I alla solcellsdrivna system är en solenergiladdningsregulator mycket viktig. Dessa kontroller reglerar spänningen och strömmen som kommer från solpanelen till batteriet. Detta sparar batteriet från överladdning. Det finns huvudsakligen 4 grundläggande typer av solcellsladdningsregulatorer. Låt oss diskutera vad som är MPPT-laddningsregulator och hur det fungerar.
Vad är MPPT Charge Controller?
Den mest grundläggande funktionen hos ett solenergisystem är solpaneler som samlar energi från solen och lagrar den i batterier för senare användning. Du kan dock inte bara ansluta dina solpaneler till dina batterier och förvänta dig att de ska laddas. För att få ut det mesta av dina solpaneler behöver du en laddningskontroll ladda dina batterier effektivt. Laddningsregulatorn för maximal power point tracking (MPPT) är den mest effektiva typen av laddningsregulator. Låt oss diskutera i detalj vad som är MPPT-laddningsregulator.
Vad är Maximal Power Point Tracking?
Innan vi går in på hur MPPT-laddningskontroller fungerar är det viktigt att förstå hur de fick sitt namn. Den maximala effektpunktspänningen är den spänning vid vilken en solpanel producerar störst effekt. Den maximala effektpunktsspänningen ändras beroende på omgivningen och tid på dygnet.
MPPT laddkontrollanter härleda deras namn från det faktum att de övervakar solpanelen och beräknar den maximala effektpunktsspänningen under nuvarande förhållanden. Detta är känt som maximum power point tracking eller MPPT för kort.
Exakt vad är en MPPT-laddare?
De idealiska driftspänningarna för solpaneler och batterier skiljer sig åt. Dessutom fluktuerar deras spänningar. En MPPT-laddningsregulator är en DC-DC-omvandlare som förbättrar ett solsystems effektivitet. Detta uppnås genom att förbättra spänningsmatchningen mellan solpanelen och batterierna.
Ett 12-volts batteri har till exempel en nominell spänning som varierar beroende på laddningstillstånd mellan drygt 10 volt och strax under 13 volt. Dessutom varierar spänningen som krävs för att ladda ett 12-volts batteri mellan 13.5 och 14.5 volt beroende på laddningsfasen.
Den ideala utspänningen för en solpanel ändras å andra sidan baserat på panelens temperatur, tid på dygnet, molnighet och andra externa parametrar. En 250-watts solpanel kan till exempel ha en optimal arbetsspänning på 32 volt under perfekta förhållanden. Om panelen värms upp i solen eller en varm dag kan den optimala spänningen minska till så lågt som 26 volt.
För att ta hänsyn till dessa spänningssänkningar i panelen och den ökade batteriladdningsspänningen som behövs, måste panelens nominella spänning vara högre än batterispänningen. Denna spänningsskillnad slösar mycket elektricitet i frånvaro av en MPPT-laddningsregulator.
Läs också: Vad är PWM Charge Controller?
Hur fungerar MPPT?
Jämfört med shuntkontroller och PWM-tekniker (pulse width modulation) är MPPT (maximal power point tracking) en mer effektiv DC-DC-omvandlarteknik. Så låt oss se hur MPPT fungerar.
Att använda en icke-MPPT laddningsregulator motsvarar ansluter batteriet direkt till solcellsmodulen. En konventionell laddningsregulator kan ladda ett batteri vid den spänning som specificeras av batteriet. Ett fulladdat batteri har per definition högre spänning än ett urladdat batteri. Som ett resultat är strömmen som dras av ett tomt batteri vanligtvis mindre än den som dras av ett fullt batteri.
Frågan uppstår när vi observerar ett strömavbrott som vi inte utnyttjar medan våra batterier håller på att ta slut. Vad hände med min makt? MPPT använder hela modulens kraft genom att kontrollera spänningen i batteriets laddningstillstånd. De laddningsregulatorn håller spänningen och ström på optimala nivåer, vilket gör att modulerna kan producera mest juice.
Anta att vi använder en solpanel med en Vmp på 18.3 volt och en Imp på 11.48 ampere. (11.48A x 18.3V= ~210 watt) I allmänhet kan ett tomt 12V-batteri ha 12.2 volt. Som ett resultat skulle batteriet laddas med 11.48A x 12.2V = 140 Watt. Det är mycket mindre än modulens högsta möjliga effekt (210 watt).
En MPPT-laddningsregulator höjer spänningen och strömmen av systemet så nära modulens IV-kurva som möjligt. I det här scenariot laddar MPPT-laddningsregulatorn batteriet med nästan 18.3 V och 11.48A samtidigt som den använder den maximala mängden solpanelskraft. Slutligen har Maximum Power Point Tracking-teknik ingenting att göra med solspårning. MPPT är bara en kontrollfunktion för batteriladdare. Efter detta, låt oss utforska olika MPPT-typer.
Läs också: Hur fungerar en hybridväxelriktare?
Vad är olika MPPT-typer?
Maximum Power Point Tracking (MPPT)-tekniker används i solcellssystem (PV) för att kontinuerligt maximera PV-matrisens uteffekt, som bestäms av solstrålning och celltemperatur. MPPT-typer är brett grupperade i två typer: konventionella metoder som Perturbation and Observation (P&O)-metoden och Incremental Conductance-metoden (IncCond) och avancerade metoder som den fuzzy logic (FL)-baserade MPPT-metoden.
1. Konventionell MPPT
Konventionella MPPT-metoder föreslogs för länge sedan och är därför ganska populära. De viktigaste fördelarna med dessa är deras enkelhet och lätthet genomförandet. Dessa algoritmer kan bara spåra en enda MPP under enhetlig belysning.
Traditionella tillvägagångssätt är enkla, men de kan inte skilja mellan lokala och globala toppar när partiell skuggning inträffar, därför är deras effektivitet begränsad.
a. Störning och observation (P&O): Algoritmen Perturb and Observe är en variant av den traditionella algoritmen som begränsar algoritmens sökutrymme, sänker komplexiteten och förbättrar prestandan under enhetliga och varierande väderförhållanden.
b. Konduktansmetod (IncCond): Tekniken med inkrementell konduktans är baserad på antagandet att lutningen för PV-matrisens effektkurva är noll vid MPP, vilket resulterar i, med. Med tanke på att MPP kan följas genom att jämföra momentan konduktans med inkrementell konduktans.
Läs också: 5 olika typer av solcellsmonteringsstruktur
2. Avancerad MPPT
Dessa tillvägagångssätt är ofta kända som soft computing, bioinspirerad (BI) eller artificiell intelligens (AI). Det är de relativt sofistikerad, men de överträffar standardmetoder när det gäller spårningsprestanda.
På grund av deras ökade effektivitet används avancerade spårningstekniker ofta. Medan konventionella och avancerade metoder har begränsningar, upptäcker hybridmetoder ett sätt att övervinna dessa begränsningar.
a. Luddrig logikbaserad MPPT: Regulatorn är utvecklad för att öka spänningen i PV-modulen. När spänningen och strömmen över PV-panelen ändrades använde den föreslagna tekniken fuzzy logic-based controlled (FLC) för att initiera kontrollkommandot till utgångs-buck-boost-omvandlaren.
Maximum Power Point Tracking (MPPT)-styrenheter blir allt populärare som ett viktigt ämne för förbättring av PV-system. Dessa kontroller använder olika algoritmer och deras effektivitet, prestanda, modernism, komplexitet och spårningshastighet varierar. MPPT-styrenheter har förbättrats snabbt, och de kan i stora drag klassas som konventionella eller avancerade tekniker. Att välja den bästa MPPT-metoden är fortfarande ett pågående arbete. Efter detta, låt oss lära oss om fördelarna med MPPT.
Se även: 3 ledande typer av solcellssystem
Vilka är fördelarna med MPPT?
Fördelarna med MPPT är följande:
1. MPPT-laddare använder faktiskt nästan alla tillgänglig kraft. Med andra ord kommer den att ta all tillgänglig kraft från en modul och konditionera spänningen och strömstyrkan till rätt batterispänning.
2. Flera MPPT-laddningsregulatorer kan tolerera mycket högre spänningar än batteriet.
3. Genom att koppla flera moduler i serie kan du öka spänningen samtidigt som du behåller strömkonstant.
4. Tänk på att MPPT-laddare har ett max DC ingångsspänning. Den mest avancerade och därmed den dyraste lösningen är MPPT-laddningsregulatorn.
5. Ändå sparar det pengar på ledningar, moduler och hyllor.
Läs också: 5 stora fördelar med Solar Street Light
Vilka är nackdelarna med MPPT?
Nackdelarna med MPPT är följande:
1. Maximal Power Point Tracking eller MPPT största nackdelen är dess hög kostnad. Ett sådant system kommer vanligtvis att kosta mer än ett standard, icke-spårande laddningskontrollsystem eftersom MPPT-styrenheten kräver mer komplicerade elektriska komponenter.
2. MPPT-styrenheten måste placeras mellan solpanelen och batterierna, systemet kommer att kräva fler kablar.
3. En annan nackdel med att ta hänsyn till detta är Komplexiteten. Att installera och konfigurera en MPPT-kontroller kräver mer teknisk expertis än en vanlig laddkontroller, vilket kan öka installationskostnaderna.
4. MPPT-system kan vara svårt att diagnostisera om problem uppstår.
5. Ett MPPT-system kan förhindra att batterierna laddas helt. Detta beror på att MPPT-styrenheten normalt bara tillåter att batterierna laddas upp till 80%-90%, vilket innebär att PV-matrisen kommer att fungera nära, men inte nödvändigtvis vid, dess peak power point (PPP).
Är MPPT Solar Charge Controllers värda investeringen?
MPPT-laddningskontroller kostar mer än PWM-kontroller. Med små, enkla system kanske den extra kostnaden för att uppdatera din kontroller inte är värt det. I större system eller på platser med dåligt väder kan dock ökad kraft och effektivitet genom att använda en MPPT-styrenhet kommer sannolikt att mer än kompensera för styrenhetens extra kostnad.
Ingen tycker om att slösa energi. MPPT laddningskontroller låter dig få ut det mesta av dina solpaneler utan att behöva oroa dig för ändrade väderförhållanden eller se till att dina solpaneler är rätt dimensionerade för din batterispänning.
Rekommenderas: Grid Tied Solar System Components
