شارژکنترلر MPPT یا (Maximum Power Point Tracking)، یک دستگاه الکترونیکی است که برای بهینه‌سازی عملکرد سیستم‌های خورشیدی استفاده می‌شود.
این کنترلرها وظیفه دارند تا توانایی بالاتری را برای انتقال انرژی خورشیدی به باتری‌ها یا بارهای مصرفی فراهم کنند. عملکرد اصلی آنها در پیدا کردن نقطه قدرت بیشینه (MPP) ماژول‌های خورشیدی است. این نقطه MPP موقعیتی است که توان خروجی ماژول خورشیدی، با محدودیتهای جریان و ولتاژ داخلی، بیشترین مقدار را دارد.
شارژکنترلر MPPT در سیستم‌های خورشیدی به عنوان یک سیستم کنترلی مهم عمل می‌کند که وظیفه بهینه‌سازی انتقال توان از ماژول‌های خورشیدی به باتری‌ها یا بارهای مصرفی را دارد. برای درک بهتر عملکرد آن، می‌توانیم به مفهوم نقطه قدرت بیشینه (MPP) ماژول‌های خورشیدی اشاره کنیم.
هر ماژول خورشیدی دارای یک نقطه MPP است که در آن توان خروجی ماژول، بیشترین مقدار خود را دارد. این نقطه MPP متغیر است و تحت تأثیر شرایط مختلفی مانند شدت نور خورشید، دما و سایر عوامل قرار می‌گیرد.
شارژکنترلر MPPT با استفاده از الگوریتم‌ها و مدارهای الکترونیکی خاص، به دنبال نقطه MPP هر ماژول خورشیدی متصل به آن می‌گردد. با اعمال تغییرات در ولتاژ و جریان ورودی، شارژکنترلر MPPT سعی می‌کند تا ماژول را به نقطه MPP برساند. این کار باعث افزایش بازدهی سیستم خورشیدی و انتقال بیشتر انرژی به باتری‌ها یا بارهای مصرفی می‌شود.
با استفاده از شارژکنترلر MPPT، از انرژی خورشیدی به بهترین شکل ممکن استفاده می‌شود، که منجر به کاهش هزینه‌های سیستم و افزایش عمر مفید آن می‌شود. این کنترلرها به عنوان یک عنصر اساسی در سیستم‌های خورشیدی به رایجی رسیده‌اند و در انواع مختلفی از سیستم‌های خورشیدی از سکونتگاه‌های خانگی تا پروژه‌های صنعتی استفاده می‌شوند.
چند مرحله عملکرد شارژکنترلر MPPT :
۱. تشخیص نقطه قدرت بیشینه (MPP):
ابتدا، شارژکنترلر MPPT به دنبال تشخیص نقطه MPP هر ماژول خورشیدی متصل به آن می‌گردد. این فرایند شامل مراقبت از تغییرات در شدت نور خورشید، دما و سایر عوامل محیطی است.
۲. تنظیم ولتاژ و جریان ورودی:
پس از تشخیص نقطه MPP، شارژکنترلر MPPT تلاش می‌کند تا ماژول را به نقطه MPP برساند. این کار توسط تنظیم ولتاژ و جریان ورودی به شارژکنترلر صورت می‌گیرد. این تغییرات به طور پیوسته انجام می‌شود تا ماژول بهینه شود و توانایی تولید انرژی خود را به حداکثر برساند.
۳. پیگیری تغییرات:
شارژکنترلر به طور مداوم تغییرات در شرایط محیطی و شرایط عملکرد ماژول‌های خورشیدی را پیگیری می‌کند و ولتاژ و جریان ورودی را به‌روزرسانی می‌کند تا نقطه MPP را حفظ کند.
۴. تنظیم شارژ باتری یا بارهای مصرفی:
پس از بهینه‌سازی عملکرد ماژول‌های خورشیدی و دستیابی به نقطه MPP، شارژکنترلر انرژی را به سیستم باتری یا بارهای مصرفی منتقل می‌کند. این انتقال با افزایش کارآیی و بازدهی عملکرد سیستم خورشیدی همراه است.
