Vad är en MPPT-regulator och hur fungerar de?
För att optimera energiutvinningen från solceller är det viktigt att förstå hur en MPPT-regulator fungerar. Med utgångspunkt i grundläggande ellära, förklarar vi först begreppen volt, ampere och watt, samt hur de förhåller sig till varandra. Därefter jämför vi hur en klassisk PWM-regulator skiljer sig från en MPPT-regulator när det gäller att maximera solcellernas effektivitet. Med teoretiska exempel visar vi hur en MPPT-regulator kan omvandla överflödig spänning till ström, vilket leder till betydligt högre energiutbyte och därmed effektivare laddning av batterier.
Vad är Volt (V), Ampere (A) och Watt (W)?
Volt (V)
Begreppet volt använder vi bland annat när vi förklarar hur mycket potential en solcell har. Det vill säga hur mycket elektrisk spänning den kan generera eller hur stort spänningstryck solcellen kan förse ditt batteri med. Det beskriver processen av att skapa en ström av elektroner. Man kan likna volt med tillströmningen av vatten i ett vattensystem.
Ampere (A)
Amperestyrkan definierar hur många elektroner som flödar genom en kabel under en viss tid och mäter elektrisk ström. Om vi använder oss av liknelsen med vattensystemet igen, så är ampere hastigheten med vilken vattnet flödar genom ledningarna.
Watt (W)
Watt anger den elektriska effekten vi får ut från mängden volt och ampere. För att räkna ut hur mycket watt vi får ut av ett system multiplicerar vi spänningen (volt) med strömmen (ampere), V * A = W.
Energiutvinning med MPPT- kontra PWM-regulatorer - en jämförelse
Solcell - Spectra Perc
För att göra jämförelsen begriplig tar vi hjälp av vår bästsäljande solcell, Spectra Perc S110 från Marlec. Perc S110 kan enligt specifikationen generera som mest 18,3 V och har en maxkapacitet på 6,01 A. För att få reda på hur mycket effekt, dvs. watt, vi kan få ut av solcellen använder vi formeln volt x ampere = watt
6,01 A * 18,3 V = 110 W.
PWM-regulator
En klassisk PWM-regulator (Pulse Width Modulation) reglerar ner spänningstrycket till ett 12-voltsystem utan att ta hänsyn till hur mycket volt som faktiskt kommer in. Bilden visar specifikationerna för just en sådan och som vi ser laddar regulatorn med max 13,9 V. Allt över 13,9 V ”kapar” regulatorn bort. Om vi då räknar på samma sätt som tidigare får vi reda på att vi kommer att få ut 83,53 W av solcellen med en PWM-regulator.
6,01 A * 13,9 V = 83,53 W
MPPT-regulator
En MPPT-regulator (Maximum Power Point Tracking) omvandlar, till skillnad från en PWM-regulator, det överflödiga spänningstrycket till ampere för att utvinna så mycket ström som möjligt från solcellen. För att räkna ut hur mycket effekt vi kan använda oss av tar vi volt från solcellen dividerat med volt från MPPT-regulatorn.
18,3 V / 13,8 V = 1,32
Därefter multiplicerar vi amperen i solcellens specifikation med 1,32 för att få vår nya ström:
6,01 A * 1,32 = 7,93 A
Nu kan vi ta reda på hur mycket effekt vi kan använda oss av:
7,93 A * 13,8 V = 109,4 W
Detta betyder att genom att välja en MPPT-regulator istället för en PWM-regulator får vi 1,92 A mer att använda oss av vilket innebär att vi i optimala förhållanden kan använda hela solcellens effekt.
Sammanfattningsvis visar beräkningarna att en MPPT-regulator kan generera 109,4 W från solcellen Spectra Perc S110, jämfört med 83,53 W med en PWM-regulator. Det innebär en effektökning på cirka 30,97 % med MPPT-teknologi. Värt att nämna är att siffrorna är baserade på optimala förhållanden. I praktiken måste man ta hänsyn till förluster som orsakas av väderförhållanden, kablarnas kvalitet, längd, samt andra externa faktorer.