Домаћи соларни МППТ круг - Покер Ман'с Мак Повер Поинт Трацкер

МППТ означава праћење тачака максималне снаге, што је електронски систем дизајниран за оптимизацију променљиве излазне снаге модула соларне плоче тако да повезана батерија искоришћава максималну расположиву снагу соларне плоче.

Увод

НАПОМЕНА: Разматрани МППТ склопови у овом посту не користе конвенционалне методе управљања попут „Узнемиравање и посматрање“, „Инкрементална проводљивост,„ Замах струје “,„ Стални напон “... итд итд итд. концентришите се и покушајте да примените неколико основних ствари:

1. Да би били сигурни да је улазна „снага“ соларног панела увек једнака излазној „снази“ која достиже оптерећење.
2. Оптерећење никада не нарушава 'напон у колену' и МППТ зона панела се ефикасно одржава.

Шта су напон и струја колена на плочи:

Једноставно речено, напон у колену је 'Напон' ниво панела, док је струја колена 'кратког споја' мера панела у било ком тренутку.

Ако се горе наведена два одржавају што је више могуће, могло би се претпоставити да оптерећење добија МППТ снагу током свог рада.

Пре него што се позабавимо предложеним дизајном, прво се упознајмо са неким основним чињеницама у вези са тим пуњење соларне батерије

Знамо да је излаз соларне плоче директно пропорционалан степену упада сунчеве светлости, као и температури околине. Када су сунчеви зраци окомити на соларни панел, он генерише максималну количину напона и погоршава се када се угао помера са 90 степени. Атмосферска температура око панела такође утиче на ефикасност панела, која пада са порастом температуре .

Стога можемо закључити да када су сунчеви зраци близу панела од 90 степени изнад панела и када је температура око 30 степени, ефикасност панела је према максимуму, брзина опада како се горња два параметра удаљавају од својих номиналних вредности.

Горњи напон се обично користи за пуњење батерије, а оловна батерија , који се пак користи за управљање претварачем. Међутим баш као соларни панел има своје оперативне критеријуме , ни батерија није ништа мања и нуди неке строге услове за оптимално пуњење.

Услови су такви да се батерија у почетку мора пунити релативно већом струјом која се мора постепено смањивати на готово нулу када батерија постигне напон за 15% већи од свог нормалног напона.

Под претпоставком да се у потпуности испражњена 12В батерија, са напоном било где око 11,5В, у почетку може пунити око Ц / 2 (Ц = АХ батерије), ово ће почети да се пуни релативно брзо и повући ће свој напон око 13В у року од неколико сати.

У овом тренутку струју треба аутоматски смањити на рецимо Ц / 5, то ће опет помоћи да се одржи брз темпо пуњења без оштећења батерије и подигне њен напон на око 13,5 В у наредних 1 сат.

Пратећи горње кораке, сада се струја може додатно смањити на Ц / 10 стопу што осигурава брзину пуњења и темпо се не успорава.

Коначно, када напон батерије достигне око 14,3 В, процес се може смањити на Ц / 50 стопу која готово зауставља процес пуњења, али ограничава пуњење да падне на нижи ниво.

Читав поступак пуни дубоко испражњену батерију у распону од 6 сати без утицаја на животни век батерије.

МППТ се користи тачно како би се осигурало да се горњи поступак оптимално извуче из одређеног соларног панела.

Соларни панел можда није у могућности да обезбеди велике струјне излазе, али дефинитивно може да обезбеди веће напоне.

Трик би био претворити виши ниво напона у виши ниво струје кроз одговарајућу оптимизацију излаза соларне плоче.

Будући да се претворбе вишег напона у већу струју и обрнуто могу спровести само помоћу претварача са појачаним појачањем, иновативна метода (иако помало гломазна) била би употреба променљивог круга индуктора у коме би индуктор имао много преклопних славина, ови славине се могу пребацивати преклопним кругом као одговор на променљиву сунчеву светлост, тако да излаз на терет увек остаје константан без обзира на сунчеву светлост.

Концепт се може разумети позивањем на следећи дијаграм:

Кружни дијаграм

Коришћење ЛМ3915 као главне процесорске ИЦ

Главни процесор на горњем дијаграму је ИЦ ЛМ3915 који пребацује свој излазни пиноут узастопно од врха до дна као одговор на опадајућу сунчеву светлост

Ови излази се могу видети конфигурисани са преклопним транзисторима снаге који су заузврат повезани са разним славинама феритне једноструке дуге индуктивне завојнице.

На доњем крају индуктивитета може се видети прикључен НПН транзистор снаге који је пребачен на фреквенцију од око 100 кХз из екстерно конфигурисаног кола осцилатора.

Транзистори снаге повезани са излазима ИЦ прекидача као одговор на секвенцирање ИЦ излаза, повезујући одговарајуће славине индуктора са напоном панела и фреквенцијом од 100 кХз.

Ови завоји индуктора су израчунати на одговарајући начин тако да његови разни славине постају компатибилни са напоном панела, јер их пребацују фазе излазног покретачког модула ИЦ.

Стога поступци осигуравају да, док интензитет сунца и напон опадају, он је на одговарајући начин повезан са одговарајућом славином индуктора која одржава готово константан напон на свим датим славинама, према њиховим израчунатим номиналним вредностима.

Хајде да разумемо функционисање уз помоћ следећег сценарија:

Претпоставимо да је завојница одабрана да буде компатибилна са соларним панелом од 30 В, па претпоставимо да ће при вршном сунчевом светлу ИЦ укључити горњи транзистор снаге који подвргава осциловању читаве завојнице, што омогућава да читавих 30 В буде доступно преко крајњи крајеви калема.

Сада претпоставимо да сунчева светлост падне за 3В и смањи свој излаз на 27В, то ИЦ брзо препозна, тако да се први транзистор одозго сада ИСКЉУЧИ, а други транзистор у низу УКЉУЧИ.

Горња радња бира другу славину (27В славину) индуктора од врха која изводи одговарајућу славину индуктора до одзива напона, водећи рачуна да завојница оптимално осцилира смањеним напоном ... слично, сада када напон сунчеве светлости даље пада дотични транзистори 'рукујте се' са одговарајућим славинама индуктора осигуравајући савршено подударање и ефикасно пребацивање индуктора, што одговара расположивим соларним напонима.

Због горе наведеног усклађеног одзива између соларне плоче и преклопног доводног / потисног индуктора ... може се претпоставити да напони славине на релевантним тачкама одржавају константан напон током дана, без обзира на сунчеву светлост ....

На пример, претпоставимо ако је индуктор дизајниран да производи 30В на највишем славину праћен 27В, 24В, 21В, 18В, 15В, 12В, 9В, 6В, 3В, 0В на следећим славинама, онда би се могло претпоставити да су сви ови напони константан преко ових славина без обзира на ниво сунчеве светлости.

Такође имајте на уму да се овај напон може мењати према спецификацијама корисника ради постизања већих или нижих напона од напона панела.

Горњи круг се такође може конфигурисати у повратној топоогији као што је приказано доле:

У обе горе наведене конфигурације, излаз треба да остане константан и стабилан у погледу напона и снаге без обзира на соларну снагу.

Коришћење И / В методе праћења

Следећи концепт кола осигурава да оптерећење никада драстично не поремети ниво МППТ панела.

Коло прати ниво МППТ „колена“ панела и осигурава да терет не сме више трошити ништа што би могло проузроковати пад овог нивоа колена панела.

Научимо како се то може учинити једноставним једним опамп И / В кругом за праћење.

Имајте на уму да дизајни који немају претварач са доларима никада неће моћи да оптимизују вишак напона у еквивалентну струју за оптерећење и у том погледу могу пропасти, што се сматра кључном карактеристиком било ког МППТ дизајна.

Веома једноставан, али ефикасан уређај типа МППТ може се направити применом ИЦ ЛМ338 и опампа.

У овом концепту који сам дизајнирао, опцијско појачало је конфигурисано на такав начин да непрестано бележи тренутне МПП податке панела и упоређује их са тренутном потрошњом оптерећења. Ако утврди да потрошња терета премашује ове ускладиштене податке, прекида се ...

Ступањ ИЦ 741 је соларни траг и чини срце читавог дизајна.

Напон соларне плоче напаја се на инвертујући пин 2 ИЦ, док се исти примењује на неинвертујући пин 3 са падом од око 2 В користећи три серијске диоде 1Н4148.

Горе наведена ситуација константно држи пин3 ИЦ-а за нијансу нижу од пин2 осигуравајући нулти напон на излазном пин6 ИЦ-а.

Међутим, у случају неефикасног преоптерећења, као што је неусклађена батерија или јака батерија, напон соларних панела тежи паду. Када се то догоди, напон пин2 такође почиње да опада, али због присуства кондензатора од 10 уФ на пин3, његов потенцијал остаје стабилан и не реагује на горњи пад.

Ситуација тренутно приморава пин3 да пређе висину од пин2, што заузврат пребацује пин6 високо, УКЉУЧУЈУЋИ БЈТ БЦ547.

БЦ547 сада одмах онемогућава ЛМ338 прекидајући напон на батерији, циклус се непрестано пребацује у зависности од називне брзине ИЦ.

Горе наведени поступци осигуравају да напон соларне плоче никада не падне или не падне под теретом, одржавајући МППТ стање попут целог.

Будући да се користи линеарни ИЦ ЛМ338, склоп би могао опет бити помало неефикасан .... лек је заменити ЛМ338 степен са претварачем доларима ... што би дизајн учинило изузетно свестраним и упоредивим са истинским МППТ-ом.

Испод је приказано МППТ коло које користи топологију буцк претварача, сада дизајн има пуно смисла и изгледа много ближе истинском МППТ

48В МППТ круг

Горе наведена једноставна МППТ кола могу се такође модификовати за примену високонапонског пуњења батерија, као што је следећи 48В круг МППТ батерија за пуњење.

Све идеје развијам искључиво ја.