Làm thế nào để túi gấp năng lượng mặt trời thực sự tạo ra điện?

Làm thế nào để các tấm pin mặt trời di động thực sự tạo ra điện?

Các tấm pin mặt trời di động hoạt động bằng cách thu ánh sáng mặt trời và chuyển nó thành điện năng hữu ích thông qua một thiết bị gọi là bộ điều khiển hoặc bộ điều chỉnh sạc. Bộ điều khiển sau đó được kết nối với pin, giữ cho nó được sạc.

Máy điều hòa năng lượng mặt trời là gì?

Máy điều hòa năng lượng mặt trời đảm bảo rằng điện năng do bảng điều khiển năng lượng mặt trời tạo ra được chuyển đến pin một cách thông minh theo cách phù hợp với hóa học và mức sạc của pin.

Một bộ điều chỉnh tốt sẽ có thuật toán sạc nhiều giai đoạn (thường là 5 hoặc 6 giai đoạn) và cung cấp các chương trình khác nhau cho các loại pin khác nhau. Các bộ điều chỉnh hiện đại, chất lượng cao sẽ bao gồm các chương trình cụ thể cho pin Lithium, trong khi nhiều mẫu cũ hơn hoặc rẻ hơn sẽ bị giới hạn ở pin AGM, Gel và Wet. Điều quan trọng là bạn phải sử dụng đúng chương trình cho loại pin của mình.

Một bộ điều chỉnh năng lượng mặt trời chất lượng tốt sẽ bao gồm một số mạch bảo vệ điện tử để bảo vệ pin, bao gồm bảo vệ phân cực ngược, bảo vệ ngắn mạch, bảo vệ ngược dòng, bảo vệ quá tải, bảo vệ quá áp thoáng qua và bảo vệ quá nhiệt.

Các loại bộ điều chỉnh năng lượng mặt trời

Có hai loại máy điều hòa năng lượng mặt trời chính có sẵn cho các tấm pin mặt trời di động. Điều chế độ rộng xung (PWM) và Theo dõi điểm công suất tối đa (MPPT). Tất cả chúng đều có ưu và nhược điểm riêng, có nghĩa là mỗi loại phù hợp với các tình huống cắm trại khác nhau.

Điều chế độ rộng xung (PWM)

Điều chế độ rộng xung (PWM), bộ điều chỉnh có kết nối trực tiếp giữa bảng điều khiển năng lượng mặt trời và pin và sử dụng cơ chế chuyển mạch nhanh để điều chỉnh điện tích chảy vào pin. Công tắc vẫn mở hoàn toàn cho đến khi pin đạt đến điện áp chìm, lúc này công tắc bắt đầu mở và đóng hàng trăm lần mỗi giây để giảm dòng điện trong khi giữ điện áp không đổi.

Về lý thuyết, kiểu kết nối này làm giảm hiệu quả của bảng điều khiển năng lượng mặt trời vì điện áp của bảng điều khiển bị hạ xuống để phù hợp với điện áp của pin. Tuy nhiên, trong trường hợp các tấm pin mặt trời cắm trại di động, hiệu quả thực tế là tối thiểu, vì trong hầu hết các trường hợp, điện áp tối đa của tấm pin chỉ khoảng 18V (và giảm khi bảng điều khiển nóng lên), trong khi điện áp của pin thường ở mức từ 12-13V (AGM) hoặc 13-14,5V (Lithium).

Mặc dù có sự mất mát nhỏ về hiệu suất, các bộ điều chỉnh PWM thường được coi là lựa chọn tốt hơn để ghép nối với các tấm pin mặt trời di động. Lợi ích của bộ điều chỉnh PWM so với bộ điều chỉnh MPPT của chúng là trọng lượng thấp hơn và độ tin cậy cao hơn, đây là những cân nhắc chính khi cắm trại trong thời gian dài hoặc ở những vùng xa nơi có thể không dễ dàng tiếp cận dịch vụ và có thể khó tìm bộ điều chỉnh thay thế.

Theo dõi điểm công suất tối đa (MPPT)

MPPT theo dõi điểm công suất cực đại, bộ điều chỉnh có khả năng chuyển đổi điện áp dư thừa thành dòng điện bổ sung trong điều kiện thích hợp.

Một bộ điều khiển MPPT sẽ liên tục theo dõi điện áp của bảng điều khiển, điện áp này liên tục thay đổi dựa trên các yếu tố như nhiệt của bảng điều khiển, điều kiện thời tiết và vị trí của mặt trời. Nó sử dụng điện áp đầy đủ của bảng để tính toán (theo dõi) sự kết hợp tốt nhất giữa điện áp và dòng điện, sau đó giảm điện áp để phù hợp với điện áp sạc của pin để nó có thể cung cấp thêm dòng điện cho pin (nhớ nguồn = điện áp x dòng điện) .

Nhưng có một cảnh báo quan trọng làm giảm hiệu quả thực tế của bộ điều khiển MPPT cho các tấm pin mặt trời di động. Để có được bất kỳ lợi ích thực sự nào từ bộ điều khiển MPPT, điện áp trên bảng điều khiển phải cao hơn điện áp sạc của pin ít nhất 4-5 volt. Cho rằng hầu hết các tấm pin mặt trời di động có điện áp tối đa khoảng 18-20V, có thể giảm xuống 15-17V khi chúng nóng lên, trong khi hầu hết các loại pin AGM là từ 12-13V và hầu hết các pin lithium từ 13-14,5V Trong thời gian này, sự chênh lệch điện áp không đủ để chức năng MPPT có tác dụng thực sự đối với dòng sạc.

So với bộ điều khiển PWM, bộ điều khiển MPPT có nhược điểm là trọng lượng nặng hơn và thường kém tin cậy hơn. Vì lý do này, và tác động tối thiểu của chúng đến nguồn điện đầu vào, bạn sẽ không thường thấy chúng được sử dụng trong túi năng lượng mặt trời có thể gập lại.