Régulateur de charge solaire PWM ou MPPT : Les différences

Il existe deux méthodes pour charger un régulateur de charge solaire à partir d’un panneau solaire : le PWM et le MPPT. Ces technologies sont toutes deux de bonnes options lorsqu’il s’agit de charger efficacement votre batterie.
Ce qui doit être déterminé lors du choix entre PWM et MPPT est celui qui s’adapte le mieux à votre système.

Pour comprendre la différence entre les deux, examinons la courbe de puissance habituelle d’un panneau PV (figure 1). Ceci est important car il montre la production d’énergie attendue sur la base de la tension et du courant combinés générés par le panneau photovoltaïque. Le rapport idéal entre le courant et la tension pour produire le plus de puissance est le MPPT. Cela change en fonction des conditions d’irradiation au cours de la journée.

PWM est l’abréviation de Pulse-Width Modulation. Pendant la charge, le régulateur de charge solaire laisse entrer autant de courant que le panneau PV peut générer afin d’atteindre la tension cible. Lorsque la batterie atteint sa tension cible, le contrôleur va alors basculer entre la batterie et le tableau de bord, ce qui régule la tension de la batterie et la rend constante. Cette méthode de commutation rapide est appelée PWM, elle assure que votre batterie soit chargé en empêchant sa surcharge.

La figure 3 montre la plage de fonctionnement des régulateurs PWM.

MPPT ou Maximum Power Point Tracking fournit une connexion indirecte entre la batterie et le générateur PV. Cette connexion indirecte comprend un convertisseur de tension DC/DC qui prend la tension PV supplémentaire et la transforme en un courant additionnel à une tension plus basse sans nécessairement perdre de puissance.

Figure 4: Régulateur de charge MPPT

 
Figure 5: Courbe de puissance d’un panneau PV avec plages de charge pour les régulateurs PWM.

Les contrôleurs MPPT sont capables d’y parvenir grâce à un algorithme adaptatif, qui ajuste la tension d’entrée afin de maintenir le niveau de puissance le plus efficace pour le système en place.

Lorsque vous choisissez le contrôleur qui vous convient, vous devez tenir compte de plusieurs facteurs. Il s’agit notamment des conditions du site, de la taille du réseau et de la charge, des composants du système et du coût de votre système d’énergie solaire.

– Conditions de température

Pour des conditions plus froides, un contrôleur MPPT serait le choix le plus intelligent pour vous. En effet, plus la température de fonctionnement du module solaire diminue, plus la Vmp augmente. Avec le contrôleur MPPT, vous pouvez capturer l’excès de tension du module solaire afin de charger vos batteries. Ceci rend le contrôleur MPPT 20-25% plus efficace que le contrôleur PWM dans des conditions plus froides.

Le contrôleur PWM, par contre, ne serait pas en mesure de capter la surtension car la batterie se charge à la même tension que la technologie de modulation de largeur d’impulsion. Cependant, lorsque ces panneaux sont placés dans des endroits où la température est plus chaude, leur Vmp diminue et le point de puissance de crête fonctionne à une tension plus proche de celle d’une batterie de 12V. Tant qu’il n’y a pas de surtension à transférer dans ce cas, l’utilité du MPPT deviendra inutile. Cela annule l’avantage dont bénéficie MPPT par rapport à PWM.

– Rapport entre le réseau et la charge

Si le panneau solaire est plus grand par rapport à l’énergie tirée des batteries par la charge, les batteries resteront probablement près d’un niveau de charge complet. Dans ce cas, un contrôleur PWM serait en mesure de maintenir efficacement le système sans le coût supplémentaire d’un contrôleur MPPT.

– Taille du système

Les contrôleurs PWM sont mieux adaptés aux systèmes de faible puissance pour trois raisons. Tout d’abord, le contrôleur PWM fonctionne avec une efficacité de récolte constante, quelle que soit la taille du réseau. Deuxièmement, un contrôleur MPPT est moins efficace dans les applications de faible puissance. Enfin, le PWM est moins coûteux que le contrôleur MPPT, ce qui en fait le choix le plus économique pour les clients.

– Type de module solaire

Les modules solaires indépendants hors réseau sont généralement 36 modules cellulaires compatibles avec les technologies PWM et MPPT. Les autres modules solaires reliés au réseau disponibles aujourd’hui ne sont pas des modules à 36 cellules, ce qui les rend incompatibles avec les systèmes d’alimentation hors réseau. Un exemple de cela serait un panneau de 60 cellules de 250W. Cette valeur est trop faible pour une batterie de 24 Vold, et trop élevée pour une batterie de 12 Volt. Grâce à la technologie MPPT, vous pouvez suivre le MPPT de ces modules de raccordement au réseau moins coûteux lors de la charge de la batterie. Le régulateur PWM n’a pas cette fonction.

– Coût

Les contrôleurs MPPT sont plus coûteux que les contrôleurs PWM. Cependant, l’avantage d’utiliser le MPPT est qu’il est plus efficace dans des conditions particulières. Si vous voulez acheter un MPPT, il est préférable de vérifier d’abord si la fonction spécialisée du MPPT peut être appliquée aux conditions du site. Si vous découvrez que les fonctions du MPPT ne sont pas applicables sur le site que vous avez choisi, il serait plus économique pour vous de choisir le contrôleur PWM.

En conclusion, avant de choisir le contrôleur pour vous, il serait préférable de vérifier le site, ses conditions, les fonctions dont vous auriez besoin et votre budget pour la technologie. Pour vous faciliter le choix du type de régulateur de charge dont vous avez besoin, voici un résumé de la comparaison entre le régulateur de charge PWM et le régulateur de charge MPPT. Assurez-vous de prendre en considération les facteurs présentés ci-dessus avant d’acheter votre régulateur de charge !