Supratimas apie MPPT saulės įkroviklį

Čia bandome suprasti tikrąją saulės baterijų įkroviklių valdiklių MPPt tipo grandinės sampratą ir sužinoti, kaip veikia šie įrenginiai.

Kas yra MPPT

MPPT reiškia maksimalaus galios taško stebėjimą - įkroviklio koncepciją, specialiai skirtą ir skirtą įsigyti labai efektyvų saulės energijos panaudojimą.

Saulės baterijos yra puikūs prietaisai, nes jie leidžia mums panaudoti nemokamą saulės energiją, tačiau dabartiniai prietaisai nėra labai efektyvūs. Kaip mes visi žinome, kad saulės kolektoriaus spinduliavimas tiesiogiai priklauso nuo krintančių saulės spindulių, jei jo artimas statmenas spindulys yra geras efektyvumas, kuris blogėja nuolydžio spinduliais ar panirus saulės padėčiai.

Aukščiau išvardyti dalykai taip pat būna paveikti debesuotomis sąlygomis.

Be to, saulės kolektorių išėjimas yra susijęs su nenuosekliais įtampos lygiais, kuriuos reikia tinkamai reguliuoti, kad veiktų apkrova, kuri paprastai yra švino rūgšties baterija.

Švino rūgšties akumuliatoriams ar bet kokio tipo įkraunamoms baterijoms reikės tinkamai įvertinti įvesties, kad ji nesugadintų ir būtų įkrauta optimaliai. Tam paprastai tarp saulės kolektoriaus ir akumuliatoriaus yra įkroviklio valdiklis.

Kadangi saulės kolektoriaus įtampa niekada nėra pastovi ir krinta krintant saulės šviesai, saulės šviesos stipris taip pat silpnėja, kai saulės šviesos intensyvumas silpsta.

Esant pirmiau nurodytoms sąlygoms, jei saulės kolektorius tiesiogiai apkraunamas, jo srovė dar labiau sumažėtų ir sukurtų neefektyvius išėjimus.

Kitaip tariant, skydo efektyvumas yra didžiausias, kai jo įtampa yra artima nurodytai vertei. Todėl, pavyzdžiui, 18 V saulės kolektorius veiks maksimaliai efektyviai, kai jis veikia 18 V įtampa.

Ir jei saulės šviesa silpnėja, o aukščiau įtampa nukrinta, sakant, 16 V, vis tiek mes galėtume ją naudoti maksimaliai efektyviai, jei galėtume išlaikyti 16 V voltus nepakitusius ir išvesti išvestį, neturėdami įtakos ir nenukritę šiai įtampai.

Žemiau pateiktoje diagramoje siūloma, kodėl ir kaip saulės kolektorius užtikrina maksimalų efektyvumą, kai jam leidžiama veikti esant maksimaliai netiesioginei įtampai.

Kas yra didžiausias galios taškas arba kelio taškas

Įprasti saulės įkroviklio valdikliai reguliuoja tik saulės kolektoriaus įtampą ir tinka įkrauti prijungtą akumuliatorių, tačiau jie netinkamai vykdo skydelio reguliavimą.

Įprastas įkroviklio reguliatorius, kuris pagal taisykles naudoja linijinius IC, negali apsaugoti saulės kolektoriaus nuo tiesioginės apkrovos iš prijungto akumuliatoriaus ar keitiklio ar bet kokio, kas gali būti prijungta kaip apkrova.

Minėta situacija linkusi atitinkamai sumažinti saulės kolektoriaus įtampą, todėl jos naudojimas yra neefektyvus, nes dabar skydelis negali gaminti vardinio srovės kiekio į apkrovą.

Taigi, kodėl šie linijiniai arba PWM reguliatorių įkrovikliai negali išvengti saulės kolektoriaus pakrovimo, nepaisant to, kad yra labai pažangūs, tikslūs ir teisingi savo veikloje? Kaip veikia faktiniai MPPT įkrovikliai?

