Что такое MPPT контроллеры

Если вы хотите увеличить выработку энергии вашими солнечными батареями без добавления солнечных панелей, то вам нужно заменить ваш солнечный контроллер на контроллер со слежением за точкой максимальной мощности (ТММ) солнечной батареи. Такой контроллер позволит в большинстве случаев увеличить выработку электроэнергии по сравнению с ШИМ контроллерами.

Купить качественные и/или недорогие MPPT солнечные контроллеры вы можете в нашем Интернет-магазине

MPPT контроллеры появились на рынке в конце 80-х годов. Постепенно они стали применяться все шире и шире, и в будущем, скорее всего, все контроллеры будут иметь функцию слежения за ТММ солнечного модуля. Сейчас на рынке появились MPPT контроллеры с улучшенной схемотехникой, надежными электронными компонентами и с управлением микропроцессором.

В простых контроллерах солнечный модули подключается к аккумулятору напрямую, таким образом напряжение их сравнивается. В реальности же оптимальное напряжение солнечной батареи почти всегда отличается от напряжения на аккумуляторе. Типичный 12В аккумулятор требует для полного заряда поддерживать заряд при 14,4В в течение 2-4 часов. Эта стадия называется стадией абсорбции (насыщения).

Если посмотреть на типичную вольт-амперную характеристику солнечной батареи, можно увидеть, что выработка энергии может быть увеличена, если контроллер заряда будет следить за точкой максимальной мощности солнечной батареи.

Типичный MPPT контроллер постоянно отслеживает ток и напряжение на солнечной батарее, перемножает их значения и определяет пару ток-напряжение, при которых мощность СБ будет максимальной. Встроенный процессор также следит, на какой стадии заряда находится аккумулятор (наполнение, насыщение, выравнивание, поддержка) и на основании этого определяет, какой ток должен подаваться в аккумуляторы. Одновременно процессор может давать команды на индикацию параметров на табло (при наличии), хранение данных, и т.п.

Точка максимальной мощности может вычисляться разными способами. В простейшем случае контроллер последовательно снижает напряжение от точки холостого хода до напряжения на аккумуляторе. Точка максимальной мощности будет находиться где-то в промежутке между этими значениями. Описание различных способов поиска ТММ описано в статье «Принцип работы солнечного контроллера MPPT«

Положение ТММ зависит от нескольких параметров — от освещенности модуля, температуры, разнородности используемых модулей и т.д. Контроллер периодически пытается немного «отойти» от найденной на предыдущей стадии точки в обе стороны, и если мощности при этом увеличивается, то он переходит на работу в этой точке. Теоретически, при поиске ТММ теряется немного энергии, но эта потеря очень незначительна по сравнению в той дополнительной энергией, которую обеспечивает MPPT контроллер.

Встроенный преобразователь постоянного тока поддерживает разное напряжение на входе и выходе контроллера. Это похоже на работу бесступенчатой коробки передач в автомобиле, которая поддерживает оптимальные обороты двигателя при разной скорости движения автомобиля.

Количество дополнительно полученной энергии при использовании MPPT контроллера трудно однозначно определить. Основными факторами, влияющими на дополнительную выработку. являются температура и степень заряженности аккумуляторной батареи. Наибольшая добавка к выработке будет при низких температурах модуля и разряженных батареях.

На рисунке справа показано, как может меняться напряжение в точке максимальной мощности при разных температурах модуля. Чем горячее солнечный модуль, тем меньше напряжение на модуле и, соответственно, выработка энергии солнечной батареей. В какие-то моменты точка максимальной мощности может быть ниже напряжения на аккумуляторе, и в этом случае вы не получите никакого выигрыша в выработке энергии по сравнению с ШИМ контроллером. Такое же влияние оказывает и частичное затенение солнечной батареи.

Поэтому обычно при использовании MPPT контроллеров нужно коммутировать солнечные батареи на более высокое напряжение. Большинство контроллеров может отслеживать точку максимальной мощности в широких пределах. Такое решение также позволит повысить выработку энергии солнечной батареей при пониженных освещенностях. Однако, не нужно делать слишком большую разницу между входным и выходным напряжением, иначе КПД контроллера падает.

Снижение потерь в проводах

Потери в проводниках вычисляются по формуле

P = I² x R

Таким образом, при уменьшении тока в 2 раза, потери уменьшаются в 4 раза. Если уменьшить ток в 4 раза, то потери уменьшатся в 16 раз, и т.п. Если увеличить напряжение со стороны фотоэлектрических модулей, то можно существенно уменьшить потери при той же передаваемой мощности.

Когда целесообразно применять MPPT контроллеры?

Текущая цена контроллеров позволяет эффективно их применять при мощности модулей от 200 Вт. Или если напряжение вашего модуля нестандартное. Это позволит увеличить выработку вашей фотоэлектрической системы без добавления фотоэлектрических модулей. Если вы не используете MPPT контроллер, то вы можете рассматривать недобор энергии от СБ как потерю части ваших инвестиций в солнечные батареи.

Следует заметить, что все современные сетевые фотоэлектрические инверторы используют слежение за точкой максимальной мощности солнечных батарей.

Дополнительная информация также содержится в разделе «Основы«, подраздел по Фотоэлектричеству, а также в разделе «Библиотека«.

Настоятельно рекомендуем также ознакомиться с ответами на часто задаваемые вопросы по контроллерам заряда.

Эта статья прочитана 35966 раз(а)!

Продолжить чтение