Nhu cầu năng lượng điện ngày càng tăng nhanh với sự gia tăng dân số và phát triển công nghệ. Có nhiều cách để tạo ra năng lượng điện sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo và không tái tạo. Nhiều ưu điểm của năng lượng mặt trời là những yếu tố chính đằng sau việc sử dụng năng lượng mặt trời cho các mục đích khác nhau. Nó có thể được sử dụng để tạo ra năng lượng điện với sự trợ giúp của các tấm pin mặt trời và để lưu trữ năng lượng điện bằng cách sạc pin hoặc cấp vào tải. Công nghệ theo dõi điểm điện tối đa (MPPT) là một phương pháp hiệu quả nhất trong số các bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời khác nhau như điều khiển 1 hoặc 2 giai đoạn đơn giản, điều khiển PWM và bộ điều khiển sạc MPPT.
Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời
Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời là gì
Trước hết hãy xem xét bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời không phải MPPT và đừng nhầm lẫn với bảng điều khiển năng lượng mặt trời theo dõi mặt trời và bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời. Các bảng điều khiển năng lượng mặt trời theo dõi mặt trời được sử dụng để theo dõi mặt trời bằng cách gắn bảng điều khiển năng lượng mặt trời trên bảng động cơ để có thể sử dụng năng lượng mặt trời tối đa vào ban ngày. Bằng cách sử dụng hệ thống bảng điều khiển năng lượng mặt trời theo dõi mặt trời này, chúng tôi có thể tăng sản lượng lên 15% vào mùa đông và 35% vào mùa hè. Hình đòn cho thấy sơ đồ khối của bảng điều khiển năng lượng mặt trời theo dõi mặt trời bao gồm một bảng điều khiển năng lượng mặt trời giả, một mạch cung cấp điện, một bộ vi điều khiển để điều khiển trình điều khiển ULN2003A và động cơ bước để quay bảng điều khiển năng lượng mặt trời.
Sơ đồ khối của bảng điều khiển năng lượng mặt trời theo dõi mặt trời của Edgefxkits.com
Sơ đồ khối của bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời bao gồm các khối khác nhau: bảng điều khiển năng lượng mặt trời tạo ra năng lượng điện sử dụng năng lượng mặt trời một bộ sạc để bật và tắt bộ sạc, một công tắc tải để kết nối hoặc ngắt tải một bộ chỉ báo cho mục đích chỉ thị pin để lưu trữ năng lượng và một bộ so sánh để so sánh và tạo ra tín hiệu điều khiển . Bộ điều khiển sạc pin năng lượng mặt trời được điều khiển bằng cơ chế sạc để bảo vệ pin khỏi các điều kiện sạc đầy, quá tải và xả sâu. Một tập hợp các đèn LED màu xanh lá cây và màu đỏ được sử dụng để chỉ báo tình trạng sạc đầy và điều kiện phóng điện dưới hoặc trên hoặc sâu, tương ứng. Trong trường hợp chỉ báo đèn LED màu đỏ, mạch điều khiển sạc năng lượng mặt trời bao gồm MOSFET, được sử dụng làm công tắc bán dẫn nguồn để tắt tải trong tình trạng quá tải hoặc pin yếu.
Sơ đồ khối của Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời của Edgefxkits.com
Tại sao chúng tôi sử dụng công nghệ MPPT?
Ở đây, mặc dù bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời không phải MPPT có thể tạo điều kiện bảo vệ pin khỏi các điều kiện sạc không mong muốn, nhưng nó không thể tăng hiệu quả của hệ thống. Nói chung, các tấm PV được chế tạo cho 12V và được sử dụng để đặt đầu ra trong khoảng 16 đến 18V. Nhưng giá trị thực tế của pin 12V nằm trong khoảng 10,5 đến 12,7V dựa trên trạng thái sạc. Hãy xem xét bảng điều khiển năng lượng mặt trời định mức 130watt ở một điện áp và dòng điện cụ thể, giả sử định mức hiện tại là 7,39 amps ở 17,6 vôn.
So sánh giữa Công nghệ MPPT và Thông thường
Nếu chúng ta kết nối bảng điều khiển năng lượng mặt trời 130 watt này với pin bằng cách sử dụng bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời không phải MPPT, thì chúng ta có thể nhận được công suất bằng sản phẩm dòng điện của bảng điều khiển năng lượng mặt trời: 7,4 amps và điện áp của pin: 12 vôn, và khoảng 88,8 watt. Do đó, chúng tôi nhận được sự mất mát 41 watt (khoảng 130-88,8 = 41,2), điều này là do sự phù hợp kém giữa bảng điều khiển năng lượng mặt trời và pin. Vì vậy, nếu chúng ta sử dụng bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời MPPT, thì chúng ta có thể tăng mức tăng điện từ 20 đến 45% nhưng chủ yếu chúng ta phải biết về công nghệ MPPT, được sử dụng trong bộ điều khiển sạc pin mặt trời.
Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời MPPT
Công nghệ MPPT thường là theo dõi điện tử kỹ thuật số theo dõi và so sánh điện áp pin với điện áp bảng điều khiển năng lượng mặt trời sao cho có thể tìm ra công suất tốt nhất mà pin có thể được sạc bằng bảng năng lượng mặt trời. Chú ý rằng trong khi sạc pin, ampe được coi là. Vì vậy, để có được ampe cực đại vào pin, điện áp so sánh được chuyển đổi thành điện áp tốt nhất của nó bằng cách sử dụng công nghệ MPPT hiện đại có hiệu suất chuyển đổi từ 93 đến 97%.
