Шта је МППТ контролер за соларно пуњење

МППТ је један од начина коришћења ресурса извора енергије, било да се ради о соларној батерији или генератору ветра, али у овом чланку ћемо посебно говорити о соларној енергији. Његова главна карактеристика је повећати ефикасност алтернативног извора „повлачењем“ максималне количине енергије одабиром одређеног напона и струје.

Избор ових параметара своди се на анализу струјно-напонских карактеристика извора и одређивање на који напон и струју ће се потрошити максимална снага. Тако је скраћеница МППТ - Праћење максималне снаге (праћење тачке максималне снаге).

Општи принципи МППТ контролера

На први поглед на питање, можда ћете помислити: "Па, користите максимални могући напон, тако да ће доћи до максималне струје оптерећења (напуњеност батерије)." То је логично, али у стварности није. Ово се превасходно односи на струјни напон карактеристичан за соларну ћелију.

У радном (корисном) режиму, соларна ћелија (хоризонтални део карактеристике И - В) је извор струје, односно њена излазна струја само мало зависи од напона на њеним терминалима. Излазни напон (Уоутц) зависи од отпора спојеног оптерећења. То можемо видети на ЦВЦ-у.

У десном делу где је напон максималан видите напон отвореног круга Ухх, који је ограничен бројем елемената у батерији и њиховом унутрашњем уређају. Струја у овом случају тежи 0. И обрнуто, на левој страни, где напон тежи 0 - напону кратког споја Укз, а струја је ограничена снагом елемената.

Ако за константну вредност узмемо тренутну снагу соларне батерије у корисном подручју, тада напон одређује отпор оптерећења, ако је бесконачан, тада ћемо посматрати режим мировања (при Рн = н ∞ Уоутц = Ур.хх), односно, кратким спојем, отпор оптерећења ће тежити ка нули, као излазни напон (на Рн = ∞ ⇒ Уоутц = Уцз). Максимална снага ће доћи у одређеном односу отпора оптерећења, напона и струје.

Шта све ово значи? Прелазимо са батерија на контролере!

Регулатор је посредна веза између соларне батерије и батерије, он регулише струју наелектрисања, на пример, путем ПВМ-а или било којег другог које је дизајнер одабрао. Али само примењивање напона директно из батерије не значи обезбеђивање максималног преноса снаге са плоча на батерију.

За ефикасно пуњење, контролер прати струју примљену из батерије и њен излазни напон, као и струју коју напаја батерија и напон на њој. Да бисмо се уверили у ово, изаберемо 2 произвољне тачке на И - В карактеристици (дајемо их овде поново) и упоређујемо снагу у њима са максималном тачком снаге (ТММ) назначеном на слици, при којој чини се да струја није максимална ...

Рецимо да имамо батерију са називним напоном 12В, што значи да у напуњеном стању на терминалима добијемо око 14,2-14,5 В, а у празном стању око 11В, чак и ако у једном случају имамо 13В, а у другом - 12В. Ми ћемо изабрати такве напоне са И - В карактеристиком за приближну анализу снаге директним прикључком „соларни панел - батерија“.

Према ЦВЦ-у, у оба случаја батерија ће давати струју од око 3,6 А, током пуњења добијамо следећу снагу:

1) 13 * 3,6 = 46,8 В

2) 12 * 3,6 = 43,2 В

И на тачки максималне снаге која је означена на И - В карактеристици:

3) 18,5 * 3,25 = 60,125 В

Резултат је очигледан - снага у ТММ-у је приближно 25-35% већа, овисно о напуњености батерије. Али како направити да батерија испушта струју напоном 18,5 В, уместо оне која је присутна на терминалима батерије?

Све је истовремено једноставно и сложено - потражите максималну тачку напајања

Као што је раније речено, регулатор је инсталиран између соларних панела (батерије) и батерија, испоставило се да служи као оптерећење панела, а батерија као оптерећење регулатора, али је и секундарни извор напајања. Било који извор енергије и било који уређај у електротехници могу се представити у облику отпора. То се назива "еквивалентни" или "смањени" отпор (овисно о конкретном случају), који је одређен истим Охм законом, односно можемо рећи да је улазни отпор регулатора:

Рцонт = Улаз / Иин. Цонс.

Напон максималне тачке снаге соларних панела зависи од низа фактора:

• Осветљење

• Температура (зависност ЦВЦ-а и положаја ТММ-а од температуре приказана је на доњој слици);

• Старост елемената итд.

Због тога неће радити да га постави фиксним и универзалним, плус мења се у складу са отпорношћу на оптерећење и тренутном потрошњом (идеализовани ЦВЦ је дат горе, у пракси ће још увек бити нагиба у радном подручју).

