ตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์แบบใดดีกว่า: MPPT หรือ PWM?

เนื่องจากอุตสาหกรรมพลังงานหมุนเวียนเติบโตอย่างรวดเร็ว การนำพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้กับระบบนอกโครงข่ายและพลังงานสำรองจึงกลายเป็นเรื่องธรรมดามากขึ้น เมื่อประกอบระบบเหล่านี้ การเลือกประเภทตัวควบคุมการชาร์จที่เหมาะสมถือเป็นการตัดสินใจที่สำคัญ แต่ด้วยตัวเลือก MPPT และ PWM ที่มีให้เลือก เทคโนโลยีใดมีประสิทธิภาพดีกว่าสำหรับกรณีการใช้งานส่วนใหญ่ ลองมาดูกันอย่างละเอียด

ตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์แบบ PWM เทียบกับ MPPT อันไหนดีกว่า?

นี่คือวิธีที่คุณสามารถเลือกได้ ตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ ดีกว่าสำหรับคุณ:

การเก็บเกี่ยวสูงสุด

ตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ทั้งหมดมีจุดมุ่งหมายหลักเพื่อชาร์จแบตเตอรี่จากแผงโซลาร์เซลล์อย่างมีประสิทธิภาพ แต่ตัวควบคุม MPPT (Maximum Power Point Tracking) มีข้อได้เปรียบในการเพิ่มผลผลิตพลังงานจากระบบโซลาร์เซลล์ให้สูงสุด โดยการติดตามจุดจ่ายไฟของแผงโซลาร์เซลล์อย่างแข็งขันและปรับระดับแรงดันไฟ/กระแสไฟให้เหมาะสม MPPT สามารถดึงพลังงานออกมาได้มากถึง 30% เมื่อเทียบกับตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์แบบ PWM (Pulse Width Modulation) ในสภาวะปกติ

เนื่องจากตัวควบคุม PWM ทำหน้าที่ควบคุมแรงดันไฟฟ้าเท่านั้น ทำให้ไม่สามารถใช้ระดับพลังงานที่สูงขึ้นได้ตามความเข้มของแสงแดดและอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงตลอดทั้งวัน สำหรับการใช้งานที่ต้องใช้พลังงานจนหมดทุกวัตต์ชั่วโมง เช่น เสาโทรคมนาคมระยะไกลหรือบ้านขนาดใหญ่ที่อยู่นอกระบบ ผลผลิตที่เหนือกว่าของ MPPT ทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสม เมื่อหักค่าเสื่อมราคาตลอดอายุการใช้งานของระบบแล้ว ต้นทุนเริ่มต้นที่สูงขึ้นจะคุ้มค่า

ความเข้ากันได้ที่กว้างขึ้น

อย่างไรก็ตาม ตัวควบคุม PWM มีข้อดีคือสามารถทำงานในช่วงแรงดันไฟฟ้าอินพุตที่กว้างขึ้น ในขณะที่ MPPT ทำงานได้ดีที่สุดกับแผงโซลาร์เซลล์รุ่นเฉพาะ แต่ PWM สามารถเชื่อมต่อกับโมดูลต่างๆ ได้หลากหลายมากขึ้นโดยไม่สูญเสียประสิทธิภาพ ซึ่งถือเป็นข้อดีสำหรับสถานการณ์ที่ต้องเปลี่ยนแผงโซลาร์เซลล์ในภายหลัง การควบคุมที่เรียบง่ายยังช่วยให้สามารถใช้แผงโซลาร์เซลล์ได้หลายยี่ห้อหรือใช้เซลล์ที่เสียหาย/ไม่ตรงกัน