Hoạt động của Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời MPPT
Điện áp bảng điều khiển năng lượng mặt trời 17,6V tại 7,6A được MPPT chuyển đổi xuống để phù hợp với pin 12V. Do đó, pin nhận được 12V ở 10,8A làm cho tổng công suất gần như bằng 130W. Để sạc pin, điện áp cao giúp tạo ra dòng điện. Trên thực tế, đầu ra của bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời MPPT thay đổi liên tục để có được ampe tối đa vào pin.
Power point tracker là một bộ chuyển đổi DC sang DC tần số cao lấy đầu vào DC từ các tấm pin mặt trời, sau đó chuyển đổi DC thành AC tần số cao và một lần nữa, AC sẽ được chuyển đổi trở lại thành điện áp DC khác và dòng điện để khớp chính xác pin và bảng điều khiển. Nói chung, MPPT hoạt động ở tần số dao động từ 20-80 kHz (dải tần âm thanh rất cao). Do đó, các máy biến áp hiệu suất rất cao và các linh kiện nhỏ có thể được sử dụng để thiết kế các mạch tần số cao này.
Hoạt động của Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời MPPT
MPPT không kỹ thuật số hoặc tuyến tính dễ xây dựng và rẻ so với MPPT kỹ thuật số. Tuy nhiên, khi sử dụng MPPT tuyến tính, mặc dù hiệu quả cải thiện một chút, nhưng hiệu quả tổng thể thay đổi trong một phạm vi rộng vì MPPT tuyến tính mất khả năng theo dõi trong một số trường hợp. Ví dụ: nếu một đám mây đi qua mạch MPPT tuyến tính, thì mạch tuyến tính sẽ mất nhiều thời gian hơn để tìm kiếm điểm tốt nhất tiếp theo.
Các tính năng chính của Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời MPPT
- Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời MPPT được sử dụng để điều chỉnh và phát hiện các biến thể trong đặc tính điện áp hiện tại của bảng điều khiển năng lượng mặt trời và như thể hiện trong hình trên.
- Đối với bất kỳ hệ thống điện mặt trời nào cần thiết phải rút ra công suất tối đa từ mô-đun PV vì nó buộc mô-đun PV hoạt động ở điện áp gần với điểm công suất tối đa để rút ra công suất tối đa khả dụng.
- Bằng cách sử dụng bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời MPPT, chúng ta có thể sử dụng bảng điều khiển năng lượng mặt trời với đầu ra điện áp lớn hơn điện áp hoạt động của hệ thống pin.
- Có thể giảm độ phức tạp của hệ thống bằng cách sử dụng bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời MPPT vì nó có hiệu suất cao.
- Nó có thể được ứng dụng để sử dụng với nhiều nguồn năng lượng như tuabin nước hoặc tuabin năng lượng gió, v.v. Công suất đầu ra của bảng điều khiển năng lượng mặt trời được sử dụng để điều khiển Bộ chuyển đổi DC / DC trực tiếp.
Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời MPPT Tích hợp với Trình điều khiển LED
Xu hướng gần đây trong việc chiếu sáng và chiếu sáng thường xuyên sử dụng đèn LED độ sáng cao có tuổi thọ cao với chi phí bảo trì thấp và hiệu suất cao, nhưng yêu cầu trình điều khiển điện để duy trì dòng điện không đổi. Điều này có thể được hỗ trợ bởi bộ chuyển đổi bước lên hoặc bước xuống DC-DC. Hình dưới đây cho thấy sơ đồ khối của bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời theo dõi điểm công suất tối đa tích hợp và trình điều khiển LED được xây dựng trên thiết bị Hệ thống lập trình trên chip (PSoC), bộ điều khiển, trình điều khiển, thiết bị ngoại vi tương tự và kỹ thuật số được sử dụng để đo lường, điều hòa và điều khiển tín hiệu .
Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời MPPT Tích hợp với Trình điều khiển LED
Công nghệ MPPT linh hoạt và mạnh mẽ trong việc lấy điện áp và dòng điện từ bảng điều khiển năng lượng mặt trời để tìm kiếm công suất đỉnh bằng cách điều chỉnh tín hiệu điều khiển để hoạt động bảng điều khiển năng lượng mặt trời ở công suất cao nhất. Tín hiệu điều khiển tạo ra từ PSoC được sử dụng để điều khiển bộ chuyển đổi buck đồng bộ chuyển đổi năng lượng của bảng điều khiển năng lượng mặt trời để sạc pin. Hệ thống cũng được sử dụng để kiểm soát sạc pin xử lý và điều khiển đèn LED.
Chúng tôi hy vọng bài viết này đã cung cấp một tài khoản ngắn gọn về bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời tiên tiến sử dụng công nghệ MPPT. Để biết thêm thông tin về bộ điều khiển bộ sạc năng lượng mặt trời và hoạt động chi tiết của chúng, bạn có thể liên hệ với chúng tôi bằng cách đăng các câu hỏi của bạn trong phần bình luận bên dưới.
Tín ảnh:
