کنترلر خورشیدی MPPT&PWM

1. کنترل کننده فتوولتائیک و نقش کنترل کننده فتوولتائیک چیست؟

در شرایط روشنایی، چراغ های خیابانی خورشیدی انرژی خورشیدی را از طریق پنل های خورشیدی به الکتریسیته تبدیل کرده و آن را در باتری ذخیره می کنند.در صورت نیاز، انرژی باتری به انرژی نور تبدیل می شود تا نور را به شب بیاورد و برای رسیدن به همه اینها به یک پیکربندی ناچیز اما مهم نیز نیاز دارید، یعنی کنترل کننده فتوولتائیک.

نام کامل کنترلر خورشیدی، کنترل کننده شارژ و دشارژ فتوولتائیک است که یک دستگاه کنترل اتوماتیک برای کنترل آرایه سلول خورشیدی برای شارژ باتری و باتری برای تغذیه بار اینورتر خورشیدی در سیستم تولید برق فتوولتائیک است.

این می تواند شرایط کنترل را با توجه به ویژگی های شارژ و دشارژ باتری تنظیم کند، توان خروجی اجزای سلول خورشیدی و باتری را به بار کنترل کند، وضعیت کار نیروگاه را تثبیت کند و از باتری محافظت کند، که می تواند از باتری از شارژ بیش از حد، عملکرد ضد اتصال معکوس و ضد اتصال کوتاه.

2. کنترل کننده های فتوولتائیک رایج چه دسته هایی هستند؟

کنترل‌کننده‌های شارژ فتوولتائیک را می‌توان به پنج نوع تقسیم کرد: کنترل‌کننده فتوولتائیک شنت، کنترل‌کننده فتوولتائیک سری، کنترل‌کننده فتوولتائیک مدولاسیون عرض پالس (PWM)، کنترل‌کننده فتوولتائیک هوشمند و کنترل‌کننده فتوولتائیک ردیابی حداکثر توان (MPPT).معمولا از PWM و MPPT استفاده می شود.

3. PWM و MPPT چیست؟

PWM و MPPT دو کنترلر حالت شارژ متفاوت برای شارژ خورشیدی هستند که می توانند برای شارژ باتری با جریان تولید شده توسط ماژول خورشیدی استفاده شوند.هر دو فناوری به طور گسترده در سیستم‌های خورشیدی خارج از شبکه استفاده می‌شوند و هر دو به خوبی برای شارژ کارآمد باتری‌ها کار می‌کنند.انتخاب یک کنترلر PWM یا MPPT صرفاً بر اساس این نیست که کدام روش شارژ "بهتر" است، بلکه بر اساس این است که کدام نوع کنترلر در سیستم شما بهتر عمل می کند.

PWM: مدولاسیون عرض پالس (PWM)

مدولاسیون عرض پالس (PWM) به خروجی دیجیتال ریزپردازنده برای کنترل مدار آنالوگ اشاره دارد که روشی برای کدگذاری دیجیتال سطح سیگنال آنالوگ است.با کنترل دیجیتال مدارهای آنالوگ می توان هزینه و توان مصرفی سیستم را تا حد زیادی کاهش داد.بسیاری از میکروکنترلرها شامل کنترلرهای PWM هستند.

کنترل کننده اولیه به طور کلی این است، ساختار الکتریکی نسبتاً ساده است، از یک کلید اصلی برق، یک خازن، یک درایو و یک مدار حفاظتی تشکیل شده است، در واقع معادل یک سوئیچ، جزء و باتری به هم متصل هستند، ولتاژ قطعه به سمت پایین کشیده می شود تا به ولتاژ بسته باتری نزدیک شود.این کنترلر سه مرحله شارژ یعنی شارژ قوی، شارژ متعادل و شارژ شناور را اتخاذ می کند.

① شارژ قوی: شارژ مستقیم نیز نامیده می شود، یعنی شارژ سریع، زمانی که ولتاژ باتری کم است، باتری با جریان بالا و ولتاژ نسبتا بالا شارژ می شود.

شارژ متعادل: پس از پایان شارژ قوی، باتری برای مدتی می ایستد، تا زمانی که ولتاژ به طور طبیعی به مقدار مشخصی کاهش یابد، وارد حالت شارژ متعادل می شود، به طوری که ولتاژ انتهای باتری یکنواخت و ثابت می شود.

③ پس از پایان شارژ متعادل، باتری همچنان برای مدتی ایستاده است، به طوری که ولتاژ پایان آن به طور طبیعی کاهش می یابد، زمانی که به نقطه "ولتاژ تعمیر و نگهداری" می رسد، وارد وضعیت شارژ شناور، PWM می شود. مدولاسیون عرض پالس) روش شارژ، شبیه به "شارژ قطره ای"، ولتاژ باتری در شارژ کم است، یک رشته برای جلوگیری از دمای باتری همچنان افزایش می یابد، پس از تنظیم عرض پالس برای کاهش جریان شارژ باتری، به طوری که باتری زندگی طولانی تر است

کنترلر این حالت شارژ می تواند مشکل شارژ ناکافی باتری را حل کند و عمر باتری را تضمین کند.با این حال، باید توجه داشت که راندمان شارژ کنترلر PWM تحت تأثیر دما قرار می گیرد و راندمان شارژ زمانی بهترین است که دمای سلول خورشیدی در حدود 45 تا 75 درجه سانتیگراد باشد.

MPPT: حداکثر توان ردیابی (MPPT)

برای درک تفاوت بین شارژ PWM و MPPT، ابتدا به منحنی قدرت پانل های فتوولتائیک نگاه می کنیم.منحنی قدرت مهم است زیرا تولید برق مورد انتظار پانل فتوولتائیک را نشان می دهد.ولتاژ ("V") و جریان ("I") تولید شده توسط پنل فتوولتائیک.ولتاژی که بیشترین توان را تولید می کند «نقطه حداکثر توان» نامیده می شود.MPPT بسته به شرایط نوری به صورت پویا تغییرات را در طول روز ردیابی می کند.P=U*I (P توان تولید شده توسط پنل های فتوولتائیک است)

منحنی قدرت پانل فتوولتائیک

این کنترلر پیچیده تر است، هزینه آن نیز کمی بالاتر است، قیمت آن معمولا چندین برابر یا حتی ده ها برابر کنترل کننده PWM است، می تواند ولتاژ ورودی را تنظیم کند، به طوری که بتواند حداکثر انرژی را از پنل خورشیدی دریافت کند.

① شارژ محدود کننده جریان MPPT: هنگامی که ولتاژ ترمینال باتری بسیار کم است، از روش شارژ MPPT برای پمپ کردن توان خروجی پنل خورشیدی به انتهای باتری استفاده می شود، زمانی که شدت نور قوی است، قدرت خروجی پنل خورشیدی افزایش می یابد. ، جریان شارژ به آستانه می رسد و شارژ MPPT پایان می یابد و به شارژ جریان ثابت منتقل می شود.هنگامی که شدت نور ضعیف باشد، به حالت شارژ MPPT منتقل می شود.

2 ولتاژ ثابت شارژ برابر: باتری در حالت شارژ MPPT و سوئیچ رایگان حالت شارژ جریان ثابت، با یکدیگر همکاری می کنند تا ولتاژ باتری به ولتاژ اشباع برسد، وارد مرحله شارژ برابر با ولتاژ ثابت می شود، با جریان شارژ باتری به تدریج کاهش می یابد، به 0.01 درجه سانتیگراد، این مرحله شارژ پایان می یابد و وارد مرحله شارژ شناور می شود.

(3) شارژ شناور ولتاژ ثابت: برای شناور کردن باتری با ولتاژ کمی کمتر از شارژ ولتاژ ثابت، این مرحله عمدتاً برای تکمیل انرژی جنبشی مصرف شده توسط خود تخلیه باتری استفاده می شود.

4. مقایسه بین PWM و MPPT

مقایسه بین این دو به سادگی در یک جدول انجام می شود

در مقایسه با کنترلر PWM، کنترل کننده MPPT دارای عملکرد ردیابی حداکثر توان است، قبل از اینکه باتری به حالت اشباع نرسد، در طول دوره شارژ، برای اطمینان از اینکه پنل خورشیدی همیشه در حداکثر توان خروجی است، تحت تاثیر قرار نمی گیرد. دما، از بازده شارژ، به طور طبیعی بالاتر از PWM است.علاوه بر این، کنترلر PWM فقط با ولتاژ مربوطه قابل استفاده است، مانند پانل سیستم 12 ولت فقط با کنترلر 12 ولت و باتری، مناسب برای برخی از سیستم های کوچک خارج از شبکه زیر 2 کیلو وات، ساختار ساده، اتصال کاربر راحت و نسبتاً مناسب است. ارزان قیمت.

و کنترل کننده MPPT از فضا برای بزرگتر شدن استفاده می کند، در شرایط عادی، ولتاژ پانل خورشیدی بین 12 ولت ~ 170 ولت قابل استفاده است، ولتاژ باتری 12 تا 96 ولت قابل تنظیم، قابل استفاده برای قوی تر، مناسب برای بیش از 2 کیلو وات سیستم بزرگ خارج از شبکه، راندمان بالا، پیکربندی جزء انعطاف پذیرتر است.