الفرق بين منظم الشحن PWM و MPPT، يعتبر منظم الشحن أحد مكونات النظام الشمسي والذي يستخدم بهدف تنظيم جهد الألواح وشحن البطاريات.
وهناك العديد من الوظائف المختلفة لهذا الجهاز، بالتالي سندخل في تفاصيل الفرق بين منظم الشحن PWM و MPPT، وما هو أفضل نوع يفضل استخدامه داخل نظام الطاقة الشمسية.
ما هو منظم الشحن
يعرف منظم الشحن (بالإنجليزية: charge controller) بأنه جهاز إلكتروني صمم للعمل على تنظيم الجهد الكهربائي القادم من الخلايا الشمسية ليتوافق مع جهد البطاريات المتصلة بالنظام الشمسي، وكذلك العمل على شحن البطاريات الكهربائية بأفضل أسلوب ممكن للحفاظ عليه من الشحن الزائد.
وظيفة منظم الشحن
- العمل على شحن البطارية بشكل منظم مع الحماية من الشحن الزائد.
- يتوفر به نظام الفصل التلقائي الذكي عند اكتمال شحن البطارية.
- يعمل على تنظيم الجهد الكهربائي القادم من الألواح الشمسية بما يتوافق مع جهد النظام الشمسي وخصوصاً البطاريات.
- يسمح بمرور التيار باتجاه واحد فقط، أي يمرر التيار من الألواح الشمسية إلى البطاريات وليس العكس.
- فصل البطاريات عند انخفاض أو تدني قيمة جهده عن القيمة المحددة، وتسمى هذه الخاصية بـ “Low Voltage Disconnect” وتعني الفصل عند الجهد المنخفض.
- يحتوي المنظم من الداخل على فيوزات ودوائر حماية خاصة لتجنب التيارات المرتفعة أو المنخفضة أو المتقلبة.
- يتوفر به نظام رقابة لمراقبة حالات الشحن والتفريغ وقيم الجهود وكمية التحميل، كما يعطي إنذار مع ضوء عند الحالات الغير اعتيادية.
أنواع منظمات شحن الطاقة الشمسية
يتوفر منظمات الشحن المخصصة للطاقة الشمسية بتقنيتين؛ وهما: منظم نوع PWM، ومنظم نوع MPPT، ويمكن التفريق بين النوعين بالرجوع إلى الشركة المصنعة أو قراءة البيانات الموجودة على جسم المنظم
وكل نوع من له آليه عمل معينة مصمم عليه، وأفضلهما هو نوع MPPT، وذلك لاستغلاله أكبر قدر ممكن من الطاقة الكهربائية دون التسبب بالفقد أو الهدر الكبير في الطاقة المنتجة. والآن سندخل في تفاصيل أكثر حول الفرق بين منظم الشحن PWM و MPPT.
منظم الشحن PWM
تعني الاختصار PWM: تعديل عرض النبضة (بالإنجليزية: Pulse Width Modulation).
هو أحد أنواع منظمات شحن الطاقة الشمسية، ويعتمد مبدأ عمله على إرسال التيار الكهربائي إلى البطاريات على شكل نبضات معدلة بما يتلاءم مع حجم التيار المخزن بالبطارية.
وما يعيب هذا النوع هو العمل على خفض قيمة الجهد مع بقاء قيمة التيار، ما يقلل من استغلال كامل الطاقة المنتجة.
مثال على ذلك:
إذا كان اللوح الشمسي المتوفر لدينا بقدرة 250 وات (جهد: 30V / تيار: 8.27A) عند درجة حرارة 25 درجة مئوية، موصل بمنظم شحن نوع PWM لشحن بطارية 12V، فإن هذا المنظم يعمل على أخذ الجهد المناسب للنظام وهو 14V وترك باقي الجهد بقيمة 16V دون الاستفادة منه كتيار كهربائي، وبالتالي يصبح الفقد زائد مما يقلل من كفاءة المنظم.
منظم الشحن MPPT
تعني اختصار MPPT: تتبع نقطة الطاقة القصوى (بالإنجليزية: Maximum Power Point Tracking).
يعد أكثر الأنواع استخداماً في مجال الطاقة الشمسية، حيث صمم للعمل على تنظيم الجهد والتيار القادم من الألواح الشمسية بأفضل كفاءة ممكنة، وذلك بخفض قيمة الجهد مع رفع التيار للحفاظ على الطاقة المنتجة قدر الإمكان.
مثال على ذلك:
مع نفس مواصفات اللوح الشمسي السابق فإن المنظم يقوم بخفض قيمة الجهد من 30V إلى 14V، بالتزامن مع ذلك رفع قيمة التيار من 8.27A إلى 17.85A، وبالتالي تصبح الطاقة المتحولة داخل هذا المنظم بفرض الكفاءة تساوي 100%، فإن الطاقة المنتجة بحسب قانون القدرة:
القدرة (P) = الجهد (V) x التيار (I)
= 14× 17.85 = 250 واط
وبالتالي فإن منظم الشحن نوع MPPT يعمل على تنظم الجهد (التيار) المستمر DC دون أي فقد في الطاقة الكهربائية وكل هذا يقلل من مقاطع الأسلاك ويعطي استغلال أفضل لنظام الطاقة الشمسية، كما يمكننا من خلاله تركيب ألوح شمسية على التوالي أكثر ضمن نطاق الجهد المحدد للمنظم MPPT.
الخلاصة:
إن كل نوع له مزاياه، فيمكن تركيب نوع PWM إذا كان حجم نظام الطاقة الشمسية صغيرة لرخص ثمنه،وبشرط تركيب الألواح بحيث يكون إجمالي جهد الخرج أعلى من جهد المنظم بنسبة 1.3 على الأقل.
ينصح دائماً بتركيب نوع MPPT على جميع أنظمة الطاقة الشمسية التالية: 12V/24V/48V، وبقدرة من 1k وحتى القدرات الكبيرة، لأنه يعطينا مجال واسع من نطاق الجهد وهي ميزة تمكننا من تركيب عدة ألواح على التوالي، ألا أن سعره مرتفع مقارنة مع نوع PWM.
بهذا نكون قد وصلنا لنهاية موضوع الفرق بين منظم الشحن PWM و MPPT المدعم بالشرح والصور التوضيحية.
المراجع
مطلوب تصميم من.ومة شمسية بطاقة ١٥٠كيلو واط
اتبع الشروحات المتوفرة بداخل قسم الطاقة الشمسية بموقع فولتيات وستجد المعلومات الأساسية التي تمكنك من فهم الآلية المعتمدة لتصميم منظومة الطاقة الشمسية بكافة مراحلها.