Množství potřeby elektrické energie rychle roste s populačním růstem a technologickým rozvojem. Existují způsoby, jak generování elektrické energie využívání obnovitelných a neobnovitelných zdrojů energie. Několik výhod solární energie jsou klíčové faktory využívající sluneční energii k různým účelům. Může být použit pro výrobu elektrické energie pomocí solárních panelů a pro skladování elektrické energie nabíjením baterií nebo napájením do zátěží. Technologie sledování maximálního energetického bodu (MPPT) je nejúčinnější metodou mezi různými regulátory solárního nabíjení, jako jsou jednoduché 1 nebo 2 stupňové ovladače, řízení PWM a regulátor nabíjení MPPT.

Regulátor solárního nabíjení

Co je regulátor solárního nabíjení

Zvažte především solární regulátor nabíjení, který není MPPT, a nenechte se zmást solárním panelem se sledováním slunce a regulátorem solárního nabíjení. The sluneční sledovací solární panel se používá ke sledování slunce montáží solárního panelu na desku motoru tak, aby bylo možné během dne využívat maximální sluneční energii. Použitím tohoto solárního systému pro sledování slunce můžeme zvýšit výkon o 15% v zimě a 35% v létě. Obrázek ukazuje blokové schéma solárního panelu pro sledování slunce, které se skládá z fiktivního solárního panelu, napájecího obvodu, mikrokontroléru pro ovládání ovladače ULN2003A a krokového motoru pro otáčení solárního panelu.

Blokové schéma solárního panelu pro sledování slunce od Edgefxkits.com

Blokové schéma regulátor solárního nabíjení skládá se z různých bloků: solární panel, který vyrábí elektrickou energii pomocí solární energie, nabíjení pro zapnutí a vypnutí nabíjení, spínač zátěže pro připojení nebo odpojení zátěže, indikátor pro indikační účely baterie pro skladování energie a komparátor pro porovnávání a generování řídicích signálů . Regulátor nabíjení solárního panelu je řízen nabíjecím mechanismem, který chrání baterie před nedostatečným nabitím, přetížením a hlubokým vybitím. Sada zelených a červených LED se používá k indikaci plně nabitého stavu, respektive stavu pod nebo nad nebo hlubokého vybití. V případě indikace červených LED diod se obvod regulátoru solárního nabíjení skládá z MOSFET, který se používá jako výkonový polovodičový spínač k vypnutí zátěže během přetížení nebo stavu vybité baterie.

Blokové schéma regulátoru solárního nabíjení od Edgefxkits.com

Proč používáme technologii MPPT?

Zde, i když solární regulátor nabíjení, který není MPPT, může usnadnit ochranu baterií před nežádoucími podmínkami nabíjení, ale není schopen zvýšit účinnost systému. FV panely jsou obecně konstruovány pro napětí 12V a používají se k uvedení výstupu v rozsahu 16 až 18V. Skutečná hodnota 12 V baterií je ale v rozsahu 10,5 až 12,7 V na základě stavu nabití. Zvažte solární panel s jmenovitým výkonem 130 W při konkrétním napětí a proudu, předpokládejme, že jmenovitý proud je 7,39 ampérů při 17,6 voltech.

Srovnání mezi konvenční technologií a technologií MPPT

Pokud tento solární panel s výkonem 130 W připojíme k baterii pomocí solárního regulátoru nabíjení, který není MPPT, můžeme získat výkon, který se rovná součinu proudu solárního panelu: 7,4 ampérů a napětí baterie: 12 voltů, a je asi 88,8 wattů. Získáme tedy ztrátu 41 wattů (přibližně 130-88,8 = 41,2), což je způsobeno špatnou shodou mezi solárním panelem a baterií. Pokud tedy používáme solární regulátor nabíjení MPPT, můžeme zvýšit energetický zisk o 20 až 45%, ale především musíme vědět o technologii MPPT, která se používá v regulátoru nabíjení solárního panelu.

Regulátor solárního nabíjení MPPT

Technologie MPPT je obvykle digitální elektronické sledování, které sleduje a porovnává napětí baterie s napětím solárního panelu tak, aby bylo možné zjistit nejlepší výkon, při kterém lze baterii nabít pomocí solárního panelu. Všimněte si, že při nabíjení baterie jsou zohledněny ampéry. Abychom do baterie dostali maximální proud, porovnávané napětí se převádí na nejlepší napětí pomocí moderní technologie MPPT s účinností konverze 93 až 97%.

Práce s regulátorem solárního nabíjení MPPT

Napětí solárního panelu 17,6 V při 7,6 A se pomocí MPPT převádí na hodnotu odpovídající 12 V baterii. Baterie tedy získá 12 V při 10,8 A, takže celkový výkon je téměř roven 130 W. Při nabíjení baterie pomáhá vysoké napětí vnášet proud dovnitř. Ve skutečnosti se výkon solárního regulátoru nabíjení MPPT mění nepřetržitě, aby se do baterie dostalo maximální proud.

Sledovač výkonu je vysokofrekvenční měnič stejnosměrného proudu na stejnosměrný proud, který přijímá stejnosměrný vstup ze solárních panelů, poté převádí stejnosměrný proud na vysokofrekvenční střídavý proud a opět bude střídavý proud převeden zpět na jiné stejnosměrné napětí a proud, aby přesně odpovídal baterie a panely. MPPT obecně fungují na frekvenci od 20 do 80 kHz (velmi vysoký frekvenční rozsah zvuku). Proto lze k navrhování těchto vysokofrekvenčních obvodů použít transformátory s velmi vysokou účinností a malé součásti.

Práce s regulátorem solárního nabíjení MPPT

Vytváření nedigitálních nebo lineárních MPPT je snadné a levné ve srovnání s digitálními MPPT. Ale i když se používá lineární MPPT, i když se účinnost trochu zlepšuje, celková účinnost se liší v širokém rozsahu, protože lineární MPPT v některých případech ztrácejí své sledování. Například pokud mrak prochází lineárním obvodem MPPT, pak lineárnímu obvodu trvá více času, než vyhledá další nejlepší bod.

Hlavní vlastnosti MPPT Solar Charge Controller

Regulátor solárního nabíjení MPPT se používá ke korekci a detekci změn charakteristik proudu a napětí solárního panelu a jak je znázorněno na obrázku výše.
Je nutné, aby všechny solární energetické systémy potřebovaly vytáhnout maximální výkon z FV modulu, protože FV modul je nucen pracovat při napětí blízkém bodu s maximálním výkonem a odebírat maximální dostupný výkon.
Použitím solárního regulátoru nabíjení MPPT můžeme používat solární panel s výstupem napětí větším než provozní napětí bateriového systému.
Složitost systému lze snížit použitím solárního regulátoru nabíjení MPPT, protože má vysokou účinnost.
Lze jej použít pro použití s více zdroji energie, jako jsou vodní turbíny nebo větrné turbíny atd. K řízení se používá výstupní výkon solárního panelu DC-DC převodník přímo.

Regulátor solárního nabíjení MPPT integrovaný s ovladačem LED

Nedávný trend v oblasti osvětlení a osvětlení se často používá LED s vysokým jasem které mají dlouhou životnost s nízkými náklady na údržbu a vysokou účinností, ale pro udržení konstantního proudu vyžadují napájecí zdroj. To může být usnadněno DC-DC zesilovačem nebo zesilovačem. Níže uvedený obrázek ukazuje blokové schéma integrovaného regulátoru solárního nabíjení pro sledování maximálního výkonu a ovladače LED zabudovaného do zařízení Programovatelný systém na čipu (PSoC), k měření, kondicionování a řízení signálu se používají ovladače, ovladače, analogové a digitální periferie. .

Regulátor solárního nabíjení MPPT integrovaný s ovladačem LED

“jaké jsou různé typy baterií ”

Technologie MPPT je flexibilní a silná při odebírání napětí a proudu ze solárního panelu pro vyhledávání špičkového výkonu úpravou řídicích signálů tak, aby solární panel pracoval při svém špičkovém výkonu. Řídicí signál generovaný z PSoC se používá při řízení a synchronní převodník bucků který převádí energii solárního panelu na nabíjení baterie. Systém je také zvyklý ovládání nabíjení baterie LED procesoru a pohonu.

Doufáme, že tento článek poskytl stručný popis pokročilého regulátoru solárního nabíjení využívajícího technologii MPPT. Pro více informací o regulátorech solárních nabíječek a jejich podrobném fungování nás můžete kontaktovat zasláním vašich dotazů v sekci komentářů níže.

Fotografické kredity: