PWM กับ MPPT ประสิทธิภาพ แตกต่างกันอย่างไร ?

สวัสดีครับยินดีต้อนรับทุกท่านเข้าสู่ช่อง ZimZimDIY
สำหรับวันนี้ ผมจะมาพูดถึง Charge Controller
ระหว่าง PWM และ MPPT ว่าประสิทธิภาพในการชาร์จ แตกต่างกันอย่างไร
อธิบายง่ายๆ ตาม สไตล์ช่อง Zimzim ละกันนะครับ
ก่อนอื่นเรา มาทำความเข้าใจกันก่อน ว่า
Chagre Controller ทั้ง 2 ตัว มักใช้ในระบบ Off Grid ทั้งคู่ หรือ ระบบที่ไม่ได้เชื่อมต่อกับไฟบ้าน
เขาจะเก็บไฟไว้ในแบตเตอร์รี่
ซึ่ง ปกติแล้ว PWM หรือ Pulse Width Modulation มันก็คือ สัญญาณ square wave ชนิดหนึ่ง นะครับ
มันไม่ใช่ ชื่อเรียก ของระบบ การชาร์จ ใดๆทั้งสิ้นนะครับ แต่เรานิยมเรียกมันอย่างงั้น เพราะว่าเขาใช้สัญญาณนี้
ในการทำงาน เราจึงเรียก จนติดปากว่ามันคือ Charge Controller แบบ PWM
ส่วน MPPT ย่อมาจากคำว่า
Maximum Power Point Tracking มันก็คือชื่อเทคนิคใน การหาจุด พลังงานที่สูงที่สุด ของแผงโซล่าเซลล์ ออกมาใช้
ซึ่งในระบบ Mppt ก็ใช้สัญญาณ PWM ในการไดร์ พวกทรานซิสเตอร์ มอสเฟต ด้วยเช่นกัน ครับ
งั้น เรามาเริ่มต้น ดูประสิทธิภาพ Controller แบบ PWM กันก่อน นะครับ
สมมุติว่าผม มี แผงโซล่าเซลล์ 1 แผง ผลิต แรงดันไฟได้ สูงสุดอยู่ที่ 20V และ ผลิตกระแสไฟสูงสุดที่ 5A
ซึ่งผม ต้องการชาร์จ แบตเตอร์รี่ ตะกั่วกรด ที่ แรงดัน Output 13.8V
ถ้าเราใช้ Controller แบบ PWM มันก็จะตัดแรงดันให้เรา ทันที เหลือ 13.8 V ส่วน ส่วนกระแสที่ได้ก็ 5A เหมือนเดิม
ถ้าเราดูแบบนี้ก็เหมือนว่า มัน แฟร์ๆ ไม่มีปัญหา อะไร
เราได้แรงดัน ชาร์จแบต ตามที่เราต้องการ ส่วนกระแส เราก็ได้เท่าเดิม จากแหล่งจ่ายต้นทาง
มันก็เหมือนจะโอเครแล้วใช่ไหมครับ
แต่ถ้าเราลอง คำนวณคิดออกมาเป็นกำลังวัตต์
กำลังวัตต์ของแผงโซล่าเซลล์ตัวนี้ เกิดจาก แรงดัน Output x ด้วยกระแส Output 20V x 5A
แผงนี้ก็จะผลิตพลังงานได้ 100W
100W พอมันผ่าน Controller ไปแล้ว เราลอง มาคำนวณ พลังงาน ที่ออกมา ดูครับ
13.8 x 5A
ก็จะเหลือ กำลังวัตต์ ประมาณ 69W ครับ
*ค่านี้ยังไม่รวม ค่าสูญเสีย ในการแลกเปลี่ยนพลังงานด้วยนะครับ
เนื่องจาก Controller แบบ PWM มันไม่ได้เพิ่มกระแส เพียงแต่ จะตัดแรงดันส่วนเกินทิ้ง
เพราะ ฉะนั้น แรงดัน ที่หายไปประมาณ 6.2V
หมายถึงพลังงานที่ หายไป 31W ไปด้วย เช่นเดียวกัน
หากเราต่อแผง อนุกรม เพิ่มเข้าไป มันก็ไม่มีประโยชน์ครับ แรงดันที่เพิ่มขึ้น แต่กระแสยังคง วิ่ง เท่าเดิม
ก็ยิ่งจะเป็นการ เพิ่มภาระ ในส่วนต่างของแรงดันที่เกิดขึ้น ทำให้ Controller เนี้ยะ ทำงานหนัก ขึ้นไปอีก
และ Controller แบบ PWM ส่วนใหญ่ ก็ไม่ได้ รองรับแรงดันที่สูงมากมาย อะไรขนาดนั้น
เพราะฉะนั้น วิธีที่ดีที่สุดในการต่อใช้งาน PWM ก็คือ ให้เราต่อในลักษณะขนาน
และถ้ายิ่งแรงดัน ของแผง ไม่ห่างจาก แบตเตอร์รี่ มากนัก เราก็จะได้ พลังงาน ใกล้เคียง พลังงานสูงสุด ออกมาใช้อีกด้วยครับ
มันก็จะ เก็บพลังงาน ตอนแดดแรงๆ ได้อย่าง เต็ม เม็ดเต็มหน่วย
ซึ่ง Controller แบบ PWM จะใช้หลักการ Modurate สัญญาณ พัลส์ วิด มอส
เพื่อนๆสามารถศึกษาหลักการทำงานเพิ่มเติมจากคลิปนี้ได้ครับ ผมเคยทำคลิปอธิบายไปแล้ว
ทีนี้มาดู Controller แบบ MPPT กันบ้าง ครับ
ผมสมมุติ ที่แรงดันแผง เท่าเดิม นั้นก็คือ 20V 5A
ถ้าหากเราใช้ Controller แบบ MPPT ปกติเขาะให้ ประสิทธิภาพในการแปลงพลังงานสูง มาก
อย่างเช่นของ Powmr ตัวนี้ เขาบอกว่า
ให้ประสิทธิภาพ ในแปลงมากถึง 97%
100W x 0.97 ก็จะ = 97W
หาก คำนวนออกมาเป็นกระแสสูงสุดที่ MppT ตัวนี้ ทำงานได้เท่ากับ 97W / แรงดัน Output 13.8V จะได้กระแส สูงประมาณ 7 แอมป์ (ถึง 7.02A)
*ซึ่งค่าดังกล่าวนี้ยังไม่รวม ค่าสูญเสีย ในการแลกเปลี่ยนพลังงานด้วยนะครับ
MPPT เรารู้อยู่แล้วว่า มันสามารถ เปลี่ยนแรงดันที่เหลือเป็น กระแส ได้
โดยมีเงื่อนไข ก็คือ กระแสที่ได้ จะต้องไม่เกินค่า กำลังวัตต์ ของแผงนั้นๆ
แล้วมันทำงานยังไง...
เดี๋ยว เราไปดูหลักการทำงานของมันคร่าวๆ กันครับ
ถ้าหากเรามาดูที่
กราฟ ความสัมพันธ์ ระหว่างแรงดันและกระแส
ถ้าหากเรา ดึงกระแส จากแผงมาใช้มาก จนเกินไป แรงดันไฟก็จะลดลง
และ ถ้าหากเรา ดึงกระแสไฟน้อย แรงดันไฟก็จะสูงขึ้น
มันก็หมายความว่า ถ้าเรา ดึงกระแสสูงสุดจากแผงมาใช้ แรงดัน มันก็จะตกลง จนเกือบเป็น 0V
เมื่อรวม กำลังไฟฟ้าออกมา ค่าวัตต์ก็จะน้อยมากๆ จนน่าใจหายเลยครับ เพราะว่า เราดึงกระแสไฟ ไปใช้ มากจนเกินไป
แทบที่จะไม่มีแรงดัน ขับเคลื่อน
และกลับกันครับ ถ้าหากเราดึงกระแสไฟจากแผงน้อยเกินไป
ก็แน่นอนว่า แรงดันไฟฟ้า มาก แต่ปริมาณ ของกระแส มันน้อยนิดส์ ครับ
ก็จะทำให้ได้ค่าวัตต์ น้อยเช่นกัน
แล้วจะทำยังไงดี...
ถ้าหากเรา ต้องการ กำลังวัตต์ จากแผง เยอะที่สุด เราทำเป็นจะต้อง หาอัตราส่วน ระหว่างแรงดันและกระแส
โดยให้มี จุด สมดุล มากที่สุด มันก็จะให้ กำลังวัตต์ ออกมามากที่สุด
ถ้าให้เปรียบเทียบ เหมือน คน มันก็เหมือนกับเวลาที่เรา ปั่นจักรยาน ที่มีหลายๆเกียร์
ขึ้นเขาเราก็จะใช้ เกียร์หนึ่ง ลง เขาเราก็ใช้อีกเกียร์หนึ่ง
เราก็จะพยาม หาเกียร์ที่ดีที่สุด เพื่อมัน แมท กับแรงที่เรามี
ในกรณี ของแผงโซล่าเซลล์ ก็เหมือนกัน เราจะ เรียก จุดนี้ ว่า จุด พลังงานสูงสุด หรือ Maximum Power Point
มันก็จะ สุ่มหา ปริมาณกระแสที่เข้ามา อย่างต่อเนื่อง แบบสุ่มไปเรื่อยๆ
จนเจอ ปริมาณ ค่าวัตต์ ที่มากที่สุด ออกมา
เมื่อเอาคำทั้งหมด มารวมกัน
Maximum Power point Tracking หรือ MPPT นั้นเองครับ
เพื่อนๆสังเกตุไหมครับ ว่าพอได้ จุดที่ ค่าวัตต์ เยอะที่สุด ออกมาแล้ว แต่ มันไม่ใช่แรงดันที่เราต้องการ
เขาก็ อาจจะโยนใส่ อย่างเช่น พวก วงจร Buck Boost Converter
โดย Buck-Boost Converter ก็จะลดค่าแรงดันลง ให้เหลือ ตามที่เราต้องการ
และเราก็จะได้กระแสไฟฟ้าที่สูงขึ้น จากกระบวนการนี้
ซึ่งหลักการทำงานจริงๆของ Mppt เขาจะใช้ อัลกอริทึ่ม ที่มีความซับซ้อน และเทคนิค หลายแบบ
สำหรับคลิปนี้ ขอบคุณเพื่อนๆทุกท่านที่ติดตามรับชมครับ

[@poneaks]

หากลุ่มโซล่าเซลล์ไม่เจอครับ

[@ZimZimDIY]

กลุ่ม โซล่าเซลล์ ครับ >> facebook.com/groups/661508932512490 กลุ่ม อิเล็กทรอนิกส์ ครับ >> facebook.com/groups/637538794080433

[@realmerealme1019]

​@@ZimZimDIY❤

[@mongkolmoolsri9087]

ช่องนี้ หลายๆคลิป อธิบายหลักการเข้าใจง่ายดีครับ

[@montreewongplang4446]

ขอบคุณสำหรับ ความรู้ครับ เยี่ยมจริงๆๆ

[@mukmuksurin7370]

ใช้ของดีไปเลยจบ 😊

[@prateepprechathvanich2138]

ขอบคุณครับ คลิปดี สร้างสรร ทำให้มีความรู้เพิ่มรู้

[@folk.sawaken4488]

อธิบายดีมาก

[@MrNantins]

ขอบคุณครับ

[@user-xe3hh6nk4l]

เข้าใจง่ายมากครับ

[@ZimZimDIY]

ขอบคุณครับ

[@user-vn2ik3uk4g]

ท้าเราต่อตรงแล้วใช้เต็มตัดขั่นกลางมันจะเป็นแบบmpptไหมครับขอความรู้ครับ

[@sompongyeesum9374]

Good

[@ZimZimDIY]

ขอบคุณมากครับ

[@weko6198]

อยากให้แนะนำวงจรการต่อ inverter แบบ on grid tie inverter กับ อินเวอร์เตอร์ไฮบริด แตกต่างกันยังไงต่อยังไงให้ถูกต้องตอนแรกก็ว่าจะทำระบบ ongrid พอมานั่งศึกษาข้อมูลดีๆอ้าวถ้าใช้กล่องแบบไฮบริดหน้าจะไม่สะดวกเพราะมันต้องเอาไฟบ้านมาเข้าตู้แล้วเอาไฟขาออกจากตู้ไปเข้าชุดเบรคเกอร์บ้านเดินยาก ที่ต่างจาก grid tie inverter ที่สามารถต่อเสียบปลั๊กเข้ากับปลั๊กไฟบ้านได้เลย

[@soonthornfaisong2520]

ขอบคุณคร้าบ เข้าใจแหละ

[@Gadget_Noom]

ตัว PWM ที่บอกว่า 12V มีทั้ง 10A 20A 30A ค่าตัวนี้คือ Amp ที่ชาร์จแบตหรือ Amp ที่จ่ายออกจากแบตครับ

[@user-fx9zy7xi3q]

เข้าไปในกลุ่มได้อย่างไรครับ

[@pak7524]

มีคลิปอธิบายวงจร resonant converter ที่ใช้แปลงความถี่สูง กับ เพิ่มvolt มั้ยครับ

[@kajhonsalkajhonsal8718]

ผมมีแผง450w. 34v ควรใช้ที่ชารจ์รุ่นไหนครับ แบต12V

[@ppe6808]

เยี่ยมครับ

[@ZimZimDIY]

ขอบคุณครับ

[@user-mz3fw4fv1n]

ผมชอบช่องนี้มากอธิบายง่ายเข้าใจง่าย

[@user-lv4hl5wq5f]

แบต12v100a ควรใช้ชาร์จเจอร์แบบไหนครับ

[@wantaneepolpho2992]

Hi

[@user-hp2wp3fc7b]

06A100Aต้องการสองตัวครับ

[@user-fr6yj8sj1o]

สุดยอด ท่าน

[@yongspr]

รอดำเนินการครับ

[@DJ-YingSub]

เข้ากลุ่ม ทั้ง 2 แล้วครับ

[@nattaphonjintananont1251]

หากลุ่มแบ่งปันความรู้โซล่าเซลล์ ไม่เจอ

[@NickyDIY101]

zimzim battery มีขายมั้ยครับ 😊

[@NiwEIEI]

โมดูลเพิ่ม แอมป์ มีไหมครับ จาก1A เป็น 6อะคนับ

[@user-gv5ch4yg5n]

เวลาที่เค้าขายแผงโซล่าเซลล์..ทำไมเค้าจะบอกแค่โวลต์กับวัตต์ไม่บอกกระแส..เพราะอะไร..😅😅😅

[@user-dt7uy3to7z]

วัตต์ หาร โวลต์ = แอมป์ ครับ ง่ายๆเลย

[@NickyDIY101]

เพราะแอมป์ขึ้นอยู่กับปลายทางครับ แบตเต็ม แบตอ่อน โหลดเยอะ/น้อย

[@user-wz7rg6ks3o]

หารเอาได้ หรือไม่ก็ถามเลย

[@stationfarm7561]

เคร >>ผ่านอาจารย์

[@ZimZimDIY]

ขอบคุณครับ

[@user-xw5eb1un1o]

ถ้าใช้สเต็ปอัพหรือสเต็ปดาวน์มาชาร์จได้มั้ยครับ มันทดแทนกระแสด้วยนิครับพวกนี้

[@user-yz1fm4dr3j]

แล้วถ้าเราชาร์จโดยตรงโดยไม่ผ่าน shutter ได้ไหม

[@jokeju9267]

ไม่ได้ครับแบตเราจะพังไว้ครับ

[@thanapatsaengamnajdech7172]

❤❤❤❤❤❤❤❤❤❤😂