คอนโทรลชาร์จโซล่าเซลล์ หรือ โซล่าชาร์จเจอร์ solar charge controller , คอนโทรลชาร์จเจอร์ charge controller  แล้วแต่จะสะดวกเรียก เอาเป็นว่ามันคือตัวเดียวกันนี่แหละ หากท่านจะใช้โซล่าเซลล์ก็หลีกเลี่ยงไม่ได้ที่จะหามันมาใช้ เพราะมันทำหน้าที่สำคัญอยู่ หน้าที่หลักของมันคือ จ่ายแรงดันไฟฟ้าจากแผงโซล่าเซลล์ไปประจุยังแบตเตอรี่เมื่อแรงดันแบตเตอรี่อยู่ในระดับต่ำตามที่กำหนดมา และทำการตัดการจ่ายแรงดันไฟฟ้าเมื่อแรงดันของแบตเตอรี่อยู่ในระดับที่สูงตามที่ได้กำหนดไว้เหมือนกัน

หน้าที่ของคอนโทรลชาร์จโซล่าเซลล์

หลักๆ คือเพื่อป้องกันการ Over Charge ซึ่งจะทำให้แบตเกิดความเสียหายและกลับบ้านเก่าก่อนวัยอันควร ช่วยถนอมแบตเตอรี่ให้เราใช้งานได้หลายๆ ปี   และคุณสมบัติอีกข้อของคอนโทรลชาร์จโซล่าเซลในช่วงเวลากลางคืนยัง คอยปกป้องไม่ให้ไฟจากแบตเตอรี่ย้อนขึ้นไปยังตัวแผงโซล่าเซลซึ่งอาจก่อให้เกิดความเสียหายต่อตัวแผงโซล่าเซลล์อีกด้วย และยังมีอีกข้อหนึ่งก็คือเป็นตัวสวิตซ์อัตโนมัติ ทำให้หลอดไฟติดเวลาที่มืด หรือเวลาที่ไม่มีแสงมากระทบแผงโซล่าเซลล์  อีกนัยก็คือใช้แทนสวิตซ์แสง (Photo Switch) นั่นเองครับ แต่ต้องเป็นหลอดชนิดไฟฟ้ากระแสตรง  VDC นะ

การต่อใช้งานคอนโทรลชาร์จโซล่าเซลล์

คอนโทรลชาร์จโซล่าเซลล์ มีวิธีต่อใช้งาน คือติดตั้งระหว่างแผงโซล่าเซลล์กับแบตเตอรี่และโหลด หรือเป็นตัวกลางตามชื่อของมัน  การทำงานโดยจะดูว่าแรงดันไฟฟ้าที่อยู่ในแบตเตอรี่อยู่ในระดับใด ถ้าอยู่ในระดับที่ต่ำกว่าที่ตั้งไว้ เช่น 11.5 V (แต่ละยี่ห้อตั้งมาแตกต่างกัน) สำหรับแรงดันระบบที่ 12 V ตัวเครื่องควบคุมการชาร์จจะทำการปลดโหลดออกจากระบบโดยทันที (Load disconnect) เพื่อป้องกันการคลายประจุของแบตเตอรี่ที่มากเกินไปและอาจทำให้แบตเตอรี่เสื่อมเร็วขึ้น นอกจากนี้เครื่องควบคุมการชาร์จก็จะต่อการทำงานของโหลดใหม่ (Load reconnect) ถ้าแบตเตอรี่มีค่าแรงดันที่เพิ่มขึ้นตามที่ตั้งไว้ เช่นค่าจะตั้งไว้ที่ 12.6 โวลท์สำหรับแรงดันระบบ 12 โวลท์เป็นต้น

ส่วนแรงดันในการชาร์จแบตเตอรี่โดยทั่วไป (Regulation Voltage)จะมีค่า 14.3 โวลท์สำหรับระบบ 12 โวลท์ เมื่อแบตเตอรี่ชาร์จจนเต็ม ถ้าปล่อยแบตเตอรี่ทิ้งไว้แรงดันของแบตเตอรี่จะลดลง ดังนั้นเครื่องควบคุมการชาร์จจะชาร์จรักษาระดับแรงดันในแบตเตอรี่ให้คงที่อยู่เสมอ (Float Voltage) มีค่า 13.7 โวลท์ สำหรับระบบ 12 โวลท์

ประเภทคอนโทรลชาร์จโซล่าเซลล์ PWM และ MPPT คืออะไร?

คอนโทรลชาร์จโซล่าเซลล์ แบ่งได้มี 2 ประเภท คือ PWM (Pulse Width Modulation) และ MPPT (Maximum Power Point Tracking) มีตั้งแต่ขนาดกระแส 10A – 60A และ แรงดัน 12V 24V 48V หรือ 96V  มีราคาตั้งแต่ 300-30,000 บาท ให้เลือกตามลักษณะการใช้งาน

1. PWM (Pulse Width Modulation) 

การออกแบบโซล่าชาร์จเจอร์ แบบ PWM คือใช้ลูกคลื่นไฟฟ้าในช่วงสั้น ในการชาร์จประจุไฟฟ้าให้กับแบตเตอรี่ จะมีน้ำหนักเบา ราคาถูกกว่าแบบ MPPT   เพื่อการประจุแบตเตอรี่ การจะเพิ่มหรือลดแรงดันในการประจุแบตเตอรี่จะมีตัวควบคุมที่เรียกว่าไมโครคอนโทรลเลอร์ควบคุมการทำงานอยู่จะมีการตรวจสอบกระแสไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าก่อนและหลังการประจุแบตเตอรี่ ซึ่งข้อเสียมันก็คือ เมื่อแบตเตอรี่ใกล้จะเต็มมันจะประจุบ้างไม่ประจุบ้าง ตามการวัดค่าของมัน นอกจากนี้ในการประจุแบตเตอรี่ก็จะมีการตรวจ อุณหภูมิของแบตเตอรี่ได้อีกด้วย ปัจจัยต่างๆเหล่านี้มีผลในการประจุแบตเตอรี่ คอนโทรลชาร์จที่ออกแบบมาดีจะมี Function เหล่านี้อยู่

