Cantitatea necesară de energie electrică crește rapid odată cu creșterea populației și dezvoltarea tehnologiei. Există căi pentru generând energie electrică folosind surse de energie regenerabile și neregenerabile. Avantajele multiple ale energiei solare sunt factorii cheie din spatele utilizării energiei solare în diferite scopuri. Poate fi folosit pentru generarea de energie electrică cu ajutorul panourilor solare și pentru stocarea energiei electrice prin încărcarea bateriilor sau alimentarea cu sarcini. Tehnologia de urmărire a punctelor de putere maximă (MPPT) este cea mai eficientă metodă printre diferitele regulatoare de încărcare solară, cum ar fi comenzile simple în 1 sau 2 etape, controlul PWM și controlerul de încărcare MPPT.

Controler de încărcare solară

Ce este controlerul de încărcare solar

În primul rând, luați în considerare un controler de încărcare solară care nu este MPPT și nu vă confundați cu panoul solar de urmărire solară și controlerul de încărcare solară. panou solar de urmărire solară este folosit pentru a urmări soarele prin montarea panoului solar pe o placă de motor, astfel încât energia solară maximă să poată fi utilizată în timpul zilei. Prin utilizarea acestui sistem de urmărire solară a panourilor solare, putem crește producția cu 15% iarna și cu 35% vara. Figura de suflare arată schema bloc a panoului solar de urmărire solară care constă dintr-un panou solar fals, un circuit de alimentare, un microcontroler pentru controlul driverului ULN2003A și un motor pas cu pas pentru rotirea panoului solar.

Diagrama bloc a panoului solar de urmărire solară de Edgefxkits.com

Diagrama bloc a controler de încărcare solară este format din diferite blocuri: panoul solar care produce energie electrică folosind energia solară o încărcare pentru pornirea și oprirea încărcării un comutator de încărcare pentru conectarea sau deconectarea încărcării un indicator pentru indicarea bateriei pentru stocarea energiei și un comparator pentru compararea și generarea semnalelor de control . Controlerul de încărcare al panoului solar este controlat de un mecanism de încărcare pentru a proteja bateriile de condiții sub sarcină, suprasarcină și descărcare profundă. Un set de LED-uri verzi și roșii sunt utilizate pentru a indica starea complet încărcată și, respectiv, starea de descărcare sub sau peste sau, respectiv, profundă. În cazul indicației LED-urilor roșii, circuitul controlerului de încărcare solară este format din MOSFET, care este utilizat ca întrerupător cu semiconductor de putere pentru a opri sarcina în timpul unei supraîncărcări sau a unei baterii slabe.

Diagrama bloc a controlerului de încărcare solară de Edgefxkits.com

De ce folosim tehnologia MPPT?

Aici, chiar dacă un controler de încărcare solară non-MPPT poate facilita protecția bateriilor împotriva condițiilor de încărcare nedorite, dar nu poate crește eficiența sistemului. În general, panourile fotovoltaice sunt construite pentru 12V și sunt utilizate pentru a pune ieșirea în intervalul 16 - 18V. Dar valoarea reală a bateriilor de 12V este cuprinsă între 10,5 și 12,7V pe baza stării de încărcare. Luați în considerare un panou solar cu o tensiune și un curent de 130 watt, să presupunem că valoarea curentă este de 7,39 amperi la 17,6 volți.

Comparație între tehnologia convențională și MPPT

Dacă conectăm acest panou solar de 130 de wați la o baterie utilizând un controler de încărcare solar non-MPPT, atunci putem obține o putere egală cu produsul curentului panoului solar: 7,4 amperi și tensiunea bateriei: 12 volți, și are aproximativ 88,8 wați. Astfel, obținem o pierdere de 41 de wați (130-88,8 = 41,2 aproximativ), acest lucru se datorează unei potriviri slabe între panoul solar și baterie. Deci, dacă folosim controlerul de încărcare solară MPPT, atunci putem crește câștigul de putere cu 20 până la 45%, dar în primul rând trebuie să știm despre tehnologia MPPT, care este utilizată în controlerul de încărcare al panoului solar.

Controler de încărcare solar MPPT

Tehnologia MPPT este de obicei o urmărire electronică digitală care urmărește și compară tensiunea bateriei cu tensiunea panoului solar, astfel încât să se poată calcula cea mai bună putere la care bateria poate fi încărcată folosind panoul solar. Observați că în timpul încărcării bateriei sunt luate în considerare amperele. Deci, pentru a obține amperi maximi în baterie, tensiunea comparată este convertită în cea mai bună tensiune utilizând tehnologia modernă MPPT cu eficiență de conversie de 93 până la 97%.

Funcționarea controlerului de încărcare solar MPPT

Tensiunea panoului solar 17,6V la 7,6A este convertită de MPPT pentru a se potrivi cu bateria de 12V. Astfel, bateria primește 12V la 10.8A, puterea totală fiind aproape egală cu 130W. Pentru încărcarea bateriei, o tensiune ridicată ajută la forțarea curentului. De fapt, practic, ieșirea controlerului de încărcare solară MPPT variază continuu pentru a obține amperi maximi în baterie.

Power point tracker este un convertor de curent continuu în frecvență înaltă care preia intrarea de curent continuu de la panourile solare, apoi convertește curent continuu în curent alternativ de înaltă frecvență și, din nou, curentul alternativ va fi convertit înapoi într-o tensiune continuă diferită și un curent care să se potrivească cu baterii și panouri. În general, MPPT-urile funcționează la o frecvență cuprinsă între 20-80 kHz (frecvență audio foarte mare). Prin urmare, transformatoare de înaltă eficiență și componente mici pot fi utilizate pentru a proiecta aceste circuite de înaltă frecvență.

Funcționarea controlerului de încărcare solar MPPT

MPPT-urile non-digitale sau liniare sunt ușor și ieftin de construit în comparație cu MPPT-urile digitale. Dar, în timp ce utilizați MPPT-urile liniare, chiar dacă eficiența se îmbunătățește puțin, dar eficiența generală variază într-o gamă largă, deoarece MPPT-urile liniare își pierd urmărirea în unele cazuri. De exemplu, dacă un nor trece peste circuitul MPPT liniar, atunci circuitul liniar necesită mai mult timp pentru a căuta următorul punct cel mai bun.

Caracteristici majore ale controlerului de încărcare solar MPPT

Regulatorul de încărcare solară MPPT este utilizat pentru corectarea și detectarea variațiilor caracteristicilor curent-tensiune ale panoului solar și așa cum se arată în figura de mai sus.
Este necesar ca orice sistem de energie solară necesar să extragă o putere maximă din modulul FV, deoarece forțează modulul FV să funcționeze la o tensiune apropiată de punctul maxim de putere pentru a obține puterea maximă disponibilă.
Prin utilizarea regulatorului de încărcare solară MPPT, putem utiliza panoul solar cu o tensiune de ieșire mai mare decât tensiunea de funcționare a sistemului de baterii.
Complexitatea sistemului poate fi redusă prin utilizarea controlerului de încărcare solară MPPT, deoarece are o eficiență ridicată.
Poate fi aplicat pentru utilizarea cu mai multe surse de energie, cum ar fi turbine de apă sau turbine eoliene, etc. Puterea de ieșire a panoului solar este utilizată pentru control Convertor DC-DC direct.

Controler de încărcare solar MPPT integrat cu driver LED

Tendința recentă în iluminare și iluminare se folosește frecvent LED-uri cu luminozitate ridicată care au o durată de viață lungă, cu un cost de întreținere redus și o eficiență ridicată, dar necesită un driver de alimentare pentru a menține curentul constant. Acest lucru poate fi facilitat de un convertor DC-DC step-up sau step-down. Figura de mai jos prezintă schema bloc a unui controler integrat de încărcare solară de urmărire a punctului de putere maximă și a unui driver LED construit pe sisteme programabile pe chip (PSoC), controlere, drivere, periferice analogice și digitale sunt utilizate pentru măsurarea, condiționarea și controlul semnalului .

Controler de încărcare solar MPPT integrat cu driver LED

Tehnologia MPPT este flexibilă și puternică în preluarea tensiunii și curentului de la panoul solar pentru a căuta puterea de vârf prin ajustarea semnalelor de control pentru a opera panoul solar la puterea sa maximă. Semnalul de control generat de PSoC este utilizat la conducerea unui convertor Buck sincron care convertește energia panoului solar pentru a încărca bateria. De asemenea, sistemul este obișnuit controlează încărcarea bateriei Procesați și conduceți LED-urile.

“ce face un atenuator ”

Sperăm că acest articol va oferi o scurtă descriere a controlerului de încărcare solară avansat care utilizează tehnologia MPPT. Pentru mai multe informații despre controlerele încărcătorului solar și despre funcționarea detaliată a acestora, ne puteți contacta postând întrebările dvs. în secțiunea de comentarii de mai jos.

Credite foto: