MPPT और PWM सौर नियंत्रक
June 19, 2023
1. फोटोवोल्टिक नियंत्रक और फोटोवोल्टिक नियंत्रक की भूमिका क्या है?
रोशनी की स्थिति में, सौर स्ट्रीट लाइट सौर पैनलों के माध्यम से सौर ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित करती हैं और इसे बैटरी में संग्रहीत करती हैं;जरूरत पड़ने पर रात में रोशनी लाने के लिए बैटरी की ऊर्जा को प्रकाश ऊर्जा में बदला जाता है और यह सब हासिल करने के लिए आपको एक नगण्य लेकिन महत्वपूर्ण कॉन्फ़िगरेशन यानी फोटोवोल्टिक कंट्रोलर की भी जरूरत होती है।
सोलर कंट्रोलर का पूरा नाम फोटोवोल्टिक चार्ज और डिस्चार्ज कंट्रोलर है, जो फोटोवोल्टिक पावर जनरेशन सिस्टम में सोलर इन्वर्टर लोड को पावर देने के लिए बैटरी और बैटरी को चार्ज करने के लिए सोलर सेल एरे को नियंत्रित करने के लिए एक ऑटोमैटिक कंट्रोल डिवाइस है।
यह बैटरी की चार्जिंग और डिस्चार्जिंग विशेषताओं के अनुसार नियंत्रण की स्थिति निर्धारित कर सकता है, सौर सेल घटकों के बिजली उत्पादन को नियंत्रित कर सकता है और बैटरी को लोड कर सकता है, पावर स्टेशन की कार्यशील स्थिति को स्थिर कर सकता है और बैटरी की रक्षा कर सकता है, जिससे रोका जा सकता है ओवरचार्जिंग, एंटी-रिवर्स कनेक्शन और एंटी-शॉर्ट सर्किट फ़ंक्शंस से बैटरी।
2. आम फोटोवोल्टिक नियंत्रकों की श्रेणियां क्या हैं?
फोटोवोल्टिक चार्जिंग नियंत्रकों को मूल रूप से पांच प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: शंट फोटोवोल्टिक नियंत्रक, श्रृंखला फोटोवोल्टिक नियंत्रक, पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन फोटोवोल्टिक नियंत्रक (पीडब्लूएम), बुद्धिमान फोटोवोल्टिक नियंत्रक और अधिकतम पावर ट्रैकिंग फोटोवोल्टिक नियंत्रक (एमपीपीटी)।PWM और MPPT आमतौर पर उपयोग किए जाते हैं।
3. पीडब्लूएम और एमपीपीटी क्या है?
PWM और MPPT सोलर चार्जिंग के लिए दो अलग-अलग चार्जिंग मोड कंट्रोलर हैं, जिनका उपयोग सोलर मॉड्यूल द्वारा उत्पन्न करंट के साथ बैटरी को चार्ज करने के लिए किया जा सकता है।दोनों तकनीकों का व्यापक रूप से ऑफ-ग्रिड सौर प्रणालियों में उपयोग किया जाता है, और दोनों बैटरी को कुशलतापूर्वक चार्ज करने के लिए अच्छी तरह से काम करती हैं।PWM या MPPT नियंत्रक का चयन विशुद्ध रूप से इस पर आधारित नहीं है कि कौन सी चार्जिंग विधि "बेहतर" है, बल्कि यह है कि आपके सिस्टम में किस प्रकार का नियंत्रक सबसे अच्छा काम करता है।
PWM: पल्स-चौड़ाई मॉड्यूलेशन (PWM)
पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन (PWM) एनालॉग सर्किट को नियंत्रित करने के लिए माइक्रोप्रोसेसर के डिजिटल आउटपुट को संदर्भित करता है, जो एनालॉग सिग्नल स्तर को डिजिटल कोडिंग की एक विधि है।एनालॉग सर्किट को डिजिटल रूप से नियंत्रित करके, सिस्टम की लागत और बिजली की खपत को बहुत कम किया जा सकता है।कई माइक्रोकंट्रोलर्स में PWM कंट्रोलर शामिल होते हैं।
