MPPT vs Solar Tracker - Khám phá sự khác biệt

Bài đăng nghiên cứu hai thiết bị khai thác năng lượng mặt trời phổ biến đối ứng với MPPT và thiết bị theo dõi năng lượng mặt trời, đồng thời chỉ ra sự khác biệt chính giữa hai thiết bị kéo sợi năng lượng tự do nổi bật này.
Đúng là hành tinh của chúng ta được may mắn với nhiều nguồn năng lượng miễn phí như năng lượng gió, năng lượng thủy điện, năng lượng mặt trời hoặc năng lượng mặt trời, v.v. nhưng trừ khi chúng được khai thác và nắm bắt một cách tối ưu, các nguồn tài nguyên có thể bị lãng phí.

Giới thiệu

Xét đến thực tế này, hai hệ thống chính đã được phát triển dưới dạng mạch MPPT và bộ theo dõi năng lượng mặt trời cơ học để khai thác năng lượng mặt trời một cách hiệu quả và khôn ngoan nhất.

Tuy nhiên, một giáo dân trong lĩnh vực này luôn có xu hướng nhầm lẫn về sự khác biệt giữa hai hệ thống này và đôi khi hiểu sai thông tin qua nhiều huyền thoại và dữ liệu không chính xác.

Bài đăng này được viết đặc biệt để làm rõ nhiều ưu và nhược điểm của hai loại máy khai thác năng lượng mặt trời nổi bật này, đó là MPPT và Solar Tracker.

Hãy cùng tìm hiểu tiện ích nào giành được chất lượng và hiệu quả cuộc đua thông qua cuộc thảo luận sau:

MPPT so với trình theo dõi năng lượng mặt trời

MPPT là từ viết tắt của Maximum Power Point Tracker, như tên gọi cho thấy thiết bị này được thiết kế để trích xuất VxI hoặc công suất khả thi tối đa từ bảng điều khiển và cung cấp cho tải.

Về cơ bản, MPPT sẽ cố gắng thực hiện hai hành động chính trong khi sử dụng: Thứ nhất, nó sẽ theo dõi công suất tối đa có sẵn của bảng điều khiển năng lượng mặt trời (V x I) và cố gắng phân phối tối đa công suất đó qua đầu ra hoặc tải được kết nối.

Thứ hai, nó sẽ giám sát rằng tải không cố gắng làm hỏng bảng điều khiển bằng cách trích xuất lượng watt không hợp pháp hoặc không khả thi do đoản mạch hoặc đóng ngắt các đầu ra của MPPT.

Nếu tình trạng như vậy được phát hiện, tính năng 'tắt' của MPPT sẽ kích hoạt ngay lập tức để khắc phục tình trạng tải bất thường hoặc không chính xác này.

Làm thế nào một MPPT chức năng

Giả sử chúng ta có một bảng điều khiển năng lượng mặt trời với các thông số kỹ thuật sau được gắn với MPPT để sạc pin 12V:

Vôn: 24V

Hiện tại: 2,5 ampe

công suất: 24 x 2,5 = 60 watt ở điều kiện nắng tối ưu.

Nắng tối ưu hay cao điểm đề cập đến khoảng thời gian trong ngày khi các tia nắng mặt trời gần như vuông góc với bề mặt của tấm pin mặt trời, vì điều kiện này bị ảnh hưởng với sự thay đổi vị trí của mặt trời, sản lượng từ tấm pin cũng bị ảnh hưởng và giảm tương ứng.

Trong thời gian nắng tối ưu, MPPT sẽ cố gắng cung cấp và sạc pin với 12V @ 60/12 = 5 amps.

Bạn có thể thấy rằng ở đây dòng điện tới pin được tăng cường và đã được tăng gấp đôi để giữ cho tỷ lệ công suất đầu vào đầu ra thực không đổi và hiệu quả.

Do đó, hệ thống đảm bảo rằng pin mặc dù có thông số điện áp thấp hơn nhiều so với bảng điều khiển vẫn nhận được năng lượng tối ưu từ bảng điều khiển, tức là ở tốc độ 12 x 5 amps = 60 watt.

Đây là tính năng thú vị và đáng giá nhất của bộ sạc MPPT so với các dạng bộ sạc thông thường khác.

Tuy nhiên, khi ánh sáng mặt trời bắt đầu giảm dần khi ban ngày bắt đầu chạng vạng, công suất của bảng điều khiển cũng bắt đầu suy giảm tương ứng, vậy MPPT phải làm gì bây giờ? Nó có tiếp tục cung cấp cùng một lượng điện mà nó đã cung cấp trong thời gian nắng cao điểm không?

Câu trả lời là không, MPPT chỉ đơn giản là theo dõi công suất tối đa có sẵn từ bảng điều khiển và tái tạo giống nhau ở tải đầu ra của nó, có nghĩa là nếu điện áp và công suất bảng điều khiển giảm xuống, 20V @ 30 watt, thì pin 12V chỉ thành công trong việc nhận Tốc độ sạc 12V ở 30/12 = 1,5 ampe.

