Jämför MPPT och PWM solcellsregulator

Jämför hur mycket effekt en MPPT-regulator skördar jämfört med en enklare PWM utifrån panelens data.

Räknare

Array-effekt198 W

PWM levererad effekt132 W

MPPT levererad effekt192 W

MPPT-vinst vs PWM46 %

Med en panelspänning på 18 V mot ett 12 V-batteri ger MPPT ungefär 46 % mer effekt än PWM.

Valet mellan en MPPT- och en PWM-regulator avgör hur stor del av solpanelernas effekt som faktiskt når batteriet. Skillnaden bottnar i att en solpanel arbetar mest effektivt vid sin så kallade maximala effektpunkt, där spänningen ligger klart över batterispänningen. En vanlig 12-voltspanel har ofta en arbetsspänning, Vmp, kring 18 volt medan batteriet bara ligger på omkring 12 till 14 volt. Vad regulatorn gör med den överskjutande spänningen är hela poängen.

En PWM-regulator kopplar i praktiken samman panel och batteri och drar därmed ner panelspänningen till batterinivå. Strömmen ut blir ungefär lika med panelens ström, men eftersom spänningen tvingas ner förloras den effekt som låg i spänningsskillnaden. En MPPT-regulator är i stället en likspänningsomvandlare som låter panelen arbeta vid sin optimala spänning och omvandlar överskottet i spänning till ökad ström mot batteriet. Resultatet är att i stort sett hela paneleffekten skördas, typiskt omkring 97 procent, vilket ger en tydlig vinst särskilt när skillnaden mellan panel- och batterispänning är stor, exempelvis i kyla eller med seriekopplade paneler.

Formel

array_W = Vmp·serie · Imp·parallella\nPWM_W = Vbatt · array-ström\nMPPT_W ≈ array_W · 0,97

Vmp, Imp – panelens arbetsspänning och -ström
serie, parallella – antal paneler i serie respektive parallella strängar
Vbatt – batterispänning (12 eller 24 V)

Räkneexempel

Två paneler med Vmp 18 V och Imp 5,5 A parallellkopplade mot ett 12 V-batteri ger en array på 18 V och 11 A, alltså 198 W. En PWM levererar då 12 · 11 = 132 W, medan en MPPT skördar cirka 198 · 0,97 ≈ 192 W. Vinsten landar kring 45 procent i detta fall, eftersom spänningsglappet mellan panel och batteri är stort.

Bakgrund & praktik

MPPT-vinsten är störst när panelspänningen ligger långt över batterispänningen, vilket den gör i kyla och vid seriekoppling. Vid varmt väder sjunker panelspänningen och skillnaden mot PWM krymper något. För att avgöra hur mycket solyta du behöver, använd solpanelsbehov, och för att dimensionera kablarna mellan paneler och regulator är kabelarea rätt verktyg. Effekten som når batteriet styr i sin tur laddningen i batteribank. Värdena är riktvärden; verklig skörd beror på väder, temperatur och regulatorns kvalitet.

Tänk på att seriekoppling höjer arrayspänningen och därmed gynnar MPPT, men kräver att regulatorns maximala inspänning inte överskrids vid kyla. Kontrollera alltid regulatorns specifikationer mot panelernas tomgångsspänning innan du seriekopplar.

Vanliga frågor

När lönar sig MPPT mest?

När panelspänningen ligger klart över batterispänningen, till exempel i kyla, vid seriekopplade paneler eller med högvoltspaneler avsedda för nät. Då skördar MPPT betydligt mer av paneleffekten än PWM.

Är PWM aldrig värt det?

PWM är billigare och fungerar väl när panelens spänning är väl anpassad till batteriet och förlusterna är små, exempelvis med små system och korta kablar. Vinsten med MPPT blir då liten.

Varför räknar verktyget med 97 procent för MPPT?

En bra MPPT-regulator skördar nära hela paneleffekten men har egna omvandlingsförluster. 97 procent är ett rimligt riktvärde; billigare enheter kan ligga lägre.

Kan jag seriekoppla paneler till en PWM?

Det fungerar tekniskt men ger ingen fördel, eftersom PWM ändå drar ner spänningen till batterinivå och den extra spänningen går förlorad. Seriekoppling lönar sig först med MPPT.