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May 29, 2023

Melhor controlador solar MPPT ou PWM para o campista

16 de dezembro de 2022 por Mark Allinson Deixe um comentário Carga de PWM e MPPT

16 de dezembro de 2022 por Mark Allinson Deixe um comentário

Os controladores de carga PWM e MPPT são ambos dispositivos amplamente utilizados para carregar baterias com energia produzida por painéis solares em autocaravanas e barcos e, claro, em instalações fixas.

O controlador PWM é um interruptor que conecta os painéis solares à sua bateria de serviço. Este dispositivo pode reduzir substancialmente a tensão das reuniões até atingir a do banco de baterias.

O controlador MPPT, por outro lado, é mais sofisticado (e mais caro): ele regula sua tensão de entrada para colher o máximo de energia possível dos painéis solares.

Em seguida, ele transforma essa energia para suprir os requisitos de tensão da bateria. O MPPT desacopla a tensão dos painéis da bateria para que possa haver uma bateria de 12 volts e painéis conectados em série para produzir 36 volts.

Todos geralmente aceitam que o controlador MPPT supera os do tipo PWM em climas temperados frios. Em contraste, ambos os controladores apresentam o mesmo desempenho em climas subtropicais e tropicais.

Neste artigo, porém, descreveremos em detalhes o efeito da temperatura, parâmetro que, no que diz respeito ao uso em trailer, torna-se fundamental para estabelecer o que é melhor fazer ao considerar a compra de um desses dispositivos.

Vamos considerar como exemplo um simples painel solar de 100W com 36 células monocristalinas. Este painel clássico é instalado em muitos campistas do dia a dia. Vamos supor que estamos em uma situação onde a temperatura externa é de 25° C e a radiação solar é igual a 1000 W/m² (ver nota abaixo).

A potência máxima do nosso painel de referência tem uma tensão de ponto de potência máxima de 18 Volts e uma corrente de 5,56 Amps (18V x 5,56A = 100W), portanto, para aproveitar ao máximo este painel solar, deve-se escolher um controlador de carga que pode explorar o ponto de potência máxima, que é o que um dispositivo MPPT faz.

A tensão de entrada de um controlador PWM é, em princípio, igual à tensão da bateria. Conectado à sua saída (mais perdas de tensão na fiação e no controlador) que no caso de motorhomes geralmente é de 12 Volts.

Encontrando-nos nas condições especificadas acima, portanto, o painel solar, como você deve ter entendido, não é usado no ponto de sua potência máxima.

Com seu microprocessador e software sofisticado, o controlador MPPT detectará o ponto de potência máxima e, no exemplo mostrado acima, poderá definir a tensão de saída do painel solar para 18V e extrair 5,56A dele. O que acontece depois?

O controlador de carga MPPT é um transformador DC-to-DC (corrente contínua) capaz de transformar energia de uma tensão mais alta em energia com uma tensão mais baixa.

A quantidade de energia não muda (exceto por um pequeno vazamento no processo de transformação). Portanto, se a tensão de saída for menor que a tensão de entrada, a corrente de saída será maior que a corrente de entrada de forma que o produto P = V x I permaneça constante.

Quando uma bateria de 12 volts é carregada, o regulador MPPT define a tensão de saída para um nível mais alto, por exemplo, 13 volts. Portanto, a corrente de saída será calculada como 100 W/13 V = 7,7 A.

O regulador PWM não é um transformador CC para CC. O controlador PWM é um interruptor que conecta o painel solar à bateria. A reunião e a bateria estarão quase na mesma voltagem quando o interruptor estiver fechado. Supondo que estamos lidando com uma bateria descarregada, a tensão de carga inicial será de aproximadamente 13V.

Considerando uma perda de tensão de 0,5V na fiação mais a perda intrínseca do controlador, o painel ficará, portanto, em 13,5V. A tensão aumentará lentamente à medida que o estado de carga da bateria aumentar.

Quando a tensão de absorção é atingida (consulte a curva IUIU para carregar baterias AGM), o controlador PWM começa a desconectar e reconectar o painel para evitar sobrecarga (daí o nome: Controlador Modulado por Largura de Pulso).

Feitas essas considerações, vamos retomar o exemplo e ver que com uma tensão de carga da bateria de 13 V e a dos painéis de 13,5 V, não nos encontramos trabalhando no ponto de potência máxima da conferência, mas apenas no momento em que , a curva corrente-tensão produz cerca de 6 Amps. Diante do exposto, obteremos uma corrente de carga de = 81W, 19% menor que os 100 recebidos com o controlador MPPT.