प्रारंभिक नियंत्रक आम तौर पर यह होता है, विद्युत संरचना अपेक्षाकृत सरल होती है, एक पावर मेन स्विच, एक कैपेसिटर, एक ड्राइव और एक सुरक्षा सर्किट से बना होता है, जो वास्तव में एक स्विच के बराबर होता है, घटक और बैटरी एक साथ जुड़े होते हैं, का वोल्टेज बैटरी पैक के वोल्टेज के करीब घटक को नीचे खींच लिया जाएगा।यह नियंत्रक चार्ज करने के तीन चरणों को अपनाता है, अर्थात् मजबूत चार्ज, संतुलित चार्ज और फ्लोटिंग चार्ज।
① स्ट्रॉन्ग चार्ज: जिसे डायरेक्ट चार्जिंग भी कहा जाता है, यानी रैपिड चार्जिंग, जब बैटरी वोल्टेज कम होता है, तो बैटरी को हाई करंट और अपेक्षाकृत हाई वोल्टेज से चार्ज किया जाता है।
संतुलित चार्ज: मजबूत चार्ज के अंत के बाद, बैटरी कुछ समय के लिए खड़ी रहेगी, जब तक कि वोल्टेज स्वाभाविक रूप से एक निश्चित मूल्य तक गिर न जाए, यह संतुलित चार्ज की स्थिति में प्रवेश करेगी, ताकि बैटरी एंड वोल्टेज एक समान और सुसंगत हो।
③ संतुलित चार्ज की समाप्ति के बाद, बैटरी अभी भी कुछ समय के लिए खड़ी रहेगी, ताकि इसका अंत वोल्टेज स्वाभाविक रूप से गिर जाए, जब यह "रखरखाव वोल्टेज" बिंदु पर गिरता है, तो यह फ्लोटिंग चार्ज स्थिति, PWM में प्रवेश करेगा ( पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन) चार्जिंग विधि, "ट्रिकल चार्जिंग" के समान, बैटरी वोल्टेज चार्ज पर कम है, बैटरी तापमान से बचने के लिए एक स्ट्रैंड बैटरी चार्जिंग करंट को कम करने के लिए पल्स चौड़ाई को समायोजित करने के बाद भी बढ़ता रहता है, ताकि बैटरी जीवन लंबा है।
इस चार्जिंग मोड का नियंत्रक अपर्याप्त बैटरी चार्जिंग की समस्या को हल कर सकता है और बैटरी की सेवा जीवन सुनिश्चित कर सकता है।हालांकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि PWM नियंत्रक की चार्जिंग दक्षता तापमान से प्रभावित होगी, और चार्जिंग दक्षता सबसे अच्छी होती है जब सौर सेल का तापमान लगभग 45 ~ 75 ° C होता है।
एमपीपीटी: अधिकतम पावर प्वाइंट ट्रैकिंग (एमपीपीटी)
PWM और MPPT चार्जिंग के बीच के अंतर को समझने के लिए, आइए पहले फोटोवोल्टिक पैनल के पावर कर्व को देखें।पावर कर्व महत्वपूर्ण है क्योंकि यह फोटोवोल्टिक पैनल की अपेक्षित बिजली उत्पादन को दर्शाता है।फोटोवोल्टिक पैनल द्वारा उत्पन्न वोल्टेज ("वी") और वर्तमान ("आई")।वह वोल्टेज जो सबसे अधिक शक्ति उत्पन्न करता है उसे "अधिकतम शक्ति बिंदु" कहा जाता है।एमपीपीटी प्रकाश की स्थिति के आधार पर पूरे दिन परिवर्तनों को गतिशील रूप से ट्रैक करेगा।पी = यू * आई (पी फोटोवोल्टिक पैनलों द्वारा उत्पन्न शक्ति है)
फोटोवोल्टिक पैनल का पावर कर्व
यह नियंत्रक अधिक जटिल है, लागत भी थोड़ी अधिक है, कीमत आमतौर पर PWM नियंत्रक से कई गुना या दस गुना अधिक है, यह इनपुट वोल्टेज को समायोजित कर सकता है, ताकि यह सौर पैनल से अधिकतम ऊर्जा प्राप्त कर सके।
