MPPT nima?

Shunday qilib, o'tgan seshanba kuni sodir bo'lgan kulgili voqea. Men xaridlar guruhimizdagi Deyv bilan qahva ichayotgan edim (bilasizmi, har doim yetkazib beruvchining yetkazib berish muddati haqida shikoyat qiladigan yigit) va u mendan so‘radi: "Siz R&D yig‘ilishlarida nima haqida gapiryapsiz?"

Haqiqatan ham adolatli savol. Biz bu qisqartmalarni to'yda konfeti kabi tarqatamiz, lekin muhandislik pufakchasidan tashqarida bo'lgan ko'pchilik biz nima haqida gapirayotganimizni umuman bilishmaydi.

MPPT maksimal quvvat nuqtasini kuzatishni anglatadi. Va yo'q, ba'zi savdo broshyuralari buni qanday ko'rsatsa ham, bu "quyosh panellaringizni yaxshilaydigan" sehrli qora quti emas. Qo'rqinchli ismdan o'tib ketganingizdan so'ng, bu juda oddiy.

To'g'ri, buni tasavvur qiling. Sizning tomingizda quyosh batareyasi o'rnatilgan. Etarlicha oddiy ko'rinadi - quyosh nuri uradi, elektr chiqadi, ish tugadi. Bu unchalik oddiy emas, shunday emasmi?

Quyosh panellari g'alati. Ular bilan nima qilayotganingizdan qat'i nazar, ular sizga shunchaki doimiy quvvatni bermaydilar. Ular ishlab chiqaradigan kuchlanish va oqim siz ularga qanday yukni ulaganingizga qarab o'zgaradi va mana bu zarba: kuchlanish va oqimning faqat BIRTA o'ziga xos kombinatsiyasi mavjud, bu erda siz ushbu paneldan maksimal quvvatni olasiz.

Biz buni maksimal quvvat nuqtasi yoki MPP deb ataymiz. Yoqimli ism, men bilaman.

Endi bu nuqta doimiy ravishda harakatlanadi. Bulut tepadan o'tadimi? MPP harakat qiladi. Harorat o'zgarishi? MPP harakat qiladi. Panel biroz changlanadimi? Siz taxmin qildingiz, MPP harakat qiladi. Bu xuddi ko‘r-ko‘rona bog‘langan holda harakatlanayotgan nishonni urishga o‘xshaydi.

Sara (bizning etakchi tizim dizaynerimiz - ajoyib ayol, qahvaning dahshatli ta'mi) o'tgan oy mijozga shunday ta'rif berdi: "Tasavvur qiling, siz chelakni suv bilan to'ldirishga harakat qilyapsiz, lekin kran bosimi doimiy ravishda o'zgarib turadi va siz eng yaxshi oqim tezligini olish uchun valfni qanchalik ochishingizni doimiy ravishda sozlashingiz kerak." Mukammal emas, lekin u fikrni to'g'riladi.

MPPT standart bo'lishidan oldin - biz 1990-yillarning o'rtalarida gaplashamiz - ko'pchilik quyosh qurilmalari PWM kontrollerlari deb ataydigan narsadan foydalangan. PWM puls kengligi modulyatsiyasini anglatadi, bu zaryadlashni boshqarish uchun panel va batareya o'rtasidagi aloqani juda tez yoqadi va o'chiradi, deyishning ajoyib usuli.

Muammo? PWM kontrollerlari batareya quvvatiga mos kelish uchun paneldagi kuchlanishni pasaytiradi. Shunday qilib, agar sizda 36V quyosh paneli va 12V batareyangiz bo'lsa, siz shunchaki... bu kuchlanishning katta qismini tashlab yuborasiz. Bu xuddi sport mashinasini sotib olish va uni faqat birinchi vitesda haydash kabi. Albatta, u ishlaydi, lekin qonli nuqta nima?

Garajimda 2009-yilda amalga oshirgan loyihamizdagi qadimiy PWM qurilmalaridan biri hali ham bor.

MPPT

MPPT boshqaruvchisi tubdan farq qiladi. Paneldagi kuchlanishni batareya darajasiga tushirish o‘rniga, u yuqoriroq kuchlanishni batareyaning past kuchlanishida ko‘proq oqimga aylantirish uchun DC{1}}DC konvertoridan (uni elektron vites qutisi deb o‘ylang) ishlatadi.

Mana fizika bit, lekin men uni qisqacha saqlashga va'da beraman: Quvvat=Voltaj × Oqim. Shunday qilib, agar sizning panelingizdan 3A da 36V (108W) bo'lsa, MPPT kontrolleri uni 9A da taxminan 12V ga aylantirishi mumkin (shuningdek, 108 Vt, ba'zi yo'qotishlarni hisobga olmaganda). Siz batareyangiz aslida ishlatishi mumkin bo'lgan boshqa shaklda BUXShI quvvatga ega bo'lasiz.

