Controladores de carga solar de seguimiento de punto de energía pico (MPPT) que debe conocer

Que es un Controlador de carga MPPT ?

Esta sección discute la teoría y Operación del "seguimiento del punto de máxima potencia" utilizado en la carga solar. controladores

UNA MPPT , o máximo rastreador de potencia, es un Convertidor electrónico DC-DC que optimiza la correspondencia entre la energía solar. panel (paneles fotovoltaicos) y el banco de baterías o la red de distribución. En pocas palabras, convierten una salida de CC de mayor voltaje de los paneles solares (y algunos turbinas de viento) en un voltaje más bajo necesario para cargar las baterías.

(A veces se les llama "poder" puntos de seguimiento "- no debe confundirse con los seguidores de PANEL, que son una Panel solar que sigue, o sigue, al sol).

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Entonces, ¿qué quieres decir con "optimizando"?

Las células solares son cosas aseadas. Desafortunadamente, No son muy inteligentes. Las baterías tampoco, de hecho, las baterías. son francamente estúpidos. La mayoría de los paneles fotovoltaicos están diseñados para proporcionar una Tensión nominal de 12 voltios. El tapón es "nominal". De hecho, casi Todos los paneles solares de 12 voltios están diseñados para funcionar entre 16 y 18 voltios. los El problema es que una batería nominal de 12 voltios está lo suficientemente cerca de un valor real de 12 voltios: de 10,5 a 12,7 voltios, según el estado de carga. Bajo carga, la mayoría de las baterías se cargarán completamente entre 13.2 y 14.4 voltios, lo cual es bastante diferente de lo que la mayoría de los paneles están diseñados para ser apagados.

OK, ahora tenemos este panel solar de 150 vatios. La captura # 1 tiene una potencia nominal de 150 vatios a una tensión y corriente particulares. los Kyocera KC-130 tiene una potencia de 7.39 amperios a 17.6 voltios. (7.39 amps por 17.6 voltios = 130 vatios).

¿Cuál es el seguimiento de la potencia máxima? ¿punto?

Hay cierta confusión sobre el término "Seguir":

Panel de seguimiento - aquí es donde los paneles están en un monte que sigue al sol. Los más comunes son Zomeworks. Estas Optimice la salida siguiendo el sol en el cielo para obtener la máxima luz solar. Estas En general, le dan un aumento de alrededor del 15% en invierno y hasta el 35% en verano.

Esto es lo contrario de la temporada. Variación para los controladores MPPT. Como los paneles tienen temperaturas mucho más bajas en El invierno, producen más energía. Y el invierno suele ser cuando se necesita el Energía de tus paneles solares más debido a días más cortos.

El seguimiento máximo del punto de poder es un Seguimiento electrónico, generalmente digital. El controlador de carga examina el panel. Salida y lo compara con la tensión de la batería. A continuación, se da cuenta de lo que es el La mejor potencia que el panel puede proporcionar para cargar la batería. Toma esto y lo convierte en el mejor voltaje para obtener la mayor cantidad de AMPS en la batería. (Recuerda que lo que importa son los amplificadores en la batería. La mayoría de los MPPT modernos tienen una Eficacia de conversión de aproximadamente 93 a 97%. En general, obtienes una ganancia de poder de 20. Al 45% en invierno y del 10 al 15% en verano. La ganancia real puede variar considerablemente Dependiendo del clima, la temperatura, el estado de carga de la batería y otros factores.

Los sistemas de unión de red están ganando popularidad como el precio de las gotas solares y las tarifas de electricidad aumentan. Ahí varias marcas de inversores acoplados a la red (es decir, sin pilas). Todo construido en MPPT. La eficiencia es de aproximadamente 94% a 97% para el MPPT conversión en estos.