Mặc dù MPpT vẫn đang cố gắng giữ tỷ lệ đầu vào / đầu ra thống nhất bằng cách cung cấp cùng một lượng điện năng cho pin được cung cấp bởi bảng điều khiển, nhưng nó không thể khôi phục góc tới của tia sáng mặt trời.

Đây là một bất lợi lớn với các trình theo dõi MPPT, khả năng tạo ra năng lượng bị hạn chế ở góc của tia nắng trên bảng điều khiển và nó trở nên 'bất lực' khi mặt trời bắt đầu lặn.

Do đó MPPT sẽ không thể tận dụng được ánh sáng mặt trời suốt cả ngày. Vì vậy, nếu chúng ta phân tích hiệu quả của MPPT đối với sức mạnh phân phối thực tế của mặt trời, chúng ta có thể thấy nó chỉ vào khoảng 50% hoặc thậm chí ít hơn.

Ưu và nhược điểm của MPPT

Các khía cạnh tích cực của mạch MPPT là:

Chúng nhỏ gọn, trạng thái rắn, hiệu quả hơn các dạng bộ sạc khác và không sử dụng các cụm cơ khí cồng kềnh để triển khai, tuy nhiên nhược điểm lớn là chúng không thể theo dõi các tia nắng và do đó không tận dụng được hết sản lượng năng lượng khổng lồ của mặt trời.

Làm sao Máy theo dõi năng lượng mặt trời Chức năng

Máy theo dõi năng lượng mặt trời là các hệ thống cơ điện được thiết kế để theo dõi các tia sáng mặt trời một cách thực tế, có nghĩa là tấm pin mặt trời sẽ tiếp tục thay đổi hướng bề mặt của nó để phản ứng với các vị trí thay đổi của mặt trời để nó duy trì một góc vuông góc với tia nắng mặt trời suốt cả ngày.

Chuyển động trên được thực hiện bằng động cơ và mạch cảm biến LDR. Mạch cảm biến LDR liên tục theo dõi tỷ lệ tia sáng mặt trời và ra lệnh cho động cơ xoay bảng điều khiển sao cho bảng điều khiển tiếp tục nghiêng từ đông sang tây từng phần một.

Máy theo dõi năng lượng mặt trời cũng có khả năng phân tích tình trạng u ám và điều chỉnh bảng điều khiển để thu được góc có lợi nhất hoặc tối ưu nhất của tia nắng mặt trời.

Chi tiết cơ chế theo dõi năng lượng mặt trời

Khả năng này của tấm pin năng lượng mặt trời làm cho nó có lợi thế cực kỳ lớn so với MPPT vì nó có thể khai thác và thu thập gần như 95% năng lượng mặt trời có sẵn vào bất kỳ thời điểm nào trong ngày.

Mặc dù một bảng điều khiển năng lượng mặt trời được cho là nhờ tính năng trên, nhưng nó sẽ không có khả năng chuyển đổi điện áp bị giảm ở đầu ra thành dòng điện tăng tương ứng như chúng ta đã nghiên cứu trong cuộc thảo luận ở trên bằng cách sử dụng thiết bị MPPT.

MPPT với Bộ theo dõi năng lượng mặt trời

Do đó, nếu hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời 24V được kết nối trực tiếp với pin 12V, mặc dù bảng điều khiển sẽ tiếp tục theo dõi mặt trời và tạo ra năng lượng tối ưu suốt cả ngày, pin sẽ không được ưu tiên với dòng điện gấp đôi, có nghĩa là với các thông số kỹ thuật đã thảo luận ở trên bảng điều khiển có khả năng tạo ra 2,5V amps ở 24V sẽ tiếp tục cung cấp 2,5 ampe cho pin trái với 5 amps tăng cường do MPPT sản xuất.

Ở đây MPPT chứng minh tính kim loại của nó vì khả năng trên của nó trở nên cấp thiết và quan trọng và không thể bị bỏ qua.

Do đó, nó cho thấy rằng không thể bỏ qua MPPT ngay cả khi một bộ theo dõi năng lượng mặt trời đang được sử dụng và nó nên được sử dụng bổ sung với bộ theo dõi năng lượng mặt trời để làm cho sự kết hợp trở nên mạnh mẽ và hiệu quả gần như 100% trong mọi trường hợp.

Sự kết hợp này sẽ đảm bảo rằng người dùng có thể đạt được mức tối đa từ bảng điều khiển năng lượng mặt trời có sẵn và ánh nắng mặt trời, mặc dù điều này có nghĩa là ban đầu sẽ có một số khoản đầu tư lớn, chi phí có thể được trang trải trong vòng một vài mùa sử dụng hệ thống.

Phần kết luận

Cuối cùng, khi so sánh hai đối thủ, chúng ta có thể suy ngẫm và kết luận rằng người chiến thắng khác biệt là hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời.

Điều đó nói rằng, MPPT cũng trở nên cực kỳ cần thiết để đạt được kết quả vượt trội từ hệ thống bảng điều khiển năng lượng mặt trời và cũng như khi người dùng lựa chọn một tấm pin mặt trời cố định.