Що таке MPPT контролери

Що таке MPPT контролери

8 бер, 2016 переглядів: 863 коментарів: 0

Якщо ви хочете збільшити вироблення енергії вашими сонячними батареями без додавання сонячних панелей, то вам потрібно замінити ваш сонячний контролер на контролер зі спостереженням за точкою максимальної потужності (MPPT)

Що таке MPPT контролери

Якщо ви хочете збільшити вироблення енергії вашими сонячними батареями без додавання сонячних панелей, то вам потрібно замінити ваш сонячний контролер на контролер зі спостереженням за точкою максимальної потужності (ТМП, MPPT) сонячної батареї. Такий контролер дозволить в більшості випадків збільшити виробництво електроенергії в порівнянні з ШІМ контролерами.


MPPT контролери з'явилися на ринку в кінці 80-х років. Поступово вони стали застосовуватися все ширше і ширше, і в майбутньому, швидше за все, всі контролери матимуть функцію стеження за ТМП сонячного модуля. Зараз на ринку з'явилися MPPT контролери з поліпшеною схемотехнікою, надійними електронними компонентами та з управлінням мікропроцесором.

У простих контролерів сонячний модулі підключаються до акумулятора безпосередньо, таким чином напруга їх вирівнюється. В реальності ж оптимальна напруга сонячної батареї майже завжди відрізняється від напруги на акумуляторі. Типовий 12В акумулятор вимагає для повного заряду підтримувати заряд при 14,4 протягом 2-4 годин. Ця стадія називається стадією абсорбції (насичення).

Якщо подивитися на типову вольт-амперну характеристику сонячної батареї, можна побачити, що вироблення енергії може бути збільшена, якщо контролер заряду буде стежити за точкою максимальної потужності сонячної батареї.

Типовий MPPT контролер постійно відстежує струм і напругу на сонячній батареї, перемножує їх значення і визначає пару струм-напруга, при яких потужність сонячної батареї буде максимальною. Вбудований процесор також стежить, на якій стадії заряду знаходиться акумулятор (наповнення, насичення, вирівнювання, підтримка) і на підставі цього визначає, який струм повинен подаватися в акумулятори. Одночасно процесор може давати команди на індикацію параметрів на табло (при наявності), зберігання даних, і т.п.

Точка максимальної потужності може обчислюватися різними способами. У найпростішому випадку контролер послідовно знижує напругу від точки холостого ходу до напруги на акумуляторі. Точка максимальної потужності буде знаходитися десь в проміжку між цими значеннями.

 

Положення ТМП залежить від декількох параметрів - від освітленості модуля, температури, різнорідності використовуваних модулів і т.д. Контролер періодично намагається трохи "відійти" від знайденої на попередній стадії точки в обидві сторони, і якщо потужність при цьому збільшується, то він переходить на роботу в цій точці. Теоретично, при пошуку ТМП втрачається трохи енергії, але ця втрата дуже незначна в порівнянні з тою додатковою енергією, яку забезпечує MPPT контролер.

Вбудований перетворювач постійного струму підтримує різну напругу на вході і виході контролера. Це схоже на роботу безступінчатої коробки передач в автомобілі, яка підтримує оптимальні оберти двигуна при різній швидкості руху автомобіля.

Кількість додатково отриманої енергії при використанні MPPT контролера важко однозначно визначити. Основними факторами, що впливають на додаткове вироблення. є температура і ступінь зарядженості акумуляторної батареї. Найбільша добавка до вироблення буде при низьких температурах модуля і розряджених батареях.

На малюнку показано, як може змінюватися напруга в точці максимальної потужності при різних температурах модуля. Чим гарячіший сонячне модуль, тим менше напруга на модулі і, відповідно, вироблення енергії сонячною батареєю. У якісь моменти точка максимальної потужності може бути нижче напруги на акумуляторі, і в цьому випадку ви не отримаєте ніякого виграшу у виробленні енергії в порівнянні з ШІМ контролером. Такий же вплив надає і часткове затінення сонячної батареї.

Тому зазвичай при використанні MPPT контролерів потрібно комутувати сонячні батареї на більш високу напругу. Більшість контролерів може відстежувати точку максимальної потужності в широких межах. Таке рішення також дозволить підвищити вироблення енергії сонячною батареєю при зниженій освітленості. Однак, не потрібно робити занадто велику різницю між вхідною і вихідною напругою, інакше ККД контролера падає.
Зниження втрат в проводах

Втрати в провідниках обчислюються за формулою

P = I*I x R

Таким чином, при зменшенні струму в 2 рази, втрати зменшуються в 4 рази. Якщо зменшити струм в 4 рази, то втрати зменшаться в 16 раз, і т.д. Якщо збільшити напругу з боку фотоелектричних модулів, то можна істотно зменшити втрати при тій же переданій потужності.
Коли доцільно застосовувати MPPT контролери?

Поточна ціна контролерів дозволяє ефективно їх застосовувати при потужності модулів від 200 Вт. Або якщо напруга вашого модуля нестандартна. Це дозволить збільшити вироблення вашої фотоелектричної системи без додавання фотоелектричних модулів. Якщо ви не використовуєте MPPT контролер, то ви можете розглядати недобір енергії від СБ як втрату частини ваших інвестицій в сонячні батареї.

Слід зауважити, що всі сучасні мережеві фотоелектричні інвертори використовують стеження за точкою максимальної потужності сонячних батарей.

Посилання на публікацію: http://ishop.sutem.com.ua/articles/topics/solar_energy/mppt

повязані публікації

 

Коментарі