در کل، این شارژکنترلر با ترکیب الگوریتم‌های هوش مصنوعی، مدارهای الکترونیکی پیچیده و دستگاه‌های حسگر، عملکرد سیستم خورشیدی را بهینه‌سازی می‌کند و انتقال بهترین مقدار انرژی خورشیدی را فراهم می‌کند.
Morningstar Corporation: این شرکت یکی از برندهای پیشرو در زمینه تولید شارژکنترلرهای خورشیدی است. محصولات آنها به عنوان مثال شارژکنترلرهای سری Sunsaver معروف هستند.
OutBack Power: این شرکت نیز یکی از برندهای معتبر در صنعت شارژ باتری خورشیدی است. شارژکنترلرهای مدل Flexmax با کیفیت بالا و قابلیت‌های فراوان از محصولات این شرکت محسوب می‌شوند.
Renogy: این شرکت برندهای محبوبی در زمینه تجهیزات خورشیدی از جمله پنل‌های خورشیدی و شارژکنترلرها تولید می‌کند. شارژکنترلر PWM مدل Wanderer از محصولات مشهور این شرکت است.
EPEVER: این شرکت یکی دیگر از تولیدکنندگان مطرح شارژکنترلرهای خورشیدی است که محصولات با کیفیت و قابل اعتمادی تولید می‌کند.
MidNite Solar: این شرکت برندهایی مانند شارژکنترلر MidNite Classic را تولید می‌کند که برای سیستم‌های خورشیدی و سیستم‌های باتری استفاده می‌شوند.
Victron Energy: این شرکت برندهای معروفی مانند شارژکنترلرهای PWM BlueSolar و SmartSolar را تولید می‌کند که برای سیستم‌های خورشیدی و سیستم‌های مدیریت انرژی استفاده می‌شوند.
این تنها چند نمونه از برندهای معتبر در این صنعت هستند. همچنین بسیاری از شرکت‌های دیگر نیز در این حوزه فعالیت دارند که محصولات متنوع و با کیفیتی ارائه می‌دهند.
۱. شارژکنترلر PWM:
– عملکرد: شارژکنترلرهای PWM ساده‌تر هستند و به طور معمول ولتاژ خروجی باتری را با کاهش ولتاژ ورودی به مقدار ثابتی که توسط کاربر تنظیم می‌شود، تنظیم می‌کنند.
– بازدهی: این نوع شارژکنترلرها دارای بازدهی کمتری نسبت به شارژکنترلرهای MPPT هستند، به ویژه در شرایطی که تفاوت ولتاژ بین پنل‌های خورشیدی و باتری زیاد باشد یا در سیستم‌هایی که باتری‌ها نیاز به شارژ با ولتاژ بالاتر دارند.
– هزینه: اغلب شارژکنترلرهای PWM نسبت به شارژکنترلرهای MPPT ارزان‌تر هستند، این امر می‌تواند برای سیستم‌هایی با بودجه محدود جذاب باشد.
۲. شارژکنترلر MPPT:
– عملکرد: شارژکنترلرهای MPPT با استفاده از تکنیک‌های پیشرفته‌تر مانند ردیابی نقطه قدرت بیشینه، توانایی استخراج حداکثر توان ممکن از پنل‌های خورشیدی را دارند و ولتاژ خروجی را بهینه می‌کنند.
– بازدهی: این نوع شارژکنترلرها بازدهی بالاتری نسبت به شارژکنترلرهای PWM دارند، به ویژه در شرایطی که تفاوت ولتاژ بین پنل‌های خورشیدی و باتری زیاد باشد یا در سیستم‌هایی که باتری‌ها نیاز به شارژ با ولتاژ بالاتر دارند.
– هزینه: شارژکنترلرهای MPPT معمولاً گران‌تر از شارژکنترلرهای PWM هستند، اما در بلندمدت ممکن است صرفه‌جویی در انرژی و کارایی بیشتری را به دنبال داشته باشند.
