Diferența dintre MPPT și PWM se măsoară în energie: PWM are sens doar cu panouri de 36 de celule pe baterie de 12 V, unde pierzi 10-25%; cu un panou de 30-40 V pe aceeași baterie aruncă peste jumătate din putere. Amperajul = putere panouri / tensiune baterie, iar tensiunea PV se calculează la ger.
Diferența dintre un regulator MPPT (Maximum Power Point Tracking) și unul PWM (Pulse Width Modulation) este cât din panou ajunge în baterie: MPPT recuperează 95-98% din putere, PWM între 40% și 90%, după cât de bine se potrivește panoul cu tensiunea bateriei.
Gama completă e în regulatoare solare; dacă ai restul sistemului ales, treci direct la modelele MPPT Victron.
De ce alegi un regulator MPPT: recuperează 95-98% din puterea panoului, acceptă panouri legate în serie și încarcă litiul după profil configurabil. Un PWM acoperă doar prima parte, și doar la panou potrivit tensiunii bateriei.
| Criteriu | Regulator PWM | Regulator MPPT | Verdict |
|---|---|---|---|
| Energie recuperată, panou 36 de celule pe 12 V | 75-90% din puterea panoului | 95-98% | MPPT câștigă 10-30% |
| Energie recuperată, panou de 30-40 V pe 12 V | sub 45% | 95-98% | PWM nu este utilizabil |
| Tensiune PV maximă admisă | tipic 28-55 V la modelele 12/24 V | 75-450 V, după model | MPPT acceptă șiruri în serie |
| Panouri legate în serie | fără rost, surplusul se pierde | recomandat, cabluri mai subțiri | MPPT |
| Profiluri de încărcare | plumb, uneori un preset de litiu | plumb și litiu, tensiuni configurabile | MPPT pentru LiFePO4 |
| Monitorizare | LCD simplu sau deloc | aplicație pe telefon, istoric zilnic | MPPT |
La aceeași clasă de curent, un PWM costă o fracțiune dintr-un MPPT echivalent. Întrebarea corectă nu este care e mai bun, ci câtă energie recuperezi în plus și în cât timp acoperi diferența.
Un regulator PWM este un comutator electronic care leagă panoul direct la bornele bateriei și pulsează legătura pentru a limita încărcarea. Consecința e fizică: două surse în paralel au aceeași tensiune, iar bateria, cu impedanța ei internă mică, o impune. Panoul e forțat să lucreze la 12,5-14,4 V, indiferent de tensiunea la care ar fi produs putere maximă.
Curentul rămâne aproape neschimbat, apropiat de curentul de scurtcircuit al panoului, pentru că punctul de lucru se mută mult în stânga cotului curbei curent-tensiune. Puterea utilă este produsul dintre tensiune și curent, iar tensiunea a fost tăiată. Surplusul nu se transformă în căldură în regulator: pur și simplu nu este extras din panou.
Un regulator MPPT separă electric circuitul panourilor de cel al bateriei printr-un convertor de curent continuu. Un microcontroler măsoară continuu tensiunea și curentul panoului, caută punctul în care produsul lor e maxim și ține panoul acolo. Convertorul coboară tensiunea la valoarea cerută de baterie și ridică proporțional curentul de încărcare. Randamentul de conversie al modelelor bune e de 96-98%, valoare publicată pe fișa fiecărui model.
Sub umbrire parțială, curba de putere dezvoltă mai multe maxime locale, iar un algoritm simplu se poate bloca pe primul găsit. Regulatoarele bune reiau periodic o baleiere completă a curbei ca să regăsească maximul global. De aceea nu toate aparatele etichetate MPPT se comportă la fel, chiar dacă diferența exactă depinde de model și de situație.
Pe un panou potrivit tensiunii bateriei, un MPPT scoate cu circa 23% mai multă putere decât un PWM. Pe un panou nepotrivit, de peste două ori mai mult.
Date tipice de pe etichetă: tensiune la putere maximă 18 V, curent la putere maximă 5,55 A, curent de scurtcircuit (Isc) 5,9 A. Bateria e în încărcare, la 13,2 V.
