MPPT nədir?

Beləliklə, keçən çərşənbə axşamı baş verən gülməli bir hadisədir. Mən satınalma komandamızdan Dave ilə qəhvə içirdim (bilirsiniz, həmişə təchizatçının iş müddətindən şikayət edən oğlan) və o, məndən soruşdu: "Ar-ge görüşlərində davam etdirdiyiniz MPPT məsələsi nədir?"

Ədalətli sual, həqiqətən. Biz bu abbreviaturaları toyda konfeti kimi atırıq, lakin mühəndislik qabarcığından kənar insanların çoxu nə haqqında danışdığımızı bilmir.

MPPT Maksimum Power Point Tracking deməkdir. Xeyr, bəzi satış broşürlərinin necə səsləndiyinə baxmayaraq, bu, sadəcə olaraq "günəş panellərinizi daha yaxşı edən" sehrli qara qutu deyil. Qorxunc addan keçdikdən sonra bu, əslində olduqca sadədir.

Düzdür, bunu təsəvvür edin. Damınızda günəş paneliniz var. Kifayət qədər sadə görünür - günəş işığı vurur, elektrik çıxır, iş bitdi. Bu o qədər də sadə deyil, elə deyilmi?

Günəş panelləri qəribədir. Onlarla nə etdiyinizdən asılı olmayaraq, onlar sizə sadəcə olaraq daimi güc vermirlər. Onların yaratdığı gərginlik və cərəyan onlara hansı yükə qoşulduğunuza görə dəyişir və işin əsas məqamı budur: gərginlik və cərəyanın yalnız BİR xüsusi kombinasiyası var ki, siz həmin paneldən mümkün olan maksimum gücü əldə edirsiniz.

Biz buna Maksimum Power Point və ya MPP deyirik. Cazibədar ad, bilirəm.

İndi bu nöqtə davamlı olaraq hərəkət edir. Bulud yuxarıdan keçir? MPP hərəkət edir. Temperatur dəyişiklikləri? MPP hərəkət edir. Panel bir az tozlu olur? Siz təxmin etdiniz, MPP hərəkət edir. Bu, gözü bağlı halda hərəkət edən hədəfi vurmağa çalışmaq kimidir.

Saranın (aparıcı sistem dizaynerimiz – parlaq qadın, qəhvənin dəhşətli dadı) keçən ay bir müştəriyə təsvir etdiyi budur: "Təsəvvür edin ki, bir vedrəni su ilə doldurmağa çalışırsınız, lakin kranın təzyiqi daim dəyişir və ən yaxşı axın sürətini əldə etmək üçün klapanı nə qədər açdığınızı daim tənzimləməlisiniz." Mükəmməl deyil, amma nöqtəni çatdırdı.

MPPT standart olmamışdan əvvəl – biz burada 1990-cı illərin ortalarından danışırıq – əksər günəş qurğuları PWM nəzarətçiləri adlandırdığımızdan istifadə edirdi. PWM, nəbz genişliyinin modulyasiyasını ifadə edir, bu, şarjı idarə etmək üçün paneliniz və batareyanız arasındakı əlaqəni həqiqətən tez açıb-söndürdüyünü söyləməyin gözəl bir yoludur.

Problem? PWM nəzarətçiləri batareyanın gərginliyini uyğunlaşdırmaq üçün əsasən panel gərginliyini aşağı çəkirlər. Beləliklə, 36V günəş paneli və 12V batareyanız varsa, sadəcə... bu gərginliyin böyük bir hissəsini atırsınız. Bu, idman avtomobili almaq və onu yalnız birinci pillədə sürmək kimidir. Əlbəttə, işləyir, amma qanlı məqam nədir?

Mən əslində hələ də 2009-cu ildə etdiyimiz layihədən qarajımda oturan bu qədim PWM qurğularından biri var. Bu, indi gözəl kağız çəkisidir.

MPPT

MPPT nəzarətçi prinsipcə fərqlidir. Panel gərginliyini batareya səviyyəsinə endirmək əvəzinə, o, daha yüksək gərginliyi daha aşağı batareya gərginliyində daha çox cərəyana çevirmək üçün DC-DC çeviricisindən (onu elektron ötürücü qutu kimi düşünün) istifadə edir.

Budur fizika biti, lakin mən onu qısa saxlamağa söz verirəm: Güc=Gərginlik × Cari. Beləliklə, panelinizdən 3A-da 36V (108W) varsa, MPPT nəzarətçisi onu 9A-da təxminən 12V-a çevirə bilər (həmçinin 108W, bəzi itkilər çıxılmaqla). Siz batareyanızın həqiqətən istifadə edə biləcəyi fərqli formada EYNİ gücü əldə edirsiniz.

Amma gözləyin, daha çox var! (Həddindən artıq çox reklam filminə baxmışam)

MPPT nəzarətçisi bu çevrilməni bir dəfə edib, bir gündə çağırmır. O, daim panelin çıxışını ölçür, panelə təqdim etdiyi yükü tənzimləyir, yenidən ölçür və istənilən anda panelinizdən mümkün olan maksimum gücü çıxardığı o şirin nöqtəni – Maksimum Güc Nöqtəsini – tapmaq üçün tənzimləməyə davam edir.

Bu rəqsi saniyədə onlarla dəfə edir. Bütün gün, hər gün.

İndi işin maraqlı olduğu və bizim kimi şirkətlərin texniki baxış iclaslarında mübahisə etməyə çox vaxt sərf etdiyi yer budur.

MPP-ni izləmək üçün çoxlu müxtəlif alqoritmlər var:

Perturb and Observe (P&O)- Bu köhnə etibarlıdır. Nəzarətçi əməliyyat nöqtəsini bir istiqamətə sürüşdürür, gücün yuxarı və ya aşağı getdiyini yoxlayır, sonra müvafiq olaraq yenidən dürtülür. Sadə, təsirli, lakin açar deşiyi tapmağa çalışan sərxoş kimi MPP ətrafında fırlana bilir. Biz bunu Model S-150 seriyamızda istifadə edirik, çünki bu, sübut edilmiş və həyata keçirilməsi ucuzdur.

Artan keçiricilik– Riyazi cəhətdən daha zərif, guya daha dəqiq. Reallıqda? Akademik sənədlərin iddia etdiyinə baxmayaraq, mən onun real{1}}dünya şəraitində P&O-dan dramatik şəkildə daha yaxşı performans göstərdiyini heç vaxt görməmişəm. Keçən yay üç ay ərzində (iyun-avqust 2022) hər iki-yan--yanı sınaqdan keçirdik və enerji yığımında fərq 2%-dən az oldu. Əksər proqramlar üçün əlavə emal xərclərinə dəyməz.

Fraksiyalı Açıq Dövrə Gərginliyi– Panelin açıq dövrə gərginliyinə əsaslanaraq təxmin edir-. Sürətli, lakin daha az dəqiq. Bəzi ucuz Çin vahidləri bundan istifadə edir və siz deyə bilərsiniz – onlar adekvatdır, lakin əla deyil.

Onda sizdə bütün gözəl yeni üsullar var – neyron şəbəkələr, qeyri-səlis məntiq, sürüşmə rejiminə nəzarət. Və baxın, əminəm ki, onların tədqiqat laboratoriyalarında və niş tətbiqlərində öz yeri var, lakin quraşdırmaların 95%-i üçün? P&O işi yaxşı görür.

Marketinq departamentimizdən Tom bizi səs-küy faktoru üçün "AI-powered MPPT" tətbiq etməyə məcbur edir. Biz ona deyirik ki, neyron şəbəkələri bu proqram üçün heç bir məna kəsb etmir və heç bir real fayda əldə etmək üçün sadəcə xərc və mürəkkəblik əlavə edəcək. Bu mübahisə oktyabr ayından bəri davam edir. Kömək göndərin.

MPPT

"Ancaq nə qədər yaxşıdır?" – Hər. Subay. Müştəri. Görüş.

Yaxşı, 2022-ci ildə keçirdiyimiz sahə sınaqlarından bəzi faktiki rəqəmlər:

İspaniyanın cənubundakı qurğularımızda (maraqlıdırsa, Malaga bölgəsində) gördük:

MPPT vs PWM: orta hesabla 25-30% daha çox enerji yığılır

Ən yaxşı inkişaf: 45% (bu, dekabr ayında qismən kölgə ilə idi)

Ən pis təkmilləşdirmə: 15% (-yayın ortası, aydın günlər, hətta PWM nisbətən yaxşı işlədiyi zaman)

Təkmilləşdirmə ən böyük olduqda:

Panelinizin gərginliyi batareyanın gərginliyindən çox yüksəkdir

Sizdə qismən kölgə var

Temperatur çox dəyişir

Massivdə uyğun olmayan panelləriniz var

Hər şey ideal olduqda ən kiçikdir - bu, əslində heç vaxt real dünyada olmur.

Tam dövrə diaqramı ilə sizi sıxmayacağam, amma əsas topologiya budur:

Əksər MPPT kontrollerləri güc mərhələsi kimi pul çeviricisindən (addım{0}}aşağı), gücləndirici çeviricidən (addım-yuxarı) və ya -back{2}}gücləndiricidən (hər ikisini edə bilər) istifadə edirlər. Biz adətən pul topologiyası ilə gedirik, çünki əksər günəş panelləri doldurduqları batareyalardan daha yüksək gərginliyə malikdir.

Nəzarət bölməsində adətən:

Mikro nəzarətçi (biz premium xəttimizdə STM32 seriyasından istifadə edirik)

Gərginlik və cərəyan sensorları

Temperatur sensorları (panel, batareya və nəzarətçinin özü üçün)

Bir növ istifadəçi interfeysi (LCD ekran, Bluetooth, nə olursa olsun)

Həqiqətən də budur. Bütün sehr proqram təminatındadır - əməliyyat nöqtəsini necə tənzimləməyə qərar verən alqoritm.

Gələn ay təqdim edəcəyimiz yeni Model X{2}}300 (Amsterdamda 8 Martda SolarTech Expo-da rəsmi elan – oradasınızsa salam deyin!) ikinüvəli prosessordan istifadə edir ki, biz MPPT alqoritmindən müstəqil şəkildə təhlükəsizlik monitorinqini həyata keçirə bilək. Bir az həddindən artıq? Bəlkə. Ancaq keçən il Avstraliyada rəqibin bölməsinin alovlanması ilə bağlı insidentdən sonra (adları çəkməyəcəyik, amma yəqin ki, bu barədə eşitmisiniz), biz şansa əl atmırıq.

"MPPT sizə panellərinizdən daha çox güc verir"– Xeyr. Paneliniz günəş işığına əsaslanaraq nə istehsal edir. MPPT sadəcə olaraq siz onu sərf etmək əvəzinə bütün mövcud gücü İSTİFADƏ etdiyinizi təmin edir.

"Kiçik sistemlərlə MPPT-yə ehtiyacınız yoxdur"- Zibil. Kiçik bir sistem belə faydalıdır. Əlbəttə, mütləq enerji qazancı daha kiçikdir, lakin faiz-müdrikcə eynidir.

"MPPT yalnız şəbəkə-bağ sistemləri üçündür"- Həm də səhv. Batareyanın doldurulması üçün əla işləyir, əslində satışlarımızın çoxunu burada görürük.

"Bütün MPPT nəzarətçiləri əsasən eynidir"- Ha! Bunu mühəndislik qrupuna deyin. Biz səmərəliliyi, istilik idarəetməsini, etibarlılığı optimallaşdırmaq üçün aylar sərf edirik. Ancaq adi istifadəçiyə 50 funt sterlinqlik bir Çin vahidi və 400 funt sterlinqlik nəzarətçimizin ola biləcəyini etiraf edəcəm.görünüroxşar. Altı aydan sonra ucuzu uğursuz olana qədər, yəni.

Baxın, mən sizi məhsullarımıza satmalıyam, amma düzünü deyim (bunu dediyimi müdirimə deməyin):

Çox kiçik bir sisteminiz (50 Vt-dan az), qısa bir kabel xəttiniz varsa, panel gərginliyiniz batareyanın gərginliyinə yaxından uyğun gəlir və siz sıx bir büdcədəsiniz – PWM yaxşı ola bilər. Siz masada bir az enerji qoyacaqsınız, lakin bəzən bu, məqbul bir ticarət-olur.

Keçən il Scottish Highlands. 20W panel, 12V batareya, £30 büdcəli kiçik bir meteoroloji stansiyanı işə salmaq istəyən bir müştərimiz var idi. Ucuz bir PWM nəzarətçisi tövsiyə etdim. O, hər halda bizim MPPT bölməmizi aldı, çünki "ən yaxşısını istədi". Kifayət qədər ədalətli, bu onun puludur, lakin bu qərarın ROI heç vaxt olmayacaq.

Bu texnologiya hara gedir? Yaxşı, biz bir neçə tendensiya görürük:

Paylanmış MPPT– Bütün massiv üçün bir böyük nəzarətçi əvəzinə, hər paneldə daha kiçik optimallaşdırıcılar. Kölgə üçün daha yaxşıdır, lakin xərc və mürəkkəblik əlavə edir. Hazırda bunları Norveçdə pilot layihədə sınaqdan keçiririk.

Bulud bağlantısı- Hər kəs günəş nəzarətçisinin smartfonu ilə danışmasını istəyir. Əlbəttə, niyə olmasın. Tətbiqimiz əslində olduqca layiqlidir, hətta mən özüm desəm belə. Siz real vaxt performansını, tarixi datanı- görə bilərsiniz və nəsə səhv olarsa, o, sizi xəbərdar edəcək. Keçən həftə batareyanın doldurulma vəziyyətini-təxmin edən-güncəlləmə tətbiq etdik – bu, əvvəllər təxminən 5% çox optimist idi.

Daha yaxşı alqoritmlər- Bu mənim şəxsi vərdişimdir. İzləmə parametrlərini qabaqcadan-tənzimləmək üçün hava proqnozu datasından istifadə edən proqnozlaşdırıcı alqoritm üzərində işləyirəm. Bu işləyir? Bəzən. Bu səyə dəyərmi? Münsiflər heyəti hələ də kənardadır.

MPPT

Ümumi səhvləri bilmək üçün bunu kifayət qədər uzun müddətdir edirik:

Düzgün ölçün– 10A panel üçün 60A MPPT nəzarətçisi almayın. Bu israfçılıqdır. Eyni şəkildə, pula qənaət edəcəyinizi düşünərək onu kiçikləşdirməyin. Daha sonra istər-istəməz daha çox panel əlavə etdiyiniz zaman onu zədələyəcəksiniz.

Sərin saxlayın– Bu şeylər istilik yaradır. Birbaşa günəş işığında onu möhürlənmiş qutuya quraşdırmayın. Bəli, insanlar əslində bunu edirlər. Xeyr, niyə başa düşmürəm.

Batareya temperaturu sensoru- İstifadə et! Doldurma gərginliyi temperatur-kompensasiya edilməlidir. Otaq temperaturu və Sahara ortası fərqli gərginliklər tələb edir.

Kabel ölçüsü– Biz nəzarətçilərin düzgün işləməməsi ilə bağlı çoxlu zənglər alırıq və bu, demək olar ki, həmişə gərginliyin azalmasına səbəb olan kiçik ölçülü kabellərdir. Veb saytımızdakı qanlı kabel ölçüsü kalkulyatorundan istifadə edin.

Parametrlər vacibdir– Defolt parametrlər mühafizəkardır. Təlimatı oxuyun (bilirəm, şok təklif) və onu xüsusi batareya tipiniz üçün konfiqurasiya edin.

Beləliklə, MPPT nədir? Bu, əsasən, günəş panelinizin və batareyanızın mümkün qədər səmərəli şəkildə birlikdə işləməsini təmin edən, quraşdırmanızdan mümkün olan bütün vatları sıxışdırmaq üçün dəyişən şərtlərə daim uyğunlaşan ağıllı elektron uyğunlaşdırıcıdır.

Buna dəyərmi? Əksər quraşdırmalar üçün tamamilə. PWM üzərində MPPT nəzarətçisinin əlavə dəyəri bir və ya iki il ərzində artan enerji məhsulu ilə özünü ödəyir.

Onları satdığımız üçün qərəzliyik? Əlbəttə. Amma biz də onlara inanırıq, əks halda biz son 15 ili texnologiyanı təkmilləşdirməyə və bazarda ən yaxşı MPPT kontrollerlərindən bəzilərini qurmağa sərf etməzdik. (Və bəli, bilirəm ki, hər şirkət bunu deyir, amma bizimkilər əslində belədir. Mənimlə mübarizə aparın.)

Hər halda, suallarınız varsa, şərhlərdə yazın və ya mənə e-poçt yazın. Və ya daha yaxşısı, məni mart ayında Amsterdam sərgisində tut. Çox qəhvə içən və dinləyən hər kəsə MPPT-ni izah edən mən olacağam.

Oh, və sürətli bir fiş – MPPT-ni bir ilə cütləşdirinion litium batareyabacararsansa. Sürətli doldurma xüsusiyyəti əslində nəzarətçinin qısa qış günlərində düzgün işləməsinə imkan verir. Biz bu kombini keçən ildən sınaqdan keçiririk və səmərəlilik qazanclarını səmimi şəkildə qeyd etməyə dəyər.