MPPT-aurinkolaturin ymmärtäminen

Tässä yritämme ymmärtää MPPt-tyyppisten aurinkolaturiohjaimien todellisen piirikonseptin ja oppia kuinka nämä laitteet toimivat.

Mikä on MPPT

MPPT on lyhenne sanoista Maximum Power Point Tracking, laturikonsepti, joka on erityisesti suunniteltu ja suunniteltu hankkimaan erittäin tehokas aurinkoenergiavaljaat.

Aurinkopaneelit ovat erinomaisia ​​laitteita, koska ne antavat meille mahdollisuuden hyödyntää aurinkoenergiaa, mutta nykyiset laitteet eivät ole kovin tehokkaita niiden lähdöillä. Kuten me kaikki tiedämme, aurinkopaneelin tuotos riippuu suoraan tulevista auringon säteistä, kunhan sen kohtisuora kohtisuoruus siihen tarjoaa hyvän hyötysuhteen, mikä heikkenee jatkuvasti kaltevilla säteillä tai upottamalla auringon asentoa.

Edellä mainittuun vaikuttavat myös pilviset olosuhteet.

Lisäksi aurinkopaneelilähtöön liittyy epäjohdonmukaisia ​​jännitetasoja, jotka tarvitsevat asianmukaista säätöä normaalin lyijyhappoakun kuorman käyttämiseksi.

Lyijyhappoakut tai minkä tahansa tyyppinen ladattava akku edellyttävät oikein mitoitettua tuloa, jotta se ei vahingoitu ja latautuu optimaalisesti. Tätä varten aurinkopaneelin ja akun väliin liitetään yleensä laturin ohjain.

Koska aurinkopaneelin jännite ei ole koskaan vakio ja putoaa laskiessaan auringonvaloa, myös aurinkopaneelin virta heikkenee, kun auringonvalon voimakkuus heikkenee.

Edellä mainituissa olosuhteissa, jos aurinkopaneeliin kohdistuu minkäänlaista kuormitusta suoraan, sen virta laskisi edelleen tuottamaan tehottomia lähtöjä.

Toisin sanoen paneelin hyötysuhde on suurin, kun sen jännite on lähellä määritettyä nimellisarvoa. Siksi esimerkiksi 18 V: n aurinkopaneeli toimii mahdollisimman tehokkaasti, kun sitä käytetään 18 V: n jännitteellä.

Ja jos auringonvalo heikkenee ja yllä oleva jännite putoaa sanomaan 16 V, silti voimme silti käyttää sitä mahdollisimman tehokkaasti, jos pystyisimme pitämään 16 V voltit ehjinä ja johtamaan lähdön vaikuttamatta tai pudottamatta tätä jännitettä.

Alla olevasta kaaviosta käy ilmi, miksi ja miten aurinkopaneeli tuottaa maksimaalisen hyötysuhteen, kun sen sallitaan toimia suurimmalla mahdollisella jännitteellä.

Mikä on suurin tehopiste tai polvipiste

Tavalliset aurinkolatureiden ohjaimet säätävät vain aurinkopaneelin jännitettä ja tekevät siitä sopivan kytketyn akun lataamiseen, mutta nämä eivät tee paneelin säätöä oikein.

Tavanomainen laturin säädin, joka käyttää lineaarisia IC: itä määräysten mukaisesti, ei voi estää aurinkopaneelia latautumasta suoraan kytketty akku tai invertteri tai mikä tahansa, joka voidaan liittää kuormana.

Edellä mainitussa tilanteessa on taipumus laskea aurinkopaneelin jännitettä vastaavasti, mikä tekee sen käytöstä tehotonta, koska nyt paneelia on rajoitettu tuottamaan nimellismäärä virtaa kuormaan.

Joten miksi nämä lineaariset tai PWM-säätimen laturit eivät pysty välttämään aurinkopaneelin lataamista huolimatta siitä, että ne ovat erittäin edistyneitä, tarkkoja ja oikein toiminnassaan? Kuinka todelliset MPPT-laturit toimivat?

