MPPT контроллер

MPPT контроллер

Контроллеры заряда применяются в солнечных энергосистемах и предназначены для управления процессами заряда и разряда аккумуляторных батарей. Принцип работы MPPT контроллера основан на алгоритме слежения за точкой максимальной мощности, при этом выработка энергии происходит с максимальной эффективностью.

MPPT контроллер, в отличие от обычного ШМИ (PWM) контоллера, позволяет увеличить эффективность энергосистемы примерно на 25%, за счет алгоритма слежения за точкой максимальной мощности солнечной батареи.
Слежение за точкой максимальной мощности (MPPT) - это метод, используемый  в  инверторах, солнечных зарядных и аналогичных устройствах  для получения максимально возможной мощности от одного или нескольких фотоэлектрических устройств. Как правило, это солнечные батареи.

Для того, чтобы увеличить выработку электроэнергии установленными у вас солнечными батареями, но в то же самое время, нет места для установки дополнительных солнечных панелей - вам необходимо заменить обычный солнечный контроллер на  MPPT -  со слежением за точкой максимальной мощности (ТММ). Это позволит в большинстве случаев значительно увеличить выработку энергии по сравнению с ШИМ контроллерами.

 mppt1 контроллер

В обычных контроллерах солнечные модули подключается напрямую к аккумулятору, поэтому их напряжение сравнивается. В действительности оптимальное напряжение солнечной панели отличается от напряжения на аккумуляторе. К примеру, 12В аккумулятор требует поддерживать заряд при 14,4В в течение 2-4 часов для полного заряда. Эта стадия называется стадией абсорбции (насыщения).

MPPT контроллеры впервые  появились на рынке в конце 80-х. Со временем они все больше и больше завоевывали популярность, и в скоро будущем, скорее всего, все контроллеры будут обладать функцией слежения за ТММ. В настоящий момент на рынке появились MPPT контроллеры с надежными электронными компонентами, улучшенной схемотехникой и с возможностью управления микропроцессором.
Типичная вольт-амперная характеристика солнечного модуля показывает, что выработка энергии увеличивается, если контроллер заряда следит за точкой максимальной мощности солнечной батареи.Точка максимальной мощности вычисляется различными способами. В самом простом варианте контроллер последовательно снижает напряжение от точки холостого хода до напряжения на аккумуляторе. Где-то в промежутке между этими значениями будет находиться ТММ.
MPPT контроллер перманентно отслеживает напряжение и ток на солнечной батарее, перемножает их значения и определяет пару ток-напряжение, при которых мощность солнечного модуля будет максимальной. Встроенный процессор также следит за стадией заряда аккумулятора (насыщение, наполнение, выравнивание и т.д.) и определяет, какой ток должен подаваться в аккумуляторы.

 Mppt2 контроллер

 

Основные параметры, от которых зависит ТММ:

- освещенность модуля

-  разнородности используемых модулей  

- температура

В случае, если мощность увеличивается при небольших отклонениях от ТММ, то контроллер переходит на работу в этой точке. При поиске оптимальной точки максимальной мощности происходят потери энергии, но они незначительны.

Дополнительную энергию, получаемую при использовании МPPT контроллера, невозможно определить однозначно. Наибольшая выработка происходит при низких температурах модуля и разряженных батареях, соответственно, основными факторами, влияющими на дополнительную выработку, являются температура и степень заряженности аккумуляторной батареи.

Как может меняться напряжение в точке максимальной мощности при разных температурах модуля, наглядно показано на рисунке. Чем выше температура солнечного модуля, тем меньше на нем напряжение и, соответственно, выработка энергии солнечной батареей. В случае, если ТММ ниже напряжения на аккумуляторе, то  вы не получите никакого выигрыша в выработке энергии по сравнению с ШИМ контроллером. То же самое произойдет и при частичном затенении солнечной батареи.

 

Чтобы этого не произошло, необходимо коммутировать солнечные батареи на более высокое напряжение. Большинство контроллеров может отслеживать точку максимальной мощности в широких пределах, это также позволяет повысить выработку энергии солнечной батареей при пониженных освещенностях. С другой стороны, при слишком большой разнице между входным и выходным напряжением,  КПД контроллера падает.
Потери в проводниках вычисляются по следующей формуле:

P = I2 x R

Соответственно, при уменьшении тока в 2 раза, потери уменьшаются в 4 раза. Если уменьшить ток в 4 раза, то потери уменьшатся в 16 раз, и т.п. Если увеличить напряжение со стороны фотоэлектрических модулей, то можно значительно уменьшить потери при той же передаваемой мощности.

Текущая цена контроллеров позволяет эффективно их применять, если напряжение модуля нестандартное или  если мощность модулей выше 200 Вт. Это позволит увеличить выработку солнечной системы без добавления фотоэлектрических модулей.

К другим статьям
Все новости