①MPPT वर्तमान सीमित चार्जिंग: जब बैटरी टर्मिनल वोल्टेज बहुत छोटा होता है, तो MPPT चार्जिंग विधि का उपयोग सौर पैनल की आउटपुट पावर को बैटरी के अंत तक पंप करने के लिए किया जाता है, जब प्रकाश की तीव्रता मजबूत होती है, तो सौर पैनल की आउटपुट पावर बढ़ जाती है , चार्जिंग करंट दहलीज तक पहुँच जाता है, और MPPT चार्जिंग को समाप्त कर दिया जाता है और निरंतर चालू चार्जिंग में स्थानांतरित कर दिया जाता है;जब प्रकाश की तीव्रता कमजोर होती है, तो इसे एमपीपीटी चार्जिंग मोड में स्थानांतरित कर दिया जाएगा।
2 लगातार वोल्टेज बराबर चार्ज: एमपीपीटी चार्जिंग मोड में बैटरी और निरंतर चालू चार्जिंग मोड फ्री स्विच, एक दूसरे के साथ सहयोग करें ताकि बैटरी वोल्टेज संतृप्ति वोल्टेज तक पहुंच जाए, यह निरंतर वोल्टेज बराबर चार्ज चरण में प्रवेश करती है, बैटरी धीरे-धीरे चार्ज करती है घटकर 0.01C हो जाता है, यह चार्जिंग चरण समाप्त हो जाता है और फ्लोटिंग चार्ज चरण में प्रवेश करता है।
(3) निरंतर वोल्टेज फ्लोटिंग चार्ज: निरंतर वोल्टेज चार्जिंग से थोड़ा कम वोल्टेज के साथ बैटरी को फ्लोट करने के लिए, इस चरण का उपयोग मुख्य रूप से बैटरी स्व-निर्वहन द्वारा खपत गतिज ऊर्जा को पूरक करने के लिए किया जाता है।
4. पीडब्लूएम और एमपीपीटी के बीच तुलना
दोनों के बीच तुलना केवल एक तालिका में की जाती है
| फर्क | एमपीपीटी | पीडब्लूएम |
| कीमत | दो से तीन गुना महंगा है | सस्ता |
| चक्रीय जीवन | छोटा | लंबा |
| रूपांतरण दक्षता | PWM से लगभग 30% अधिक | निचला |
| अंतरिक्ष का प्रयोग करें | बैटरी वोल्टेज समायोज्य है, सौर पैनल वोल्टेज समायोज्य है, और प्रयोज्यता अधिक मजबूत है | इसका उपयोग केवल संबंधित वोल्टेज के साथ किया जा सकता है, जो 2KW से नीचे के ऑफ-ग्रिड सिस्टम के लिए उपयुक्त है |
PWM नियंत्रक की तुलना में, MPPT नियंत्रक के पास अधिकतम पावर ट्रैकिंग फ़ंक्शन होता है, इससे पहले कि बैटरी चार्ज करने की अवधि के दौरान संतृप्ति स्थिति तक नहीं पहुंचती है, यह सुनिश्चित करने के लिए कि सौर पैनल हमेशा अधिकतम बिजली उत्पादन पर है, इससे प्रभावित नहीं होगा तापमान, चार्जिंग दक्षता से, स्वाभाविक रूप से PWM से अधिक है।इसके अलावा, PWM नियंत्रक का उपयोग केवल संबंधित वोल्टेज के साथ किया जा सकता है, जैसे कि 12V सिस्टम पैनल का उपयोग केवल 12V नियंत्रक और बैटरी के साथ किया जा सकता है, 2kw से नीचे कुछ छोटे ऑफ-ग्रिड सिस्टम के लिए उपयुक्त, सरल संरचना, सुविधाजनक उपयोगकर्ता कनेक्शन और अपेक्षाकृत सस्ते दाम।
और एमपीपीटी नियंत्रक बड़े होने के लिए जगह का उपयोग करता है, सामान्य परिस्थितियों में, 12 वी ~ 170 वी के बीच सौर पैनल वोल्टेज का उपयोग किया जा सकता है, बैटरी वोल्टेज 12 ~ 96 वी समायोज्य, प्रयोज्यता मजबूत होने के लिए, 2 किलोवाट से अधिक बड़े ऑफ-ग्रिड सिस्टम के लिए उपयुक्त, उच्च दक्षता, घटक विन्यास अधिक लचीला है।