แผงเซลล์แสงอาทิตย์แบบพกพาผลิตกระแสไฟฟ้าได้อย่างไร?

แผงเซลล์แสงอาทิตย์แบบพกพาทำงานโดยจับแสงแดดและแปลงเป็นไฟฟ้าที่มีประโยชน์ผ่านอุปกรณ์ที่เรียกว่าตัวควบคุมการประจุหรือตัวควบคุมจากนั้นคอนโทรลเลอร์จะเชื่อมต่อกับแบตเตอรี่เพื่อชาร์จแบตเตอรี่

เครื่องปรับอากาศพลังงานแสงอาทิตย์คืออะไร?

เครื่องปรับสภาพพลังงานแสงอาทิตย์ช่วยให้มั่นใจได้ว่าไฟฟ้าที่ผลิตโดยแผงโซลาร์เซลล์จะถูกถ่ายโอนอย่างชาญฉลาดไปยังแบตเตอรี่ด้วยวิธีที่เหมาะสมกับคุณสมบัติทางเคมีของแบตเตอรี่และระดับการชาร์จตัวควบคุมที่ดีจะมีอัลกอริธึมการชาร์จแบบหลายขั้นตอน (ปกติคือ 5 หรือ 6 ขั้นตอน) และมีโปรแกรมที่แตกต่างกันสำหรับแบตเตอรี่ประเภทต่างๆเรกูเลเตอร์ที่ทันสมัยและมีคุณภาพสูงจะรวมโปรแกรมเฉพาะสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียม ในขณะที่รุ่นเก่าหรือราคาถูกกว่าจำนวนมากจะจำกัดเฉพาะแบตเตอรี่ AGM, เจล และเปียกคุณต้องใช้โปรแกรมที่ถูกต้องสำหรับประเภทแบตเตอรี่ของคุณ

ตัวควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีคุณภาพดีจะประกอบด้วยวงจรป้องกันอิเล็กทรอนิกส์จำนวนหนึ่งเพื่อป้องกันแบตเตอรี่ รวมทั้งการป้องกันการกลับขั้ว การป้องกันการลัดวงจร การป้องกันกระแสย้อนกลับ การป้องกันการชาร์จเกิน

ประเภทของตัวควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์

มีเครื่องปรับอากาศพลังงานแสงอาทิตย์สองประเภทหลักสำหรับแผงเซลล์แสงอาทิตย์แบบพกพาการปรับความกว้างพัลส์ (PWM) และการติดตามจุดไฟสูงสุด (MPPT)พวกเขาทั้งหมดมีข้อดีและข้อเสียของตัวเอง ซึ่งหมายความว่าแต่ละอย่างเหมาะสำหรับสถานการณ์การตั้งแคมป์ที่แตกต่างกัน

การปรับความกว้างพัลส์ (PWM)

การปรับความกว้างของพัลส์ (PWM) เรกูเลเตอร์มีการเชื่อมต่อโดยตรงระหว่างแผงโซลาร์เซลล์และแบตเตอรี่ และใช้กลไก "สลับเร็ว" เพื่อควบคุมประจุที่ไหลเข้าสู่แบตเตอรี่สวิตช์ยังคงเปิดอยู่จนสุดจนกว่าแบตเตอรี่จะถึงแรงดันจม ซึ่ง ณ จุดนั้น สวิตช์จะเริ่มเปิดและปิดหลายร้อยครั้งต่อวินาทีเพื่อลดกระแสในขณะที่รักษาแรงดันไฟให้คงที่

ตามทฤษฎีแล้ว การเชื่อมต่อประเภทนี้จะลดประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์เนื่องจากแรงดันของแผงจะลดลงเพื่อให้ตรงกับแรงดันของแบตเตอรี่อย่างไรก็ตาม ในกรณีของแผงโซลาร์สำหรับตั้งแคมป์แบบพกพา ผลกระทบในทางปฏิบัตินั้นน้อยมาก เนื่องจากในกรณีส่วนใหญ่ แรงดันไฟฟ้าสูงสุดของแผงจะอยู่ที่ประมาณ 18V เท่านั้น (และลดลงเมื่อแผงร้อนขึ้น) ในขณะที่แรงดันแบตเตอรี่มักจะอยู่ระหว่าง 12-13V (AGM) หรือ 13-14.5V (ลิเธียม)

