Chcąc zainwestować we własny system zasilania musimy podjąć szereg decyzji związanych z wyborem odpowiednich komponentów, tak, aby osiągnąć możliwie największą efektywność energetyczną. W tym przypadku szczególne znaczenie mają regulatory ładowania, które optymalizują pracę instalacji fotowoltaicznej i współpracujących z nią akumulatorów. Zatem jaki regulator ładowania wybrać? Czym różni się wersja PWM od MPPT? Na jakie czynniki należy zwrócić uwagę? Zapraszamy do przeczytania poradnika, w którym zawarliśmy wszelkie najistotniejsze informacje na ten temat.
Regulator ładowania to zaawansowane urządzenie wykorzystywane w różnego rodzaju systemach fotowoltaicznych. Produkt na bieżąco analizuje napięcie i natężenie prądu z paneli solarnych, tak, aby zapewnić optymalne warunki ładowania akumulatora, jednocześnie chroniąc go przed przeładowaniem i nadmiernym rozładowaniem. Odpowiednio dobrany regulator natychmiast reaguje na wszelkie zmiany w systemie, dzięki czemu gwarantuje w pełni stabilną i bezpieczną pracę.
Regulator ładowania PWM
Na rynku dostępne są dwa rodzaje regulatorów ładowania – PWM (PulseWidthModulation) i MPPT (Maximum Power Point Tracking). Jaka jest między nimi różnica? Regulator PWM kontroluje ładowanie akumulatora za pomocą modulacji szerokości impulsów prądu. Działa jak elektroniczny przełącznik, który w dynamiczny sposób włącza i wyłącza przepływ energii z paneli do akumulatora, regulując i kontrolując w ten sposób poziom ładowania. Regulatory PWM są zdecydowanie tańsze od MPPT, jednak decydując się na ich zakup warto wiedzieć, że nie wykorzystują one całkowitego potencjału systemu fotowoltaicznego. Przykładowo, posiadając panel 18V i akumulator 12V, regulator PWM zmniejszy napięcie do poziomu akumulatora, co w rezultacie negatywnie wpłynie na efektywność energetyczną. Wadą tego rozwiązania jest również niska wydajność w warunkach słabego nasłonecznienia. W przypadku cienia padającego na część instalacji, regulator nie będzie w stanie efektywnie dopasować parametrów pracy paneli do aktualnych warunków. W praktyce oznacza to mniejszą ilości energii dostarczanej do akumulatora i spadek mocy wyjściowej całego systemu. Urządzenia te sprawdzą się w prostych i niewielkich systemach zasilania, gdzie różnica napięć między panelem a akumulatorem jest niewielka, a warunki nasłonecznienia są stabilne.
Regulator ładowania MPPT
Regulatory MPPT (Maximum Power Point Tracking) umożliwiają maksymalne wykorzystanie energii generowanej przez moduły fotowoltaiczne. Ich działanie polega na ciągłym śledzeniu tzw. punktu maksymalnej mocy, czyli takiego zestawu parametrów (napięcia i prądu), przy którym panele pracują najwydajniej. W przeciwieństwie do regulatorów PWM, regulatory MPPT nie redukują napięcia paneli fotowoltaicznych bezpośrednio do poziomu napięcia akumulatora. Zamiast tego, przekształcają napięcie z paneli w taki sposób, aby dostarczyć do akumulatora maksymalną możliwą ilość energii, nawet jeśli napięcie robocze paneli jest znacznie wyższe niż napięcie akumulatora. Regulatory ładowania MPPT potrafią wygenerować nawet do 30% więcej energii w porównaniu z klasycznymi regulatorami PWM, szczególnie w warunkach zmiennego nasłonecznienia lub częściowego zacienienia (zapewniają wydajność na poziomie 98%).
Sprawdzą się we wszelkiego rodzaju systemach off-grid i hybrydowych, instalacjach wyposażonych w panele o wysokim napięciu i tych, które narażone są na częściowe zacienienie lub zmienne warunki pogodowe. Wadą tego rozwiązania jest natomiast zdecydowanie wyższa cena.
Poniżej prezentujemy tabelę porównawczą dwóch opisanych wyżej rodzajów regulatorów ładowania:
| Cecha | Regulator PWM | Regulator MPPT |
| Zasada działania | Moduluje szerokość impulsów, obniżając napięcie do poziomu akumulatora | Śledzi punkt maksymalnej mocy i przetwarza nadwyżkę napięcia na dodatkowy prąd |
| Efektywność ładowania | 70–80% (przy dopasowanym napięciu paneli do akumulatora) | 95–98% – pełne wykorzystanie mocy paneli przy różnych napięciach |
| Zastosowanie | Proste systemy zasilania, instalacje campingowe | Duże i średnie instalacje, kampery, łodzie, systemy z panelami o wyższym napięciu |
| Praca w warunkach słabego nasłonecznienia | Zauważalne spadki efektywności | Wysoka wydajność, dynamiczne dopasowanie do warunków |
| Kompatybilność z panelami | Napięcie paneli musi być zbliżone do napięcia akumulatora | Możliwość stosowania paneli o wyższym napięciu niż akumulator |
| Wydajność przy częściowym zacienieniu | Znaczące spadki mocy | Optymalne dopasowanie do zmiennych warunków |
| Funkcje dodatkowe | Brak | monitoring Bluetooth, zdalny dostęp |
Jak wybrać odpowiedni regulator ładowania?