Ammo kuting, ko'proq narsa bor! (Men juda ko'p reklama roliklarini tomosha qildim)

MPPT kontrolleri bu konvertatsiyani bir marta bajarib, uni bir kunda chaqirmaydi. U doimiy ravishda panelning chiqishini o'lchaydi, panelga taqdim etadigan yukni o'zgartiradi, yana o'lchaydi va istalgan vaqtda panelingizdan maksimal quvvatni oladigan eng yoqimli nuqta - Maksimal quvvat nuqtasini topish uchun sozlashni davom ettiradi.

U bu raqsni soniyasiga o'nlab marta qiladi. Kun bo'yi, har kuni.

Endi qiziq bo'ladigan joy va biznikiga o'xshash kompaniyalar texnik ko'rib chiqish yig'ilishlarida bahslashish uchun juda ko'p vaqt sarflashlari.

MPP ni kuzatish uchun juda ko'p turli xil algoritmlar mavjud:

Perturb and Observe (P&O)- Bu eski ishonchli. Tekshirish moslamasi ish nuqtasini bir yo'nalishda siljitadi, quvvat yuqoriga yoki pastga tushishini tekshiradi, so'ngra shunga mos ravishda yana siljiydi. Oddiy, samarali, lekin kalit teshigini topishga urinayotgan mast kabi MPP atrofida tebranishi mumkin. Biz buni Model S-150 seriyamizda ishlatamiz, chunki u tasdiqlangan va amalga oshirish arzon.

Inkremental o'tkazuvchanlik- Matematik jihatdan yanada oqlangan, go'yoki aniqroq. Haqiqatda? Akademik maqolalarda aytilishiga qaramay, men uning haqiqiy{1}}jahon sharoitlarida P&O’dan keskin yaxshiroq ishlashini hech qachon ko‘rmaganman. Oʻtgan yozda (2022-yilning iyunidan avgustiga qadar) uch oy davomida ikkala--yonma-yon sinovdan oʻtkazdik va energiya yigʻimidagi farq 2 foizdan kam edi. Ko'pgina ilovalar uchun qo'shimcha ishlov berish xarajatlariga arzimaydi.

Fraksiyonel ochiq tutashuv kuchlanishi– Panelning ochiq kontaktlarning zanglashiga-asoslangan holda taxmin qiladi. Tez, lekin kamroq aniq. Ba'zi arzon Xitoy birliklari buni ishlatishadi va siz aytishingiz mumkin - ular etarli, ammo ajoyib emas.

Keyin sizda barcha yangiroq usullar mavjud - neyron tarmoqlar, loyqa mantiq, toymasin rejimni boshqarish. Ishonchim komilki, ular tadqiqot laboratoriyalari va ilovalarda o'z o'rinlariga ega, ammo 95% o'rnatish uchunmi? P&O ishni juda yaxshi bajaradi.

Marketing bo'limidan Tom bizni shovqin omili uchun "AI-quvvatlangan MPPT" ni joriy qilishga undamoqda. Biz unga neyron tarmoqlar bu ilova uchun mantiqiy emasligini va hech qanday haqiqiy foyda keltirmasdan faqat xarajat va murakkablikni oshirishini aytamiz. Bu bahs oktyabr oyidan beri davom etmoqda. Yordam yuboring.

MPPT

"Ammo bu qanchalik yaxshi?" - Har bir. Yagona. Mijoz. Uchrashuv.

OK, 2022-yil davomida oʻtkazgan dala sinovlarining haqiqiy raqamlari:

Ispaniyaning janubidagi o'rnatishlarimizda (agar qiziqsangiz, Malaga viloyati) biz quyidagilarni ko'rdik:

MPPT va PWM: o'rtacha 25-30% ko'proq energiya yig'iladi

Eng yaxshi yaxshilanish: 45% (bu dekabr oyida qisman soya bilan bo'lgan)

Eng yomon yaxshilanish: 15% (-yoz oʻrtalarida, ochiq kunlar, hatto PWM nisbatan yaxshi ishlaganda)

Quyidagi hollarda yaxshilanish eng katta bo'ladi:

Panelingizdagi kuchlanish batareya kuchlanishidan ancha yuqori

Sizda qisman soya bor

Harorat juda farq qiladi

Massivda mos kelmaydigan panellar bor

Har bir narsa ideal bo'lsa, u eng kichikdir - bu haqiqiy dunyoda hech qachon bo'lmaydi.

