Rozdíl mezi levným PWM a dražším MPPT regulátorem?

[mypower.cz]

Zájemce o stavbu malých fotovoltaických ostrovních systémů může ještě poměrně často narazit na nabídku levných PWM regulátorů, a to i ve výkonech do 3 kWp. Proč by si měl na ně dát pozor a raději zvolit o něco dražší MPPT variantu ?

Celý článek naleznete zde.

[? toxic_cz]

Pěkné, ale klidně tam mohli nechat originální obrázek a nepřemalovávat to...

[? SJM]

Osvěta pro každého, klidně by to bylo vhodné na 1. stránku.

Už to tam je.

[? bSir]

No neni to uplne presne vysvetlenim ale principielne budiz...
Precijen vysvetleni, ze omezuje napeti vyzniva jakoby se jednalo o nejaky linearni stabilizator, ale on je tam obycejne prave PWM obvod, ktery precijen aspon ten prebytecny vykon panelu nehodi tak moc do tepla...

[vlkazajac]

Počas dňa sledujem napätie na 3 paneloch s 60 článkami, zapojenými v sérii. Na 1 panel vychádza hodnota prevažne 27-30 V v celom spektre režimov oslnenia. Túto hodnotu ovplyvňuje mppt regulátor ako záťaž voči panelom. Moje batérie majú na sklonku dňa v nabitom stave sotva 25,4 V. Napäťový potenciál je teda podvečer cca 1,6 - 4,6 V. Cez deň počas nabíjania je menší vplyvom tečúceho prúdu a vplyvom mmp charakteristiky pri silnejších osvitoch.
Citujem teraz z textu článku, na ktorý odkazuje prvý príspevok:

"...V případě použití velmi rozšířených FV panelů pro síťové aplikace, které mají běžně napětí naprázdno mnohem vyšší, jsou také mnohem vyšší Vaše ztráty. .......

....... považuji MPPT regulátor za naprostou nutnost. Na rozdíl od PWM pak platí, čím vyšší napětí panelů tím účinnější transformace, panely tedy skládejte do stringů tak, aby vstupní napětí bylo např. kolem 100 Voc. "

K prvej časti citátu : Je to pravda, ak porovnáme tzv. 12 V panel s 36 článkami panela s panelom pre sieťové aplikácie so 60 článkami. Pre 24 V systém sa garde obracia, je to 72 článkov / 60 článkov. Vplyv strát vo vedení nechávam úmyselne bokom.

K druhej časti citátu : Obecne je to pravda v súvislosti so stratami vo vedení. Nie je to pravda pre dané systémové napätie. V konkrétnom variante totiž účinnosť regulátora klesá s napätím stringu, viď napr. charakteristiky Tristar MPPT 60A. Tu je to o cca 1 - 2 %.

Nemám žiadnu skúsenosť s regulátormi PWM a netuším, :
- aký úbytok napätia je na regulátore v pri rôznych prúdových režimoch ?
- ako funguje štart a pokračovanie regulácie, teda aký rozdiel napätia regulátor potrebuje ( ak ! )pre svoju funkciu ?

Kto máte tieto skúsenosti alebo viete odkázať na hodnoverné pramene, prosím zareagujte na tieto otázky. Nechcem napádať citovaný článok, súhlasím, že pravda je na strane mppt regulátorov. Chcem vedieť, či štandardný panel s jednoduchým PWM regulátorom má šancu popri mppt s "vysokonapäťovým" stringom.

[? brumlaj]

možná neodpovídám na Tvou otázku, ale čím nižší napětí na vstupu regulátoru, tím vyšší ztráty ve vedení od panelů k regulátoru - pokud posuzujeme stejný přenášený výkon z panelů. A obvykle jde o to, aby se přenášel ideálně výkon, PWM nezkoumá maximální možný přenášený výkon.

[vlkazajac]

To som si dovolil z diskusie vyňať, za istých priaznivých okolností to možno eliminovať - zväčšiť prierez vodičov a skrátiť ich, ak sa dá aj extrémne. Podstata otázok asi bude v tom, kde je optimálny počet článkov k danému PWM regulátoru a batérii. Mám pocit, že 30% profit u mppt regulátorov by sa mal dokázať. Pamätám sa na marketingové ťahy podobného druhu - Jedzte syry, sú zdravé. Bolo prosto potrebné predávať prebytočné tuky z JRD. A regulátory treba tiež predávať.
Je nefér porovnávať 36 článkov ku 60 článkom v 12 V systéme, z technického hľadiska. Dopracujeme sa spoločne k optimu ?

[? JiříK]

Pro 12 V systeém a PWM regulátor je optimálních oněch 36 článků. Je třeba si uvědomit, že na regulátoru samotném nikterak velký úbytek napětí není. Dle měření na mé soustavě jsou největší úbytky na jistících prvcích a dále samozřejmě vedení od panelů a veškeré šroubované spoje. Takže pro 12 V systém je optimální panel s napětím do cca. 18 voltů. PWM regulátor má výhodu v jednoduchosti, láci a v případě mého i možnost širokého nastavení parametrů, což jsem u MPPT v dostupné (pro mě) cenové relaci nenašel ani náhodou. Jasnou a podstatnou nevýhodou jsou právě ony velké ztráty kvůli nepřizpůsobení zdroje zátěži. Ale to lze relativně levně ,,přetlačit" naddimenzováním panelového pole.