Wybierając samodzielnie regulator ładowania należy wziąć pod uwagę takie czynniki jak maksymalne napięcie modułów fotowoltaicznych, maksymalny prąd ładowania, warunki, w jakich będzie pracowała instalacja (tak jak wspomnieliśmy powyżej, w sytuacji zmiennego nasłoneczenienia znacznie lepiej sprawdzi się regulator MPPT) i nasz budżet. Jeśli mamy niewielkie doświadczenie w wyborze tego typu rozwiązań, warto skorzystać z dostępnych w internecie narzędzi, takich jak kalkulator MPPT udostępniony przez markę Victron Energy. Wystarczy, że wprowadzimy dane techniczne dotyczące komponentów działających w zestawie, a system automatycznie dobierze najkorzystniejsze dla nas rozwiązanie.
Polecane regulatory do systemów zasilania
Do najczęściej wybieranych przez naszych klientów urządzeń należą regulatory ładowania Victron Energy. Marka ta, choć w ofercie posiada również podstawowe regulatory PWM dedykowane prostym instalacjom solarnym, znana jest przede wszystkim z zaawansowanych regulatorów MPPT. Czym wyróżniają się te produkty spośród konkurencyjnych, dostępnych na rynku? Przede wszystkim jakością i sposobem działania. MPPT od Victron Energy wyposażone są w ultra szybki układ MPPT, który na bieżąco analizuje poziom nasłonecznienia i w ciągu ułamków sekund dostosowuje pracę instalacji do maksymalnej mocy paneli. Dzięki temu użytkownik zyskuje realnie wyższą efektywność ładowania, nawet przy częściowym zacienieniu lub w trakcie pochmurnych dni.
Regulatory tej firmy oferują również szereg zabezpieczeń, (m.in. przed przeładowaniem, przegrzaniem i odwrotną polaryzacją) i możliwość zdalnego monitorowania. Wbudowany moduł Bluetooth pozwala na bezproblemowe połączenie urządzenia z aplikacją mobilną Victron Connect. Użytkownik może w łatwy sposób sprawdzić aktualne parametry pracy systemu, historię ładowania czy ewentualne komunikaty serwisowe. Rozwiązanie to znacząco ułatwia obsługę i diagnostykę, niezależnie od miejsca, w jakim aktualnie przebywamy.
Regulatory MPPT od Victron Energy charakteryzują się także szerokim zakresem napięć wejściowych oraz możliwością pracy w systemach 12V, 24V (a w wybranych modelach także 48V). Pozwala to na ich łatwe dopasowanie do różnych typów instalacji – od małych, aż po bardzo rozbudowane systemy off-grid i układy zasilania awaryjnego.
Regulatory MPPT od Victron Energy – przykładowe serie i ich oznaczenia
Chcąc wybrać jeden spośród oferowanych przez markę Victron Energy regulatorów, warto wiedzieć, w jaki sposób rozumieć stosowane przez producenta oznaczenia. Każdy model opisany jest dwoma liczbami – pierwsza wskazuje maksymalne napięcie wejściowe z paneli fotowoltaicznych (np. napięcie obwodu otwartego PV), druga natomiast informuje o maksymalnym natężeniu prądu ładowania. Przykładowo, regulator SmartSolar MPPT 250/60 może przyjąć napięcie z paneli do 250V, a prąd ładowania akumulatorów może wynosić maksymalnie 60A. Korzystając z tych informacji, możemy z łatwością dopasować regulator do pozostałych komponentów znajdujących się w naszym systemie fotowoltaicznym.
Regulator ładowania MPPT od Victron Energy
Podsumowanie
Regulatory ładowania to nowoczesne komponenty, które znacznie podnoszą wydajność systemów fotowoltaicznych. Decyzja o zakupie tego urządzenia przekłada się na szybsze i bezpieczniejsze ładowanie akumulatorów, a także skuteczniejsze wykorzystanie dostępnych zasobów energii. Wybierając odpowiedni dla siebie model warto skorzystać z kalkulatora MPPT i zwrócić uwagę na marki, które oferują sprawdzone w tym obszarze produkty.