キャンピングカーに最適な MPPT または PWM ソーラー コントローラー

2022年12月16日 マーク・アリンソン コメントを残す

PWM および MPPT 充電コントローラはどちらも、キャンピングカーやボート、そしてもちろん固定設備のソーラー パネルによって生成されたエネルギーを使用してバッテリーを充電するために広く使用されているデバイスです。

PWM コントローラーは、ソーラー パネルをサービス バッテリーに接続するスイッチです。 このデバイスは、バッテリーバンクの電圧に達するまで、会議の電圧を大幅に下げることができます。

一方、MPPT コントローラーはより洗練されており (そしてより高価です)、入力電圧を調整してソーラー パネルから可能な限り最大の電力を回収します。

次に、この電力を変換してバッテリの電圧要件を供給します。 MPPT はパネルの電圧をバッテリーの電圧から切り離すため、12 ボルトのバッテリーとパネルを直列に接続して 36 ボルトを生成できます。

寒冷気候では MPPT コントローラーが PWM タイプのコントローラーよりも優れたパフォーマンスを発揮することは、一般に誰もが認めています。 対照的に、どちらのコントローラーも亜熱帯気候と熱帯気候では同じパフォーマンスを示します。

ただし、この記事では、温度の影響について詳しく説明します。温度の影響は、キャンピングカーでの使用に関して、これらのデバイスの購入を検討するときに何を行うのが最善かを確立する際の基本となるパラメーターです。

例として、36 個の単結晶セルを備えた単純な 100W ソーラー パネルを考えてみましょう。 このクラシックなパネルは、多くの日常的なキャンピングカーに取り付けられています。 外気温が 25°C で、日射量が 1000 W/m² に等しい状況にあると仮定します (下記の注を参照)。

当社のリファレンス パネルの最大電力定格は、最大電力点電圧が 18 ボルト、電流が 5.56 アンペア (18V x 5.56A = 100W) であるため、このソーラー パネルを最大限に活用するには、次のような充電コントローラーを選択する必要があります。最大電力点を利用できます。これが MPPT デバイスの機能です。

PWM コントローラーの入力電圧は、原則としてバッテリー電圧と同じです。 モーターホームの場合は通常 12 ボルトの出力 (配線とコントローラーでの電圧損失を加えたもの) に接続されます。

したがって、上で指定した条件にある場合、理解されているように、ソーラーパネルは最大電力の時点で使用されません。

MPPT コントローラーは、マイクロプロセッサーと高度なソフトウェアを使用して最大電力点を検出し、上記の例では、ソーラー パネルの出力電圧を 18V に設定し、そこから 5.56A を引き出すことができます。 次は何が起こる？

MPPT 充電コントローラーは、高電圧の電力を低電圧の電力に変換できる DC-DC (直流) 変圧器です。

エネルギー量は変化しません（変換プロセスでのわずかな漏れを除いて）。 したがって、出力電圧が入力電圧より低い場合、出力電流は入力電流より大きくなり、積 P = V x I は一定のままになります。

12 ボルトのバッテリが充電されると、MPPT レギュレータは出力電圧をより高いレベル、たとえば 13 ボルトに設定します。 したがって、出力電流は 100 W/13 V = 7.7 A として計算されます。

PWM レギュレータは DC-DC 変圧器ではありません。 PWM コントローラーは、ソーラー パネルをバッテリーに接続するスイッチです。 スイッチが閉じているとき、会議とバッテリーはほぼ同じ電圧になります。 パンクしたバッテリーを扱うと仮定すると、初期充電電圧は約 13V になります。

したがって、配線上の 0.5V の電圧損失とコントローラの固有損失を考慮すると、パネルは 13.5V になります。 バッテリーの充電状態が増加するにつれて、電圧はゆっくりと増加します。

吸収電圧に達すると (AGM バッテリーの充電に関する IUIU 曲線を参照)、過負荷を防ぐために PWM コントローラーはパネルの切断と再接続を開始します (そのため、パルス幅変調コントローラーという名前が付けられています)。

これらの考慮事項を行った後、例をもう一度見てみましょう。バッテリーの充電電圧が 13 V、パネルの充電電圧が 13.5 V である場合、カンファレンスの最大電力点で作業しているのではなく、その時点でのみ作業していることがわかります。 、電流-電圧曲線は約 6 アンペアを生成します。 上記を考慮すると、充電電流は = 81 W となり、MPPT コントローラーで受信した 100 より 19% 少なくなります。