PWM ve MPPT Şarj Kontrol Cihazı Arasındaki Farklar
PWM ve MPPT Şarj Kontrol Cihazı Arasındaki Farklar Nelerdir? Güneş enerji sistemim için hangi şarj kontrol cihazını seçmeliyim? Tüm bu soruların yanıtlarını blog yazımızı inceleyerek öğrenebilirsiniz.
İçindekiler
- PWM Şarj Kontrol Cihazı ve MPPT Şarj Kontrol Cihazı Arasındaki Farklar Nelerdir?
- PWM ve MPPT Karşılaştırma Tablosu
- PWM Şarj Regülatörü veya MPPT Şarj Regülatörü Nasıl Seçilir?
- PWM ve MPPT Karşılaştırması Test Sonuçları
- PWM Şarj Kontrol Cihazı Nedir?
- En İyi PWM Şarj Kontrol Cihazları
- MPPT Şarj Kontrol Cihazı Nedir?
- En İyi MPPT Şarj Kontrol Cihazları
- Özet
PWM Şarj Kontrol Cihazı ve MPPT Şarj Kontrol Cihazı Arasındaki Farklar Nelerdir?
Bu kılavuzda, PWM ve MPPT Şarj Kontrol Cihazı Arasındaki Farklar Nelerdir sorusunu sizler için açıklayacağız.
Sadece fiyat ve verimlilik hakkında bilgi vermek için değil, ne zaman bir PWM veya MPPT seçmeniz gerektiğini anlamanıza yardımcı olmayı hedefliyor olacağız.
PWM ve MPPT Karşılaştırma Tablosu
|
PWM |
MPPT |
|
|
Artıları |
|
|
|
Eksileri |
|
|
|
En İyi Kullanım |
|
|
4 Ana Fark
- MPPT şarj kontrolörleri, PWM şarj kontrolörlerinden daha verimlidir.En önemli farkları enerji dönüştürme verimlilikleridir, PWM şarj kontrol cihazları için yaklaşık %75 ve MPPT şarj kontrol cihazları için %95'tir.
- PWM şarj kontrolörleri, MPPT şarj kontrolörlerinden daha ucuzdur.Birçok popüler PWM şarj kontrol cihazları 500-2000 TL civarında satılırken, MPPT şarj kontrol cihazları 2000 TL civarlarında başlar ve içerdiği özelliklerine göre oldukça artabilir.
- Birden fazla güneş panelini birbirine bağlarken, PWM şarj regülatörleri genellikle paralel olarak bağlamanızı gerektirir. Çoğu MPPT şarj kontrol cihazı ise onları seri olarak bağlayabileceğiniz kadar yüksek PV voltaj limitlerine sahiptir.Paralel kablolama, daha kalın kablo ve daha yüksek akım değerlerine sahip ekipman gerektirebilen akımı (amperajı) artırır.
- PWM şarj kontrolörleri genellikle 300-400 watt veya daha az olan küçük güneş enerjisi dizileri için en uygun olanıdır. MPPT şarj kontrolörleri genellikle 400 watt veya daha fazla olan büyük güneş dizileri için en uygun olanıdır.MPPT şarj kontrol cihazları, güneş dizisinin boyutu büyüdükçe daha anlamlı olmaya başlar.
PWM Şarj Regülatörü veya MPPT Şarj Regülatörü Nasıl Seçilir?
Bir PWM veya MPPT şarj regülatörü arasında karar verirken göz önünde bulundurulması gereken ana hususlar şunlardır.
Dönüşüm Verimliliği
PWM şarj kontrol cihazları, %75'lik bir dönüşüm verimliliği değerine sahiptir. Güneş panellerinizden mümkün olan her watt'ı sıkıştırmanız gerekmiyorsa, muhtemelen ihtiyacınız olan tek şey bir PWM şarj kontrol cihazıdır.
MPPT şarj kontrol cihazları, %95'lik bir pratik dönüşüm verimliliği değerine sahiptir. Dönüştürme verimliliği en yüksek öncelik olduğunda, MPPT genellikle en iyi seçenektir.
Not: Bu dönüşüm verimlilikleri her zaman doğru değildir. Ancak, bir dizi farklı senaryoda ortalama beklenen verimliliği iletmek için kabul edilebilir rakamlardır.
Fiyat
PWM şarj kontrolörleri ucuzdur. Pek çok çevrimiçi platformda PWM şarj kontrol regülatörlerini 500-2000 TL karşılığında bulabilirsiniz.