การทำงานของเครื่องทำความเย็น

การศึกษาวิจัยบางกรณีแสดงให้เห็นว่าตัวควบคุมการชาร์จ MPPT สำหรับแผงโซลาร์เซลล์จะทำงานที่อุณหภูมิสูงกว่าเล็กน้อยภายใต้ภาระงาน สาเหตุน่าจะมาจากวงจรควบคุมที่ซับซ้อนกว่าซึ่งดูดพลังงานมากขึ้นเล็กน้อย ในการใช้งานที่การจัดการความร้อนเป็นสิ่งสำคัญ เช่น รถคาราวานหรือสารเคมีแบตเตอรี่ที่ละเอียดอ่อน PWM ที่มีกำลังไฟต่ำกว่าอาจให้การทำงานที่ปลอดภัยกว่า การระบายอากาศและขนาดที่เหมาะสมสามารถบรรเทาปัญหาความร้อนที่อาจเกิดขึ้นกับ MPPT ได้ในการติดตั้งแบบถาวรส่วนใหญ่

การพิจารณาต้นทุน

ปัจจัยสำคัญอีกประการหนึ่งคือเศรษฐศาสตร์ล้วนๆ แม้ว่า MPPT จะดึงพลังงานแสงอาทิตย์ออกมาได้มากกว่าตลอดอายุการใช้งาน แต่ระบบอิเล็กทรอนิกส์สำหรับการติดตามที่ได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นนั้นมีราคาสูงกว่า 10-30% ในตอนแรก สำหรับโครงการ DIY หรือโครงการเชิงพาณิชย์ที่มีงบประมาณจำกัด การลงทุนเริ่มต้นที่ต่ำกว่าในการชาร์จแบบ PWM อาจดีกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากการปรับให้เหมาะสมทุกวัตต์ไม่ใช่ภารกิจที่สำคัญ

การกำหนดขนาดและการปรับใช้

สุดท้ายนี้ รูปแบบการใช้งานก็มีความสำคัญเช่นกัน ในกรณีที่แผงโซลาร์เซลล์แบบเอียงคงที่หรือแบบทิศทางเดียวตรงกับค่าพิกัดของ MPPT อย่างแม่นยำ แผงโซลาร์เซลล์เหล่านี้สามารถขยายขอบเขตการครอบคลุมของโซลาร์เซลล์ได้อย่างแท้จริง แต่ PWM โดดเด่นในการกำหนดค่าที่หลากหลาย เช่น แผงโซลาร์เซลล์แบบพกพา แผงโซลาร์เซลล์ในรถยนต์ หรือแผงโซลาร์เซลล์แบบหลายทิศทาง ซึ่งการจับคู่ที่แม่นยำนั้นไม่สมจริง ความเข้ากันได้ที่กว้างกว่าทำให้การประกอบและการตั้งค่าในวงจรโซลาร์เซลล์แบบไม่คงที่นั้นง่ายขึ้น

บทสรุป

ในขณะที่การชาร์จแบบ MPPT ช่วยเพิ่มผลผลิตพลังงานสูงสุดและคุ้มค่าในระยะยาวสำหรับการใช้งานเอาต์พุตสูงที่เหมาะสม ตัวควบคุม PWM ยังมีบทบาทสำคัญในการขยายความเข้ากันได้และราคาอีกด้วย ไม่มีตัวเลือกที่ถูกต้องเพียงตัวเดียว ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ระบบเฉพาะ รอบการทำงาน ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม และงบประมาณที่ใช้ 

การประเมินความต้องการอย่างตรงไปตรงมาจะเผยให้เห็นถึงความสมดุลที่เหมาะสมระหว่างประสิทธิภาพและความจริงจังสำหรับโครงการนอกระบบแต่ละโครงการที่ไม่เหมือนใคร ผู้ผสานระบบโซลาร์ที่มีประสบการณ์สามารถให้คำแนะนำเกี่ยวกับแบรนด์และซีรีส์ตัวควบคุมที่ดีที่สุดภายในแพลตฟอร์มเทคโนโลยีแต่ละแพลตฟอร์มได้เช่นกัน ด้วยการจับคู่ส่วนประกอบอย่างชาญฉลาด ระบบเก็บเกี่ยวพลังงานแสงอาทิตย์ใดๆ ก็สามารถจ่ายไฟได้อย่างรับผิดชอบเป็นเวลาหลายปี

ติดต่อ โตซันลักซ์ เพื่อให้ได้ตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ที่เหมาะกับความต้องการของคุณ