แม้จะสูญเสียประสิทธิภาพเพียงเล็กน้อย แต่โดยทั่วไปแล้วตัวควบคุม PWM ก็ถือว่าเป็นทางเลือกที่ดีกว่าสำหรับการจับคู่กับแผงเซลล์แสงอาทิตย์แบบพกพาประโยชน์ของตัวควบคุม PWM เมื่อเปรียบเทียบกับตัวควบคุม MPPT คือน้ำหนักที่น้อยกว่าและความน่าเชื่อถือที่มากกว่า ซึ่งเป็นข้อพิจารณาหลักเมื่อตั้งแคมป์เป็นระยะเวลานานหรือในพื้นที่ห่างไกลที่บริการอาจไม่สามารถเข้าถึงได้ง่าย และอาจหาตัวควบคุมสำรองได้ยาก

การติดตามจุดไฟสูงสุด (MPPT)

MPPT ติดตามจุดพลังงานสูงสุด เรกูเลเตอร์มีความสามารถในการแปลงแรงดันส่วนเกินเป็นกระแสเพิ่มเติมภายใต้สภาวะที่เหมาะสม

ตัวควบคุม MPPT จะตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าของแผงอย่างต่อเนื่อง ซึ่งเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาตามปัจจัยต่างๆ เช่น ความร้อนของแผง สภาพอากาศ และตำแหน่งของดวงอาทิตย์มันใช้แรงดันเต็มของแผงเพื่อคำนวณ (ติดตาม) การผสมผสานที่ดีที่สุดของแรงดันและกระแส จากนั้นลดแรงดันให้ตรงกับแรงดันชาร์จของแบตเตอรี่ จึงสามารถจ่ายกระแสเพิ่มเติมให้กับแบตเตอรี่ได้ (จำไว้ว่ากำลังไฟ = แรงดัน x กระแส) .

แต่มีข้อแม้สำคัญที่ลดผลกระทบในทางปฏิบัติของตัวควบคุม MPPT สำหรับแผงเซลล์แสงอาทิตย์แบบพกพาเพื่อให้ได้รับประโยชน์อย่างแท้จริงจากตัวควบคุม MPPT แรงดันไฟฟ้าบนแผงควบคุมควรสูงกว่าแรงดันประจุของแบตเตอรี่อย่างน้อย 4-5 โวลต์เนื่องจากแผงเซลล์แสงอาทิตย์แบบพกพาส่วนใหญ่มีแรงดันไฟฟ้าสูงสุดประมาณ 18-20V ซึ่งอาจลดลงเหลือ 15-17V เมื่อได้รับความร้อน ในขณะที่แบตเตอรี่ AGM ส่วนใหญ่อยู่ระหว่าง 12-13V และแบตเตอรี่ลิเธียมส่วนใหญ่อยู่ระหว่าง 13-14.5V ในช่วงเวลานี้ ความต่างศักย์ไฟฟ้าไม่เพียงพอสำหรับฟังก์ชัน MPPT ที่จะมีผลจริงกับกระแสไฟชาร์จ

เมื่อเปรียบเทียบกับตัวควบคุม PWM แล้ว ตัวควบคุม MPPT มีข้อเสียตรงที่มีน้ำหนักมากกว่าและโดยทั่วไปมีความน่าเชื่อถือน้อยกว่าด้วยเหตุผลนี้และผลกระทบต่อกำลังไฟเข้าน้อยที่สุด คุณมักจะไม่เห็นมันใช้ในถุงพับพลังงานแสงอาทิตย์