Постоји много метода за проналажење ове „чаробне“. У једној реализацији, МППТ контролер скенира тренутне напонске карактеристике соларних ћелија да би одредио оптималне параметре за тренутне радне услове, на пример, променом улазне струје, улазна отпорност се према томе мења. Користећи сензоре струје и напона, управљачки систем израчунава вриједност снаге и упоређује је са претходном док не достигне максималну вриједност. То се назива "методом узнемирености и посматрања".

Зависно од посебне методе за одређивање ТММ-а и унутрашњег уређаја регулатора, укљ. његов фирмвер, тражење ТММ-а догађа се са одређеном фреквенцијом. Међутим, у пракси је већина метода слична и заснива се на принципу „одступи и опази“. У неким је моделима могуће подесити овај период у распону од 1 пута у неколико минута до 1 пута у неколико сати. У зависности од учесталости претраге, одређује се укупна учинковитост система.

Пошто као резултат промене улазних параметара добијамо максималну могућу снагу из одређених елемената, следећи задатак је да га поднесете оптерећењу, односно да користите батерију за пуњење. На крају, све се своди на контролу електронског претварача струје, рецимо да имамо ТММ струју од 5А на напону од 17,5В, то је:

17,5 * 5 = 87,5 В

На тај начин је акумулатору напона 12 В на терминалима могуће дати следећу струју:

87,5 / 12 = 7,3А

У већини случајева конверзија се врши помоћу пара (буцк) или претварача за јачање буцк-а. Типичне структуре претварача које смо разматрали у чланку раније.

Док користите ОН / ОФФ или ПВМ контролери улазна и излазна струја би биле једнаке. Што доводи до мање ефикасног одлагања расположиве снаге, на пример, пошто је улазна струја била 5А, уз ову излазну струју снага потрошена на пуњење батерија била би једнака:

12 * 5 = 60 вата.

Ово још једном илуструје израчуне представљене у расправи карактеристика струје - напона.

Међутим, МППТ технологију не бисте требали сматрати паначејом за соларну енергију. Разлика у ефикасности пуњења батерије помоћу МППТ и ПВМ контролера је мања, то је већа батерија. Када напон на његовим терминалима (Уакб) порасте, а разлика између Умм падне, тада се користи велика снага соларног панела.

Слично горе наведеном примеру, претпоставимо да напон на батерији није 12, већ 13,5 В, под условом да соларни панел ради са истим параметрима, изгледаће овако:

13,5 * 5 = 67,5 В

Ако се при 12В користи 68% максималне снаге, тада се код 13,5 В користи 77%. Такође имајте на уму да вам се батерије неће стално пунити и неће стално примати струју исте снаге.Стога се у МПРТ контролерима обично примјењује неколико фаза набоја, на примјер: МППТ (с максималном снагом) - изједначавање - брзо (присилно) - подржавање. Између осталог, ваља упамтити да струја соларне батерије не сме да пређе називну струју регулатора, у противном се не остварује максимална употреба снаге.

Али све то не говори нам да МППТ контролере не треба користити, већ само да их не треба преценити.

Чињеница остаје да су у нижем ценовном сегменту уређаји са МППТ технологијом скупљи од ПВМ-а, али не увек ... На пример, постоји МППТ контролер "ЕПСолар МППТ ТРАЦЕР-2210А", чија је цена у опсегу од 180 УСД, и ПВМ контролеру са сличним ценама (180-200 УСД) са излазном струјом од 20А СТЕЦА ПР2020.

У исто време, постоји још један ПВМ уређај са истом излазном струјом - "СРНЕ СР-ХП2420" кошта нешто више од 20 долара, док је МППТ истог произвођача "СРНЕ СР-МЛ2420" са истом излазном струјом кошта 85 долара.

Цијене неких модела регулатора размотрићемо у наставку.

Преглед савременог тржишта за МППТ контролере

Погледајте табелу у посебној датотеци

Табела не пружа потпуну листу функција и заштите, јер заузима велику количину. За информацију, типични скуп функција изгледа овако:

• од погрешне поларности везе заједничког предузећа и акумулатора;

• од кратког споја на улазу соларног панела;

• од кратког споја у оптерећењу;

• од прегревања;

• искључивање соларне плоче након завршетка напуњености батерије;

• ослобађање оптерећења када је напон на батерији пренизак;

• од прекида у кругу акумулатора;

• спречавање пражњења батерије ноћу преко соларне табле;

• контрола потрошње струје оптерећењем.

Табела одражава чињеницу да трошак МППТ контролера не зависи само од његове максималне струје (снаге), већ и од распона излазних напона, листе подржаних батерија, могућности повезивања алата за приказивање, приказивање и надгледање и бројних других фактора. Избор контролера је сложен и врло индивидуалан, тако да је најмање бесмислено да се праве поређења и оцене.