У чому відмінність MPPT контролерів заряду?

У чому відмінність MPPT контролерів заряду?

Рассматрим теорію і практику експлуатації MPPT контролерів "Максимальна силова точка відстеження", використовувану в покращених сонячних контролери заряду.

  MPPT або трекер максимальної точки живлення являє собою електронний пристрій з вбудованим конвертором постійного струму DC\DC, який оптимізує параметри енергії між сонячними батареями (PV панелями), і акумуляторними батареями або міською мережею. Простіше кажучи, вони перетворюють високу вихідну напругу постійного струму від сонячних батарей (або декількох вітряних генераторів) до низького напруги, необхідного для зарядки акумуляторних батарей.(Їх іноді називають "Power Point трекери" для стислості - не плутати з сонячними трекерами, які потрібні для повороту сонячних батарей за сонцем).

Отже, що значить «оптимізувати параметри енергії»? Більшість PV панелей виробляються і називаються умовно 12 - вольтовими. Заковика в тому, що "номінально", насправді, майже всі "12-вольт" сонячні панелі видають від 16 до 18 вольт при номінальному навантаженні. Проблема в тому, що номінальні 12-вольт акумуляторні батареї досить близькі до фактичних 12 вольт - від 10,5 до 12,7 вольт, в залежності від стану заряду. Для успішної зарядки більшість акумуляторних батарей вимагають від 13,2 до 14,4 вольт.

  Припустимо, ми придбали сонячну панель 130 вт.На практиці сонячна панель видає 130 ват тільки при певній напрузі і струмі. Експериментально ця сонячна батарея розрахована на 7,52 ампер при 17,3 вольт. (7,52Ах17,3В= 130 Вт).

Тепер розглянемо, чому панель 130 Ват не видає 130 Вт зарядки або куди йдуть наші Вати? Так що ж відбувається, коли ви підключаєте панель 130 ват до акумулятора через звичайний контролер заряду?

На жаль, те, що відбувається, далеко не дає 130 Вт. Ваша сонячна панель видає 7,5 ампер. Ваша акумуляторна батарея просаджує напруга при зарядці до 12 вольт. Відповідно маємо потужність зарядки акумулятора : 7,5 Ампер Х 12 вольт = 90 Вт. Ви втратили понад 40 ватт але ж заплатили за 130Вт! Де ж поділися 40 ват? Вони просто не виробляються із-за слабкого перетворення (немає оптимізації параметрів) між панеллю і акумулятором. При дуже низькому заряді батареї, скажімо 10,5 вольт ситуація ще гірше - ви можете втратити цілих 35% потужності (11 вольт х 7,4 = 81,4 Ватт). Ви втратили близько 48 ват. Ви можете подумати - чому б просто не зробити панелі так, щоб вони виробляли 14 вольт або близько того, щоб відповідати батареї?

Є багато факторів. Панелі потужністю 130 Вт розраховані при повному сонячному світлі і при певній температурі (STC - або стандартних умовах випробувань). Якщо. наприклад, температура сонячної панелі не стандартна, ви не отримаєте 17,4 вольт.Чим вище експлуатаційна температура фотомодуля, тим нижче він видає напругу, а отже - менше енергії. У багатьох жарких кліматичних зонах, ви можете отримати до 16 вольт. Якщо ви отримуєте до 15 вольт з панелі (як деякі з так званої «саморегулюючої» панелі), то ви в біді, так як у вас не буде достатньої напруги для зарядки батареї. Сонячні ж батареї повинні мати достатньо свободи дій, щоб в будь-яких умовах виконувати своє призначення. У зв'язку з такою нестиковкою і потрібен контролер МРРТ.

Яка вигода від використання контролерів MPPT?

Вона прямо пропорційна сезонним умовам. MPPT контролери , як правило, засновані на цифровій технології управління. Такий контролер заряду постійно промацує на виході з панелей напруга, і порівнює його з напругою батареї. Потім контролер обчислює оптимальне значення струму і напруги в конкретний момент часу. Виконує необхідну оптимізацію (перетворення) щоб отримати максимальну потужність зарядки.