Atsakymas į minėtus klausimus internete nėra išsamiai nagrinėjamas, todėl maniau, kad būtina pateikti išsamų paaiškinimą apie paprastų įkroviklių valdiklių ir faktinio MPPT skirtumą.

Grįžtant prie pirmiau pateikto klausimo, atsakymas slypi tame, kad tiesinio reguliatoriaus įkrovikliuose apkrova yra tiesiogiai sujungta su skydeliu, be jokio tarpinio buferio etapo, todėl neefektyviai perduodama energija ir išsisklaidoma.

MPPT tvarkyklėse apkrova sujungiama per tarpinį „Buck Boost“ keitiklį, kuris efektyviai pakeičia apkrovos galios sąlygas, priklausomai nuo saulės šviesos skydelyje, užtikrindamas minimalų skydo pakrovimą ir maksimalų energijos tiekimą į apkrovą.

Iš esmės MPPT buvo sukurti siekiant užtikrinti, kad grynoji įvesties galia būtų nuosekliai tiekiama išėjimo apkrovai, neatsižvelgiant į apkrovos suderinamumą su skydeliu.

Kaip „Buck Boost“ topologija padeda MPPT valdikliams maksimaliai padidinti efektyvumą

Tai visų pirma pasiekiama naudojant stebėjimo SMPS „buck boost“ technologiją.

Todėl galime pasakyti, kad tai yra SMPS „buck boost“ technologija kuris sudaro visų MPPT konstrukcijų užpakalinį kaulą, ir suteikė ypač efektyvią galios reguliavimo ir tiekimo įtaisų konfigūravimo galimybę.

MPPT įkroviklio valdikliuose saulės kolektoriaus įtampa pirmiausia paverčiama aukšto dažnio ekvivalente pulsuojančia įtampa.

Ši įtampa įjungiama į gerai išmatuoto kompaktiško ferito transformatoriaus pirminį elementą, kuris savo antrinėje apvijoje sukuria reikiamą srovės lygį, atitinkantį nurodytą akumuliatoriaus įkrovimo greitį.

Tačiau įtampa gali neatitikti akumuliatoriaus įkrovimo įtampos, todėl čia įtrauktas paprastas linijinis reguliatorius, kad įtampa būtų tinkamai nustatyta.

Nustačius aukščiau nurodytą elementą, akumuliatorius lieka visiškai izoliuotas nuo saulės kolektoriaus ir efektyviai įkraunamas net esant blogoms oro sąlygoms, nes dabar saulės kolektoriui leidžiama veikti nepaveikiant ir nenumetant esamos momentinės įtampos bet kokiomis sąlygomis.

Tai padeda įgyvendinti numatytą maksimalaus galios taško stebėjimo efektą, kuris yra ne kas kita, o leidžia panelei veikti minimaliai apkraunant, tačiau užtikrinant, kad prijungta apkrova gautų visą galingumą, reikalingą optimaliam jo veikimui.

Būtų įdomu sužinoti, kaip SMPS apsaugo skydą ar bet kurį šaltinį nuo apkrovos.

Paslaptis slypi už ferito technologijos naudojimą. Feritiniai transformatoriai yra ypač efektyvūs magnetiniai įtaisai, kurie efektyviai prisotinami, kad būtų efektyviai paversta iš įėjimo į išvestį.

Paimkime įprasto 2 amperų geležies šerdies transformatoriaus maitinimo šaltinio ir 2amp SMPS pavyzdį. Jei du partnerius įkrausite visa srove, kuri yra su 2ampais, pamatysite, kad geležies šerdies įtampa smarkiai krenta, o SMPS įtampa krinta tik nežymiai arba gana nežymiai .... taigi tai yra SMPS pagrįsto MPPT efektyvumo paslaptis palyginti su linijiniu IC pagrindu veikiančiu MPPT įkroviklio valdikliu.