Cómo hace el seguimiento de los puntos de máxima potencia

Aquí es donde la optimización o el seguimiento de la El punto de máxima potencia entra en juego. Supongamos que su batería está baja a 12 voltios. UNA MPPT toma este voltaje de 17.6 voltios a 7.4 amperios y lo convierte para que el La batería ahora recibe 10.8 amperios a 12 voltios. Ahora tienes casi 130 vatios Izquierda y todos están felices.

Idealmente, para una conversión de potencia del 100%, obtendrá aproximadamente 11.3 amperios a 11.5 voltios, pero necesitará alimentar la batería Con mayor voltaje para forzar los amperios. Esta es una explicación simplificada - en De hecho, la salida de carga MPPT es posible que el controlador varíe Continuamente para obtener los máximos amperios en la batería.

Los MPPTs son los más efectivos bajo estos condiciones:

Invierno y / o tiempo nublado o con niebla - cuando más se necesita más potencia.

Clima frío - Paneles solares trabaja mejor en clima frío, pero sin MPPT, pierdes la mayor parte. El clima frío es más probablemente en invierno, cuando el sol está bajo y se necesita energía para recargar el Pilas al máximo.

Baja carga de la batería - cuanto menor sea la carga nivel de su batería, más energía recibe el MPPT - otra vez, cuando la necesidad de potencia extra es mayor Puedes tener ambas condiciones al mismo tiempo. hora.

Longitud de cable larga: si está cargando La batería de 12 voltios y sus paneles están a 100 pies de distancia, la caída de voltaje y la energía la pérdida puede ser significativa a menos que use un cable muy grande. Esto puede ser muy costoso. Pero si tiene cuatro paneles de 12 voltios cableados en serie para 48 voltios, la pérdida de potencia es mucho menor y el controlador convertirá esta alta tensión a 12 voltios a la batería. También significa que si tienes un panel de alto voltaje configuración de alimentación del controlador, puede utilizar un cable mucho más pequeño.

Ok, volvamos a la pregunta original. - ¿Qué es un MPPT?

¿Cómo funciona un rastreador de punto de poder máximo?

El Power Point Tracker es una alta frecuencia. Convertidor DC / DC. Toman la entrada de CC de los paneles solares, la cambian a CA de alta frecuencia y la convierte en un voltaje y una corriente CC diferentes para que coincida Los paneles a las baterías. Los MPPT operan a frecuencias de audio muy altas, Típicamente entre 20 y 80 kHz. La ventaja de los circuitos de alta frecuencia es que pueden ser diseñados con transformadores de muy alta eficiencia y pequeños componentes El diseño de circuitos de alta frecuencia puede ser muy complicado debido a los problemas planteados por ciertas partes del circuito de "radiodifusión", al igual que un transmisor de radio que causa interferencias de radio / televisión. El aislamiento y la supresión del ruido son muy importantes.

Hay algunos no digitales (es decir, lineales) Controles de carga MPPT. Estos son mucho más fáciles y menos costosos de construir y Diseño que soluciones digitales. Mejoran un poco la eficiencia, pero en general la eficiencia puede variar considerablemente, y hemos visto a algunos perder su "punto de seguimiento "y empeorar. Esto puede suceder de vez en cuando si una nube se pasa en el panel - el circuito lineal busca el siguiente mejor punto, luego Se aleja demasiado de la profundidad para encontrarla cuando sale el sol. Afortunadamente hay No hay muchos alrededor.

El seguidor del punto de poder (y todo DC a DC). convertidores) funciona tomando la corriente de entrada de CC, cambiándola a CA, pasando a través de un transformador (generalmente un transformador FGET), y luego enderezándolo a DC, seguido por el regulador de salida. En la mayoría de los convertidores DC-DC, esta es una Proceso estrictamente electrónico. No hay inteligencia real involucrada, excepto por algunos Regulación de la tensión de salida. Los controladores de carga para paneles solares necesitan una Mucho más inteligencia porque las condiciones de luz y temperatura constantemente Cambia a lo largo del día, y cambia la tensión de la batería.