एमपीपीटी चार्ज कंट्रोलर क्या है?

किसी भी सोलर-पावर्ड सिस्टम में सोलर चार्ज कंट्रोलर बहुत ज़रूरी होता है। ये कंट्रोलर सोलर पैनल से बैटरी तक आने वाले वोल्टेज और करंट को नियंत्रित करते हैं। इससे बैटरी ओवरचार्ज होने से बच जाती है। सोलर चार्ज कंट्रोलर मुख्य रूप से 4 तरह के होते हैं। आइए चर्चा करते हैं कि MPPT चार्ज कंट्रोलर क्या है और यह कैसे काम करता है।

एमपीपीटी चार्ज कंट्रोलर क्या है?

सौर ऊर्जा प्रणाली का सबसे बुनियादी कार्य सौर पैनलों द्वारा सूर्य से ऊर्जा एकत्र करना और बाद में उपयोग के लिए इसे बैटरियों में संग्रहीत करना है। हालाँकि, आप अपने सौर पैनलों को अपनी बैटरियों से जोड़कर उनसे चार्ज होने की उम्मीद नहीं कर सकते। अपने सौर पैनलों से अधिकतम लाभ उठाने के लिए, आपको चार्ज कंट्रोलर की आवश्यकता होगी अपनी बैटरी को कुशलतापूर्वक चार्ज करेंअधिकतम पावर पॉइंट ट्रैकिंग (एमपीपीटी) चार्ज कंट्रोलर सबसे कुशल प्रकार का चार्ज कंट्रोलर है। आइए विस्तार से चर्चा करें कि एमपीपीटी चार्ज कंट्रोलर क्या है।

अधिकतम पावर प्वाइंट ट्रैकिंग क्या है?

इससे पहले कि हम जानें कि MPPT चार्ज कंट्रोलर कैसे काम करते हैं, यह समझना ज़रूरी है कि उन्हें यह नाम कैसे मिला। अधिकतम पावर पॉइंट वोल्टेज वह वोल्टेज है जिस पर एक सौर पैनल सबसे अधिक बिजली पैदा करता है। अधिकतम पावर प्वाइंट वोल्टेज परिवेश और दिन के समय के आधार पर बदलता रहता है।

एमपीपीटी चार्ज नियंत्रक व्युत्पन्न उनका नाम इस तथ्य से लिया गया है कि वे सौर पैनल की निगरानी करते हैं और वर्तमान परिस्थितियों में अधिकतम पावर पॉइंट वोल्टेज की गणना करते हैंइसे अधिकतम पावर प्वाइंट ट्रैकिंग या संक्षेप में एमपीपीटी के नाम से जाना जाता है।

एमपीपीटी चार्जर वास्तव में क्या है?

सौर पैनलों और बैटरियों के आदर्श ऑपरेटिंग वोल्टेज अलग-अलग होते हैं। इसके अलावा, उनके वोल्टेज में उतार-चढ़ाव होता रहता है। MPPT चार्ज कंट्रोलर एक डीसी-डीसी कनवर्टर इससे सौर प्रणाली की दक्षता में सुधार होता है। यह सौर पैनल सरणी और बैटरियों के बीच वोल्टेज मिलान में सुधार करके पूरा किया जाता है।

उदाहरण के लिए, 12-वोल्ट की बैटरी में नाममात्र वोल्टेज होता है जो चार्ज की स्थिति के आधार पर 10 वोल्ट से थोड़ा ज़्यादा और 13 वोल्ट से थोड़ा कम के बीच बदलता रहता है। इसके अलावा, 12-वोल्ट की बैटरी को चार्ज करने के लिए ज़रूरी वोल्टेज चार्जिंग चरण के आधार पर 13.5 और 14.5 वोल्ट के बीच बदलता रहता है।

दूसरी ओर, सोलर पैनल का आदर्श आउटपुट वोल्टेज, पैनल के तापमान, दिन के समय, बादल छाए रहने और अन्य बाहरी मापदंडों के आधार पर बदलता रहता है। उदाहरण के लिए, 250-वाट के सोलर पैनल में आदर्श परिस्थितियों में 32 वोल्ट का इष्टतम कार्यशील वोल्टेज हो सकता है। यदि पैनल धूप में या गर्म दिन में गर्म हो जाता है, तो इष्टतम वोल्टेज 26 वोल्ट तक कम हो सकता है।

पैनल में वोल्टेज में इन कमी और बैटरी चार्जिंग वोल्टेज में वृद्धि को ध्यान में रखते हुए, रेटेड पैनल वोल्टेज बैटरी वोल्टेज से अधिक होना चाहिए। MPPT चार्ज कंट्रोलर की अनुपस्थिति में यह वोल्टेज अंतर बहुत अधिक बिजली बर्बाद करता है।

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एमपीपीटी कैसे काम करता है?

शंट कंट्रोलर और पल्स विड्थ मॉड्यूलेशन (PWM) तकनीकों की तुलना में, अधिकतम पावर पॉइंट ट्रैकिंग (MPPT) एक अधिक कुशल DC-DC कनवर्टर तकनीक है। तो आइए देखें कि MPPT कैसे काम करता है।

गैर-एमपीपीटी चार्ज नियंत्रक का उपयोग करना इसके समतुल्य है बैटरी को सीधे सौर मॉड्यूल से जोड़ना। एक पारंपरिक चार्ज कंट्रोलर बैटरी द्वारा निर्दिष्ट वोल्टेज पर बैटरी को चार्ज कर सकता है। परिभाषा के अनुसार, पूरी तरह से चार्ज की गई बैटरी में कम वोल्टेज वाली बैटरी की तुलना में अधिक वोल्टेज होता है। नतीजतन, खाली बैटरी द्वारा खींची गई शक्ति आमतौर पर पूरी बैटरी द्वारा खींची गई शक्ति से कम होती है।

सवाल तब उठता है जब हम देखते हैं कि हमारी बैटरी खत्म हो रही है और हम बिजली का उपयोग नहीं कर पा रहे हैं। मेरी बिजली का क्या हुआ? एमपीपीटी बैटरी चार्जिंग स्थिति के वोल्टेज को नियंत्रित करके पूरे मॉड्यूल की शक्ति का उपयोग करता है। चार्ज नियंत्रक वोल्टेज को बनाए रखता है और धारा को इष्टतम स्तर पर बनाए रखना, जिससे मॉड्यूल अधिकतम शक्ति उत्पन्न कर सकें।

मान लीजिए कि हम 18.3 वोल्ट के Vmp और 11.48 एम्पियर के Imp वाले सोलर पैनल का उपयोग कर रहे हैं। (11.48A x 18.3V= ~210 वॉट) सामान्य तौर पर, एक खाली 12V बैटरी में 12.2 वोल्ट हो सकते हैं। नतीजतन, बैटरी 11.48A x 12.2V = 140 वॉट पर चार्ज होगी। यह मॉड्यूल की अधिकतम संभावित शक्ति (210 वॉट) से बहुत कम है।

एमपीपीटी चार्ज नियंत्रक वोल्टेज और करंट बढ़ाता है सिस्टम को मॉड्यूल के IV कर्व के जितना संभव हो सके उतना करीब ले जाना चाहिए। इस परिदृश्य में, MPPT चार्ज कंट्रोलर बैटरी को लगभग 18.3 V और 11.48A पर चार्ज करता है जबकि सोलर पैनल पावर की अधिकतम मात्रा का उपयोग करता है। अंत में, अधिकतम पावर पॉइंट ट्रैकिंग तकनीक का सूर्य ट्रैकिंग से कोई लेना-देना नहीं है। MPPT केवल एक बैटरी चार्जर नियंत्रण सुविधा है। इसके बाद, आइए विभिन्न MPPT प्रकारों का पता लगाते हैं।

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एमपीपीटी के विभिन्न प्रकार क्या हैं?