[vata]

Ti z nás, kdo přešli z PWM na MPP trackery prostě ví, že to není jen marketing MPPT prostě zatěžují panely na výkonovém optimu, což PWM nedělají - zkrátka je připojí k baterii, teorie je jasná a už nemá smysl ji dokola omílat.
Jinak ale i u MPPT regulátoru je potřeba zauvažovat, zda je lepší vyšší napětí na vstupu - pokud hrozí zastínění byť kousku jediného z paralelně zapojených panelů, jde výkon dost radikálně dolů. Krom toho klesá i účinnost DC-DC měniče: můj východní Tristar je i při menších přenášených výkonech o dobrých 10 stupňů teplejší než jeho jižní bráška, který pracuje s dvakrát nižším napětím na vstupu (12V systém, cca 40V MPP jih, 90V východ).
Jednoznačnou výhodou MPPT regulátorů je jednoduchost, s jakou se dá pole přestavět / posílit. U PWM pořád musíte hlídat jednak samotné napětí panelů, u většího množství paralelních panelů je pak dobré si dát pozor na max. povolené reverzní proudy na panelech a buďto každou větev extra jistit nebo ji oddělit diodou.

[? pezizka]

Já trval na amorfních panelech a ty v době kdy jsem je kupoval nebyly moc k mání v napětích vhodných pro 12V a PWM A když už byly tak se jednalo většinou jen o nechutně předražené prcky No a nejlépe něco v karavan shopu Nevím jaká situace je dnes, a v jiné technologii panelů už vůbec ne. Pro mne byla se 42V na panel volba jasná Tehdy vycházel 1W pro PWM vhodného panelu ca. 2x dráž

[vlkazajac]

Ďakujem za príspevky, sú v nich zobrazené skúsenosti, získané postupom času, popri vývoji technológií. Dovoľte mi reagovať na niektoré detaily.
K Jiříkovmu príspevku by som len poznamenal, že ani v terajšom systéme nemám medzi panelmi a regulátorom žiadne skrutkové spoje ani istenie ( spoliehajúc sa na data od regulátora ). Je tam pravda prepäťové istenie a odpínač. Nikdy som nemeral reálny úbytok napätia medzi MC4 konektorom a vstupom do regulátora, v reálnych podmienkach to môžem zmerať, skúsim to v najbližšom čase. Zatiaľ prijímam s veľkou výhradou tvrdenie, že panely do 18 V sú optimum. S ostatným nemám dôvod nesúhlasiť.

Vata píše o omieľaní teórie - ja súhlasím, že mpp technológia vytiahne z panelov viac, o tom predsa nediskutujem. Chcela v ďalšom povedať, že zraniteľnejšie z hľadiska čiastočného zatienenia je sériové radenie panelov, nie paralelné, tomu rozumieme. K teplotám panelov v stringu by som sa mohol vyjadriť tiež, pretože ich meriam. Momentálne som dva stringy posilnil na tri panely v každom, ale priebeh teplôt prestal byť takmer čitateľný kvôli zosilnenému rušeniu vedenia od teplotných čidiel zo strany regulátora, ktorý pracuje s vyššími napätiami. Takže na prezentáciu to nie je moc vhodné.

Ešte sa vrátim k úvodnému článku. Je celkom v poriadku, že vysvetľuje dôvody, prečo je mppt regulátor lepší a prináša aj graf, ktorý to pomáha pochopiť. Ja stále viac neverím argumentácii z prospektov výrobcov o zvýšení energetického zisku až o 30 %, ktorú článok ešte akceleroval na 40 %. A keď sa pozriem na deformovanú škálu na osi grafu a tiež na otázku "Proč by si měl na ně dát pozor a raději zvolit o něco dražší MPPT variantu ?", tak sa musím pýtať, či mi tu niekto nepodsúva prinajmenšom polopravdu. Tiež čiastočne preto, lebo 36 článkové panely vznikali snáď o chlp skôr, ako 60 článkové panely vtedajšej úrovne s cca 225 Wp. A ako vieme, vplyvom stále lepšej účinnosti stúpajú prúdy, ale aj napätia panelov, čím sa tieto mierne vzďaľujú od štandardných napätí batérií. Dnes veľmi slušný PWM regulátor 48 V / 60 A s niektorými nastaviteľnými parametrami, s displejom a s meraním získanej/vydanej energie stojí 250 EUR. Na to si musíte k Studeru alebo Tristaru dokúpiť ešte modul. Takže mppt varianta regulátora nie je o niečo drahšia, je takmer 3x drahšia, čo znamená viac ako o 400 EUR.

Snáď som vysvetlil, o čo mi ide: aký je optimálny počet článkov k danému PWM regulátoru a batérii. Až budem mať vlastné overené výsledky, dám vedieť.

[? atom]

když se to dobře naprojektuje a sestaví tak ztráta PWM regulátoru může být jen v jednotkách procent.
Ale je třeba na to mít v rovnováze napětí panelů a baterií.
Pokud jsem míval stringy po dvou panelech, dávalo to s MPPT obvykle 56V do zátěže, tak s tím lze rozumně nabíjet i olovo, ztráty budou i PWM minimální jen dle teploty panelů, tak do 10% tipuju. U lifepo je to ještě lepší tam se dá napětí baterie přizpůsovit a člověk může klidně provozovat jen 14 článků nebo třeba 18 když má zařízení schopná jít do 65V.

[vlkazajac]

To potvrdzuje moje merania. Aktuálne mám napätie na stringu na vstupe do regulátora, teda za odpínačom a vn ochranou okolo 90 V z troch panelov. Pri prúde 3,6 A som nameral úbytok 0,26 V, dĺžka vedenia cca 14 m / 6 mm2. Z toho možno odhadnúť, že pri vyšších výkonoch a teda aj prúdoch môže byť strata do 1 V, ale napätie panelov sa tiež zníži.