太阳能板优化使用MPPT控制器

图1所示。太阳能发电系统[2]方案

太阳能电池板:上下文

利用可再生能源发电是世界市场上的新繁荣。有来自自然资源的不同类型的清洁能源,如太阳、风、潮汐等。

特别是,来自太阳的能量比其他类型的能量有一些优势。从理论上讲,它在地球上几乎是可行的。有了光伏电池,收集太阳能现在成为可能。

太阳能电池板:问题

太阳能电池通常连接到DC-DC转换器或DC-AC转换器,这取决于应用。我们可以观察图1所示的具有两个转换器的系统的方案来说明我们。

此外,细胞有一个I-V和P-V曲线,如图2所示,这是在受控条件下测试得到的。显然,模块提供的功率取决于所连接的负载;也就是说,不可能自动地从太阳能电池板中得到最大的好处,尤其是在串联、平行或平行串联的大型阵列中。为解决这一问题,提出了利用面板提供的功率曲线相对于其电压的最大功率转移点跟踪算法。

图1所示。太阳能发电系统[2]方案

图1所示。太阳能发电系统[2]方案

图2。不同辐射值下的I-V(实心)P-V(虚线)特征曲线

图2。不同辐射值下的I-V(实心)P-V(虚线)特征曲线

太阳能电池板优化:什么是MPPT?

允许给电池充电的装置是DC-DC转换器,也称为充电控制器。目前市场上主要有两种电荷控制器,最大功率控制和PWM控制。PWM器件的性能已被证明不如MPPT充电控制器有效,这就是为什么我们有兴趣了解这些器件如何工作,以优化太阳能电池板电源输出的性能。

MPPT是一种用于DC-DC变换器中获取光伏模块最大功率的算法,为此,变换器的占空比变化,使模块的电压变化到最大功率。

需要注意的是,这一点随温度和太阳辐射而变化;因此,它是不断变化的。有几种算法可以找到MPP,我们可以找到最常用的文献:扰动和观察(P & O),增量电导和模糊逻辑[4][5]。

太阳能电池板优化:干扰观测法

这是一种由爬坡法推导出来的算法。通过改变电压(通过改变占空比产生的电压),就改变了功率。

在图3中我们可以看到该算法的流程图,如我们所见,我们有当前和前一次迭代的值,通过这两个变量的比较,我们确定了要达到光伏模块的MPP必须采取的行动。

上面提到的事实可以用下面的方式来解释。总是有两个变量需要不断地计算,一个是电流,另一个是电压。这些参数瞬间变化,从前一个瞬间得到的功率差表明MPP是否位于上方或下方。

如果功率差是正的,那么电压必须与前一个相比较,如果它更大,那么占空比必须在相同的差分中增加,如果它更小,那么占空比必须以同样的方式减少。这意味着PV系统的运行点将在曲线上向前移动,寻找最大功率点。

结论

太阳能电池板是一项重要的投资,具有中长期的回报率。然后就需要最大限度地提高每个模块或整个阵列在任何时候都能够提供的功率。

基于这种算法选择最大功率点充电控制器,确保太阳能电池板产生的太阳能将在全天的最大点使用,特别是在小型安装。

需要注意的是,该方法的效率约为96%,但当算法达到最大功率时,如果降低工作周期的变化率,则可以提高效率。

图3。MPPT算法流程图扰动观察

图3。MPPT算法流程图扰动观察


参考文献

[1] Técnicas de optimización en paneles solares: seguimiento del punto de máxima potencia。电子(Navarrete2015)。可从http://www.bdigital.unal.edu.co/58395/1/1088651128.2015.pdf上读取。

[2]年代Oluciones en energías renovables para el hogar y la industria。能用的en:http://www.energiasinteligentes.com/soluciones/hogar-industria

西西里岛的太阳能:从化石能源到可再生能源的道路上。Rosaria Ciriminna和Mario Pagliaro, Francesco Meneguzzo和Mario Pecoraino 2016。

太阳能[4]。Olinto,伊莎贝拉。2016

[5]实现能源太阳能光伏在大学的instalaciones的Factibilidad Simón Bolívar。Bastardo F, Simeone S. 2019

留下你的评论