Cu PWM: 13,2 V x 5,9 A = 78 W, adică 78% din puterea panoului. Cu MPPT, la randament 96%: 100 W x 0,96 = 96 W, adică 96 W / 13,2 V = 7,3 A de încărcare.
Câștigul MPPT e de circa 23%. Iarna, la panou rece, tensiunea de lucru urcă spre 20 V și câștigul se apropie de 30%; vara, la panou încins, coboară spre 15-16 V și câștigul scade sub 15%. De aici intervalul realist de 10-30%, nu o cifră unică.
Date tipice: tensiune la putere maximă 34 V, curent la putere maximă 11,8 A, tensiune în gol (Voc) 41 V, curent de scurtcircuit 12,5 A.
Cu PWM: 13,2 V x 12,5 A = 165 W din 400 W, adică 41%. Cu MPPT, la randament 97%: 400 W x 0,97 = 388 W, adică 388 W / 13,2 V = 29,4 A de încărcare.
Nu este o problemă a tehnologiei PWM în sine, ci a nepotrivirii dintre tensiunea panoului și cea a bateriei. Concluzia practică: dacă panoul are tensiunea de lucru mult peste tensiunea bancului, regulatorul trebuie să fie MPPT. Alege panoul și regulatorul împreună, nu separat: verifică pe fișa panoului fotovoltaic tensiunea la putere maximă înainte de a comanda regulatorul.
Voc este tensiunea în gol a panoului, măsurată fără consumator, și crește pe frig: un șir care arată 90 V pe etichetă ajunge la circa 102 V la minus 20 de grade. Intrarea PV se dimensionează la această valoare.
Siliciul are un coeficient de temperatură negativ pentru tensiune: cu cât panoul este mai rece, cu atât tensiunea lui este mai mare. Valorile de pe etichetă sunt măsurate la 25 de grade temperatura celulei, deci nu acoperă cazul defavorabil: o dimineață senină de iarnă, când panoul este încă la temperatura aerului, iar soarele tocmai a ajuns pe el. Coeficientul apare pe fișa tehnică a panoului, notat de obicei temperature coefficient of Voc, cu valori tipice între -0,25 și -0,35 la sută pe grad Celsius.
Formula, în text simplu:
Voc la rece (V) = Voc de pe etichetă (V) x [1 + (valoarea absolută a coeficientului, în procente / 100) x (25 - temperatura minimă în grade)]
Exemplu numeric. Ai două panouri de 72 de celule legate în serie, fiecare cu Voc de 45 V, coeficient -0,30% pe grad, iar temperatura minimă de proiectare pentru zona ta este de minus 20 de grade.
Diferența de temperatură: 25 - (-20) = 45 de grade. Creșterea tensiunii: 45 x 0,30% = 13,5%. Tensiunea reală a șirului: 90 V x 1,135 = 102,2 V.
Pe fișă șirul arată 90 V și pare confortabil sub limita de 100 V a unui regulator din clasa 100. În realitate depășește limita în prima dimineață cu ger. Verificarea inversă este mai simplă de aplicat: împarte limita regulatorului la 1,135 și obții tensiunea maximă admisă la 25 de grade. Pentru un model de 100 V rezultă 88 V, pentru unul de 150 V rezultă 132 V. Împarte apoi acest rezultat la Voc-ul unui panou și afli câte panouri poți lega în serie.
Pentru un șir de două panouri cu Voc de 45 V, într-o zonă cu minim de minus 20 de grade, un regulator din clasa 150 V rezolvă problema fără compromisuri.
Două detalii care contează:
Amperajul regulatorului = puterea totală a panourilor (W) împărțită la tensiunea nominală a bancului (V), plus 25% rezervă pentru extindere.
Numele modelelor Victron conține exact cele două mărimi de dimensionare. La un SmartSolar 100/30, primul număr este tensiunea fotovoltaică maximă admisă la intrare, în volți, iar al doilea este curentul maxim de încărcare livrat în baterie, în amperi. Sufixele descriu conectica: Tr sunt borne cu șurub, MC4 sunt conectori solari, VE.Can este portul de comunicație pentru sisteme mari. Niciunul dintre numere nu este tensiunea bateriei, care este detectată automat sau se setează separat.