Men sizni to'liq elektron diagramma bilan zeriktirmayman, lekin bu erda asosiy topologiya:

Ko'pgina MPPT kontrollerlari quvvat bosqichi sifatida pul konvertoridan (pastga{0}}pastga), kuchaytiruvchi konvertordan (pog'ona{1}}yuqoriga) yoki back{2}}boost konvertoridan (ikkalasi ham qila oladi) foydalanadi. Biz odatda buk topologiyasidan foydalanamiz, chunki quyosh panellarining aksariyati zaryad olayotgan batareyalardan yuqori kuchlanishga ega.

Nazorat bo'limi odatda quyidagilarga ega:

Mikrokontroller (biz premium qatorimizda STM32 seriyasidan foydalanamiz)

Voltaj va oqim sensorlari

Harorat sensorlari (panel, batareya va boshqaruvchining o'zi uchun)

Qandaydir foydalanuvchi interfeysi (LCD ekran, Bluetooth, nima bo'lishidan qat'iy nazar)

Haqiqatan ham shunday. Sehr-jodu dasturiy ta'minotda - ish nuqtasini qanday sozlashni hal qiladigan algoritm.

Kelgusi oy ishga tushiradigan yangi X{2}}300 Modelimiz (8-mart kuni Amsterdamda boʻlib oʻtadigan SolarTech Expo koʻrgazmasida rasmiy eʼlon – agar u yerda boʻlsangiz, salom ayting!) ikki yadroli protsessordan foydalanadi, shuning uchun biz MPPT algoritmidan mustaqil ravishda xavfsizlik monitoringini amalga oshirishimiz mumkin. Haddan tashqari ko'pmi? Balki. Ammo o'tgan yili Avstraliyada raqib bo'linmasi yonib ketgan voqeadan so'ng (ismlarni aytmayman, lekin siz bu haqda eshitgan bo'lsangiz kerak), biz tavakkal qilmayapmiz.

"MPPT sizga panellaringizdan ko'proq quvvat beradi"– Yo‘q. Panelingiz quyosh nuri asosida ishlab chiqaradigan narsani ishlab chiqaradi. MPPT faqat mavjud quvvatni isrof qilish o‘rniga FOYDALANIShingizni ta’minlaydi.

"Kichik tizimlar bilan MPPT kerak emas"- Axlat. Hatto kichik tizim ham foyda keltiradi. Albatta, mutlaq energiya daromadi kichikroq, lekin foiz-asosan bir xil.

"MPPT faqat tarmoq-tizimlar uchun"- Shuningdek, noto'g'ri. Batareyani zaryadlash uchun juda yaxshi ishlaydi, bu aslida bizning sotuvlarimizning ko'p qismini ko'ramiz.

"Barcha MPPT kontrollerlari asosan bir xil"- Ha! Buni muhandislik guruhiga ayting. Biz samaradorlikni, issiqlik boshqaruvini, ishonchlilikni optimallashtirish uchun bir necha oy sarflaymiz. Ammo men o'rtacha foydalanuvchiga tan olaman, 50 funt sterlinglik Xitoy birligi va bizning 400 funt sterlinglik boshqaruvchimiztuyuladio'xshash. Olti oydan keyin arzon bo'lmaguncha, ya'ni.

Qarang, men sizni mahsulotimizga sotishim kerak, lekin rostini aytsam (xo'jayinga buni aytganimni aytmang):

Agar sizda juda kichik tizim (50 Vt dan past) bo'lsa, qisqa simi bo'lsa, paneldagi kuchlanish batareyangiz kuchlanishiga to'g'ri keladi va sizning byudjetingiz cheklangan bo'lsa - PWM yaxshi bo'lishi mumkin. Stolda bir oz energiya qoldirasiz, lekin ba'zida bu maqbul savdo-chegirma hisoblanadi.

O‘tgan yili Shotlandiya tog‘laridagi kichik ob-havo stansiyasini quvvatlamoqchi bo‘lgan mijozimiz bor edi{0}}V panel, 12V batareya, £30 byudjet. Men arzon PWM kontrollerni tavsiya qildim. U baribir bizning MPPT blokimizni sotib oldi, chunki "u eng yaxshisini xohlagan". To'g'ri, bu uning puli, lekin bu qarordagi ROI hech qachon bo'lmaydi.

Bu texnologiya qayerga ketmoqda? Xo'sh, biz bir nechta tendentsiyalarni ko'rmoqdamiz:

Tarqatilgan MPPT– Butun massiv uchun bitta katta kontroller o‘rniga har bir panelda kichikroq optimallashtiruvchilar. Soya uchun yaxshiroq, lekin xarajat va murakkablikni oshiradi. Hozir biz ularni Norvegiyada sinov loyihasida sinab ko‘rmoqdamiz.

