MPPT päikeselaadija mõistmine

Siin proovime mõista MPPt tüüpi päikeselaadimisseadmete tegelikku vooluahela kontseptsiooni ja õppida, kuidas need seadmed töötavad.

Mis on MPPT

MPPT tähistab maksimaalse võimsuspunkti jälgimist - laadimiskontseptsiooni, mis on spetsiaalselt ette nähtud ja mõeldud ülitõhusa päikeseenergia rakmete omandamiseks.

Päikesepaneelid on suurepärased seadmed, kuna need võimaldavad meil kasutada päikesest vaba elektrienergiat, kuid praegused seadmed pole oma väljunditega eriti tõhusad. Kuna me kõik teame, et päikesepaneeli väljund sõltub otseselt langevatest päikesekiirtest, tingimusel et selle lähedane risti sellel on hea efektiivsus, mis halveneb kaldus kiirte või päikese asendis langedes.

Ülaltoodut mõjutab ka pilves olek.

Pealegi on päikesepaneeli väljund seotud ebaühtlaste pingetasemetega, mis vajavad korralikult pliiakuga koormuse käitamiseks õiget reguleerimist.

Pliiakud või mis tahes laaditavad akud vajavad õigesti hinnatud sisendit, et see ei kahjustuks ja laetaks optimaalselt. Selleks kaasame tavaliselt päikesepaneeli ja aku vahele laadija kontrolleri.

Kuna päikesepaneeli pinge pole kunagi konstantne ja langeb koos päikesevalguse langemisega, muutub päikesepaneeli vool nõrgemaks, kuna päikese valguse intensiivsus nõrgeneb.

Ülaltoodud tingimustel langeks päikesepaneel otseselt mingisuguse laadimise korral ebatõhusate väljundite tootmiseks veelgi.

Teisisõnu on paneeli efektiivsus maksimaalne, kui selle pinge on määratud nimiväärtuse lähedal. Seetõttu töötab 18 V päikesepaneel näitena maksimaalse efektiivsusega, kui see töötab 18 V pingel.

Ja kui päikesevalgus nõrgeneb ja ülaltoodud pinge langeb, näiteks 16 V, võiksime siiski seda maksimaalselt tõhusalt kasutada, kui suudaksime hoida 16 V volti puutumatuna ja tuletada väljundit ilma seda pinget mõjutamata või langetamata.

Allpool toodud graafik näitab, miks ja kuidas päikesepaneel maksimaalse efektiivsuse annab, kui tal on lubatud töötada maksimaalse kaudse pinge väljundiga.

Mis on maksimaalne võimsuspunkt või põlveliigese punkt

Tavalised päikeselaadija kontrollerid reguleerivad ainult päikesepaneeli pinget ja muudavad selle ühendatud aku laadimiseks sobivaks, kuid need ei täida paneeli reguleerimist õigesti.

Tavapärane laadija regulaator, mis kasutab eeskirjade jaoks lineaarseid IC-sid, ei suuda hoida päikesepaneeli laadimast otse ühendatud aku või muunduri kaudu või mis tahes muu koormana ühendatud.

Ülaltoodud olukord kipub päikesepaneeli pinget vastavalt langetama, muutes selle kasutamise ebaefektiivseks, kuna nüüd on paneelil lubatud koormuse nimivooluhulka toota.

Miks siis need lineaarsed või PWM regulaatorlaadijad ei suuda päikesepaneeli laadimist vältida, hoolimata sellest, et nad on oma tööga väga arenenud, täpsed ja korrektsed? Kuidas tegelikud MPPT-laadijad töötavad?

Vastust ülaltoodud probleemidele ei käsitleta Internetis kuskil terviklikult, seetõttu pidasin vajalikuks anda põhjalik selgitus tavaliste laadija kontrollerite ja tegeliku MPPT erinevuse kohta.

Tulles tagasi ülaltoodud küsimuse juurde, peitub vastus selles, et lineaarsetes regulaatorlaadurites on koormus otseselt ühendatud paneeliga, ilma puhvri vaheastmeta, põhjustades ebaefektiivset jõuülekannet ja hajumist.

MPPT-draiverites on koormus ühendatud vahepealsete Buck Boost -muundurite abil, mis muudavad tõhusalt koormuse võimsustingimusi sõltuvalt paneeli päikesevalgusest, tagades paneeli minimaalse koormuse ja maksimaalse koormusele jõu.

Põhimõtteliselt töötati välja MPPT-d, et tagada sisendi netovõimsuse järjepidev väljundkoormusse viimine, olenemata koormuse ühilduvusest paneeliga.

Kuidas Buck Boost topoloogia aitab MPPT kontrolleritel efektiivsust maksimeerida

See saavutatakse peamiselt SMPS-i bukseerimise jälgimise tehnoloogia abil.

Seetõttu võime öelda, et see on SMPS buck boost tehnoloogia mis moodustab kõigi MPPT-kujunduste tagumise luu ja on pakkunud ülitõhusat võimalust võimsuse reguleerimise ja seadmete tarnimiseks.

MPPT laadija kontrollerites muudetakse päikesepaneeli pinge kõigepealt kõrgsageduse ekvivalendiks pulseerivaks pingeks.

See pinge rakendatakse hästimõõtmelise kompaktse ferriittrafo primaarsesse ossa, mis tekitab sekundaarmähisel vajaliku voolutaseme, mis vastab aku kindlaksmääratud laadimiskiirusele.

Pinge ei pruugi siiski aku laadimispingega kokku sobida, seetõttu on siin pingetaseme õigeks kinnitamiseks ühendatud tavaline lineaarne regulaator.

Ülaltoodud seadistuste korral jääb aku päikesepaneelist täiesti isoleerituks ja laeb tõhusalt ka halbade ilmastikutingimuste korral, sest nüüd on päikesepaneelil lubatud töötada ilma olemasolevat hetkelist pinget mõjutamata või langetamata.

See aitab rakendada kavandatud maksimaalse võimsuspunkti jälgimise efekti, mis pole midagi muud, kui lubada paneelil töötada minimaalse koormuse korral, tagades samas, et ühendatud koormus saab kogu optimaalseks toimimiseks vajaliku võimsuse.

Oleks huvitav teada, kuidas SMPS takistab paneeli või mis tahes allika laadimist otse koormusest.

Saladus peitub ferriiditehnoloogia kasutamise taga. Ferriittrafod on äärmiselt tõhusad magnetilised seadmed, mis küllastuvad tõhusalt, et genereerida sisendist väljundini tõhusat muundamist.

Võtame näiteks tavalise 2-amprise rauast südamikuga trafo toiteallika ja 2-amprise SMPS-i. Kui laadite kaks kolleegi täisvooluga, mis on 2 ampriga, leiate, et raua südamiku pinge langeb oluliselt, samas kui SMPS pinge langeb ainult vähesel määral või üsna tähtsusetult ... nii et see on SMPS-põhise MPPT efektiivsuse saladus võrreldes lineaarse IC-põhise MPPT laadija kontrolleriga.