Κατά τη λειτουργία των φωτοβολταϊκών σταθμών παραγωγής ενέργειας, πάντα ελπίζαμε να μεγιστοποιήσουμε τη μετατροπή της φωτεινής ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια, προκειμένου να διατηρήσουμε αποτελεσματικές συνθήκες εργασίας. Πώς, λοιπόν, μπορούμε να μεγιστοποιήσουμε την απόδοση παραγωγής ενέργειας των φωτοβολταϊκών σταθμών παραγωγής ενέργειας;
Σήμερα, ας μιλήσουμε για έναν σημαντικό παράγοντα που επηρεάζει την απόδοση παραγωγής ενέργειας των φωτοβολταϊκών σταθμών – την τεχνολογία παρακολούθησης μέγιστου σημείου ισχύος, την οποία συχνά ονομάζουμεMPPT.
Το σύστημα παρακολούθησης σημείου μέγιστης ισχύος (MPPT) είναι ένα ηλεκτρικό σύστημα που επιτρέπει στο φωτοβολταϊκό πάνελ να παράγει περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια ρυθμίζοντας την κατάσταση λειτουργίας της ηλεκτρικής μονάδας. Μπορεί να αποθηκεύσει αποτελεσματικά το συνεχές ρεύμα που παράγεται από το ηλιακό πάνελ στην μπαταρία και να λύσει αποτελεσματικά την οικιακή και βιομηχανική κατανάλωση ενέργειας σε απομακρυσμένες περιοχές και τουριστικές περιοχές που δεν μπορούν να καλυφθούν από συμβατικά δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας, χωρίς να προκαλεί περιβαλλοντική ρύπανση.
Ο ελεγκτής MPPT μπορεί να ανιχνεύσει την παραγόμενη τάση του ηλιακού πάνελ σε πραγματικό χρόνο και να παρακολουθήσει την υψηλότερη τιμή τάσης και ρεύματος (VI), έτσι ώστε το σύστημα να μπορεί να φορτίσει την μπαταρία με τη μέγιστη ισχύ εξόδου. Εφαρμοσμένος σε ηλιακά φωτοβολταϊκά συστήματα, ο συντονισμός της εργασίας των ηλιακών πάνελ, των μπαταριών και των φορτίων είναι ο εγκέφαλος του φωτοβολταϊκού συστήματος.
Ο ρόλος του MPPT
Η λειτουργία του MPPT μπορεί να εκφραστεί με μία πρόταση: η ισχύς εξόδου του φωτοβολταϊκού στοιχείου σχετίζεται με την τάση λειτουργίας του ελεγκτή MPPT. Μόνο όταν λειτουργεί στην καταλληλότερη τάση μπορεί η ισχύς εξόδου του να έχει μια μοναδική μέγιστη τιμή.
Επειδή τα ηλιακά κύτταρα επηρεάζονται από εξωτερικούς παράγοντες όπως η ένταση του φωτός και το περιβάλλον, η ισχύς εξόδου τους αλλάζει και η ένταση του φωτός παράγει περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια. Ο μετατροπέας με παρακολούθηση μέγιστης ισχύος MPPT έχει ως στόχο να αξιοποιήσει πλήρως τα ηλιακά κύτταρα και να τα κάνει να λειτουργούν στο σημείο μέγιστης ισχύος. Δηλαδή, υπό συνθήκες σταθερής ηλιακής ακτινοβολίας, η ισχύς εξόδου μετά το MPPT θα είναι υψηλότερη από αυτήν πριν από το MPPT.
Ο έλεγχος MPPT επιτυγχάνεται γενικά μέσω ενός κυκλώματος μετατροπής DC/DC, η συστοιχία φωτοβολταϊκών στοιχείων συνδέεται στο φορτίο μέσω ενός κυκλώματος DC/DC και η συσκευή παρακολούθησης μέγιστης ισχύος είναι συνεχώς
Εντοπίστε τις αλλαγές ρεύματος και τάσης της φωτοβολταϊκής συστοιχίας και ρυθμίστε τον κύκλο λειτουργίας του σήματος οδήγησης PWM του μετατροπέα DC/DC σύμφωνα με τις αλλαγές.
Για τα γραμμικά κυκλώματα, όταν η αντίσταση φορτίου είναι ίση με την εσωτερική αντίσταση του τροφοδοτικού, το τροφοδοτικό έχει τη μέγιστη ισχύ εξόδου. Παρόλο που τόσο τα φωτοβολταϊκά στοιχεία όσο και τα κυκλώματα μετατροπής DC/DC είναι έντονα μη γραμμικά, μπορούν να θεωρηθούν γραμμικά κυκλώματα σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα. Επομένως, εφόσον η ισοδύναμη αντίσταση του κυκλώματος μετατροπής DC-DC ρυθμιστεί έτσι ώστε να είναι πάντα ίση με την εσωτερική αντίσταση του φωτοβολταϊκού στοιχείου, μπορεί να επιτευχθεί η μέγιστη ισχύς εξόδου του φωτοβολταϊκού στοιχείου και μπορεί επίσης να επιτευχθεί η μέγιστη απόδοση ισχύος (MPPT) του φωτοβολταϊκού στοιχείου.
Γραμμικό, ωστόσο για πολύ σύντομο χρονικό διάστημα, μπορεί να θεωρηθεί γραμμικό κύκλωμα. Επομένως, εφόσον η ισοδύναμη αντίσταση του κυκλώματος μετατροπής DC-DC ρυθμιστεί έτσι ώστε να είναι πάντα ίση με το φωτοβολταϊκό
Η εσωτερική αντίσταση της μπαταρίας μπορεί να επιτύχει τη μέγιστη απόδοση του φωτοβολταϊκού στοιχείου και επίσης να πραγματοποιήσει το MPPT του φωτοβολταϊκού στοιχείου.
Εφαρμογή του MPPT
Όσον αφορά τη θέση του MPPT, πολλοί άνθρωποι θα έχουν ερωτήσεις: Αφού το MPPT είναι τόσο σημαντικό, γιατί δεν μπορούμε να το δούμε άμεσα;
Στην πραγματικότητα, το MPPT είναι ενσωματωμένο στον μετατροπέα. Λαμβάνοντας ως παράδειγμα τον μικρομετατροπέα, ο ελεγκτής MPPT σε επίπεδο μονάδας παρακολουθεί το μέγιστο σημείο ισχύος κάθε φωτοβολταϊκής μονάδας ξεχωριστά. Αυτό σημαίνει ότι ακόμη και αν μια φωτοβολταϊκή μονάδα δεν είναι αποδοτική, δεν θα επηρεάσει την ικανότητα παραγωγής ενέργειας των άλλων μονάδων. Για παράδειγμα, σε ολόκληρο το φωτοβολταϊκό σύστημα, εάν μια μονάδα μπλοκαριστεί από το 50% του ηλιακού φωτός, οι ελεγκτές παρακολούθησης μέγιστου σημείου ισχύος των άλλων μονάδων θα συνεχίσουν να διατηρούν την αντίστοιχη μέγιστη απόδοση παραγωγής τους.
Αν ενδιαφέρεστε γιαΥβριδικός ηλιακός μετατροπέας MPPT, καλώς ήρθατε να επικοινωνήσετε με τον κατασκευαστή φωτοβολταϊκών Radiance για ναδιαβάστε περισσότερα.
Ώρα δημοσίευσης: 02 Αυγούστου 2023