Formula de bază, în text simplu:
Curent regulator (A) = Putere totală panouri (W) / Tensiune nominală baterie (V)
Pentru un plus de siguranță, la putere instalată mare sau dacă vrei loc de extindere, aplică o rezervă:
Curent recomandat (A) = Curent regulator (A) x 1,25
Exemple.
Al doilea exemplu explică de ce, peste circa 500-600 W de panouri, se trece la 24 V sau 48 V: dublezi tensiunea bancului și înjumătățești curentul, deci și regulatorul, și secțiunile de cablu, și siguranțele.
Rezerva de 25% nu e obligatorie fizic: regulatoarele MPPT limitează automat curentul de ieșire, iar montarea unei puteri de panouri peste cea nominală, practică numită over-panelling, este acceptată de producători tocmai pentru a obține curentul maxim și pe vreme înnorată. Limita o dă puterea PV maximă din fișa modelului, tipic cu 15-25% peste produsul dintre curentul nominal și tensiunea bancului.
Cablul se dimensionează după căderea de tensiune admisă, nu după curent. Formula pentru cupru, în text simplu:
Secțiune (mmp, milimetri pătrați) = 0,0175 x 2 x Lungime (m) x Curent (A) / Cădere de tensiune admisă (V)
Exemplu pe partea de baterie, unde curentul este mare și tensiunea mică: 30 A, 2,5 m de la regulator la baterie, cădere admisă 0,3 V. Rezultă 0,0175 x 2 x 2,5 x 30 / 0,3 = 8,75 mmp, deci cablu de 10 mmp.
Exemplu pe partea de panouri, unde tensiunea este mare: șir de 8 A, 15 m de traseu, cădere admisă 2 V. Rezultă 0,0175 x 2 x 15 x 8 / 2 = 2,1 mmp, deci cablul solar standard de 4 mmp este suficient. Acesta este al doilea avantaj practic al legării în serie: transporți aceeași putere pe cablu mult mai subțire.
Legarea în serie adună tensiunile și păstrează curentul. E varianta preferată cu un MPPT: cabluri subțiri, pierderi mici, pornire mai devreme dimineața. Constrângerile sunt două: tensiunea calculată la ger trebuie să rămână sub limita regulatorului, iar șirul e limitat de panoul cel mai slab, deci umbrirea unui singur panou afectează tot șirul.
Legarea în paralel adună curenții și păstrează tensiunea. Are sens când panourile sunt orientate diferit sau când tensiunea în serie ar depăși limita regulatorului. Fișa tehnică dă și un curent PV maxim de scurtcircuit, care se însumează pe șiruri paralele, iar de la trei șiruri în sus producătorii cer siguranțe pe fiecare șir. Panouri cu caracteristici diferite pe același regulator sunt de evitat, indiferent de schemă.
Un PWM este alegerea corectă în trei situații, toate cu panouri mici potrivite tensiunii bateriei, unde pierderea de 10-25% costă mai puțin decât un MPPT.
În orice alt scenariu, mai ales dacă bancul e pe litiu și costă de câteva ori cât regulatorul, alegerea rațională este MPPT.
Diferența dintre SmartSolar și BlueSolar este monitorizarea wireless: SmartSolar are Bluetooth integrat pe placă și se conectează direct la aplicația VictronConnect de pe telefon, iar BlueSolar nu are modul wireless, deci pentru date ai nevoie de un afișaj pe cablu sau de un adaptor VE.Direct Bluetooth. În rest, aceeași clasă de putere apare în ambele variante.
Ce obții practic: valori live pentru puterea produsă, tensiunea PV, tensiunea bateriei și curentul de încărcare; istoric zilnic pe ultimele săptămâni, cu producția în kWh și timpul petrecut în fiecare etapă de încărcare; setarea la zecime de volt a tensiunilor de absorbție și float, esențială la un profil de baterie nestandard; sincronizarea între două regulatoare de pe același banc. Dacă montezi regulatorul într-un loc greu accesibil, un pod sau o nișă tehnică, diferența de preț se justifică din prima intervenție evitată.
