Înțelegerea încărcătorului solar MPPT

Aici încercăm să înțelegem conceptul real de circuit al controlerelor de încărcător solar de tip MPPt și să aflăm cum funcționează aceste dispozitive.

Ce este MPPT

MPPT înseamnă Maximum Tracking Point Tracking, un concept de încărcător special conceput și conceput pentru a obține o exploatare puternică a energiei solare.

Panourile solare sunt dispozitive excelente, deoarece ne permit să valorificăm energia electrică liberă de la soare, însă dispozitivele actuale nu sunt foarte eficiente cu ieșirile lor. După cum știm cu toții, ieșirea din panoul solar depinde direct de razele incidente ale soarelui, atâta timp cât aproape perpendicular pe acesta oferă o eficiență bună, care continuă să se deterioreze cu razele înclinate sau cu poziția soarelui scufundată.

Cele de mai sus sunt, de asemenea, afectate de condiții acoperite.

Mai mult, o ieșire a panoului solar este asociată cu niveluri de tensiune incoerente care necesită o reglare adecvată pentru a opera sarcina care este în mod normal o baterie cu plumb acid.

Bateriile cu plumb acid sau orice fel de baterie încărcabilă vor necesita o intrare nominală corespunzător, astfel încât să nu se deterioreze și să se încarce optim. Pentru aceasta, în mod normal, implicăm un controler de încărcător între panoul solar și baterie.

Deoarece tensiunea panoului solar nu este niciodată constantă și scade odată cu scăderea luminii solare, curentul de la panoul solar devine și mai slab pe măsură ce intensitatea luminii solare devine mai slabă.

În condițiile de mai sus, dacă panoul solar suferă orice fel de încărcare directă, curentul său ar scădea în continuare, producând ieșiri ineficiente.

Cu alte cuvinte, eficiența unui panou este maximă când tensiunea sa este aproape de valoarea nominală specificată. Prin urmare, ca exemplu, un panou solar de 18V va funcționa cu eficiență maximă atunci când este operat la 18V.

Și în cazul în care lumina soarelui devine mai slabă și tensiunea de mai sus scade cu 16V, totuși am putea să o acționăm cu o eficiență maximă dacă am putea păstra intacte 16V volți și obținem ieșirea fără a afecta sau a scădea această tensiune.

Graficul de mai jos sugerează de ce și cum un panou solar produce o eficiență maximă atunci când i se permite să funcționeze la tensiunea de ieșire maximă circumstanțială.

Care este punctul maxim de putere sau punctul de genunchi

Controlerele obișnuite ale încărcătorului solar reglează numai tensiunea panoului solar și o fac adecvată pentru încărcarea bateriei conectate, însă acestea nu realizează corect reglarea panoului.

Regulatorul de încărcare convențional care utilizează circuite integrate liniare pentru reglementări nu poate împiedica încărcarea panoului solar direct de bateria conectată sau de invertor sau orice altceva poate fi conectat ca sarcină.

Situația de mai sus tinde să scadă tensiunea panoului solar în consecință, făcând utilizarea sa ineficientă, deoarece acum panoul este restricționat să producă cantitatea nominală de curent până la sarcină.

Deci, de ce aceste încărcătoare de regulator liniare sau PWM nu pot evita încărcarea panoului solar, în ciuda faptului că sunt extrem de avansate, exacte și corecte cu operațiunile lor? Cum funcționează încărcătoarele MPPT reale?

Răspunsul la problemele de mai sus nu este abordat nicăieri în mod cuprinzător pe net, prin urmare am considerat că este necesar să furnizez o explicație aprofundată cu privire la diferența dintre controlerele obișnuite ale încărcătorului și MPPT-ul real.

Revenind la întrebarea de mai sus, răspunsul constă în faptul că în încărcătoarele cu regulator liniar sarcina este conectată direct cu panoul, fără o etapă intermediară de tampon, provocând transferul și disiparea ineficiente a puterii.

În timp ce la driverele MPPT, sarcina este conectată printr-un convertor intermediar Buck Boost, care modifică în mod eficient condițiile de putere la sarcină în funcție de puterea soarelui pe panou, asigurând încărcarea minimă a panoului și livrarea maximă a puterii la sarcină.

Practic, MPPT-urile au fost dezvoltate pentru a se asigura că puterea netă de intrare a fost livrată în mod constant la sarcina de ieșire, indiferent de compatibilitatea încărcării cu panoul.

Cum Buck Boost Topology ajută controlerele MPPT să maximizeze eficiența

Acest lucru se realizează în primul rând cu ajutorul unei tehnologii de urmărire BPS boost.

Prin urmare, putem spune că este Tehnologie SMPS Buck Boost care formează osul spate al tuturor proiectelor MPPT și oferă o opțiune extrem de eficientă de configurare a reglării puterii și a alimentării dispozitivelor.

În controlerele încărcătorului MPPT, tensiunea panoului solar este mai întâi convertită într-o tensiune pulsatorie echivalentă cu frecvența înaltă.

Această tensiune este aplicată în primarul unui transformator de ferită compact bine dimensionat, care generează nivelul necesar de curent la înfășurarea sa secundară, potrivindu-se cu rata de încărcare specificată a bateriei.

Cu toate acestea, este posibil ca tensiunea să nu se potrivească cu tensiunea de încărcare a bateriei, prin urmare aici este încorporat un regulator liniar obișnuit pentru fixarea corectă a nivelului de tensiune.

Odată cu configurarea de mai sus, bateria rămâne complet izolată de panoul solar și se încarcă eficient chiar și în condiții meteorologice nefavorabile, deoarece acum panoul solar este permis să funcționeze fără a afecta sau scăpa tensiunea instantanee disponibilă în orice condiție dată.

Acest lucru ajută la implementarea efectului urmărit al punctului de putere maximă, care nu este altceva decât să permită panoului să funcționeze sub o încărcare minimă, asigurându-se totuși că sarcina conectată primește puterea completă necesară pentru performanța sa optimă.

Ar fi interesant să știm cum un SMPS împiedică panoul sau orice sursă să fie încărcate direct de încărcare.

Secretul stă la baza utilizării tehnologiei feritei. Transformatoarele de ferită sunt dispozitive magnetice extrem de eficiente care se satură eficient pentru a genera o conversie eficientă de la intrare la ieșire.

Luați exemplul unei surse de alimentare obișnuite a transformatorului cu miez de fier de 2 A și a unui SMPS de 2 amp. Dacă încărcați cei doi omologi cu curent complet, care este cu 2 amp, veți găsi tensiunea miezului de fier scăzând substanțial, în timp ce tensiunea SMPS scade doar marginal sau mai degrabă neglijabil .... deci acesta este secretul din spatele eficacității unui MPPT bazat pe SMPS în comparație cu un controler de încărcător MPPT liniar bazat pe IC.