Definition PWM vs MPPT laddare

[XRV Freddan]

För varmt ute så jag försöker förstå vad som definierar en PWM laddare inom solcells världen.
Men jag blir inte klok på det.
Kan någon reda ut begreppen?

Varför är detta nedan inte en PWM laddare när det helt klart är en PWM styrd laddare
http://www.instructables.com/id/ARDUINO ... ersion-30/

NotPWM.PNG

Har grundläggande kunskaper i I-V kurvan för olika solinstrålningar/temperaturer och hur man bör matcha arbetspunkten för att få den optimala arbetspunkten
Blir förvirrad när folk pratar om 24V solpaneler som om dom vore konstantspännings system och skall koppla dom direkt till en 24V batteribank etc etc

Vad är själva skillnaden på vad som generellt kallas PWM laddare och MPPT laddare?
Hur ser en schematisk bild ut på en PWM laddare om det ovan inte går under benämningen PWMladdare?
(Har läst så många förklaringar på nätet där man jämför "PWM versus MPPT" men när man inte visar det elektriska interfacet fattar jag helt enkelt inte)

Förvirrad i värmen....

[GFEF]

Är inte MPPT laddare en PWM laddare med styrning att ge mesta effekt från solceller ?

Ström och spännings uttaget från från solceller anpassa för att ge mesta möjliga effekt.

[danei]

Varken solpaneler eller batterier är lämpade för PWM. Jag gissar att det syftas på något annat.

[XRV Freddan]

Är inte MPPT laddare en PWM laddare med styrning att ge mesta effekt från solceller ?

Ström och spännings uttaget från från solceller anpassa för att ge mesta möjliga effekt.

Fast anpassningen borde ju även i en PWM styrd laddare fungera och då komma från ordet Modulation i orden PulseWidthModulation.
Dvs att variera inkopplingsgraden...
Vad är det annars man varierar i en PWM laddare?

Som sagt begreppsförvirrad...

Edit(stavningskontroll)

[bearing]

PWM är ett mycket dåligt ord i sammanhanget. En sk PWM-regulator utför inte något högfrekvent PWM-arbete, och innehåller inte heller någon induktans som skulle kunna jämna ut strömmen om så vore fallet.

Den kopplar in solpanelen ifall utspänningen är högre än batteriet, dvs som en diod skulle gjort. Och den kopplar ur solpanelen om batterispänningen stiger över en gräns (fullt) för att skydda batteriet mot överladdning. (Gränsen är temperaturberoende, och baseras på en sensor som mäter lufttemp vid regulatorn. Regulatorn bör alltså placeras nära batteriet för att detta ska stämma.)

Regulatogn styr även lasten, och kopplar ur lasten ifall batterispänningen blir för låg.

Enda gången den arbetar på ett sätt som liknar pulsbreddsmodulering är t.ex. Om batteriet är fullt, och en svag last är inkopplad, och panelerna ger mer ström än lasten. Då kommer regulatorn koppla in panelen när lasten minskat batterispänningen till en viss nivå, kanske 12.8V. Och sedan koppla ur panelerna när spänningen stigit till t.ex. 14.4V. Det ger en sorts PWM-modulering med en period på några minuter.

Den är alltså rätt dum, men skyddar batteriet mot att över-/djupurladdas. Men den ser inte till att panelens maximala effekt utnyttjas. Endast on/off baserat på spänning.

[SeniorLemuren]

Länk till förklaring.

[Icecap]

Alltså: En solcell är en strömgenerator. Och för att maximera den tillgängliga mängd energi kan man reglera från en spänning som passar panelen riktigt bra till en spänning som ackumulatorn har det riktigt bra med.

Denna reglering "måste" vara av SMPS-typen för att verkningsgraden är så pass hög att man kan "tillåta" det och ändå vinna på det.
Regleringen drar alltså in mer energi än regleringen gör av med.

Men vilken spänning som är perfekt för panelerna beror på solens intensitet, vinkel och en del andra faktorer.

Så MPPT är alltså att regleringen ska belasta panelerna med den maximala ström som det går att göra utan att spänningen sjunker under ett magiskt punkt.

Detta betyder att det ska regleras rimligt ofta på hur mycket saft som SMPS-omvandlaren ska pytsa vidare till ackumulatorn, är det för mycket energi sjunker spänningen som kommer ut från solpanelen, är det för lite energi förlorar man på det och panelerna värms upp onödigt.

Och då de faktorer som påverkar var panelerna befinner sig i verkningsgraden varierar ganska långsamt (moln, solens position, damm på paneler osv.) kan man tillåta sig att reglera med en viss tid mellan.

