ملاءمة. تشمل التطبيقات أنظمة الطاقة الشمسية المرتبطة بالشبكة ، والمنشآت التجارية ، والمزارع الشمسية ، وغيرها من الإعدادات التي تتطلب أقصى استخلاص للطاقة وأداء النظام.

5. المراقبة المتقدمة والاتصالات: تأتي العديد من وحدات التحكم MPPT مزودة بميزات مراقبة متقدمة وواجهات اتصال. يمكن أن يشمل ذلك تسجيل البيانات وتتبع الأداء في الوقت الفعلي وخيارات الاتصال مثل RS485 أو Ethernet أو Bluetooth. تتيح هذه الميزات للمستخدمين مراقبة أداء النظام وتحليله ، وتتبع إنتاج الطاقة ، والتحكم عن بعد وتكوين وحدة التحكم.

باختصار ، تُستخدم وحدات التحكم في الشحن الشمسي MPPT لتحسين حصاد الطاقة وكفاءة أنظمة الطاقة الشمسية ، خاصة في التركيبات الكبيرة أو السيناريوهات التي قد تؤثر فيها الظروف البيئية على أداء الألواح الشمسية. تضمن قدرتها على تتبع نقطة الطاقة القصوى والتكيف معها أقصى استخلاص للطاقة من الألواح ، مما يؤدي إلى إنتاج طاقة أعلى وتحسين أداء النظام.

كل ما ورد أعلاه MPPT و PWM وحدة التحكم بالشحن الشمسي باستخدام التطبيقات. يمكنك اختيار النوع الأنسب لاستخدامك. يعتمد تحديد جهاز التحكم بالشحن الشمسي المناسب على عوامل مختلفة ، بما في ذلك حجم نظام الألواح الشمسية ، والجهد الكهربائي للألواح الشمسية وبنك البطارية ، وكفاءة الشحن المطلوبة ، والميزانية المتاحة. بالنسبة للأنظمة الأصغر ذات متطلبات الطاقة المنخفضة ، قد يكون جهاز التحكم في تعديل عرض النبض (Pulse Width Modulation) كافياً. تعتبر وحدات التحكم PWM فعالة من حيث التكلفة وأبسط في التصميم ، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات الصغيرة مثل الكبائن خارج الشبكة ، و RVs ، والأنظمة السكنية الصغيرة. ضع في اعتبارك جهد الألواح الشمسية وبنك البطارية. تستخدم وحدات التحكم PWM عادةً مع لوحات الجهد المنخفض (12V أو 24V) وبنوك البطارية. إذا كانت لديك لوحات أو بطاريات ذات جهد أعلى ، فيوصى باستخدام وحدة تحكم MPPT (تتبع الحد الأقصى لنقطة الطاقة). يمكن لوحدات التحكم MPPT التعامل مع الفولتية العالية للوحة ، مما يسمح بتشغيل الأسلاك لفترة أطول ومزيد من المرونة في تصميم النظام. يُنصح بالتشاور مع متخصص أو مورد في مجال الطاقة الشمسية يمكنه تقييم متطلباتك المحددة وتقديم توصيات مخصصة بناءً على معايير النظام والميزانية والخطط المستقبلية. يمكنهم إرشادك في اختيار أنسب جهاز تحكم بالشحن الشمسي لتحسين أداء وكفاءة نظام الطاقة الشمسية الخاص بك.