Bununla birlikte, bir PWM şarj kontrol cihazının etiket fiyatı yanıltıcı olabilir, çünkü sisteminizi nasıl kurduğunuza bağlı olarak bir PWM şarj kontrol cihazının kullanılması daha büyük aşağı yönlü maliyetlere yol açabilir. Örneğin, bir PWM ile birden fazla güneş paneli kullanmak istiyorsanız, muhtemelen bunları paralel olarak bağlamanız gerekecek, bu da kablo ve ekipman maliyetlerinin artmasına neden olabilir.
MPPT şarj kontrolörleri pahalıdır. 2000 TL’den daha ucuza bulmak zor. Birçok popüler seçenek 3000-4000 TL fiyat aralığındadır.
Uyarı: Bazı şüpheli çevrimiçi satıcılar, PWM şarj kontrol cihazlarını kasıtlı olarak MPPT şarj kontrol cihazları olarak yanlış etiketleyecektir. Gerçek olamayacak kadar iyi bir fiyata bir MPPT şarj regülatörü bulursanız, muhtemelen gerçek değildir.
Güneş Paneli Dizi Boyutu
Hobi amaçlı kullandığınız bahçenizdeki bir kulübe için bazı ışıkları güneş enerjisiyle çalıştırmak istediğinizde çoğu zaman sadece 20 watt'lık bir güneş paneli ihtiyacınızı karşılar. Bu sistem çok küçük olduğu için ucuz bir PWM denetleyicisi kullanmanız yeterli olacaktır. Ancak daha büyük sistemler için MPPT denetleyicisi kullanmanız gerekir.
PWM şarj kontrolörleri genellikle düşük akım ve PV voltaj değerlerine sahiptir, bu da onları 300-400 watt veya daha düşük güneş enerji sistemleri için en uygun hale getirir. Örneğin, maksimum PV voltajları 25-50 volt ve akım değerleri 10-30 amper olan sistemlerde PWM şarj kontrol cihazlarını göreceksinizdir.
MPPT şarj kontrolörleri genellikle 500-1000 watt gibi daha büyük güneş dizileri için uygundur. Bunun nedeni, 30-40 amper ve 100-150 volt gibi daha yüksek akım ve PV voltaj değerlerine sahip olma eğiliminde olmalarıdır.
PV Voltajı ve Akü Voltajı
PWM şarj kontrolörleri, gelen PV voltajı (yani güneş paneli voltajı) akü voltajına yakın olduğunda en iyi şekilde çalışır. Birçok PWM ile ideal kurulum, 12V solar dizi ve 12V pildir. Güneş paneli voltajı ile akü voltajı arasındaki fark ne kadar büyükse PWM şarj regülatörü o kadar az verimli olacaktır.
MPPT şarj kontrolörleri, PV voltajı ile akü voltajı arasındaki farktan bağımsız olarak iyi çalışır. Örneğin, bir MPPT ile 12V'luk bir pili 36V'luk bir solar dizi ile verimli bir şekilde şarj edebilirsiniz.
Not: Her iki tür şarj kontrol cihazında da pilin şarj olabilmesi için PV voltajının pil voltajından yüksek olması gerekir. Bunun tek istisnası, gelen PV voltajını akünün voltajıyla eşleştirmek için artırabilen bir boost MPPT şarj regülatörü kullanıldığı durumlardır. Boost PWM şarj regülatörü diye bir şey yoktur.
Coğrafi Konum
PWM şarj kontrolörleri, seri bağlı çok sayıda paneliniz olmadığı sürece subtropikal ila tropikal iklimlerde MPPT şarj kontrolörleri ile hemen hemen aynı performansı gösterir.
MPPT şarj kontrolörleri, soğuk ve ılıman iklimlerde daha iyi performans gösterir.
Seri ve Paralel Bağlantılar
Seri bağlı iki adet 100 watt'lık güneş paneli
PWM şarj kontrolörleri: Birden fazla güneş panelini bir PWM şarj regülatörüne bağlarken, genellikle bunları paralel olarak bağlamanız gerekir. Bunun nedeni, birçok PWM şarj regülatörünün seri bağlı yalnızca bir veya iki 12V güneş paneli için yeterli olan düşük PV voltaj limitlerine (Örn. 25V veya 50V) sahip olmasıdır.