Bulutli ulanish- Har bir inson o'zining quyosh boshqaruvchisi smartfoni bilan gaplashishini xohlaydi. Albatta, nima uchun. Bizning ilovamiz aslida juda yaxshi, garchi o'zim aytsam ham. Siz haqiqiy{3}}vaqtdagi unumdorlikni, tarixiy maʼlumotlarni koʻrishingiz mumkin va agar biror narsa notoʻgʻri boʻlsa, u sizni ogohlantiradi. Biz oʻtgan haftada batareya quvvati holatini-toʻgʻirlaydigan{6}}yangilanishni kiritdik – ilgari u taxminan 5% juda optimistik edi.

Yaxshiroq algoritmlar- Bu mening shaxsiy obsesyonim. Kuzatuv parametrlarini oldindan sozlash uchun ob-havo maʼlumotlaridan-foydalanuvchi bashoratli algoritm ustida ishlayapman. Bu ishlaydimi? Ba'zan. Bu harakatga arziydimi? Hakamlar hay'ati hali ham tashqarida.

MPPT

Bu keng tarqalgan xatolarni bilish uchun etarlicha uzoq vaqt davomida qildim:

Uni to'g'ri o'lchamga keltiring– 10A panel uchun 60A MPPT kontroller sotib olmang. Bu isrof. Shu bilan birga, pulni tejaysiz deb o'ylamang. Keyinchalik muqarrar ravishda qo'shimcha panellar qo'shsangiz, unga zarar yetkazasiz.

Uni salqin tuting- Bu narsalar issiqlik hosil qiladi. Uni to'g'ridan-to'g'ri quyosh nuri ostida muhrlangan qutiga o'rnatmang. Ha, odamlar buni aslida qilishadi. Yo'q, nega tushunmayapman.

Batareya harorati sensori- Foydalaning! Zaryadlash kuchlanishi harorat-kompensatsiyalanishi kerak. Xona harorati va Saharaning o'rtasi turli xil kuchlanishlarni talab qiladi.

Kabel o'lchamlari– Bizga kontrollerlar to'g'ri ishlamayotgani haqida juda ko'p qo'ng'iroqlar keladi va bu deyarli har doim kichik o'lchamdagi kabellar kuchlanishning pasayishiga olib keladi. Bizning veb-saytimizda qonli kabel o'lchamini hisoblash kalkulyatoridan foydalaning.

Sozlamalar muhim– Standart sozlamalar konservativdir. Qo'llanmani o'qing (bilaman, hayratlanarli taklif) va uni o'zingizning batareyangiz turi uchun sozlang.

Xo'sh, MPPT nima? Bu, asosan, quyosh panelingiz va batareyangizning iloji boricha samarali ishlashini ta'minlaydigan aqlli elektron moslama bo'lib, sozlashingizdan barcha mumkin bo'lgan vattni siqib chiqarish uchun doimiy ravishda o'zgaruvchan sharoitlarga moslashadi.

Bunga arziydimi? Aksariyat o'rnatishlar uchun, mutlaqo. PWM ustidan MPPT kontrollerining qo'shimcha narxi bir yoki ikki yil ichida energiya yig'ishning ortishi bilan o'zini to'laydi.

Biz ularni sotganimiz uchun tarafkashlik qilyapmizmi? Albatta. Ammo biz ularga ham ishonamiz, aks holda biz so'nggi 15 yilni texnologiyani takomillashtirishga va bozordagi eng yaxshi MPPT kontrollerlarini yaratishga sarf qilmagan bo'lardik. (Ha, men har bir kompaniya shunday deyishini bilaman, lekin biznikida shunday. Men bilan jang qiling.)

Qanday bo'lmasin, agar sizda savollar bo'lsa, ularni sharhlarda qoldiring yoki menga elektron pochta orqali yuboring. Yoki yaxshiroq, meni mart oyida Amsterdam ko'rgazmasida ushlang. Men juda ko'p qahva ichadigan va MPPTni tinglaydiganlarga tushuntiraman.

Oh, va tezkor vilka - MPPT-ni bir bilan bog'langionli lityum batareyaAgar imkoningiz bo'lsa. Tez zaryadlash xususiyati kontrollerning qisqa qish kunlarida to'g'ri ishlashiga imkon beradi. Biz bu kombinatsiyani o'tgan yildan beri sinab ko'rmoqdamiz va samaradorlik o'sishini to'g'risini aytishga arziydi.