MPPT Solar Şarj Cihazını Anlamak

Burada MPPt tipi solar şarj kontrol cihazlarının gerçek devre konseptini anlamaya ve bu cihazların nasıl çalıştığını öğrenmeye çalışıyoruz.

MPPT nedir

MPPT, yüksek verimli güneş enerjisi tesisatı elde etmek için özel olarak tasarlanmış ve tasarlanmış bir şarj cihazı konsepti olan Maksimum Güç Noktası İzleme anlamına gelir.

Güneş panelleri, güneşten gelen bedava elektrik enerjisini kullanmamızı sağladıkları için mükemmel cihazlardır, ancak mevcut cihazlar çıktıları ile çok verimli değildir. Hepimizin bildiği gibi, güneş panelinden elde edilen çıktı doğrudan güneşin gelen ışınlarına bağlıdır, buna yakın dikey olduğu sürece iyi bir verimlilik sağlar ve bu da eğimli ışınlar veya batan güneş konumu ile bozulmaya devam eder.

Yukarıdakiler de bulutlu koşullardan etkilenir.

Ayrıca bir güneş paneli çıkışı, normalde bir kurşun asit batarya olan yükü çalıştırmak için uygun düzenlemeye ihtiyaç duyan tutarsız voltaj seviyeleri ile ilişkilidir.

Kurşun asitli piller veya her türlü şarj edilebilir pil, zarar görmemesi ve en iyi şekilde şarj olması için uygun şekilde derecelendirilmiş bir giriş gerektirir. Bunun için normalde güneş paneli ile batarya arasında bir şarj cihazı kontrolörü bulundururuz.

Bir güneş paneli voltajı asla sabit olmadığından ve düşen güneş ışığı ile düştüğü için, güneş panelinden gelen akım da güneş ışığı yoğunluğu zayıfladıkça zayıflar.

Yukarıdaki koşullarda, güneş paneli doğrudan herhangi bir yüke maruz kalırsa, akımı daha da düşerek verimsiz çıktılar üretecektir.

Diğer bir deyişle, bir panelin verimi, voltajı belirtilen nominal değere yakın olduğunda maksimumdur. Bu nedenle örnek olarak 18V'luk bir güneş paneli 18V'de çalıştırıldığında maksimum verimlilikle çalışacaktır.

Ve güneş ışığının zayıflaması ve yukarıdaki voltajın 16V demek için düşmesi durumunda, yine de 16V volt'u sağlam tutabilir ve bu voltajı etkilemeden veya düşürmeden çıkışı elde edebilirsek, maksimum verimlilikle çalıştırabiliriz.

Aşağıda verilen grafik, bir güneş panelinin maksimum çevresel voltaj çıkışında çalışmasına izin verildiğinde neden ve nasıl maksimum verimlilik ürettiğini göstermektedir.

Maksimum Güç Noktası veya Diz noktası nedir

Sıradan solar şarj cihazı kontrolörleri sadece güneş paneli voltajını düzenler ve bağlı olan bataryayı şarj etmeye uygun hale getirir, ancak bunlar panel düzenlemesini doğru şekilde gerçekleştirmez.

Düzenlemeler için doğrusal IC'leri kullanan geleneksel şarj regülatörü, güneş panelinin doğrudan bağlı batarya veya invertör tarafından yüklenmesini engelleyemez veya yük olarak herhangi bir şekilde bağlanabilir.

Yukarıdaki durum, güneş paneli voltajını buna göre düşürme eğilimindedir, bu da kullanımını verimsiz hale getirir, çünkü artık panelin yüke nominal akım miktarını üretmesi kısıtlanmıştır.

Öyleyse neden bu doğrusal veya PWM regülatör şarj cihazları son derece gelişmiş, doğru ve operasyonları ile doğru olmasına rağmen güneş panelinin yüklenmesini engelleyemiyor? Gerçek MPPT şarj cihazları nasıl çalışır?

Yukarıdaki sorunların cevabı hiçbir yerde ağda kapsamlı bir şekilde ele alınmadı, bu nedenle sıradan şarj cihazı denetleyicileri ile gerçek MPPT arasındaki farkla ilgili derinlemesine bir açıklama sağlamanın gerekli olduğunu düşündüm.

Yukarıdaki soruya geri dönersek, cevap, lineer regülatör şarj cihazlarında yükün, ara tampon aşaması olmaksızın doğrudan panele bağlı olması ve verimsiz güç aktarımı ve dağılımına neden olması gerçeğinde yatmaktadır.

MPPT sürücülerinde ise yük, paneldeki güneş ışığı gücüne bağlı olarak güç koşullarını yüke verimli bir şekilde değiştiren, panelin minimum yüklemesini ve yüke maksimum güç iletimini sağlayan bir ara Buck Boost dönüştürücü ile bağlanır.

Temel olarak MPPT'ler, panel ile yük uyumluluğuna bakılmaksızın, net giriş watt değerinin sürekli olarak çıkış yüküne iletilmesini sağlamak için geliştirilmiştir.

Buck Boost Topolojisi, MPPT Denetleyicilerin Verimliliği En Üst Düzeye Çıkarmasına Nasıl Yardımcı Olur?

Bu, öncelikle bir SMPS parası artırma teknolojisi izleme yardımıyla elde edilir.

Bu nedenle, bunun SMPS buck boost teknolojisi tüm MPPT tasarımlarının omurgasını oluşturan ve son derece verimli bir güç regülasyonu yapılandırma ve aygıtları besleme seçeneği sağladı.

MPPT şarj kontrol cihazlarında, güneş paneli voltajı önce yüksek frekanslı eşdeğer titreşimli voltaja dönüştürülür.

Bu voltaj, pilin belirtilen şarj oranına uygun olarak ikincil sargısında gerekli akım seviyesini üreten, iyi boyutlandırılmış bir kompakt ferrit transformatörün primerine uygulanır.

Ancak voltaj, akü şarj voltajıyla eşleşmeyebilir, bu nedenle burada voltaj seviyesini doğru bir şekilde sabitlemek için sıradan bir doğrusal regülatör dahil edilmiştir.

Yukarıdaki kurulumla pil, güneş panelinden tamamen izole edilmiş durumda kalır ve kötü hava koşullarında bile verimli bir şekilde şarj olur, çünkü artık güneş panelinin herhangi bir koşul altında mevcut anlık voltajını etkilemeden veya düşürmeden çalışmasına izin verilir.

Bu, amaçlanan maksimum güç noktası izleme efektinin uygulanmasına yardımcı olur; bu, panelin minimum yük altında çalışmasına izin verirken, ancak bağlı yükün optimum performansı için gereken tam gücü almasını sağlar.

Bir SMPS'nin panelin veya herhangi bir kaynağın doğrudan yük tarafından yüklenmesini nasıl engellediğini bilmek ilginç olurdu.

Sır, ferrit teknolojisinin kullanılmasının arkasında yatıyor. Ferrit transformatörleri, girdiden çıktıya verimli bir dönüşüm oluşturmak için etkili bir şekilde doyurulan son derece verimli manyetik cihazlardır.

Sıradan bir 2 amperlik demir çekirdekli transformatör güç kaynağı ve 2 amperlik bir SMPS örneğini ele alalım. İki emsali 2 amperli tam akımla yüklerseniz, demir çekirdek geriliminin önemli ölçüde düştüğünü, SMPS geriliminin ise sadece marjinal veya ihmal edilebilir bir şekilde düştüğünü göreceksiniz ... bu yüzden SMPS tabanlı bir MPPT'nin etkinliğinin arkasındaki sır bu doğrusal bir IC tabanlı MPPT şarj kontrol cihazına kıyasla.