Memahami Pengecas Suria MPPT

Di sini kami cuba memahami konsep litar sebenar pengawal pengecas solar jenis MPPt dan mengetahui bagaimana peranti ini berfungsi.

Apa itu MPPT

MPPT bermaksud Maximum Power Point Tracking, konsep pengecas yang bertujuan dan direka khas untuk memperoleh penjanaan tenaga suria yang sangat cekap.

Panel solar adalah alat yang sangat baik kerana ia membolehkan kita memanfaatkan tenaga elektrik percuma dari cahaya matahari, namun peranti yang ada sekarang tidak begitu cekap dengan outputnya. Seperti yang kita semua tahu output dari panel suria secara langsung bergantung kepada sinar matahari, selagi hampir tegak lurus di atasnya menawarkan kecekapan yang baik, yang terus merosot dengan sinar miring atau posisi matahari yang merosot.

Perkara di atas juga terjejas dengan keadaan mendung.

Tambahan pula, output panel suria dikaitkan dengan tahap voltan yang tidak konsisten yang memerlukan peraturan yang tepat untuk mengendalikan beban yang biasanya merupakan bateri asid plumbum.

Bateri asid plumbum atau jenis bateri yang boleh dicas akan memerlukan input yang diberi nilai yang betul agar tidak rosak dan dapat diisi dengan optimum. Untuk ini, kita biasanya melibatkan pengawal pengecas di antara panel solar dan bateri.

Oleh kerana voltan panel suria tidak pernah berubah dan turun dengan cahaya matahari yang turun, arus dari panel solar juga semakin lemah kerana intensiti cahaya matahari semakin lemah.

Dengan syarat-syarat di atas jika panel suria mengalami jenis pemuatan secara langsung, arus akan semakin turun menghasilkan output yang tidak cekap.

Dengan kata lain kecekapan panel adalah maksimum apabila voltannya hampir dengan nilai yang ditentukan. Oleh itu, sebagai contoh panel solar 18V akan beroperasi dengan kecekapan maksimum apabila dikendalikan pada 18V.

Sekiranya cahaya matahari semakin lemah dan voltan di atas turun menjadi 16V, namun kita masih boleh menggunakannya dengan kecekapan maksimum jika kita dapat mengekalkan voltan 16V tetap dan memperoleh output tanpa mempengaruhi atau menurunkan voltan ini.

Grafik yang diberikan di bawah menunjukkan mengapa dan bagaimana panel solar menghasilkan kecekapan maksimum apabila ia dibenarkan beroperasi pada output voltan keadaan maksimum.

Apa itu Titik Kuasa Maksimum atau Titik Lutut

Pengawal pengecas solar biasa hanya mengatur voltan panel suria dan menjadikannya sesuai untuk mengecas bateri yang disambungkan, namun ini tidak melaksanakan peraturan panel dengan betul.

Pengatur pengecas konvensional yang menggunakan IC linier untuk peraturan tidak dapat menahan panel surya agar tidak dimuat secara langsung oleh bateri yang disambungkan atau penyongsang atau apa pun yang mungkin disambungkan sebagai beban.

Situasi di atas cenderung menjatuhkan voltan panel suria dengan sewajarnya menjadikan penggunaannya tidak efisien kerana sekarang panel tersebut dihalang untuk menghasilkan jumlah arus yang diberi ke beban.

Jadi mengapa pengecas pengatur linear atau PWM ini tidak dapat mengelakkan pemuatan panel suria walaupun sangat maju, tepat dan betul dengan pengoperasiannya? Bagaimana pengecas MPPT sebenar berfungsi?

Jawapan untuk masalah di atas tidak dapat ditangani secara menyeluruh di internet, oleh itu saya fikir perlu memberikan penjelasan mendalam mengenai perbezaan antara pengawal pengecas biasa dan MPPT sebenar.

Kembali ke soalan di atas, jawapannya terletak pada kenyataan bahawa dalam pengecas pengatur linear beban secara langsung dihubungkan dengan panel, tanpa tahap penyangga perantaraan, menyebabkan pemindahan dan pelesapan daya yang tidak cekap.

Manakala pada pemacu MPPT, beban dihubungkan melalui penukar Buck Boost perantaraan yang secara efisien mengubah keadaan daya ke beban bergantung pada daya cahaya matahari pada panel, memastikan pemuatan minimum panel dan penyampaian daya maksimum ke beban.

Pada dasarnya MPPT dikembangkan untuk memastikan bahawa watt input bersih dihantar secara konsisten ke beban output tanpa mengira kesesuaian beban dengan panel.

Bagaimana Buck Boost Topology Membantu Pengawal MPPT untuk memaksimumkan Kecekapan

Ini dicapai terutamanya dengan bantuan teknologi penguat SMPS penjejakan.

Oleh itu kita boleh mengatakan bahawa ia adalah Teknologi perangsang SMPS yang membentuk tulang belakang semua reka bentuk MPPT dan telah menyediakan pilihan yang sangat cekap untuk mengkonfigurasi peraturan kuasa dan membekalkan peranti.

Dalam pengawal pengecas MPPT, voltan panel solar pertama kali ditukar menjadi voltan berdenyut bersamaan frekuensi tinggi.

Voltan ini diterapkan ke primer transformer ferit kompak yang dimensi baik, yang menghasilkan tahap arus yang diperlukan pada belitan sekundernya, sesuai dengan kadar pengisian bateri yang ditentukan.

Walau bagaimanapun, voltan mungkin tidak sepadan dengan voltan pengisian bateri, oleh itu di sini pengatur linier biasa digabungkan untuk menetapkan tahap voltan dengan betul.

Dengan pemasangan di atas, bateri tetap terpencil sepenuhnya dari panel suria, dan dapat diisi dengan cekap walaupun dalam keadaan cuaca buruk, kerana sekarang panel suria dibenarkan beroperasi tanpa mempengaruhi atau menurunkan voltan seketika yang tersedia dalam keadaan tertentu.

Ini membantu menerapkan kesan penjejakan titik kuasa maksimum yang dimaksudkan, yang tidak lain adalah membiarkan panel beroperasi di bawah pemuatan minimum namun memastikan bahawa beban yang disambungkan mendapat kuasa lengkap yang diperlukan untuk prestasi optimumnya.

Menarik untuk mengetahui bagaimana SMPS menghalang panel atau sumber apa pun daripada dimuat secara langsung oleh beban.

Rahsia terletak di sebalik penggunaan teknologi ferit. Transformer ferit adalah alat magnet yang sangat cekap yang tepu dengan berkesan untuk menghasilkan penukaran yang cekap dari input ke output.

Ambil contoh bekalan kuasa pengubah teras besi 2 amp biasa dan SMPS 2amp. Sekiranya anda memuatkan dua rakan sejawat dengan arus penuh iaitu dengan 2amps, anda akan dapati voltan teras besi menurun dengan ketara sedangkan voltan SMPS turun hanya sedikit atau agak diabaikan .... jadi inilah rahsia di sebalik keberkesanan MPPT berasaskan SMPS berbanding dengan pengawal pengecas MPPT berasaskan IC linear.