Τι είναι το Solar Charge Controller: Εργασία με την τεχνολογία MPPT

Το ποσό της απαίτησης ηλεκτρικής ενέργειας αυξάνεται ραγδαία με την αύξηση του πληθυσμού και την ανάπτυξη της τεχνολογίας. Υπάρχουν τρόποι για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας χρησιμοποιώντας ανανεώσιμες και μη ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Πολλαπλά πλεονεκτήματα της ηλιακής ενέργειας είναι οι βασικοί παράγοντες πίσω από τη χρήση της ηλιακής ενέργειας για διάφορους σκοπούς. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με τη βοήθεια ηλιακών συλλεκτών και για την αποθήκευση της ηλεκτρικής ενέργειας φορτίζοντας τις μπαταρίες ή τροφοδοτώντας φορτία. Η τεχνολογία Maximum Power Point Tracking (MPPT) είναι μια πιο αποτελεσματική μέθοδος μεταξύ διαφόρων ελεγκτών ηλιακής φόρτισης, όπως απλοί έλεγχοι 1 ή 2 σταδίων, έλεγχος PWM και ελεγκτής φόρτισης MPPT.

Ελεγκτής ηλιακής φόρτισης

Τι είναι ο ελεγκτής ηλιακής φόρτισης

Καταρχήν θεωρήστε έναν ελεγκτή ηλιακής φόρτισης χωρίς MPPT και μην συγχέετε με τον ηλιακό πίνακα ανίχνευσης και τον ελεγκτή ηλιακής φόρτισης. ο ηλιακό πάνελ παρακολούθησης χρησιμοποιείται για την παρακολούθηση του ήλιου τοποθετώντας το ηλιακό πλαίσιο σε μια πλακέτα κινητήρα έτσι ώστε η μέγιστη ηλιακή ενέργεια να μπορεί να χρησιμοποιηθεί κατά τη διάρκεια της ημέρας. Χρησιμοποιώντας αυτό το ηλιακό σύστημα ανίχνευσης, μπορούμε να αυξήσουμε την παραγωγή κατά 15% το χειμώνα και 35% το καλοκαίρι. Το σχήμα του χτυπήματος δείχνει το διάγραμμα μπλοκ του ηλιακού πλαισίου ανίχνευσης του ήλιου που αποτελείται από ένα πλαστό ηλιακό πάνελ, ένα κύκλωμα τροφοδοσίας, έναν μικροελεγκτή για τον έλεγχο του οδηγού ULN2003A και του κινητήρα stepper για περιστροφή του ηλιακού πλαισίου.

Block Block Διάγραμμα του Sun Tracking Solar Panel από Edgefxkits.com

Το μπλοκ διάγραμμα του ελεγκτής ηλιακής φόρτισης αποτελείται από διαφορετικά μπλοκ: το ηλιακό πλαίσιο που παράγει ηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιώντας ηλιακή ενέργεια φόρτιση για ενεργοποίηση και απενεργοποίηση φόρτισης διακόπτη φόρτωσης για σύνδεση ή αποσύνδεση φορτίου ένδειξη για σκοπούς ένδειξης μπαταρία για αποθήκευση ενέργειας και συγκριτικό για σύγκριση και παραγωγή σημάτων ελέγχου . Ο ελεγκτής φόρτισης του ηλιακού πλαισίου ελέγχεται από έναν μηχανισμό φόρτισης για την προστασία των μπαταριών από φόρτιση, υπερφόρτιση και συνθήκες βαθιάς εκφόρτισης. Ένα σύνολο πράσινων και κόκκινων λυχνιών LED χρησιμοποιείται για την ένδειξη της πλήρως φορτισμένης κατάστασης και κάτω ή πάνω ή βαθιά κατάθλιψη, αντίστοιχα Σε περίπτωση ένδειξης κόκκινων λυχνιών LED, το κύκλωμα ελεγκτή ηλιακού φορτίου αποτελείται από MOSFET, το οποίο χρησιμοποιείται ως διακόπτης ημιαγωγού ισχύος για να απενεργοποιήσετε το φορτίο κατά τη διάρκεια υπερφόρτωσης ή χαμηλής κατάστασης μπαταρίας.