Bateriile cu plumb, fie acid liber, AGM sau GEL, cer un ciclu în trei etape, bulk, absorption și float, plus o egalizare periodică la unele tipuri. Aici e util un senzor de temperatură pentru compensarea termică a tensiunii de încărcare: mai multă tensiune la frig, mai puțină la căldură.
Bateriile LiFePO4 diferă în trei puncte. Nu suportă egalizarea, care le suprasolicită celulele sau declanșează protecția BMS. Nu au nevoie de compensare termică, deci senzorul de temperatură se dezactivează în profil. Și nu trebuie încărcate când temperatura celulelor e sub zero grade, pentru că apare depunerea de litiu metalic pe anod, care degradează ireversibil celula.
Protecția la încărcare sub zero grade se face în primul rând prin BMS-ul bateriei, care oprește portul de încărcare. Unele regulatoare pot primi temperatura de la un senzor extern sau de la BMS și opresc ele încărcarea, ceea ce evită întreruperi bruște. Verifică pe fișa bateriei dacă BMS-ul are protecție la temperatură joasă înainte să te bazezi pe regulator. Comparația chimiilor, cu numărul de cicluri și adâncimea de descărcare utilă, este în ghidul despre baterii solare LiFePO4, GEL și AGM, iar modelele sunt în acumulatori și baterii solare.
Patru greșeli apar constant: ordinea greșită de conectare, siguranța lipsă pe cablul de baterie, invertorul la bornele LOAD și montarea neventilată.
Sistem mic de weekend. Un panou de 100 W pe baterie de 12 V, pentru iluminat LED și încărcat telefoane. Curent: 100 / 12 = 8 A, cu rezervă 10 A. Un PWM de 10 A e acceptabil dacă panoul are 36 de celule; un MPPT mic din clasa 75 V aduce în plus 10-30% și monitorizare.
Rulotă sau furgon amenajat. Două panouri de 150 W, total 300 W, pe baterie de 12 V LiFePO4. Curent: 300 / 12 = 25 A, iar cu rezervă ajungi la 31 A, deci un model de 30 A stă la limita de sus și e acoperit de limitarea automată de curent. Legate în serie, panourile dau în jur de 45 V pe fișă, deci circa 51 V la minus 20 de grade, confortabil pentru clasa 100 V.
Cabană off grid. Trei panouri de 400 W, total 1.200 W, pe banc de 24 V. Curent: 1.200 / 24 = 50 A, cu rezervă 62 A. Șirul de trei panouri cu Voc de 41 V dă 123 V pe fișă și circa 140 V la minus 20 de grade, deci clasa 150 V e minimul, iar un al patrulea panou nu mai încape în același șir. Un model de 150 V și 70 A acoperă și rezerva.
Dacă nu ai încă panourile și bancul stabilite, pornește de la consum, nu de la regulator: pașii sunt în ghidul de dimensionare a unui sistem solar off grid.
GhiduriUn sistem fotovoltaic off grid se calculează de la consum, nu de la panouri: aduni wați-orele pe zi, alegi tensiunea bancului după invertor (12 V sub 1 kW, 24 V până la 3 kW, 48 V peste), bateria din energie, autonomie, adâncime de descărcare și randament, apoi panourile pe luna cea mai slabă.
GhiduriÎntr-o schemă de montaj a panourilor fotovoltaice off grid, cu regulator MPPT, seria e alegerea implicită: tensiunea se adună, curentul rămâne mic, cablul subțire. Limita e tensiunea în gol la ger, cu 13,5% mai mare la minus 20 de grade. La baterii, seria dă tensiunea, paralelul dă capacitatea.
GhiduriSiguranța de lângă baterie apără cablul și se alege după patru cifre: tensiune nominală peste maximul de încărcare, capacitate de rupere peste curentul de scurtcircuit al bateriei, curent nominal cu 25% peste consum, dar sub ce duce cablul. La bancurile LiFePO4 mari, principala e de regulă Class T.