Själva regleringen bör ske som följer:
1: Om panelspänningen är lägre än ett visst värde är de överbelastad, minska alltså uttagen ett steg. Detta kan vara många steg som det ska minskas och det sker stegvist.
2: Om panelspänningen är "nominell" är panelerna inte överbelastat. Men är det för att belastningen är för låg? Efter en viss tid i detta läge kan man öka belastningen ett steg o kolla vad som händer.

Detta sätt kan fortlöpa kontinuerligt, man skruvar upp för belastningen till spänningen minskar - vilket ger en minskning av belastningen. I slutändan (när systemet är stabilt) kommer den att hoppa ett steg upp och ett steg ner, reglering efter reglering.

Och var kommer PWM in då? Tja, kanske som en del av SPMS-regleringen där man kan variera duty-cycle för att variera belastningen.
Det kan vara direkt eller indirekt.

[Platis]

Är det enbart PWM utan MPPT så regleras endast strömmen till batteriet, all överspänning som inte batteriet kan ta vara på går till spillo!
Tex vid bulkladdning av ett blybatteri så kan batteriet inte ta emot mer ström vid säg tex 18V(eller vad solcellen klarar att leverera) än vad det kan vid 14.5V(13.5-14.5V brukar anses som normalt för ett blybatteri).
All denna överspänning är att elda för kråkorna, PWM är att se som en snabb av och på knapp för spänningen från solcellen till batteriet, den skickar på full spänning och reglerar laddningsgraden genom att slå av och på denna spänning i lämplig takt och mäta batterispänningen med jämna mellanrum.

Ex.

Säger vi att solcellen kan leverera 10A, så får du i 14.5*10≈145W i batteriet med endast PWM

Men eftersom solcellen egentligen tex ger 18V så skulle man teoretiskt kunna få ut 18V*10A=180W från solcellen

Med MPPT så transformeras då 18V spänningen från solcellen om till mer optimala laddspänningen 13.5-14.5V och du kan då ta ut mer ström.
180W/14.5V≈12A, voila så så har du vunnit 20% extra laddning från samma solcell!


Nu är det ju så att PWM som reglermetod även kan används vid MPPT, men det man menar i solcellssammanhang är alltså att med MPPT så transformeras solcellsspänningen om till en mer optimal spänning för batteriet och man kan på så vis få ut mer effekt. Det är helt enkelt en effektivare reglermetod plus att den anpassar sej hela tiden optimalt och tar bättre vara på tillgänlig effekt i solcellen. Ena sekunden har du kanske 19V från solcellen och nästa stund 10V när ett moln sveper förbi. Hade du kört enbart PWM så hade eldat bort en massa effekt när du har 19V och du hade inte fått nån laddning alls i batteriet när molnen sveper förbi eftersom du inte kan ladda ett batteri med för låg spänning(>13V). MPPT höjer spänningen vid ett sånt ögonblick så du kan ta vara på den effekt som ändå finns!
Ex
Molnen sveper förbi och spänningen dippar till 10V
10V*10A=100W
100W/14.5V≈6.8A
Du kan alltså ladda batteriet med 6.8A med MPPT trots mörka moln, där enbart PWM reglering inte hade gett någon laddning alls!

[danei]

En hederlig shuntregulator är bättre för batteriet. Alternativt en stepdown om man inte vill bränna effekten i regulatorn. PWM ser jag som den sämsta möjliga tekniken.

[Micke_s]

Ingår det inte en spole i en buck-converter?

[XRV Freddan]

Tackar för alla svar.
Det har klarnat lite hoppas jag. En PWM är riktigt dum alltså och för en PWM kontroller så transformerar man inte arbetspunkten via buck/boost utan låter den vara det som batteriet är just i denna millisekund. ( PV modulen är en strömgenerator och ger sin ström in i batteriet, varken mer eller mindre.)

case1.PNG

Korrekt?

[danei]

Ingår det inte en spole i en buck-converter?

Jo, men nu var det ju PWM, då finns det ingen spole.

[Icecap]

Så det betyder att man "helst" ska ha ackumulatorbank-spänning som avviker så pass från panelspänningen att en SMPS-omvandling kan bli effektiv och ha rätt område.

Styrningen tar en µC hand om - typ.

[danei]

Nej, varför skulle du behöva en stor skillnad?

[Icecap]

Nja - stor och stor...
Det är enklare/billigare att designa en effektiv buck eller boost omvandlare än en buck-boost.

Så om man bara ska stega spänningen upp eller ner blir livet enklare.