Elektros energijos poreikis sparčiai didėja didėjant gyventojų skaičiui ir tobulėjant technologijoms. Yra būdų generuojanti elektros energiją naudojant atsinaujinančius ir neatsinaujinančius energijos šaltinius. Keli saulės energijos pranašumai yra pagrindiniai veiksniai, lemiantys saulės energijos naudojimą įvairiems tikslams. Jis gali būti naudojamas elektros energijai generuoti saulės baterijų pagalba ir elektros energijai kaupti įkraunant baterijas arba tiekiant į apkrovas. Maksimalios galios taško sekimo technologija (MPPT) yra efektyviausias būdas tarp įvairių saulės įkrovos valdiklių, tokių kaip paprastas 1 arba 2 pakopų valdymas, PWM valdymas ir MPPT įkrovimo valdiklis.

Saulės įkrovos valdiklis

Kas yra saulės įkrovos valdiklis

Pirmiausia apsvarstykite ne MPPT saulės įkrovos valdiklį ir nesupainiokite su saulės sekančiu saulės kolektoriu ir saulės įkrovos valdikliu. The saulės sekimo saulės kolektorius yra naudojamas saulei sekti, montuojant saulės kolektorių ant variklio plokštės, kad dienos metu būtų galima išnaudoti maksimalią saulės energiją. Naudodami šią saulės stebėjimo saulės kolektorių sistemą žiemą galime padidinti 15% ir vasarą - 35%. Smūgio paveiksle parodyta saulės sekimo saulės skydelio, sudaryto iš manekeno saulės kolektoriaus, maitinimo grandinės, mikrovaldiklio, valdančio ULN2003A tvarkyklę, ir žingsninio variklio, skirtas pasukti saulės kolektorių, bloko schema.

Saulės stebėjimo saulės skydelio blokinė schema, kurią pateikė Edgefxkits.com

Bloko schema saulės įkrovos valdiklis susideda iš skirtingų blokų: saulės baterijų skydelis, gaminantis elektros energiją naudojant saulės energiją, įkrovimas įjungiant ir išjungiant įkrovos jungiklį, kad būtų galima prijungti arba atjungti apkrovos indikatorių, skirtą rodyti, akumuliatorius energijai kaupti, ir komparatorius valdymo signalams palyginti ir generuoti. . Saulės baterijų įkrovimo valdiklį valdo įkrovimo mechanizmas, apsaugantis akumuliatorius nuo per mažo įkrovimo, per didelės apkrovos ir gilaus iškrovimo sąlygų. Žaliųjų ir raudonųjų šviesos diodų rinkiniai naudojami atitinkamai parodyti visiškai įkrautą ir esant nepakankamai, per ar giliai. Raudonos šviesos diodų indikacijos atveju saulės įkrovos valdiklio grandinę sudaro MOSFET, kuris naudojamas kaip puslaidininkinis maitinimo jungiklis, norint išjungti apkrovą perkrovos ar žemos akumuliatoriaus būklės atveju.

Blokuoti saulės įkrovos valdiklio schemą, kurią pateikė Edgefxkits.com

Kodėl mes naudojame MPPT technologiją?

Net jei ne MPPT saulės įkrovos valdiklis gali palengvinti baterijų apsaugą nuo nepageidaujamų įkrovimo sąlygų, tačiau jis negali padidinti sistemos efektyvumo. Paprastai saulės baterijų plokštės yra skirtos 12 V įtampai ir naudojamos išėjimui iš 16-18 V įtampos. Tačiau tikroji 12 V baterijų vertė yra nuo 10,5 iki 12,7 V, atsižvelgiant į įkrovimo būseną. Apsvarstykite 130 vatų vardinę saulės bateriją, esant tam tikrai įtampai ir srovei, tarkime, kad dabartinė galia yra 7,39 ampero esant 17,6 voltų.

Įprastinės ir MPPT technologijos palyginimas

Jei prijungsime šį 130 vatų saulės kolektorių prie akumuliatoriaus naudodami ne MPPT saulės įkrovos valdiklį, gausime galią, lygią saulės kolektoriaus srovės sandaugai: 7,4 ampero ir baterijos įtampa: 12 voltų, ir yra apie 88,8 vatai. Taigi, mes gauname 41 vato nuostolius (apytiksliai 130-88,8 = 41,2), taip yra dėl blogo saulės kolektoriaus ir akumuliatoriaus atitikties. Taigi, jei mes naudojame MPPT saulės įkrovos valdiklį, mes galime padidinti galios padidėjimą nuo 20 iki 45%, tačiau pirmiausia turime žinoti apie MPPT technologiją, kuri naudojama saulės kolektorių įkrovos valdiklyje.

MPPT saulės įkrovos valdiklis

MPPT technologija paprastai yra skaitmeninis elektroninis sekimas, kuris seka ir lygina akumuliatoriaus įtampą su saulės baterijos įtampa taip, kad būtų galima išsiaiškinti geriausią galingumą, kurį naudojant galima įkrauti bateriją naudojant saulės baterijas. Atkreipkite dėmesį, kad kraunant akumuliatorių, atsižvelgiama į amperus. Taigi, norint, kad akumuliatorius gautų maksimalų amperą, palyginta įtampa paverčiama geriausia įtampa naudojant šiuolaikinę MPPT technologiją, kurios konversijos efektyvumas yra nuo 93 iki 97%.

MPPT saulės įkrovos valdiklio darbas

Saulės kolektoriaus įtampa 17,6 V esant 7,6 A MPPT paverčiama žemyn, kad atitiktų 12 V bateriją. Taigi baterija gauna 12 V esant 10,8 A, todėl bendra galia beveik lygi 130 W. Įkraunant akumuliatorių, įtampa padeda priversti srovę. Tiesą sakant, praktiškai MPPT saulės įkrovos valdiklio galia nuolat kinta, kad akumuliatorius gautų maksimalų amperą.

„Power point tracker“ yra aukšto dažnio nuolatinės srovės keitiklis, kuris ima nuolatinę įvestį iš saulės kolektorių, tada paverčia nuolatinę srovę aukšto dažnio kintamąja srove ir vėl kintamosios srovės paverčiama kita nuolatine įtampa ir srove, kad tiksliai atitiktų baterijos ir skydai. Paprastai MPPT veikia 20-80 kHz dažniu (labai aukšto garso dažnio diapazonas). Taigi kuriant šias aukšto dažnio grandines galima naudoti labai didelio efektyvumo transformatorius ir mažus komponentus.

MPPT saulės įkrovos valdiklio darbas

Neskaitmeninius ar linijinius MPPT lengva ir pigu statyti, palyginti su skaitmeniniais MPPT. Naudojant linijinius MPPT, nors efektyvumas šiek tiek pagerėja, tačiau bendras efektyvumas skiriasi labai įvairiai, nes kai kuriais atvejais linijiniai MPPT praranda sekimą. Pavyzdžiui, jei debesis eina per linijinę MPPT grandinę, tada tiesinei grandinei reikia daugiau laiko ieškoti kito geriausio taško.

Pagrindinės „MPPT Solar Charge Controller“ savybės

MPPT saulės įkrovos valdiklis naudojamas koreguoti ir aptikti saulės kolektoriaus srovės įtampos charakteristikų svyravimus ir parodyta aukščiau pateiktame paveikslėlyje.
Bet kurioms saulės energijos sistemoms reikalinga maksimali galia iš PV modulio, nes ji priverčia PV modulį veikti esant įtampai, artimai didžiausiam galios taškui, ir pritraukti maksimalią galimą galią.
Naudodami „MPPT“ saulės įkrovos valdiklį, galime naudoti saulės kolektorių, kurio išėjimo įtampa yra didesnė už akumuliatoriaus sistemos darbinę įtampą.
Sistemos sudėtingumą galima sumažinti naudojant MPPT saulės įkrovos valdiklį, nes jis pasižymi dideliu efektyvumu.
Jį galima naudoti naudojant kelis energijos šaltinius, tokius kaip vandens turbinos ar vėjo jėgainės ir pan. Saulės skydelio išėjimo galia naudojama valdymui DC-DC keitiklis tiesiogiai.

MPPT saulės įkrovos valdiklis integruotas su LED tvarkykle

Naujausia apšvietimo ir apšvietimo tendencija dažnai naudojama didelio ryškumo šviesos diodai kurių ilgaamžiškumas yra mažas, o priežiūros išlaidos yra aukštos ir efektyvus, tačiau pastoviai srovei palaikyti reikalingas maitinimo šaltinis. Tai gali palengvinti nuolatinės arba nuolatinės srovės keitiklis. Žemiau pateiktame paveikslėlyje parodyta integruoto maksimalaus galios taško stebėjimo saulės įkrovos valdiklio ir LED tvarkyklės, sukurtos programuojamoje mikroschemos (PSoC) įrenginiuose, signalai matuoti, kondicionuoti ir valdyti, valdikliai, tvarkyklės, analoginiai ir skaitmeniniai periferiniai įrenginiai. .

MPPT saulės įkrovos valdiklis integruotas su LED tvarkykle

MPPT technologija yra lanksti ir stipri imant įtampą ir srovę iš saulės kolektoriaus, kad būtų galima ieškoti didžiausios galios, sureguliuojant valdymo signalus, kad saulės baterija veiktų maksimalia galia. Iš PSoC generuojamas valdymo signalas naudojamas važiuojant a sinchroninis „buck“ keitiklis kad paverčia saulės baterijų energiją įkrauti akumuliatorių. Sistema taip pat įpratusi valdyti akumuliatoriaus įkrovimą apdoroti ir valdyti šviesos diodus.

Tikimės, kad šiame straipsnyje trumpai aprašyta pažangus saulės įkrovos valdiklis, naudojant MPPT technologiją. Norėdami gauti daugiau informacijos apie saulės įkroviklio valdiklius ir išsamų jų veikimą, galite susisiekti su mumis paskelbdami savo klausimus toliau pateiktame komentarų skyriuje.

Nuotraukų kreditai: