캠핑카를 위한 최고의 MPPT 또는 PWM 태양광 컨트롤러

2022년 12월 16일 작성자: Mark Allinson 코멘트 남기기

PWM 및 MPPT 충전 컨트롤러는 모두 캠핑카와 보트의 태양광 패널에서 생성된 에너지를 사용하여 배터리를 충전하는 데 널리 사용되는 장치이며 물론 고정 설치에서도 사용됩니다.

PWM 컨트롤러는 태양광 패널을 서비스 배터리에 연결하는 스위치입니다. 이 장치는 배터리 뱅크의 전압에 도달할 때까지 회의의 전압을 실질적으로 낮출 수 있습니다.

반면에 MPPT 컨트롤러는 더 정교하고 비용이 더 많이 듭니다. 입력 전압을 조절하여 태양광 패널에서 가능한 최대 전력을 수확합니다.

그런 다음 이 전력을 변환하여 배터리 전압 요구 사항을 공급합니다. MPPT는 패널의 전압을 배터리의 전압에서 분리하여 12V 배터리와 패널을 직렬로 연결하여 36V를 생성할 수 있도록 합니다.

일반적으로 MPPT 컨트롤러가 추운 기후에서 PWM 유형 컨트롤러보다 성능이 뛰어나다는 점은 모두 인정됩니다. 대조적으로 두 컨트롤러 모두 아열대 기후와 열대 기후에서 동일한 성능을 나타냅니다.

하지만 이 기사에서는 캠핑카에서의 사용과 관련하여 이러한 장치 중 하나를 구입할 때 가장 좋은 방법을 설정하는 데 기본이 되는 매개변수인 온도의 영향을 자세히 설명할 것입니다.

36개의 단결정 셀로 구성된 간단한 100W 태양광 패널을 예로 들어 보겠습니다. 이 클래식 패널은 많은 일상적인 캠핑카에 설치됩니다. 외부 온도가 25°C이고 태양 복사량이 1000W/m²인 상황에 있다고 가정해 보겠습니다(아래 참고 참조).

참조 패널의 최대 전력 정격은 18V의 최대 전력점 전압과 5.56Amps(18V x 5.56A = 100W)의 전류를 가지므로 이 태양광 패널을 최대한 활용하려면 다음과 같은 충전 컨트롤러를 선택해야 합니다. MPPT 장치가 수행하는 최대 전력 지점을 활용할 수 있습니다.

PWM 컨트롤러의 입력 전압은 원칙적으로 배터리 전압과 동일합니다. 캠핑카의 경우 일반적으로 12V인 출력(배선 및 컨트롤러의 전압 손실 포함)에 연결됩니다.

따라서 위에 명시된 조건에 처해 있으므로 이해하신 바와 같이 태양 전지판은 최대 전력 지점에서 사용되지 않습니다.

마이크로프로세서와 정교한 소프트웨어를 사용하여 MPPT 컨트롤러는 최대 전력 지점을 감지하고 위에 표시된 예에서 태양광 패널 출력 전압을 18V로 설정한 다음 여기에서 5.56A를 끌어올 수 있습니다. 다음에는 어떻게 되나요?

MPPT 충전 컨트롤러는 전력을 더 높은 전압에서 더 낮은 전압의 전력으로 변환할 수 있는 DC-DC(직류) 변압기입니다.

에너지의 양은 변하지 않습니다(변환 과정에서 약간의 누출을 제외하고). 따라서 출력 전압이 입력 전압보다 낮으면 출력 전류는 입력 전류보다 높아져 P = V x I의 곱은 일정하게 유지됩니다.

12V 배터리가 충전되면 MPPT 조정기는 출력 전압을 더 높은 레벨(예: 13V)로 설정합니다. 따라서 출력 전류는 100W/13V = 7.7A로 계산됩니다.

PWM 레귤레이터는 DC-DC 변압기가 아닙니다. PWM 컨트롤러는 태양광 패널과 배터리를 연결하는 스위치이다. 스위치가 닫혀 있으면 회의와 배터리의 전압은 거의 동일합니다. 배터리가 방전된 경우 초기 충전 전압은 약 13V입니다.

배선의 0.5V 전압 손실과 컨트롤러의 고유 손실을 고려하면 패널은 13.5V가 됩니다. 그러면 배터리 충전 상태가 증가함에 따라 전압도 천천히 증가합니다.

흡수 전압에 도달하면(AGM 배터리 충전에 대한 IUIU 곡선 참조), PWM 컨트롤러는 과부하를 방지하기 위해 패널 연결을 끊었다가 다시 연결하기 시작합니다(따라서 이름: 펄스 폭 변조 컨트롤러).

이러한 고려 사항을 고려한 후, 예를 다시 살펴보겠습니다. 배터리 충전 전압이 13V이고 패널의 충전 전압이 13.5V인 경우 회의의 최대 전력 지점에서 작업하는 것이 아니라 다음 순간에만 작업하고 있음을 알 수 있습니다. , 전류-전압 곡선은 약 6A를 생성합니다. 위의 내용을 고려하면 MPPT 컨트롤러로 수신한 100보다 19% 적은 81W의 충전 전류를 얻을 수 있습니다.