Bộ  điều khiển sạc năng lượng mặt trời , còn được gọi là bộ điều chỉnh năng lượng mặt trời, quản lý nguồn điện đi vào và đi ra khỏi ắc quy của hệ thống quang điện. Về cơ bản, đây là bộ điều chỉnh điện áp và dòng điện giúp ngăn không cho ắc quy sạc quá mức. Bộ điều khiển sạc điều chỉnh dòng điện đến tải, do đó bảo vệ hệ thống điện hóa khỏi tình trạng xả quá mức. Hơn nữa, bộ điều khiển được thiết kế để ngăn dòng điện ngược. Nó đảm bảo không có nguồn điện nào quay trở lại các tấm pin mặt trời sẽ làm cạn kiệt ắc quy vào ban đêm khi điện áp từ ắc quy cao hơn điện áp của tấm pin mặt trời. Do đó, bộ điều khiển sạc là bộ quản lý năng lượng trong hệ thống PV ngoài lưới điện. Nó thực hiện các thuật toán sạc cho phép ắc quy được tuần hoàn trong điều kiện tối ưu và cung cấp công suất định mức trong suốt thời gian sử dụng dự kiến.

Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời có nhiều cấu hình khác nhau. Bộ điều khiển điều chế độ rộng xung (PWM) và bộ điều khiển theo dõi điểm công suất cực đại (MPPT) là hai loại bộ điều khiển sạc được sử dụng phổ biến nhất trong các hệ thống điện mặt trời hiện nay. Bộ điều khiển PWM điều chỉnh điện áp đầu ra bằng cách điều chỉnh chu kỳ làm việc của bóng bán dẫn chuyển mạch đầu ra. Chu kỳ làm việc là độ rộng xung nhân với 100%. Nó xác định phần trăm thời gian khi BẬT. Độ dài của chu kỳ nhiệm vụ xác định công suất cung cấp cho pin. Bộ điều khiển sạc theo dõi điện áp pin và đưa ra tín hiệu nhị phân làm đầu ra để chỉ định độ dài của chu kỳ nhiệm vụ. Bộ điều khiển MPPT được thiết kế để theo dõi điểm dòng điện-điện áp tối ưu trên đường cong dòng điện-điện áp (điểm công suất cực đại). Đây là bộ chuyển đổi DC sang DC có thể giảm điện áp tấm pin mặt trời cao xuống điện áp sạc của pin. Bộ chuyển đổi DC sang DC có chức năng tách mảng pin mặt trời và điện áp tải để bộ điều khiển MPPT có thể tối đa hóa hiệu suất mà tấm pin mặt trời cung cấp điện cho tải, đồng thời sạc pin ở điện áp phù hợp với mức điện áp trạng thái yêu cầu của pin. Bộ điều khiển MPPT “tìm” điểm mà mô-đun quang điện tạo ra công suất cực đại, sau đó thực hiện chuyển đổi điện áp/dòng điện để thay đổi thành các giá trị chính xác mà pin yêu cầu.

Ưu điểm của PWM

• Khả năng phục hồi dung lượng pin đã mất và ngăn chặn sự hình thành cặn sunfat.
• Tăng khả năng chấp nhận điện tích của pin.
• Hiệu suất cao trong các ứng dụng sạc công suất thấp (cụ thể là dòng điện thấp).
• Cho phép sử dụng lượng điện năng thấp hơn cho pin khi pin gần được sạc đầy.
• Hiệu quả thu hoạch tương đối ổn định bất kể quy mô của hệ thống.
• Cho phép pin được sạc đầy mà không gây áp lực lên pin.
• Tăng đáng kể khả năng chấp nhận điện tích của pin.
• Giảm hiện tượng pin nóng và thoát khí.
• Ít linh kiện điện tử hơn và ít ứng suất nhiệt hơn, do đó tuổi thọ của bộ điều khiển sẽ dài hơn.
• Tự động điều chỉnh theo tuổi thọ của pin.
• Tự điều chỉnh sự sụt giảm điện áp và tác động của nhiệt độ.

Nhược điểm của PWM

• Hoạt động tốt ở vùng khí hậu cận nhiệt đới đến nhiệt đới nhưng kém hiệu quả hơn ở vùng khí hậu lạnh.
• Điện áp danh định đầu vào của mô-đun PV phải phù hợp với điện áp danh định của ắc quy.
• Khả năng phát triển hệ thống bị hạn chế.
• Không thể sử dụng hiệu quả với tấm pin 60A.

Ưu điểm của MPPT

• Điện áp của mảng PV có thể cao hơn nhiều so với điện áp của ắc quy.
• Luôn sạc pin ở mức công suất tối đa để có hiệu suất sạc tối đa.
• Có hiệu suất vượt trội hơn đáng kể so với bộ điều khiển PWM ở nhiệt độ lạnh.
• Khả năng thu thập năng lượng tối đa trong mọi điều kiện môi trường.

Nhược điểm của MPPT

• Hiệu suất thu hoạch giảm khi sử dụng ở những ứng dụng có công suất thấp.
• Đắt hơn bộ điều khiển PWM.
• Nhìn chung có kích thước vật lý lớn hơn.

Điều chỉnh PWM thường được khuyến nghị sử dụng trong các hệ thống nhỏ hơn, nơi lợi ích “tăng cường” là tối thiểu. MPPT được khuyến nghị cho các hệ thống có kích thước 150W-200W hoặc lớn hơn để các hệ thống này có thể tận dụng lợi ích “tăng cường” của MPPT. Lợi ích lớn nhất của điều chỉnh MPPT được quan sát thấy ở những vùng khí hậu lạnh hơn.