כאן אנו מנסים להבין את מושג המעגל בפועל של בקרי מטענים סולאריים מסוג MPPt וללמוד כיצד פועלים מכשירים אלה.
מה MPPT
MPPT מייצג מעקב אחר כוח כוח מקסימלי, מושג מטען המיועד במיוחד ומיועד לרכישת רתימת חשמל סולארית יעילה ביותר.
פאנלים סולאריים הם מכשירים מצוינים מכיוון שהם מאפשרים לנו לרתום אנרגיה חשמלית חופשית מהשמש, אולם המכשירים הנוכחיים אינם יעילים במיוחד עם תפוקתם. כידוע התפוקה מהפאנל הסולרי תלויה ישירות בקרני השמש, כל עוד היא מאונכת עליה מציעה יעילות טובה, אשר ממשיכה להידרדר עם קרניים משופעות או מיקום שמש טובל.
האמור לעיל מושפע גם מתנאים מעוננים.
יתר על כן תפוקת פאנל סולארי קשורה לרמות מתח לא עקביות אשר זקוקות לוויסות נאותה על מנת להפעיל את העומס שהוא בדרך כלל סוללת חומצה עופרת.
סוללות חומצה עופרת או כל סוג של סוללה הניתנת לטעינה ידרשו קלט מדורג כראוי כדי שלא יינזק והוא יטען בצורה אופטימלית. לשם כך אנו בדרך כלל מערבבים בקר מטען בין הפאנל הסולארי לסוללה.
מכיוון שמתח פאנל סולארי לעולם אינו קבוע ויורד עם ירידת אור השמש, הזרם מהפאנל הסולארי גם נחלש ככל שעוצמת אור השמש נחלשת.
בתנאים שלעיל אם הפאנל הסולרי עובר כל סוג של העמסה ישירות, הנוכחי שלו יירד עוד יותר וייצר תפוקות לא יעילות.
במילים אחרות היעילות של פאנל היא מקסימאלית כאשר המתח שלה קרוב לערך שצוין. לכן, כדוגמה פאנל סולארי 18 וולט יפעל ביעילות מירבית כאשר הוא מופעל ב 18 וולט.
ובמקרה שאור השמש נחלש והמתח הנ'ל יורד לאומר 16 וולט, ובכל זאת נוכל להפעיל אותו ביעילות מקסימאלית אם היינו יכולים לשמור על וולט 16 וולט שלם ולהפיק את הפלט מבלי להשפיע או להפיל את המתח הזה.
הגרף המופיע להלן מציע מדוע וכיצד פאנל סולארי מייצר יעילות מרבית כאשר מותר לפעול בהספק מקסימלי של מתח הנסיבות.
מה נקודת כוח מרבית או נקודת ברך
בקרי מטענים סולאריים רגילים רק מווסתים את מתח הפאנל הסולארי והופכים אותו למתאים לטעינה של הסוללה המחוברת, אולם אלה אינם מבצעים את ויסות הפאנל בצורה נכונה.
רגולטור מטענים קונבנציונאלי המפעיל מכשירי IC ליניאריים לתקנות אינו יכול למנוע מהפאנל הסולארי להיטען ישירות על ידי הסוללה המחוברת או המהפך או כל דבר אחר שיכול להיות מחובר כעמסה.
המצב הנ'ל נוטה להוריד את מתח הפאנל הסולארי בהתאם, מה שהופך את השימוש בו ליעיל מכיוון שכעת הפנל מוגבל לייצר את כמות הזרם המדורג לעומס.
אז מדוע מטענים לווסתים ליניאריים או מסוג PWM אינם מצליחים להימנע מהעמסת הפאנל הסולרי למרות היותם מתקדמים, מדויקים ונכונים ביותר עם פעולותיהם? כיצד פועלים מטענים של MPPT בפועל?
התשובה לנושאים שלעיל אינה מטופלת באופן מקיף ברשת, ולכן חשבתי שיש לספק הסבר מעמיק לגבי ההבדל בין בקרי מטענים רגילים לבין MPPT בפועל.
אם נחזור לשאלה הנ'ל, התשובה נעוצה בעובדה שבמטענים רגולטוריים ליניאריים העומס מחובר ישירות לפאנל, ללא שלב חיץ ביניים, הגורם להעברת כוח ופיזור לא יעילים.
ואילו במנהלי התקנים של MPPT, העומס מחובר באמצעות ממיר Buck Boost ביניים אשר משנה ביעילות את תנאי ההספק לעומס, תלוי בעוצמת אור השמש בלוח, ומבטיח טעינה מינימלית של הפאנל ומסירת כוח מרבית לעומס.
בעיקרון פותחו MPPTs כדי להבטיח כי הספק הקלט הנקי יועבר בעקביות לעומס הפלט ללא קשר לתאימות העומס לפאנל.
כיצד Buck Boost טופולוגיה מסייעת לבקרי MPPT להשיג יעילות מרבית
זה מושג בעיקר בעזרת מעקב אחר טכנולוגיית SMP באקס להגביר את הכסף.
לכן אנו יכולים לומר שזה ה SMPS באק בוסט טכנולוגיה המהווה את העצם האחורית של כל עיצובי MPPT וסיפק אפשרות יעילה ביותר להגדרת ויסות כוח ואספקת מכשירים.
בבקרי מטען MPPT, מתח הפאנל הסולארי הופך תחילה למתח פועם שווה ערך בתדר גבוה.
מתח זה מוחל על הראשוני של שנאי פריט קומפקטי ממדי היטב, המייצר את רמת הזרם הנדרשת בסלילתו המשנית, התואמת את קצב הטעינה שצוין של הסוללה.
ייתכן שהמתח אינו תואם את מתח טעינת הסוללה, ולכן כאן משולב רגולטור ליניארי רגיל לתיקון נכון של רמת המתח.
עם ההגדרה שלמעלה הסוללה נשארת מבודדת לחלוטין מהפאנל הסולארי, והיא נטענת ביעילות גם בתנאי מזג אוויר גרועים, שכן כעת הפאנל הסולארי רשאי לפעול מבלי להשפיע או להפיל את המתח המיידי הזמין שלו בתנאי נתון כלשהו.
זה עוזר ליישם את אפקט המעקב אחר נקודת הספק מרבית המיועד, שאינו אלא לאפשר לפאנל לפעול בעומס מינימלי ועם זאת לוודא שהעומס המחובר מקבל את הכוח המלא הנדרש לביצועים האופטימליים שלו.
מעניין לדעת כיצד SMPS מונע מהפאנל או מכל מקור להיטען ישירות על ידי העומס.
הסוד מסתתר מאחורי השימוש בטכנולוגיית הפריטים. שנאי פריט הם מכשירים מגנטיים יעילים במיוחד אשר רווים ביעילות ויוצרים המרה יעילה מקלט לפלט.
קח את הדוגמה של אספקת חשמל שנאי ליבת ברזל 2 אמפר רגיל ו- SMPS של 2 אמפר. אם אתה מעמיס על שני המקבילים זרם מלא שהוא עם 2 אמפר, תמצא את מתח ליבת הברזל יורד באופן משמעותי ואילו מתח ה- SMPS יורד רק באופן שולי או זניח למדי .... אז זה הסוד מאחורי האפקטיביות של MPPT מבוסס SMPS. בהשוואה לבקר מטען MPPT ליניארי מבוסס IC.
הקודם: מעגל מגן מגן פריקה נמוך מאופנוע הבא: המרת SMPS למטען סולארי
