Forståelse MPPT Solar Charger

Her forsøger vi at forstå det faktiske kredsløbskoncept for MPPt-typen af ​​solcelleladere og lære, hvordan disse enheder fungerer.

Hvad er MPPT

MPPT står for Maximum Power Point Tracking, et opladerkoncept, der er specielt beregnet og designet til at erhverve højeffektiv solcelleudnyttelse.

Solpaneler er fremragende enheder, da de giver os mulighed for at udnytte gratis elektrisk energi fra solen, men de nuværende enheder er ikke særlig effektive med deres output. Som vi alle ved, afhænger output fra solpanel direkte af de indfaldende solstråler, så længe dets næsten vinkelrette på det giver god effektivitet, som fortsætter med at blive forværret med skrå stråler eller nedadgående solposition.

Ovenstående bliver også påvirket af overskyede forhold.

Desuden er en solpaneludgang forbundet med inkonsekvente spændingsniveauer, som har brug for ordentlig regulering for at betjene den belastning, der normalt er et blysyrebatteri.

Blybatterier eller enhver form for opladeligt batteri kræver en korrekt klassificeret indgang, så den ikke beskadiges, og den oplades optimalt. Til dette involverer vi normalt en laderegulator mellem solpanelet og batteriet.

Da en solpanelspænding aldrig er konstant og falder med faldende sollys, bliver strømmen fra solpanelet også svagere, når solens lysintensitet bliver svagere.

Under ovennævnte betingelser, hvis solpanelet gennemgår nogen form for belastning direkte, vil dets strøm yderligere gå ned og producere ineffektive output.

Med andre ord er effektiviteten af ​​et panel maksimalt, når dets spænding er nær den nominelle specificerede værdi. Derfor fungerer et 18V solpanel som et eksempel med maksimal effektivitet, når det drives ved 18V.

Og hvis sollyset bliver svagere, og ovenstående spænding falder til at sige 16V, kan vi alligevel betjene det med maksimal effektivitet, hvis vi kunne holde 16V volt intakte og udlede output uden at påvirke eller tabe denne spænding.

Nedenstående graf viser, hvorfor og hvordan et solpanel producerer maksimal effektivitet, når det får lov til at køre ved dets maksimale omstændelige spændingsudgang.

Hvad er maksimalt kraftpunkt eller knæpunkt

Almindelige solcelleladere regulerer kun solpanelets spænding og gør det passende at oplade det tilsluttede batteri, men disse udfører ikke panelreguleringen korrekt.

Konventionel opladningsregulator, der anvender lineære IC'er til forskrifterne, er ude af stand til at forhindre solpanelet i at blive belastet direkte af det tilsluttede batteri eller inverteren eller overhovedet kan tilsluttes som belastningen.

Ovenstående situation har tendens til at falde i solpanelets spænding, hvilket gør dets anvendelse ineffektiv, fordi panelet nu er begrænset fra at producere den nominelle mængde strøm til belastningen.

Så hvorfor kan disse lineære eller PWM-regulatoropladere ikke undgå at indlæse solpanelet på trods af at de er ekstremt avancerede, nøjagtige og korrekte med deres funktioner? Hvordan fungerer faktiske MPPT-opladere?

Svaret på ovenstående spørgsmål behandles intetsteds omfattende på nettet, derfor syntes jeg det var nødvendigt at give en grundig forklaring på forskellen mellem almindelige opladerkontrollere og faktisk MPPT.

Når vi kommer tilbage til ovenstående spørgsmål, ligger svaret i det faktum, at i lineære regulatoropladere er belastningen direkte forbundet med panelet uden noget mellemliggende buffertrin, hvilket forårsager ineffektiv kraftoverførsel og spredning.

Mens MPPT-drivere er belastningen forbundet via en mellemliggende Buck Boost-konverter, der effektivt ændrer strømforholdene til belastningen afhængigt af sollysets effekt på panelet, hvilket sikrer minimal belastning af panelet og maksimal strømforsyning til belastningen.

Grundlæggende blev MPPT'er udviklet for at sikre, at nettoindgangseffekten blev leveret konsekvent til outputbelastningen uanset belastningskompatibilitet med panelet.

Hvordan Buck Boost Topology hjælper MPPT-controllere med at maksimere effektiviteten

Dette opnås primært ved hjælp af en tracking SMPS buck boost-teknologi.

Derfor kan vi sige, at det er det SMPS buck boost-teknologi der danner bagsiden af ​​alle MPPT-design og har leveret en ekstremt effektiv mulighed for at konfigurere strømregulering og forsyning af enheder.

I MPPT-laderegulatorer omdannes solpanelspændingen først til en højfrekvent ækvivalent pulserende spænding.

Denne spænding påføres den primære i en veldimensioneret kompakt ferrittransformator, der genererer det krævede strømniveau ved sin sekundære vikling, der matcher den specificerede opladningshastighed for batteriet.

Spændingen svarer dog muligvis ikke til batteriets opladningsspænding, derfor er der her en almindelig lineær regulator til at fastgøre spændingsniveauet korrekt.

Med ovenstående opsætning forbliver batteriet helt isoleret fra solpanelet og oplades effektivt selv under dårlige vejrforhold, da solpanelet nu får lov til at fungere uden at påvirke eller tabe dets tilgængelige øjeblikkelige spænding under en given tilstand.

Dette hjælper med at implementere den tilsigtede maksimale effektpunktsporingseffekt, hvilket ikke er andet end at lade panelet fungere under minimal belastning, men alligevel sørge for, at den tilsluttede belastning får den fulde effekt, der kræves for sin optimale ydeevne.

Det ville være interessant at vide, hvordan en SMPS forhindrer panelet eller enhver kilde i at blive lastet direkte af belastningen.

Hemmeligheden ligger bag brugen af ​​ferritteknologi. Ferrittransformatorer er ekstremt effektive magnetiske enheder, der mætter effektivt for at generere en effektiv konvertering fra input til output.

Tag eksemplet med en almindelig 2 amp jernkernetransformator strømforsyning og en 2amp SMPS. Hvis du indlæser de to modstykker med fuld strøm, der er med 2ampe, finder du jernkernespændingen falder væsentligt, mens SMPS-spændingen kun falder marginalt eller ret ubetydeligt .... så dette er hemmeligheden bag effektiviteten af ​​en SMPS-baseret MPPT sammenlignet med en lineær IC-baseret MPPT-opladercontroller.