Ha nem lenne ilyen szabályozó a napelem és az akkumulátor között, a túlzott energia átvezetés más néven túltöltés könnyen az akkumulátor élettartamát rövidítené meg , rosszabb esetben pedig tönkre is teheti azt rövid időn belül és használhatatlanná válik a rendszered.
De hogyan is működik a gyakorlatban egy ilyen töltésszabályozó? Ha lebutítva nézzük a képletet az egyszerű, standard töltésszabályozók szimplán figyelik az akkumulátor feszültségét, és megnyitják az áramkört, megállítva a töltést, amikor az akkumulátor feszültsége egy bizonyos szintet elér.
A modern töltésvezérlőket hívjuk PWM-eknek vagyis Pulse Width Modulation, melyek ütemesen csökkentik az akkumulátorba jutó energia mértékét, amikor azok közelítenek a teljes töltöttséghez. Ez a fajta vezérlő lehetővé teszi így az akkumulátorok folyamatos töltöttségét, kevesebb ellenállási feszültséggel az , meghosszabbítva ezzel az akkumulátorok élettartamát. Így képes a folyamatos teljes töltésen tartani az aksikat. A PWM szabályozónál nincs mechanikus kapcsolat a folyamatos töltés megszakításához.
Na de akkor mit tud az MPPT töltésszabályozó? Az MPPT a Maximum Power Point Tracker rövidítése, mely magyarosan Maximális teljesítménypont-nyomkövetés jelent.
Vagyis az MPPT-vezérlők képesek a túlfeszültséget amperáramra átalakítani. Mik is az előnyei a PWM-el szemben?
A napelemekről a töltésszabályozón keresztű futó vezetékekben a kisebb feszültség a vezetékekben nagyobb energiaveszteséget eredményez, mint a magasabb feszültség. A 12 V-os elemekkel működő PWM töltővezérlőknél a napelem és a töltésvezérlő közötti feszültségnek jellemzően 18 voltnak kell lennie. Na ilyenkor az MPPT szabályzó használata sokkal nagyobb feszültséget fog lehetővé tenni a panelek kábeleihez és így a napelemes töltésvezérlőhöz.
A legtöbb napelemes rendszer akár csak például egy autó akkumulátora 12 voltot használ. Ezzel szemben a napelemek sokkal több feszültséget képesek szállítani, mint ami az akkumulátorok teljes töltéséhez szükségesek. Így ha ezt a túlfeszültséget részekre osztja a szabályozó, akkor ezzel a folytonossággal az akkumulátorok teljes feltöltési idejét képes csökkenteni.
Egy újabb fontos érv az MPPT töltésszabályozók mellett az áramveszteség kezelése. A napelemekről a töltésvezérlőn keresztülfutó vezetékekben a kisebb feszültség a vezetékekben nagyobb energiaveszteséget eredményez, mint a magasabb feszültség. A 12 V-os elemekkel működő PWM töltővezérlőknél a napelem és a töltésvezérlő közötti feszültségnek jellemzően 18 voltnak kell lennie. Az MPPT szabályzó használata viszont sokkal nagyobb feszültséget tesz lehetővé a panelek vezetékein áthaladva a napelemes töltésvezérlőhöz.
És itt jön a csavar, mivel itt az MPPT szabályozó átalakítja a túlfeszültséget további erősítő egységekre így a kábelek teljesítményvesztesége jelentősen csökken.
A modern napelemes vezérlők további funkciójaként megakadályozzák az energia visszafolyás áramlását. A legjobb példa erre az éjszakai sötét, amikor is ugyebár a napelemek nem termelnek villamos energiát, így a villamos energia valójában az akkumulátorokból áramlik vissza a rendszerbe. Tehát a töltésszabályozó képes felismerni, hogy a napelemekből érkezik vagy sem épp energia, és nyitja, zárja ennek megfelelően az áramkört.
Egy napelem rendszer beszerzésénél fontos ismerni tehát a két technológia előnyét, hátrányát így foglaljuk tehát össze.:
Megbízható, kiforrott technológia, melyet évek óta használnak napelemes rendszereknél. Ezen vezérlők olcsóbbak mint az MPPT-k. A PWM vezérlők tartósak és sokféle méretben kaphatóak a különböző rendszerkialakításoknak megfelelően.
Ezen vezérlő típus akár 30%-al is képes növelni a töltési hatékonyságot, továbbá képesek nagyobb töltöttségi feszültséget elérni mint a hozzá telepített akkumulátor telep. Az MPPT töltésszabályozó általában hosszabb mint a PWM egységek így nagyobb rugalmasságot is lehetővé tesz a későbbi rendszer bővítéshez.
A PWM hátrányai:
A napelem bemeneti névleges feszültségének azonosnak kell lennie az akkumulátor ban lévő névleges feszültségével. A Legnagyobb méret a PWM esetáben a 60 A. Ezen szabályozó típus csak korlátozott kapacitással rendelkezik a későbbi esetleges rendszerbővítésre. Továbbá nem használhatóak magasabb feszültségű rácsatlakozó modulokhoz.
Az MPPT hátrányai:
Általában nagyobb PWM társánál fizikai méretében. Jóval drágábbak akár duplája is lehet a PWM társának. Bonyolultabb integrációs folyamat szükséges hozzá.
Ezekből kiindulva mindenki válassza az igényeihez és pénztárcájához leginkább illeszkedő rendszert. A maga funkciójával egyik fajtával sem dönt rosszul, pusztán a lehetőségei és céljainak megfelelően döntsön , hogy PWM vagy MPPT-re van e szüksége.