ما هو جهاز التحكم في شحن الطاقة الشمسية الأفضل: MPPT أم PWM؟

مع ازدهار صناعة الطاقة المتجددة، أصبح دمج الطاقة الشمسية في التطبيقات غير المرتبطة بالشبكة والنسخ الاحتياطي أكثر شيوعًا. عند تجميع هذه الأنظمة، يعد اختيار نوع وحدة التحكم في الشحن المناسب قرارًا رئيسيًا. ولكن مع توفر خيارات MPPT وPWM، ما هي التكنولوجيا الأفضل أداءً لمعظم حالات الاستخدام؟ دعنا نلقي نظرة أعمق.

وحدة التحكم في شحن الطاقة الشمسية PWM مقابل MPPT – أيهما أفضل؟

إليك كيفية تحديد ما تريد وحدة تحكم شحن الطاقة الشمسية من الأفضل لك:

تعظيم الحصاد

في الأساس، تهدف جميع وحدات التحكم في شحن الطاقة الشمسية إلى شحن البطاريات بكفاءة من الألواح الكهروضوئية. لكن وحدات التحكم MPPT (تتبع نقطة الطاقة القصوى) تتمتع بميزة في تعظيم حصاد الطاقة من الخلايا الكهروضوئية. من خلال التتبع النشط لنقطة طاقة اللوحة وتحسين مستويات الجهد/التيار، يمكن لوحدات التحكم MPPT استخراج ما يصل إلى 30% أكثر من تصميمات وحدة التحكم في شحن الطاقة الشمسية PWM (تعديل عرض النبضة) في ظل الظروف العادية.

يرجع هذا إلى أن وحدات التحكم PWM تنظم الجهد ببساطة، مما يؤدي إلى تفويت مستويات الطاقة الأعلى التي يمكن الوصول إليها مع تغير شدة أشعة الشمس ودرجات الحرارة طوال اليوم. بالنسبة للتطبيقات حيث يكون الضغط على آخر واط في الساعة مهمًا، مثل أبراج الاتصالات البعيدة أو المنازل الكبيرة غير المتصلة بالشبكة، فإن العائد المتفوق لـ MPPT يجعله الخيار المنطقي. عند استهلاكه على مدار عمر النظام، فإن تكلفته الأولية الأعلى تؤتي ثمارها.

توافق أوسع

ومع ذلك، تتمتع وحدات التحكم PWM بميزة التشغيل عبر نطاق أوسع من جهد الإدخال. وبينما تعمل وحدات التحكم MPPT بشكل أفضل عند مطابقتها لسلسلة معينة من الألواح، يمكن لوحدات التحكم PWM التفاعل مع مجموعة أوسع من الوحدات دون فقدان الأداء - وهي ميزة إضافية للمواقف التي تنطوي على استبدال الألواح في المستقبل. كما أن تنظيمها البسيط يجعلها مناسبة لحالات خاصة مثل الجمع بين العديد من العلامات التجارية للألواح أو استخدام خلايا تالفة/غير متطابقة.

تشغيل المبرد

تظهر بعض الدراسات أن وحدات التحكم في شحن MPPT للألواح الشمسية تعمل بدرجة حرارة أعلى قليلاً تحت الحمل. ويرجع هذا على الأرجح إلى دوائر التنظيم الأكثر تعقيدًا التي تسحب قدرًا أكبر من الطاقة. وفي التطبيقات حيث تكون الإدارة الحرارية مهمة مثل القوافل أو المواد الكيميائية الحساسة للبطاريات، قد توفر PWM ذات الطاقة المنخفضة تشغيلًا أكثر أمانًا. يمكن للتهوية والحجم المناسب أن يخففا من أي مشاكل تتعلق بالحرارة مع MPPT في معظم التركيبات الثابتة.

اعتبارات التكلفة

هناك عامل حاسم آخر وهو الاقتصاد البحت. فعلى الرغم من أن MPPT تستخرج المزيد من الشمس على مدار عمرها، فإن إلكترونيات التتبع المحسنة الخاصة بها تفرض علاوة سعرية قدرها 10-30% مقدمًا. بالنسبة للمشاريع التجارية أو المشاريع المنزلية المحدودة الميزانية، قد يكون الاستثمار الأولي الأقل في شحن PWM هو الأفضل - خاصة إذا لم يكن تحسين كل واط أمرًا بالغ الأهمية.

تحديد الحجم والنشر

أخيرًا، هناك عامل آخر في أنماط النشر. فعندما تتطابق مجموعات الألواح ذات الميل الثابت أو السمت المفرد مع تصنيفات MPPT بدقة، فإنها تستطيع بالفعل تمديد تغطية الطاقة الشمسية. ولكن تتفوق أنظمة PWM في التكوينات المتغيرة مثل الألواح الشمسية المحمولة أو المركبة أو متعددة الاتجاهات حيث لا يكون التطابق الدقيق واقعيًا. كما أن توافقها الأوسع يجعل التجميع والإعداد أسهل في الدوائر الشمسية غير الثابتة.

خاتمة

في حين تعمل تقنية الشحن MPPT على تعظيم حصاد الطاقة وتؤتي ثمارها على المدى الطويل في التطبيقات المناسبة ذات الإنتاجية العالية، تلعب وحدات التحكم PWM أيضًا دورًا مهمًا في توسيع التوافق والقدرة على تحمل التكاليف. لا يوجد خيار واحد صحيح - بل يعتمد على معلمات النظام المحددة ودورة العمل والعوامل البيئية والميزانية المؤثرة. 

إن التقييم الصادق للاحتياجات من شأنه أن يكشف عن التوازن المثالي بين الأداء والواقعية لكل مشروع فريد خارج الشبكة. كما يمكن لمتكاملي الطاقة الشمسية ذوي الخبرة تقديم التوجيه بشأن أفضل العلامات التجارية وسلسلة وحدات التحكم ضمن كل منصة تقنية أيضًا. ومن خلال التوفيق الحكيم بين المكونات، يمكن لأي نظام حصاد للطاقة الشمسية أن يعمل بمسؤولية لسنوات.

اتصال توسونلوكس للحصول على جهاز التحكم في شحن الطاقة الشمسية المثالي لاحتياجاتك.