Elektrienergia vajadus kasvab kiiresti koos rahvaarvu kasvu ja tehnoloogia arenguga. Selleks on võimalusi elektrienergia genereerimine taastuvate ja taastumatute energiaallikate kasutamine. Päikeseenergia mitu eelist on päikeseenergia erinevatel eesmärkidel kasutamise võtmetegurid. Seda saab kasutada elektrienergia tootmiseks päikesepaneelide abil ja elektrienergia salvestamiseks akude laadimise või koormatesse toitmise teel. Maksimaalse võimsuspunkti jälgimise tehnoloogia (MPPT) on kõige tõhusam meetod mitmesuguste päikesepatarei regulaatorite seas, nagu lihtsad ühe- või kaheastmelised juhtimisseadmed, PWM-juhtimine ja MPPT-laadimiskontroller.

Päikese laadimise kontroller

Mis on päikese laadimise kontroller

Mõelge peamiselt mitte-MPPT-päikese laadimiskontrollerile ja ärge laske end segi ajada päikesepaneelide ja päikeselaengukontrolleriga. The päikese jälgimise päikesepaneel kasutatakse päikese jälgimiseks, paigaldades päikesepaneeli mootoriplaadile nii, et päevasel ajal saaks kasutada maksimaalset päikeseenergiat. Selle päikesekiirgusega päikesepaneelide süsteemi abil saame talvel suurendada toodangut 15% ja suvel 35%. Löökjoonisel on kujutatud päikesepaneeli päikesepaneeli plokkskeem, mis koosneb näivast päikesepaneelist, toiteallika ahelast, mikrokontrollerist ULN2003A draiveri juhtimiseks ja samm-mootorist päikesepaneeli pööramiseks.

Päikese jälgimise päikesepaneeli plokkskeem, mille on kirjutanud Edgefxkits.com

Ploki skeem päikese laengu regulaator koosneb erinevatest plokkidest: päikesepaneel, mis toodab elektrienergiat päikeseenergia abil, laadimisklahvi laadimise sisse- ja väljalülitamine näidiku ühendamiseks või lahti ühendamiseks indikaator indikaatoriks aku energia salvestamiseks ja komparaator juhtsignaalide võrdlemiseks ja genereerimiseks . Päikesepaneelide laadimiskontrollerit juhib laadimismehhanism, mis kaitseb akusid laetuse, ülekoormuse ja sügava tühjenemise eest. Roheliste ja punaste valgusdioodide komplekti kasutatakse vastavalt täislaetud seisundi ja ala- või üleliigse või sügava tühjenemise seisundi näitamiseks. Punaste valgusdioodide tähistamise korral koosneb päikese laadimise regulaatori vooluring MOSFETist, mida kasutatakse pooljuhtlülitina koormuse väljalülitamiseks ülekoormuse või tühja patarei korral.

Edgefxkits.com päikeseenergia kontrolleri plokkskeem

Miks me kasutame MPPT-tehnoloogiat?

Isegi kui MPPT-välise päikese laadimise kontroller võib hõlbustada akude kaitsmist soovimatute laadimistingimuste eest, kuid see ei suuda süsteemi tõhusust suurendada. Üldiselt on PV-paneelid ehitatud 12 V jaoks ja neid kasutatakse väljundi seadmiseks vahemikku 16 kuni 18 V. Kuid 12 V patareide tegelik väärtus on laetuse oleku põhjal vahemikus 10,5–12,7 V. Mõelgem konkreetsele pingele ja voolule mõeldud 130-vatise päikesepaneeliga, oletame, et voolutugevus on 7,63 amprit 17,6 volti juures.

Tavapärase ja MPPT-tehnoloogia võrdlus

Kui ühendame selle 130-vatise päikesepaneeli MPPT-välise päikeselaenguregulaatori abil akuga, saame võimsuse, mis võrdub päikesepaneeli voolu korrutisega: 7,4 amprit ja aku pinge: 12 volti, ja on umbes 88,8 vatti. Seega saame kadu 41 vatti (umbes 130-88,8 = 41,2), selle põhjuseks on päikesepaneeli ja aku nõrk vastavus. Niisiis, kui kasutame MPPT päikese laenguregulaatorit, siis võime suurendada võimsuse kasvu 20 kuni 45%, kuid peamiselt peame teadma päikesepaneelide laadimiskontrolleris kasutatavast MPPT tehnoloogiast.

MPPT päikese laadimise kontroller

MPPT tehnoloogia on tavaliselt digitaalne elektrooniline jälgimine, mis jälgib ja võrdleb aku pinget päikesepaneeli pingega nii, et oleks võimalik välja selgitada parim võimsus, mille juures akut saab päikesepaneeli abil laadida. Pange tähele, et aku laadimisel võetakse arvesse amprit. Niisiis, maksimaalse amprite saamiseks akusse, teisendatakse võrreldav pinge oma parimaks pingeks, kasutades kaasaegset MPPT-tehnoloogiat, mille muundamise efektiivsus on 93–97%.

MPPT päikeselaadimiskontrolleri töö

MPPT teisendab päikesepaneeli pinge 17,6 V pingel 7,6 A, et see vastaks 12 V akule. Seega saab aku 10,8 A juures 12 V, muutes koguvõimsuse peaaegu 130 W-ni. Aku laadimiseks aitab kõrgepinge voolu sisse suruda. Tegelikult varieerub MPPT päikesepatarei regulaatori väljund pidevalt, et akusse maksimaalselt amprit saada.

Toitepunkti jälgija on kõrgsageduslik alalisvoolu muundur, mis võtab päikesepaneelidelt alalisvoolu, muundab seejärel alalisvoolu kõrgsageduslikuks vahelduvvooluks ja jällegi muundatakse vahelduvvool tagasi teiseks alalisvoolu pingeks ja vooluks, et täpselt sobitada patareid ja paneelid. Üldiselt töötavad MPPT-d sagedustel vahemikus 20–80 kHz (väga kõrge helisageduse vahemik). Seega saab nende kõrgsageduslike ahelate kujundamiseks kasutada väga suure efektiivsusega trafosid ja väikseid komponente.

MPPT päikeselaadimiskontrolleri töö

Mitte-digitaalseid või lineaarseid MPPT-sid on digitaalsete MPPT-dega võrreldes lihtne ja odav ehitada. Lineaarsete MPPT-de kasutamisel, kuigi efektiivsus küll pisut paraneb, kuid üldine efektiivsus varieerub laias vahemikus, kuna lineaarsed MPPT-d kaotavad mõnel juhul oma jälgimise. Näiteks kui pilv läheb üle lineaarse MPPT-ahela, võtab lineaarne ahel järgmise parema punkti otsimiseks rohkem aega.

“avatud äravool vs avatud kollektor ”

MPPT päikeselaadimiskontrolleri peamised omadused

MPPT päikeselaenguregulaatorit kasutatakse päikesepaneeli voolu-pinge omaduste muutuste korrigeerimiseks ja tuvastamiseks, nagu on näidatud ülaltoodud joonisel.
Kõigi päikeseenergiasüsteemide jaoks, mis on vajalikud PV-mooduli maksimaalse võimsuse väljavõtmiseks, on vaja, kuna see sunnib PV-moodulit töötama pingel, mis on maksimaalse võimsuspunkti lähedal, kuni maksimaalse võimaliku võimsuse saamiseks.
MPPT päikesepatarei regulaatori abil saame kasutada päikesepaneeli, mille väljundpinge on suurem kui akusüsteemi tööpinge.
Süsteemi keerukust saab vähendada MPPT päikese laenguregulaatori abil, kuna sellel on kõrge efektiivsus.
Seda saab kasutada koos mitme energiaallikaga, näiteks veeturbiinide või tuuleturbiinidega jne. Päikesepaneeli väljundvõimsust kasutatakse juhtimiseks DC-DC muundur otse.

MPPT päikese laadimiskontroller integreeritud LED-draiveriga

Valgustuse ja valgustuse hiljutised suundumused kasutavad sageli suure eredusega LED-id millel on pikk eluiga madalate hoolduskulude ja kõrge kasuteguriga, kuid konstantse voolu hoidmiseks on vaja toiteallikat. Seda saab hõlbustada alalisvoolu-alalisvoolu astmelise muunduri abil. Alljärgneval joonisel on kujutatud integreeritud maksimaalse võimsuspunkti jälgiva päikeselaengu regulaatori ja kiibi programmeeritavale süsteemile (PSoC) ehitatud LED-draiveri plokkskeem, signaalide mõõtmiseks, konditsioneerimiseks ja juhtimiseks kasutatakse kontrollereid, draivereid, analoog- ja digitaalseid välisseadmeid .

MPPT päikese laadimiskontroller integreeritud LED-draiveriga

MPPT-tehnoloogia on päikesepaneelilt pinge ja voolu võtmiseks paindlik ja tugev, et tippvõimsust otsida, reguleerides juhtsignaale päikesepaneeli töötamiseks selle tippvõimsusel. PSoC-st genereeritud juhtsignaali kasutatakse a sünkroonne buck muundur mis muundab päikesepaneeli toite aku laadimiseks. Süsteem on ka harjunud juhtida aku laadimist töödelda ja juhtida LED-e.

Loodame, et see artikkel on andnud lühikese ülevaate MPPT-tehnoloogiat kasutavast täiustatud päikeseenergia kontrollerist. Lisateavet päikeselaadija kontrollerite ja nende üksikasjaliku töö kohta saate meiega ühendust võtta, postitades oma päringud allpool olevasse kommentaaride jaotisesse.

Foto autorid: