Principe de fonctionnement des régulateurs de charge solaire PWM et MPPT
Cet article présente en détail le principe de fonctionnement des régulateurs de charge solaire PWM et MPPT.
Premièrement : le régulateur de charge solaire PWM (Pulse Width Modulation, modulation de largeur d’impulsion). Il s’agit d’un régulateur de type contrôle de courant, qui commute le courant d’entrée du champ photovoltaïque en mode d’impulsions PWM. À mesure que la batterie se rapproche de la charge complète, la largeur des impulsions se raccourcit.
La modulation de largeur d’impulsion (PWM) désigne la sortie numérique d’un microprocesseur pour commander un circuit analogique : c’est une méthode de codage numérique du niveau du signal analogique. Le coût et la consommation du système peuvent être fortement réduits en commandant les circuits analogiques de façon numérique. De nombreux microcontrôleurs intègrent des contrôleurs PWM.
La caractéristique de la modulation de largeur d’impulsion en onde sinusoïdale est que la colonne d’impulsions de sortie a une largeur inégale : la largeur varie selon une loi sinusoïdale, et la forme d’onde de sortie se rapproche d’une sinusoïde. Cette modulation s’appelle aussi SPWM. La clé de cette technologie est de générer la largeur d’impulsion selon le signal de commande.
Grâce à l’introduction ci-dessus, nous avons une compréhension claire du principe de fonctionnement du régulateur de charge PWM. Dans cette partie, nous voulons surtout comprendre le principe de fonctionnement MPPT.
Deuxièmement : le régulateur de charge solaire MPPT (Maximum Power Point Tracking, suivi du point de puissance maximale). On multiplie la tension U et le courant I de la cellule solaire pour obtenir la puissance P, puis on juge si la puissance de sortie de la cellule solaire atteint alors le maximum. Si elle ne fonctionne pas au point de puissance maximale, on ajuste la largeur d’impulsion, on module le rapport cyclique de sortie D, on modifie le courant de charge, on échantillonne à nouveau en temps réel, et on décide s’il faut changer le rapport cyclique.
Grâce à ce processus d’optimisation, la cellule solaire peut toujours fonctionner au point de puissance maximale, afin d’utiliser pleinement l’énergie fournie par le champ de cellules solaires.
Le régulateur MPPT intègre un dispositif capable d’effectuer un calcul intelligent et un suivi à tout moment, pour surveiller en temps réel la tension de production du panneau solaire et suivre les valeurs maximales de tension et de courant (VI). En délivrant le point le plus élevé d’énergie électrique, le système peut charger la batterie avec le meilleur rendement.
Après avoir compris le principe de fonctionnement du régulateur de charge MPPT, il faut aussi comprendre la différence entre le principe de fonctionnement des régulateurs de charge solaire PWM et MPPT.
Dans un système solaire hors réseau, le régulateur de charge solaire, qui protège la batterie contre la surcharge et la décharge profonde et prolonge sa durée de vie, est indispensable. Après des années de développement, la technologie du régulateur de charge à modulation de largeur d’impulsion (PWM) est très mature. Pourtant, dans des cas réels, la production des centrales solaires après mise en service est souvent inférieure à la valeur de conception d’origine, ce qui entraîne à la fois un gaspillage du système et de nombreux inconvénients d’utilisation.
Mais le régulateur de charge MPPT peut résoudre ce problème. Il peut améliorer la production d’électricité sans augmenter le coût du système. De plus, les paramètres de fonctionnement du régulateur MPPT évoluent selon les variations du rayonnement solaire, de la température ambiante et de l’humidité. Il utilise pleinement l’énergie solaire pour éviter le gaspillage.
Dans les mêmes conditions, le rendement de production du régulateur solaire MPPT est supérieur d’environ 20 % à celui du régulateur solaire PWM. Dans un système utilisant un régulateur PWM, plus la tension du champ PV est basse, mieux c’est, à condition que la charge soit assurée, car ainsi la production PV sera plus élevée.
Même si vous comprenez déjà le principe de fonctionnement PWM et MPPT, quel régulateur choisir pour votre système solaire ? Il faut apparier des régulateurs solaires de haute qualité selon votre consommation électrique spécifique. Xindun Power est depuis 16 ans un fabricant et fournisseur professionnel de régulateurs solaires de 10 A à 200 A. Si vous avez des questions sur les besoins et la technologie du régulateur solaire, n’hésitez pas à nous contacter.