Vastausta yllä oleviin kysymyksiin ei missään nimessä käsitellä kattavasti verkossa, joten pidin tarpeellisena antaa perusteellinen selvitys tavallisten laturiohjaimien ja varsinaisen MPPT: n eroista.

Palataksemme edelliseen kysymykseen, vastaus on siinä, että lineaarisissa säätölaitteissa kuorma on kytketty suoraan paneeliin ilman välipuskurivaihetta, mikä aiheuttaa tehottomaa tehonsiirtoa ja hukkaantumista.

MPPT-ohjaimissa kuorma liitetään välitetyn Buck Boost -muuntimen kautta, joka muuttaa teho-olosuhteita kuormalle riippuen paneelin auringonvalosta, mikä varmistaa paneelin pienimmän kuormituksen ja maksimaalisen virransyötön kuormalle.

Periaatteessa MPPT: itä kehitettiin varmistamaan, että nettotuloteho toimitettiin johdonmukaisesti lähtökuormitukseen riippumatta kuorman yhteensopivuudesta paneelin kanssa.

Kuinka Buck Boost -opologia auttaa MPPT-ohjaimia maksimoimaan tehokkuuden

Tämä saavutetaan ensisijaisesti seurannan SMPS buck boost -tekniikan avulla.

Siksi voimme sanoa, että se on SMPS buck boost -tekniikka joka muodostaa kaikkien MPPT-mallien takaosan ja on tarjonnut erittäin tehokkaan vaihtoehdon virran säätö- ja syöttölaitteiden konfigurointiin.

MPPT-laturin ohjaimissa aurinkopaneelin jännite muunnetaan ensin suurtaajuusekvivalenttiseksi pulssijännitteeksi.

Tämä jännite syötetään hyvin mitoitetun kompaktin ferriittimuuntajan ensiöosaan, joka tuottaa tarvittavan virran tason sen sekundäärikäämityksessä, joka vastaa akun määritettyä latausnopeutta.

Jännite ei kuitenkaan välttämättä vastaa akun latausjännitettä, joten tässä on integroitu tavallinen lineaarinen säädin jännitetason kiinnittämiseksi oikein.

Edellä esitetyn mukaisesti akku pysyy täysin eristettynä aurinkopaneelista ja latautuu tehokkaasti myös huonoissa sääolosuhteissa, koska nyt aurinkopaneelin annetaan toimia vaikuttamatta tai pudottamatta käytettävissä olevaa hetkellistä jännitettä missään olosuhteissa.

Tämä auttaa toteuttamaan suunnitellun enimmäistehopisteen seurantavaikutuksen, joka on vain se, että paneeli sallitaan toimia pienellä kuormituksella, mutta varmistaen, että liitetty kuorma saa täydellisen tehon, joka tarvitaan sen optimaaliseen suorituskykyyn.

Olisi mielenkiintoista tietää, kuinka SMPS estää paneelia tai muita lähteitä latautumasta suoraan kuormasta.

Salaisuus on ferriittitekniikan käytön takana. Ferriittimuuntajat ovat erittäin tehokkaita magneettisia laitteita, jotka kyllästyvät tehokkaasti tuottamaan tehokas muunnos tulosta lähtöön.

Otetaan esimerkki tavallisesta 2 ampeerin rautasydämen muuntajan virtalähteestä ja 2 ampeerin SMPS: stä. Jos lataat kaksi kollegaa täydellä virralla, joka on 2 ampeeria, huomaat, että rautaytimen jännite laskee huomattavasti, kun taas SMPS-jännite laskee vain vähän tai melko merkityksettömästi ... joten tämä on SMPS-pohjaisen MPPT: n tehokkuuden salaisuus verrattuna lineaariseen IC-pohjaiseen MPPT-laturin ohjaimeen.