अधिकतम पावर पॉइंट ट्रैकिंग (एमपीपीटी) तकनीक का उपयोग फोटोवोल्टिक (पीवी) सिस्टम में पीवी सरणी आउटपुट पावर को लगातार अधिकतम करने के लिए किया जाता है, जो सौर विकिरण और सेल तापमान द्वारा निर्धारित होता है। एमपीपीटी प्रकारों को मोटे तौर पर निम्न समूहों में बांटा गया है दो प्रकारपारंपरिक विधियां जैसे कि गड़बड़ी और अवलोकन (पी एंड ओ) विधि और वृद्धिशील चालकता (इंककंड) विधि, और उन्नत विधियां जैसे कि फजी लॉजिक (एफएल) आधारित एमपीपीटी विधि।

1. पारंपरिक एमपीपीटी

पारंपरिक एमपीपीटी विधियां बहुत पहले प्रस्तावित की गई थीं और इसलिए काफी लोकप्रिय हैं। इनके मुख्य लाभ ये हैं सरलता और सहजता कार्यान्वयन का। ये एल्गोरिदम केवल एक समान रोशनी के तहत एकल एमपीपी को ट्रैक कर सकते हैं।

पारंपरिक दृष्टिकोण सीधे-सादे हैं, लेकिन आंशिक छायांकन होने पर वे स्थानीय और वैश्विक शिखरों के बीच अंतर नहीं कर पाते, इसलिए उनकी दक्षता सीमित होती है।

क. गड़बड़ी और अवलोकन (पी एंड ओ): पर्टर्ब एवं ऑब्जर्व एल्गोरिदम पारंपरिक एल्गोरिदम का एक रूपांतर है, जो एल्गोरिदम के खोज स्थान को सीमित करता है, जटिलता को कम करता है तथा एकसमान एवं परिवर्तनशील मौसम परिस्थितियों में प्रदर्शन को बढ़ाता है।

ख. चालन विधि (इंककंड): वृद्धिशील चालकता तकनीक इस धारणा पर आधारित है कि पीवी सरणी शक्ति वक्र का ढलान एमपीपी पर शून्य है, जिसके परिणामस्वरूप, के साथ। यह देखते हुए कि एमपीपी का पालन तात्कालिक चालकता की तुलना वृद्धिशील चालकता से करके किया जा सकता है।

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2. उन्नत एमपीपीटी

इन तरीकों को अक्सर सॉफ्ट कंप्यूटिंग, बायो-इंस्पायर्ड (बीआई) या आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस (एआई) के नाम से जाना जाता है। अपेक्षाकृत परिष्कृत, फिर भी वे ट्रैकिंग प्रदर्शन के मामले में मानक तरीकों से बेहतर प्रदर्शन करते हैं।

उनकी बढ़ी हुई दक्षता के कारण, उन्नत ट्रैकिंग तकनीकों का अक्सर उपयोग किया जाता है। जबकि पारंपरिक और उन्नत तरीकों की अपनी सीमाएँ हैं, हाइब्रिड तरीके इन प्रतिबंधों को दूर करने का एक तरीका खोज लेते हैं।

क. फ़ज़ी लॉजिक-आधारित एमपीपीटी: नियंत्रक को पी.वी. मॉड्यूल के वोल्टेज को बढ़ाने के लिए विकसित किया गया है। जैसे-जैसे पी.वी. पैनल में वोल्टेज और करंट बदलता है, प्रस्तावित तकनीक आउटपुट बक-बूस्ट कनवर्टर को नियंत्रण कमांड शुरू करने के लिए फ़ज़ी लॉजिक-आधारित नियंत्रित (FLC) का उपयोग करती है।

अधिकतम पावर पॉइंट ट्रैकिंग (MPPT) नियंत्रक एक आवश्यक PV सिस्टम सुधार विषय के रूप में लोकप्रियता प्राप्त कर रहे हैं। ये नियंत्रक विभिन्न एल्गोरिदम का उपयोग करते हैं, और उनकी दक्षता, प्रदर्शन, आधुनिकता, जटिलता और ट्रैकिंग गति भिन्न होती है। MPPT नियंत्रकों में तेजी से सुधार हुआ है, और उन्हें मोटे तौर पर पारंपरिक या उन्नत तकनीकों के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। सबसे अच्छा MPPT दृष्टिकोण चुनना अभी भी प्रगति पर है। इसके बाद, आइए MPPT के लाभों के बारे में जानें।

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एमपीपीटी के क्या लाभ हैं?

एमपीपीटी के लाभ इस प्रकार हैं:

1. एमपीपीटी चार्जर वास्तव में लगभग सभी का उपयोग करते हैं उपलब्ध शक्तिदूसरे शब्दों में, यह एक मॉड्यूल से उपलब्ध सभी बिजली ले लेगा और वोल्टेज और एम्परेज को उपयुक्त बैटरी वोल्टेज पर नियंत्रित करेगा।

2. कई एमपीपीटी चार्ज नियंत्रक बैटरी की तुलना में कहीं अधिक वोल्टेज सहन कर सकते हैं।

3. कई मॉड्यूल को श्रृंखला में जोड़कर, आप वोल्टेज को बढ़ा सकते हैं जबकि वर्तमान स्थिर.

4. ध्यान रखें कि एमपीपीटी चार्जर्स की अधिकतम सीमा होती है डीसी इनपुट वोल्टेजसबसे उन्नत और इसलिए सबसे महंगा समाधान एमपीपीटी चार्ज नियंत्रक है।

5. फिर भी, यह आपको वायरिंग, मॉड्यूल और रैकिंग पर पैसा बचाता है।

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एमपीपीटी के नुकसान क्या हैं?

एमपीपीटी के नुकसान इस प्रकार हैं:

1. अधिकतम पावर प्वाइंट ट्रैकिंग या एमपीपीटी का सबसे बड़ा नुकसान यह है कि उच्च लागतऐसी प्रणाली की लागत आमतौर पर एक मानक, गैर-ट्रैकिंग चार्ज नियंत्रक प्रणाली से अधिक होगी क्योंकि एमपीपीटी नियंत्रक को अधिक जटिल विद्युत घटकों की आवश्यकता होती है।

2. एमपीपीटी नियंत्रक को सौर पैनल और बैटरियों के बीच रखा जाना चाहिए, सिस्टम को अधिक तारों की आवश्यकता होगी।

3. इसे ध्यान में रखने का एक और नुकसान यह है जटिलताएमपीपीटी नियंत्रक को स्थापित करने और कॉन्फ़िगर करने के लिए एक सामान्य चार्ज नियंत्रक की तुलना में अधिक तकनीकी विशेषज्ञता की आवश्यकता होती है, जिससे स्थापना लागत बढ़ सकती है।

4. यदि समस्या उत्पन्न हो तो एमपीपीटी प्रणाली का निदान करना कठिन हो सकता है।

5. एमपीपीटी प्रणाली हो सकती है बैटरियों को चार्ज होने से रोकें पूरी तरह से। ऐसा इसलिए है क्योंकि एमपीपीटी नियंत्रक आम तौर पर बैटरी को केवल 80% -90% तक चार्ज करने की अनुमति देता है, जिसका अर्थ है कि पीवी सरणी यह अपने चरम शक्ति बिन्दु (पीपीपी) के निकट संचालित होगा, लेकिन जरूरी नहीं कि उसी पर हो।

क्या एमपीपीटी सौर चार्ज नियंत्रक निवेश के लायक हैं?

MPPT चार्ज कंट्रोलर की कीमत PWM कंट्रोलर से ज़्यादा होती है। छोटे, सरल सिस्टम के साथ, आपके कंट्रोलर को अपडेट करने का अतिरिक्त खर्च इसके लायक नहीं हो सकता है। हालाँकि, बड़े सिस्टम या खराब मौसम वाले स्थानों में, अधिक शक्ति और दक्षता प्राप्त हुई एमपीपीटी नियंत्रक का उपयोग करने से संभवतः नियंत्रक की अतिरिक्त लागत की भरपाई हो जाएगी।

ऊर्जा की बर्बादी किसी को पसंद नहीं होती। MPPT चार्ज कंट्रोलर आपको मौसम की बदलती परिस्थितियों के बारे में चिंता किए बिना या यह सुनिश्चित किए बिना कि आपके सौर पैनल आपकी बैटरी वोल्टेज के अनुसार सही आकार के हैं, अपने सौर पैनलों से अधिकतम लाभ प्राप्त करने की अनुमति देते हैं।

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