在科技飛速發展的今天，而地球上的能源有限，就需要科研人員不斷開發新能源，這就再當下最需要研發太陽能的使用。在太陽能離網系統中，光伏控制器的作用是把光伏組件發出來的電，經過變換，存于蓄電池之中，除此之外，還有保護蓄電池，防止蓄電池過充等功能。目前控制器主要有兩種技術路線：脈沖寬度調試(PWM)方式和最大功率點跟蹤(MPPT)方式，每種方式都有其優點和缺點，可根據不同場景去選擇。
1、PWM控制器
早期的光伏控制器都是PWM的，這種電氣結構簡單，控制器由一個功率主開關和電容以及驅動和保護電路組成，通過開關管的PWM占空比，來控制輸出電壓。
PWM控制器，連接太陽能陣列和電池板之間只有一個開關，隨著電池被逐漸充滿，電池電壓升高，PWM控制器會逐漸減少提供的給電池的電量，光伏輸出不一樣會按最大功率輸出。PWM控制器，具有蓄電池充放電管理功能，能防止蓄電池過充和過放。
由于PWM型控制器太陽能組件和蓄電池之間只有一個開關相連接，中間沒有電感等分壓裝置，因此在設計時，組件的電壓大約為蓄電池的電壓1.2-2.0倍，如24V的蓄電池，組件輸入電壓在30-50V之間，每串只能配一塊組件，48V的蓄電池，組件輸入電壓在60-80V之間，每串只能配兩塊組件。
2、MPPT控制器
MPPT控制器是第二代太陽能控制器，同PWM控制器相比，它多了一個電感和功率二極管，因此功能更強大。
一是它具有最大功率跟蹤功能，在蓄電池充電期間，太陽能組件能以最大功率輸出，除非電池達到飽和狀態;二是光伏組件的電壓范圍寬，控制器中間有一個功率開關管和電感等電路，組件的電壓是蓄電池的電壓1.2-3.5倍之間，如果是24V的蓄電池，組件輸入電壓在30-80V之間，每串可以配一到兩塊組件，如果是48V的蓄電池，組件輸入電壓在60-110V之間，每串可以配兩到三塊組件。
如何選擇PWM和MPPT控制器
PWM和MPPT控制器都有自身獨特的優點和缺點，選擇哪種方案取決于太陽能光伏陣列的設計特性、成本以及外部環境等條件。當我們選擇時要重點考慮以下幾點因素：
PWM方式技術成熟，電路簡單可靠，價格便宜，但組件的利用率較低。組件的利用率約為80%以上;MPPT太陽能控制器，指具備最大功率點跟蹤功能的太陽能控制器，組件和蓄電池之間有一個BUCK降壓電路，組件的利用率約為90%以上。
2kW以下的小型離網系統，主要用戶是貧困無電地區，如偏遠山區，非洲某些貧困國家，主要是解決照明的需求，用戶對價格很敏感，因此建議采用PWM的控制器，修正波的逆變器，把控制器、逆變器和蓄電池做成一體。這種方式結構簡單，效率高，用戶接線方便，價格也很便宜，帶動燈泡、小電視、小風扇也沒有問題。
2kW以上的離網系統，建議采用MPPT控制器，組件利用率高，整機效率高，組件配置也比較靈活。總的來講，沒有哪一種技術是最好的，因此對于用戶來說，應該聽從專家的意見，確保選擇正確的控制器來滿足自己的需要。如果某一天人們能高效利用太陽能，相信能解決很大的能源問題，畢竟太陽能是符合可持續發展戰略的，能保證人類的永續發展，需要我們科研人員更加努力。 |