มีฟังก์ชั่นไฟแสดงสถานะการทำงานที่เชื่อมต่อกับอุปกรณ์ต่างๆ เช่น การทำงานของแผงโซล่าเซลล์/ ระดับการเก็บประจุของแบตเตอรี่ (ไฟเต็ม/ ไฟกลาง/ ไฟน้อย หรือใกล้หมด) / การจ่ายไฟ DC ให้เครื่องใช้ไฟฟ้าDC ที่กำลังต่อเชื่อมวงจร มีระบบการตัดไฟอัตโนมัติ ในกรณีไฟแบตเตอรี่ใกล้หมด เพื่อป้องกันแบตเตอรี่เสีย/ เสื่อมสภาพ เนื่องจากการใช้ไฟเกินกำลัง (Over Charge/ Over Discharge Protection) บางรุ่นมี USB Port ให้ใช้อีกด้วย

2. MPPT (Maximum Power Point Tracking)

อุปกรณ์ควบคุมการชาร์จของแผงโซล่าเซลล์ ที่ได้นำเอารูปแบบการคำนวณเพื่อหาจุดที่ได้กำลังสูงสุด โดยใช้การปรับแรงดัน และควบคุมกระแส (DC to DC Converter) แล้วนำมาคำนวณให้ค่าที่เหมาะสมที่สุดในการชาร์จ หลังจากที่ได้เปรียบเทียบกับ พลังงานที่เหลืออยู่ในแบตเตอรี่

ลักษณะตัว Body ทีใหญ่กว่า คอนโทรลชาร์จแบบ PWM เพราะมีประสิทธิภาพในการชาร์จประจุแบตเตอรี่ที่มากกว่าถึง 20-50 % ขึ้นอยู่กับการออกแบบของแต่ละโรงงาน การควบคุมการทำงานแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าจากมาจากแผงโซล่าเซลล์ด้วย CPU ไมโครคอนโทรลเลอร์ ควบคุมและ มีตัวตรวจสอบ แรงดัน และ กระแสไฟฟ้า แล้วมาผ่านวงจร BUCK BOOST CONVERTER เพื่อทำหน้าที่เพิ่มลดหรือลดแรงดันไฟฟ้าขณะประจุ ชาร์จพลังงานไฟฟ้าให้กับแบตเตอรี่ ในขณะที่ประจุแบตเตอรี่ ก็จะมีการตรวจสอบ แรงดันและกระแสไฟฟ้าทางด้านเอาท์พุท โดยมีตัวตรวจสอบ และผ่านการควบคุมการทำงานผ่าน CPU ไมโครคอนโทรลเลอร์ด้วยเช่นกัน นอกจาก MPPT คอนโทรลชาร์จจะการแสดงผลเป็นแบบ LCD หรือ LED เพื่อแสดงสถานะของไฟฟ้าที่มาจากแผงโซล่าเซลล์ จะบอกแรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า ด้านอินพุท ในขณะชาร์จ หรือกระแสและแรงดันไฟฟ้าขณะประจุแบบเตอรี่ได้อีกด้วย หรือ MPPT คอนโทรลชาร์จบางรุ่นสามารถต่อโหลดชนิดDC โดยตรงอีกด้วย หรือ ชาร์จโทรศัพท์มือถือด้วย USB Port

การเลือกซื้อคอนโทรลชาร์จโซล่าเซลล์

• ไม่ควรเลือกขนาดของคอนโทรลชาร์จโซล่าเซลล์ใหญ่เกินกว่าที่ระบบต้องการ เพราะต้องเสียเงินซื้อเครื่องควบคุมการชาร์จราคามากเกินความจำเป็นด้วย เนื่องจากตัวคอนโทรลชาร์จโซล่าเซลล์ กระแสสูงๆ จะแพงกว่า ตัวกระแสต่ำ
• ควรเลือกคอนโทรลชาร์จโซล่าเซลล์ ให้รองรับกับแรงดันระบบที่เลือกใช้เช่น แรงดันระบบ12/24 V เป็นรุ่นที่ออกแบบมาสำหรับ 12 V และ 24 V ในตัวเดียวกันมาจำหน่ายกันแล้ว
• ควรเลือกขนาดกระแสของคอนโทรลชาร์จโซล่าเซลล์ให้เหมาะสมกับขนาดรวมของแผงโซล่าเซลล์ มิฉะนั้นอาจทำให้เครื่องควบคุมการชาร์จหรือแบตเตอรี่เสียหายได้ เช่น คอนโทรลชาร์จโซล่าเซลล์ จะมีค่าจำกัดอยู่ว่ายอมให้กระแสผ่านได้เท่าไหร่ เช่น คอนโทรลชาร์จโซล่าเซลล์ 12V 20A  หมายความว่า ชาร์จลงแบตแรงดัน 12V  ส่วน 20A นั้นเป็นขนาดโซล่าร์ที่ใช้ได้ แผงโซล่าร์แต่ละขนาดจะมีค่า Imp บอกที่ สเปคแผงโซล่าเซลล์ อยู่แล้วว่าเท่าไหร่ ถ้าค่า Imp นั้นไม่เกิน 20A. ก็เป็นใช้ได้