Block Block Διάγραμμα του Solar Charge Controller από το Edgefxkits.com

Γιατί χρησιμοποιούμε την τεχνολογία MPPT;

Εδώ, παρόλο που ένας ελεγκτής ηλιακής φόρτισης εκτός MPPT μπορεί να διευκολύνει την προστασία των μπαταριών από ανεπιθύμητες συνθήκες φόρτισης, αλλά δεν είναι σε θέση να αυξήσει την αποτελεσματικότητα του συστήματος. Γενικά, τα φωτοβολταϊκά πάνελ είναι κατασκευασμένα για 12V και χρησιμοποιούνται για την απόδοση εξόδου από 16 έως 18V. Αλλά η πραγματική τιμή των μπαταριών 12V κυμαίνεται μεταξύ 10,5 και 12,7V με βάση την κατάσταση φόρτισης. Εξετάστε ένα ηλιακό πάνελ με ονομαστική ισχύ 130watt σε συγκεκριμένη τάση και ρεύμα, ας υποθέσουμε ότι η τρέχουσα βαθμολογία είναι 7,39 αμπέρ στα 17,6 βολτ.

Σύγκριση μεταξύ συμβατικής τεχνολογίας και τεχνολογίας MPPT

Εάν συνδέσουμε αυτό το ηλιακό πάνελ 130 watt σε μια μπαταρία χρησιμοποιώντας έναν ελεγκτή ηλιακής φόρτισης εκτός MPPT, τότε μπορούμε να πάρουμε ισχύ ίση με το προϊόν του ρεύματος του ηλιακού πλαισίου: 7,4 αμπέρ και τάση της μπαταρίας: 12 βολτ, και είναι περίπου 88,8 watt. Έτσι, έχουμε απώλεια 41 βατ (130-88,8 = 41,2 περίπου), αυτό οφείλεται σε κακή αντιστοιχία μεταξύ του ηλιακού συλλέκτη και της μπαταρίας. Έτσι, εάν χρησιμοποιούμε τον ελεγκτή ηλιακής φόρτισης MPPT, τότε μπορούμε να αυξήσουμε την αύξηση ισχύος κατά 20 έως 45%, αλλά πρωτίστως πρέπει να γνωρίζουμε για την τεχνολογία MPPT, η οποία χρησιμοποιείται στον ελεγκτή φόρτισης ηλιακού πλαισίου.

MPPT Solar Charge Controller

Η τεχνολογία MPPT είναι συνήθως μια ψηφιακή ηλεκτρονική παρακολούθηση που παρακολουθεί και συγκρίνει την τάση της μπαταρίας με την τάση του ηλιακού πάνελ έτσι ώστε να μπορεί να υπολογιστεί η καλύτερη ισχύς με την οποία μπορεί να φορτιστεί η μπαταρία χρησιμοποιώντας ηλιακό πάνελ. Παρατηρήστε ότι κατά τη φόρτιση της μπαταρίας λαμβάνονται υπόψη οι αμπέρ. Έτσι, για να λάβετε τα μέγιστα αμπέρ στην μπαταρία, η συγκριτική τάση μετατρέπεται στην καλύτερη τάση χρησιμοποιώντας σύγχρονη τεχνολογία MPPT με απόδοση μετατροπής 93 έως 97%.

Εργασία του MPPT Solar Charge Controller

Η τάση του ηλιακού συλλέκτη 17,6V στα 7,6Α μετατρέπεται κατά MPPT για να ταιριάζει με την μπαταρία 12V. Έτσι, η μπαταρία παίρνει 12V στα 10.8A κάνοντας τη συνολική ισχύ σχεδόν ίση με 130W. Για τη φόρτιση της μπαταρίας, μια υψηλή τάση βοηθά στην πίεση του ρεύματος. Στην πραγματικότητα, στην πράξη, η έξοδος του ελεγκτή ηλιακής φόρτισης MPPT ποικίλλει συνεχώς για τη λήψη των μέγιστων αμπέρ στην μπαταρία.

Το Power Point tracker είναι ένας μετατροπέας DC σε DC υψηλής συχνότητας που λαμβάνει είσοδο DC από τα ηλιακά πάνελ, στη συνέχεια μετατρέπει το DC σε AC υψηλής συχνότητας και, πάλι, το AC θα μετατραπεί ξανά σε διαφορετική τάση DC και ρεύμα για να ταιριάζει με ακρίβεια μπαταρίες και πάνελ. Γενικά τα MPPT λειτουργούν σε συχνότητα που κυμαίνεται από 20-80 kHz (πολύ υψηλό εύρος συχνοτήτων ήχου). Ως εκ τούτου, μπορούν να χρησιμοποιηθούν μετασχηματιστές υψηλής απόδοσης και μικρά εξαρτήματα για το σχεδιασμό αυτών των κυκλωμάτων υψηλής συχνότητας.

Εργασία του MPPT Solar Charge Controller

Τα μη ψηφιακά ή γραμμικά MPPTs είναι εύκολο και φθηνό στην κατασκευή σε σύγκριση με τα ψηφιακά MPPT. Όμως, κατά τη χρήση των γραμμικών MPPTs, παρόλο που η απόδοση βελτιώνεται λίγο, αλλά η συνολική απόδοση ποικίλλει σε ένα ευρύ φάσμα καθώς τα γραμμικά MPPTs χάνουν την παρακολούθηση τους σε ορισμένες περιπτώσεις. Για παράδειγμα, εάν ένα σύννεφο περνά πάνω από το γραμμικό κύκλωμα MPPT, τότε το γραμμικό κύκλωμα χρειάζεται περισσότερο χρόνο για να αναζητήσει το επόμενο καλύτερο σημείο.

Κύρια χαρακτηριστικά του MPPT Solar Charge Controller

• Ο ελεγκτής ηλιακού φορτίου MPPT χρησιμοποιείται για τη διόρθωση και την ανίχνευση διακυμάνσεων στα χαρακτηριστικά τάσης ρεύματος του ηλιακού πλαισίου και όπως φαίνεται στο παραπάνω σχήμα.
• Είναι απαραίτητο για οποιοδήποτε σύστημα ηλιακής ενέργειας που απαιτείται να τραβήξει μια μέγιστη ισχύ από τη φωτοβολταϊκή μονάδα καθώς αναγκάζει τη φωτοβολταϊκή μονάδα να λειτουργεί σε τάση κοντά στο μέγιστο σημείο ισχύος με τη λήψη της μέγιστης διαθέσιμης ισχύος.
• Χρησιμοποιώντας τον ελεγκτή ηλιακής φόρτισης MPPT, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ηλιακό πάνελ με έξοδο τάσης μεγαλύτερη από την τάση λειτουργίας του συστήματος μπαταριών.
• Η πολυπλοκότητα του συστήματος μπορεί να μειωθεί χρησιμοποιώντας τον ελεγκτή ηλιακής φόρτισης MPPT καθώς έχει υψηλή απόδοση.
• Μπορεί να εφαρμοστεί για χρήση με πολλαπλές πηγές ενέργειας, όπως στρόβιλοι νερού ή ανεμογεννήτριες κ.λπ. Η ισχύς εξόδου του ηλιακού συλλέκτη χρησιμοποιείται για τον έλεγχο Μετατροπέας DC-DC κατευθείαν.

MPPT Solar Charge Controller Ενσωματωμένο με LED Driver

Η πρόσφατη τάση του φωτισμού και του φωτισμού χρησιμοποιείται συχνά LED υψηλής φωτεινότητας που έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής με χαμηλό κόστος συντήρησης και υψηλή απόδοση, αλλά απαιτούν ένα πρόγραμμα οδήγησης ισχύος για τη διατήρηση σταθερού ρεύματος. Αυτό μπορεί να διευκολυνθεί από έναν μετατροπέα DC-DC step-up ή step-down. Το παρακάτω σχήμα δείχνει το διάγραμμα μπλοκ ενός ενσωματωμένου ελεγκτή ηλιακής φόρτισης μέγιστου σημείου ισχύος και προγράμματος οδήγησης LED ενσωματωμένου σε προγραμματιζόμενες συσκευές σε συσκευές Chip (PSoC), ελεγκτές, προγράμματα οδήγησης, αναλογικά και ψηφιακά περιφερειακά που χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση, τη ρύθμιση και τον έλεγχο του σήματος .

MPPT Solar Charge Controller Ενσωματωμένο με LED Driver

Η τεχνολογία MPPT είναι ευέλικτη και ισχυρή στη λήψη τάσης και ρεύματος από το ηλιακό πάνελ για να αναζητήσει την ισχύ αιχμής ρυθμίζοντας τα σήματα ελέγχου για να λειτουργήσει το ηλιακό πάνελ στην μέγιστη ισχύ του. Το σήμα ελέγχου που παράγεται από το PSoC χρησιμοποιείται στην οδήγηση α σύγχρονος μετατροπέας buck που μετατρέπει την ισχύ του ηλιακού συλλέκτη σε φόρτιση μπαταρίας. Το σύστημα είναι επίσης συνηθισμένο ελέγξτε τη φόρτιση της μπαταρίας επεξεργασίας και οδήγησης LED.

Ελπίζουμε ότι αυτό το άρθρο παρέχει μια σύντομη περιγραφή του προηγμένου ελεγκτή ηλιακής φόρτισης χρησιμοποιώντας τεχνολογία MPPT. Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τους ελεγκτές ηλιακών φορτιστών και τη λεπτομερή λειτουργία τους, μπορείτε να επικοινωνήσετε μαζί μας δημοσιεύοντας τα ερωτήματά σας στην παρακάτω ενότητα σχολίων.

Φωτογραφικές μονάδες:

• Εργασία του MPPT Solar Charge Controller από weiku
• MPPT Solar Charge Controller Ενσωματωμένο με LED Driver από σχεδιασμός ισχύος