I / V-trackerkredsløb til MPPT-applikationer til solenergi

Optimering af kraft ved sporing er nøglefunktionen, der gør solenergi MPPT-konceptet så unikt og effektivt, hvor solpanelets komplekse og ikke-lineære I / V-kurve spores og skiftes for at skabe maksimale optimale betingelser for den tilsluttede belastning.

Kredsløbskonceptet

Jeg har prøvet hårdt på at designe noget, der i sand forstand sporer I / V-kurven eller effektkurven på panelet og rette det automatisk, når det driver fra de optimale punkter. Det foreslåede design er baseret på de samme grunde, men her har jeg kun inkluderet I (nuværende) sporingsfase for at holde tingene enkle. Faktisk er det strømmen, der virkelig betyder noget og er direkte proportional med panelets magt, så jeg troede, at holde denne parameter i kontrol kunne udføre jobbet.

Lad os prøve at forstå designet med følgende observationer:

Sådan fungerer kredsløbet

Ser man på det foreslåede kredsløbsdiagram for MPPT I / V kurve tracker, danner BC547 yderst til højre sammen med 10k modstanden og 1uF kondensatoren en lineær rampegenerator.

Det centrale trin, der omfatter de to 555 IC'er, danner en variabel PWM-styret outputgenerator, mens IC 741-trinnet bliver det aktuelle aktuelle trackertrin.

Når spændingen fra solpanelet forbinder på tværs af BC547-samleren og jorden på grund af tilstedeværelsen af ​​basis 10k / 1uf-netværket, giver emitterfølgeren en blidt stigende spænding til 555 PWM-generatorstrinet.

Rampen aktiverer IC2 og tvinger den til at generere en tilsvarende stigende PWM-udgang ved sin stift nr. 3, der går til porten til førermosfetten.

Mosfet reagerer på disse impulser og øger gradvist sin ledning og tilfører strøm til batteriet i samme trinvise rækkefølge.

Så snart strømindtaget på tværs af batteriet begynder at stige, oversættes et ækvivalent spændingsniveau over den nuværende sensormodstand Rx, som får en pin nr. 3 i 741 IC.

Ovenstående potentiale rammer også pin nr. 2 af 741 via den faldende 1N4148 diode, så pin nr. 2 følger dette potentiale i tandem med pin nr. 3, men hænger bagefter med ca. 0,6 V på grund af tilstedeværelsen af ​​seriedioden.

Ovenstående betingelse tillader opamp at begynde med et højt output, som holder dioderne ved sin pin # 6 omvendt forspændt.

Så længe strømmen fortsætter med at klatre med rampen, fortsætter opampstift nr. 3 med at være højere end pin nr. 2, hvilket holder output højere.

Men på et eller andet tidspunkt, som kan være, efter at I / V-kurven lige er krydset, begynder den aktuelle output fra panelet at falde eller snarere falder pludseligt over Rx.

Dette registreres straks af pin nr. 3, men på grund af tilstedeværelsen af ​​33u kondensatoren er pin nr. 2 ude af stand til at registrere og følge dette fald i potentialet.

Ovenstående situation tvinger øjeblikkeligt stift nr. 3 spænding til at blive lavere end stift nr. 2, hvilket igen vender udgangen fra IC til nul, forspændt den tilsluttede diode fremad.

Rampegeneratorens BC547-bund trækkes til nul, hvilket tvinger den til at slukke og nulstille hele proceduren tilbage til den oprindelige tilstand. Processen begynder nu på ny.

Ovenstående procedure fortsætter og sikrer, at strømmen aldrig får lov til at falde eller krydse det ineffektive område for I / V-kurven.

Dette er bare en antagelse, et koncept, som jeg har forsøgt at implementere, det kan kræve mange tilpasninger og justeringer, før det kan blive virkelig resultatorienteret.

Outputtet fra mosfet kan integreres med en SMPS-baseret konverter for endnu højere effektivitet.