MPPT şarj kontrolörleri: MPPT şarj kontrol cihazları neredeyse her zaman PWM şarj kontrol cihazlarına göre daha yüksek PV voltaj limitlerine sahiptir ve seri olarak daha fazla panel bağlamanızı sağlar. Örneğin, MPPT şarj kontrol cihazları için ortak bir PV voltaj limiti 100 volttur. Birçok popüler 12V 100W güneş panelinin açık devre gerilimi (Voc) yaklaşık 22V'dur, dolayısıyla bu sınırı aşmadan 4 adede kadar seri bağlayabilirsiniz. Seri kablolama, akımı düşük tutarak kablolama ve ekipman maliyetlerinden tasarruf etmenizi sağlar.
Not: Yine de seri kablolama her zaman en iyi seçenek değildir. Örneğin, paneller karışık ışık koşullarında çok fazla zaman geçirdiğinde paralel kablolama avantajlıdır.
Montaj Alanı
Örneğin Güneş enerjisiyle çalışan bir e-bisiklet yapacağınızda sınırlı montaj alanınız olacaktır bu da mümkün olan her watt güneş enerjisini toplamaya ihtiyacınız var demektir. Bu nedenle, bir MPPT denetleyicisi projeniz için doğal bir seçim olacaktır.
PWM şarj kontrolörleri, geniş çatı veya montaj alanınız olduğunda daha uygundur.
MPPT şarj kontrolörleri, çatı alanı veya montaj alanı sınırlı olduğunda en iyisidir. Daha verimli oldukları için, sınırlı bir alandan maksimum miktarda güneş enerjisi çıkaracaklar.
Kullanılan PilTürü
PWM şarj regülatörü: Birçok PWM yalnızca kurşun asitli akülerle uyumludur (sızdırmaz, jel, sulu, AGM).
Bir PWM şarj regülatörü lityum (LiFePO4) pillerle uyumlu bile olsa bunları bir MPPT özellikli bir şarj regülatörünün yapacağı kadar iyi işlemez. Neden? Çünkü daha iyi sıcaklık kompanzasyonu ve voltaj okumaları için bir sıcaklık sensörü veya akü voltajı monitörü (BVM) bağlama seçeneği sunmayabilir. Pilinizin artırma, boşaltma ve emme voltajlarını özelleştirmek istemeniz durumunda özel şarj profilleri yoktur. Yapılan bilimsel testleri incelediğimizde, PWM şarj regülatörlerinin pil voltajını genellikle daha az doğru okuduklarını bulduk, bu da pilinizi kronik olarak aşırı şarj edebilecekleri veya aşırı deşarj edebilecekleri yani ömrünü kısaltabilecekleri anlamına geliyor.
MPPT şarj regülatörü: Piyasada bulacağınız MPPT şarj kontrol cihazlarının çoğu kurşun asit ve lityum (LiFePO4) pillerle çalışır veya en azından özel şarj profilleri oluşturma olanağı sunacaktır.
MPPT şarj kontrol cihazları genellikle bir sıcaklık sensörü ve akü voltajı monitörü bağlama seçeneğine sahiptir. Ayrıca pil voltajı okumalarının da daha doğru olduğunu görebilirsiniz. Mümkün olduğu kadar uzun süre dayanmasını istediğiniz pahalı piller kullanıyorsanız, bir MPPT regülatör kullanmanız gerekecektir.
Şarj Kontrol Ünitesinden Bataryaya Mesafe
PWM şarj kontrolörleri: PWM teknolojili şarj kontrol cihazınız sizi güneş panellerini paralel bağlamaya zorluyorsa ve bunun sonucunda kablo ölçüsünü artırıyorsa, daha uzun kablo geçişleri kablolama maliyetlerini önemli ölçüde artırabilir.
MPPT şarj kontrolörleri: MPPT teknolojili şarj kontrol cihazları, PV akımını düşük tutan ve daha küçük kablo ölçüsü kullanmanıza izin veren seri olarak daha fazla güneş panelini bağlamanızı sağlar.
PWM ve MPPT Karşılaştırması Test Sonuçları
PWM ve MPPT şarj kontrolörleri için temel dönüştürme verimlilikleri ortalama değerlerdir. Sıcaklık aralıkları, hava koşulları, güneş paneli voltajları ve diğer koşullar genelinde ortalama dönüştürme verimliliklerini yakalamaya çalışırlar.
Basitçe söylemek gerekirse, %75 ve %95 verimlilik rakamlarının sizin özel durumunuz için doğru olması nadirdir.
Bunu göstermek için, her biri 100W 12V güneş paneline ve 12V 100Ah LiFePO4 aküye birer PWM ve MPPT şarj regülatörü bağlayalım. Sonra güneş panellerini dışarıya yerleştirelim ve bir gün boyunca her bir şarj kontrol cihazının çıkışını bir watt ölçerle izleyelim.
Her şarj kontrol cihazının güç çıkışını bir wattmetre ile izleyelim ve çıkışları gün boyunca çeşitli zamanlarda kaydedelim. İşte bu şekilde gerçekleştirilmiş bir testin sonuçları:
|
PWM |
MPPT |
|
|
09:00 çıkış – tam gölge |
2,1 W |
1,4 W |
|
11:00 çıkış – tam güneş |
65,8 W |
73,4 W |
|
12:00 çıkış – tam güneş |
70,8 W |
75,9 W |
|
1PM çıkışı – tam güneş |
72,0 W |
73,9 W |
|
2PM çıkışı – tam güneş |
67,7 W |
69,1 W |
|
15:00 çıkış – yarım gölge |
4,3 W |
4,6 W |
|
4PM çıkışı – tam gölge |
3,4 W |
2,9 W |
|
Tepe akımı |
5,41 A |
5,85 A |
|
Tepe çıkışı |
72,3 W |
76,2 W |
|
Toplam güç çıkışı |
284,4 Wh |
292,2 Wh |
Not: Bu test, Nisan ayı ortasında güneşli bir günde yapılmıştır.
Bulgular
- PWM şarj kontrol cihazı toplam 284,4 watt saat, MPPT şarj kontrol cihazı ise toplam 292,2 watt saat çıkış sağlar. Bu sadece 7,8 watt saatlik bir farktır. MPPT'nin %95 dönüşüm verimliliğinde çalıştığını varsayarsak, her güneş paneli yaklaşık 307,5 watt saat üretti (292,2 ÷ %95 = 307,5). Bu, PWM'nin %92,5 dönüştürme verimliliğinde çalıştığı anlamına gelir (284,4 ÷ 307,5 = %92,5).
- Tam gölgede, PWM aslında MPPT'den biraz daha iyi performans gösterdi.
- MPPT'nin çıkışı, PWM'lere göre ısıdan daha fazla etkilenmiş gibi görünüyor. Bu gerçekten sayılarla yakalanmadı, ancak gün boyunca her bir şarj kontrol cihazının çıkışını izlediğimizde, gün (ve paneller) ısındıkça MPPT'ler yavaşça düşüyor gibiydi. Bu, daha sıcak iklimlerde MPPT'lerin PWM'lere benzer performans gösterdiği bulgusuyla uyumludur.
PWM Şarj Kontrol Cihazı Nedir?
PWM solar şarj kontrolörleri, pili güvenli bir şekilde şarj etmek için yani güneş paneli voltajını doğru seviyeye düşürmek için darbe genişlik modülasyonu (PWM) adı verilen bir yöntem kullanır.
Darbe genişliği modülasyonu, bir düğmeyi son derece hızlı bir şekilde açıp kapatmak gibidir. Anahtarın ne kadar süre açık ve kapalı kalacağını ayarlayarak (veya 'modüle ederek') güneş panelinin çıkışını ayarlayabilirsiniz.
Işıkları kullanarak darbe genişliği modülasyonunu çalışırken görebilirsiniz. Bunu göstermek için iki LED kurdum ve onları çok hızlı açılıp kapanacak şekilde programladım. Soldaki LED 5 milisaniye yanacak ve 10 milisaniye sönecek şekilde programlanmıştır. Sağdaki LED 15 milisaniye yanacak ve 5 milisaniye sönecek şekilde programlanmıştır.
İnsan gözüne göre, her iki ışık da sürekli açık görünüyor. Ancak fotoğrafta da görebileceğiniz gibi soldaki ışık sağdaki ışıktan çok daha sönük.
Bu, hareket halindeki darbe genişliği modülasyonudur. Bir anahtarın ne kadar süre açık ve kapalı kalacağını ayarlayarak ortalama çıkışı etkileyebilirsiniz. Bu durumda, ışık ne kadar uzun süre kapalı kalırsa, o kadar sönük görünür.
Şimdi PWM şarj regülatörlerini güneş panelleri bağlamında düşünün. Bir güneş panelinin çıkışı, ne kadar güneşli olduğuna bağlı olarak sürekli değişir. Bu nedenle, pili güvenli bir şekilde şarj etmek için voltaj ve akımın düzenlenmesi gerekir. Çünkü örneğin güneş panelinin voltajı çok yükselirse aküye zarar verebilir.
Bu nedenle, PWM şarj kontrol cihazları, güneş paneli enerji çıkışlarını düzenlemek için esasen güneş panellerini çok hızlı bir şekilde açıp kapatıyor.
Bu, bir PWM şarj regülatörü kullanırken pilinizin ve güneş panelinizin benzer voltajlara sahip olmasının neden önemli olduğunu anlamamıza yardımcı olur. Güneş paneli voltajı akü voltajından çok daha yüksekse, güneş panelleri 'kapalı' olarak çok daha fazla zaman harcayacak ve üretebilecekleri gücü büyük ölçüde azaltacaktır.
En İyi PWM Şarj Kontrol Cihazları
Piyasada birçok marka ve modelde PWM şarj kontrol cihazı bulmak mümkündür. Hemen hemen hepsi aynı özelliklere sahip denilebilir ancak kalite, güvenilirlik ve fiyat farkları tabii ki bulunmaktadır. Gunesten.net olarak bizim tercihimiz performans ve kaliteden ödün vermemesine rağmen uygun fiyatlarıyla tam bir fiyat performans olan TommaTech marka solar şarj kontrol cihazlarıdır. Aşağıdaki linke tıklayarak bu ürünlerimizi inceleyebilirsiniz.
MPPT Şarj Kontrol Cihazı Nedir?
MPPT solar şarj kontrolörleri, solar diziden maksimum gücü toplamak için maksimum güç noktası takibi (MPPT) adı verilen bir yöntem kullanır. Daha gelişmiş teknoloji kullanırlar ve bu nedenle daha pahalıdırlar.
Esasen, her zaman IV eğrisi boyunca güneş paneli çıkışının en yüksek olduğu noktayı "izlerler".
Bir MPPT denetleyicisi maksimum güç noktasını bulduğunda, tüm bu güneş enerjisini toplar ve daha sonra düşük voltajı telafi etmek için akımı artırırken akü bankanızın voltajına uyacak şekilde voltajı düşürür. Sonuç, minimum dönüşüm kayıplarıdır.
En İyi MPPT Şarj Kontrol Cihazları
Piyasada birçok marka ve modelde MPPT şarj kontrol cihazı bulmak mümkündür. Hemen hemen hepsi aynı özelliklere sahip denilebilir ancak kalite, güvenilirlik ve fiyat farkları tabii ki bulunmaktadır. Gunesten.net olarak bizim tercihimiz performans ve kaliteden ödün vermemesine rağmen uygun fiyatlarıyla tam bir fiyat performans olan TommaTech marka solar şarj kontrol cihazlarıdır. Aşağıdaki linke tıklayarak bu ürünlerimizi inceleyebilirsiniz.
Özet
PWM ve MPPT şarj kontrolörleri arasındaki temel farklar, maliyet ve dönüştürme verimliliğidir. PWM şarj kontrolörleri ucuz ve verimsizken, MPPT şarj kontrolörleri verimli ancak pahalıdır. Temel kural dönüştürme verimlilikleri PWM için %75 ve MPPT için %95'tir.
Gerçekte, bu dönüşüm verimlilikleri muhtemelen sizin özel durumunuz için geçerli olmayacaktır. Gerçek dünya testlerinde olduğu gibi PWM aslında beklenenden daha iyi performans gösterebilir.
Ve bence “PWM ucuz ve MPPT pahalı” şeklindeki genel iddia da biraz yanıltıcı. PWM şarj kontrolörleri genellikle yalnızca 12V ve 24V güneş dizileri ve pil bankalarıyla uyumludur. Birden fazla güneş panelini bir PWM şarj regülatörüne bağlamak için, genellikle panelleri paralel olarak bağlamanız gerekir; bu, şube konektörleri satın almayı gerektirir ve ayrıca uzun kablolu sistemlerde daha yüksek kablo ve ekipman maliyetlerine neden olabilir.
Şahsen, bir sonraki güneş enerjisi projem için hangi kontrol cihazını alacağıma şu şekilde karar vereceğim:
300-400 watt veya daha düşük bir güneş enerjisi sistemi kurarken, panellerimden her watt'ı sıkıştırmam gerekmeyen PWM şarj kontrol cihazlarını kullanırdım.
Başka herhangi bir durumda, bir MPPT şarj regülatörü kullanırdım. Daha sonra muhtemelen güneş dizimi genişleteceğimi bilseydim, en başından bir MPPT şarj regülatörünü bile düşünürdüm. O kadar çok yönlü ve zengin özelliklere sahipler ki yükseltme yapmadan önce çok daha fazla panel ekleyebilirsiniz.
İlginizi Çekebilecek Diğer Yazılarımız:
- Solar inverter nedir ve nasıl çalışır?
- Tam Sinüs İnverter ve Modifiye Sinüs İnverterin Farkları
- Ev İçin Güneş Paneli
19.12.2022