Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời (Solar charge controller) là thiết bị trung gian quản lý năng lượng từ các tấm pin mặt trời đi vào hệ thống ắc quy lưu trữ điện. Nó đảm bảo cho pin lưu trữ giữ được chu kỳ xả sâu cũng như tránh khỏi các trường hợp sạc quá mức và nguồn điện không chạy ngược trở lại các tấm pin năng lượng mặt trời vào bàn đêm, làm cạn kiệt ắc quy. Một số điều khiển sạc điện mặt trời cao cấp có thêm các tính năng bổ sung như điều khiển ánh sáng và tải, nhưng nhìn chung nhiệm vụ chính của nó là quản lý năng lượng.
Một bộ điều khiển sạc trên thị trường hiện có 2 loại phổ biến với 2 công nghệ khác nhau là PWM và MPPT. Cách vận hành của chúng rất khác nhau. Nhìn chung bộ điều khiển sạc MPPT sẽ đắt hơn và vận hành với nhiều tính năng hiệu quả hơn PWM.
Bộ điều khiển sạc pin năng lượng mặt trời PWM
Điều khiển sạc pin mặt trời PWM là viết tắt của chữ Pulse Width Modulation, hiểu nôm na là điều biến độ xung rộng xung. Chúng hoạt động bằng cách thực hiện kết nối trực tiếp từ các tấm pin mặt trời đến ắc quy năng lượng mặt trời. Trong quá trình sạc số lượng lớn, khi có kết nối liên tục từ pin mặt trời đến ắc quy, điện áp đầu ra của tấm pin sẽ được kéo xuống khớp với điện áp của ắc quy. Khi sạc pin, điện áp của pin tăng lên, do đó, đầu ra điện áp của pin năng lượng mặt trời cũng tăng theo, sử dụng nhiều năng lượng mặt trời hơn khi sạc. Do đó, bạn cần đảm bảo rằng mình phải lựa chọn phù hợp điện áp định danh của pin mặt trời với điện áp của ắc quy.
* Chẳng hạn rằng khi chúng ta lựa chọn tấm pin năng lượng mặt trời có điện áp định danh 12V, điều đó có nghĩa là một bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời 12V được sẽ phù hợp với các tấm pin này. Điện áp thực tế của tấm pin 12V khi được kết nối với thiết bị tải là gần bằng 18V (Vmp – điện áp ở công suất tối đa). Điều này là do nguồn điện để sạc pin yêu cầu phải có điện áp cao hơn. Nếu cả ắc quy và pin mặt trời đều khởi động ở cùng một mức điện áp, thì ắc quy sẽ không sạc được.
Một tấm pin mặt trời 12V có thể sạc ắc quy 12V. Một tấm pin hoặc 2 tấm pin nối tiếp có điện áp 24V là phù hợp cho ắc quy 24V… Nếu bạn cố gắng sạc ắc quy 12V bằng tấm pin năng lượng mặt trời 24V, thì chắc khác nào bạn đang “vứt” đi một nửa sản lượng của pin mặt trời. Nếu bạn cố gắng sạc ắc quy 24V bằng pin mặt trời 12V, bạn sẽ loại bỏ 100% tiềm năng của tấm pin (không thể sạc) và trên thực tế còn có thể làm hỏng pin.
Điều khiển sạc năng lượng mặt trời MPPT
Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời MPPT là viết tắt của cụm từ “Maximum Power Point Tracking”, nghĩa là theo dõi điểm công suất tối đa. Nó sẽ đo điện áp Vmp của bảng pin mặt trời và chuyển đổi điện áp PV thành điện áp ắc quy. Vì nguồn điện đầu vào và đầu ra của bộ điều khiển sạc là bằng nhau, khi điện áp bị giảm để phù hợp với ngân hàng pin lưu trữ, dòng điện được tăng lên, do đó bạn đang sử dụng nhiều năng lượng có sẵn từ tấm pin. Bạn có thể sử dụng một dải năng lượng mặt trời điện áp cao hơn pin, như các tấm pin mặt trời có điện áp định danh 20V, bạn có thể sạc cho ắc quy 12V hoặc 2 ắc quy nối tiếp 24V, thậm chí là 3 ắc quy nối tiếp 48V. Điều này là cực kỳ tiện lợi, bạn có thể sử dụng bộ điều khiển sạc MPPT cho nhiều loại tấm pin có điện áp khác nhau.