Більшість сучасних MPPT контролерів мають ККД 93-97% ефективності перетворення. Ви зазвичай отримуєте від 20% до 45% збільшення потужності взимку і 10%-15% влітку. Фактичний коефіцієнт підсилення може широко варіювати в залежності від погоди, температури, рівня зарядки акумулятора, та інших факторів.

Grid tie системи ( підключаються безпосередньо до мережі без використання акумуляторів) - стають все більш популярними, так як ціна на сонячні панелі знижується а на мережеве електрика зростає. Є кілька виробників таких інверторів, які можуть працювати без акумуляторів і всі ці інвертори мають вбудовані MPPT. Ефективність складає близько 94% - 97% для MPPT перетворення .

Як працює MPPT технологія? Припустимо, акумулятор розряджений до 12 вольт. MPPT бачить, що на сонячній батареї 17,3 вольта і 7,52 Ампера і перетворює його вниз, так що те, що батарея отримує тепер 10,8 ампер на 12 вольт. Тепер у вас реально отримано майже 130 ват, і всі задоволені. Це спрощене пояснення - на самому контролер заряду MPPT відстежує точку максимальної потужності, яка буде відрізнятися від STC (стандартних умовах випробування) в рейтингу майже у всіх ситуаціях. При дуже низьких температурах 120 ват панель насправді здатні виробити більш 130 Вт. З іншого боку, в дуже жарких умовах, потужність падає - ви втрачаєте потужність, коли температура підвищується. Саме тому ви отримаєте меншого приріст потужності в літній час.

MPPT контролери є найбільш ефективним при наступних умовах:

1. Зима, і/або хмарні або туманні дні - коли додаткова потужність необхідна найбільше. МРРТ може змінюватися постійно для отримання максимальної потужності заряду батареї.
2. Холодна погода - сонячні батареї працюють краще при низьких температурах, але без MPPT ви втрачаєте велику частину цього переваги, коли сонячні години мінімальні.
3. Низький заряд батареї - чим нижчий стан заряду батареї, тим більше контролер MPPT вкладає в них.
4. Довгі проводи. При зарядці акумулятора 12 вольт і відстані в 30метров до панелі падіння напруги і втрати потужності можуть бути значними, якщо ви використовуєте дуже великий провід. Це може бути дуже дорого. Але якщо у вас є чотири 12 вольт панелей, з'єднаних послідовно на 48 вольт, втрати потужності значно менше, і контролер буде конвертувати висока напруга до 12 вольт на батарею. Це також означає, що якщо у вас висока напруга на панелях досягнуто послідовним підключенням, Ви можете використовувати набагато менше проводів.

Отже, тепер повернемося до початкового питання - Що таке MPPT? Як МРРТ працює: в основі контролера MPPT лежить DC\ DC перетворювач. Він приймає вхідна напруга постійного струму від сонячних панелей, змінять його на високочастотне змінне, і перетворює його назад в інше постійне напруга і струм в точності співпадаючими з панелями батарей. MPPT контролери працюють, як правило, на дуже високих частотах, як правило, у 20-80 кГц. Перевага високочастотних ланцюгів в тому, що вони можуть бути розроблені з дуже високою ефективністю трансформації (перетворення) на дрібних деталях. Конструкция высокочастотных цепей  может быть очень сложной в связи с  проблемами частей схемы "эфирного вещания".Поэтому  шумоизоляция и подавление помех становится очень важным.

  Есть несколько нецифровых (то есть линейных аналоговых) контроллеров заряда MPPT . Это гораздо проще и дешевле, чем цифровые. Они  эффективнее (максимум на 10%), но их эффективность кратковременно может падать. К примеру, если пройдет облако  над панелью. 

Висновок: Використання МРРТ контролерів дає можливість більш повно використовувати потенціал сонячних батарей і як наслідок знімати на 15-45 % більше електроенергії порівняно з іншими контролерами!!!

Сонячні контролери заряду MPPT можна придбати в нашому інтернет-магазині www.vipmart.com.ua по ссылке