Корзина
38 отзывов

Укриннотех - Украинские инновационные технологии

В чем отличие MPPT контроллеров заряда?

В чем отличие MPPT контроллеров заряда?

В чем отличие MPPT контроллеров заряда?

05.11.14

 Рассмотрим теорию и практику эксплуатации MPPT контроллеров  "Максимальная силовая точка отслеживания", используемую в улучшенных солнечных контроллерах заряда.

MPPT контроллер представляет собой электронное устройство с встроенным конвертором постоянного тока DC/DC,  который оптимизирует параметры энергии между солнечными батареями и аккумуляторными батареями. Проще говоря, они превращают высокое  выходное напряжение постоянного тока от солнечных батарей до низкого  напряжения, необходимого для зарядки аккумуляторных батарей.

Итак, что значит «оптимизировать параметры энергии»?      

Большинство солнечных панелей производятся и называются условно 12- вольтовыми. Загвоздка в том, что "номинально", на самом деле, почти все "12-вольтовые" солнечные панели выдают от 16 до 18 Вольт при номинальной нагрузке. Проблема в том, что номинальные 12-вольтовые аккумуляторные  батареи довольно близки к фактическим 12 Вольт - от 10,5 до 12,7 Вольт, в зависимости от состояния заряда. Для успешной зарядки большинство  аккумуляторных батарей требуют до 14,4 Вольт.

Допустим, мы приобрели солнечную панель 130 Вт

На практике солнечная панель выдает 130 Вт только при определенном напряжении и токе. Экспериментально эта солнечная батарея  рассчитана на 7,52 Ампер при 17,3 Вольт. (7,52Ах17,3В= 130 Вт).

Теперь рассмотрим, почему панель 130 Вт не выдает 130 Вт зарядки или куда уходят наши Ватты? Так что же происходит, когда вы подключаете панель 130 Вт к аккумулятору через обычный контроллер заряда?

К сожалению, то, что происходит, далеко не дает 130 Вт.  Ваша солнечная панель выдает 7,5 Ампер. Ваша аккумуляторная  батарея просаживает напряжение при зарядке до 12 Вольт. Соответственно имеем мощность зарядки аккумулятора : 7,5 Ампер Х 12 Вольт = 90 Вт. Вы потеряли более 40 Вт, но ведь заплатили за 130 Вт!  Где же делись 40 Вт? Они просто не производятся из-за слабого преобразования (нет оптимизации параметров)  между панелью и аккумулятором. При очень низком заряде батареи, скажем 10,5 Вольт ситуация еще хуже - вы можете потерять целых 35% мощности (11 Вольт х 7,4 = 81,4 Вт). Вы потеряли около 48 Вт. Вы можете подумать - почему бы просто не сделать панели так, чтобы они вырабатывали 14 Вольт или около того, чтобы соответствовать батарее?

Есть много факторов. Панели мощностью 130 Вт рассчитаны при полном солнечном свете и при определенной температуре. Если температура солнечной панели не стандартна, вы не получите 17,4 Вольт. Чем выше эксплуатационная температура панели, тем ниже она выдает напряжение, а  следовательно - меньше энергии. Во многих жарких климатических зонах, вы можете получить до 16 Вольт. Если вы получаете до 15 Вольт  с панели,  у вас не будет достаточного напряжения для зарядки батареи. Солнечные же батареи должны иметь достаточно свободы действий, чтобы в любых условиях выполнять свое предназначение. В связи с такой не стыковкой и нужен контроллер МРРТ.

Какая выгода от использования  контроллеров MPPT?

Она прямо пропорциональна сезонным условиям. MPPT контроллеры как правило основаны на цифровой технологии управления. Такой контроллер заряда постоянно  прощупывает  на выходе из панелей напряжение, и сравнивает его с напряжением  батареи. Затем контроллер вычисляет оптимальное значение тока и напряжения в конкретный момент времени. Выполняет необходимую оптимизацию (преобразования) чтобы получить максимальную мощность зарядки.

Большинство современных MPPT контроллеров  имеют  КПД 93-97% эффективности в преобразовании. Вы обычно получаете от 20% до 45% увеличения  мощности зимой и 10%-15% летом. Фактический коэффициент усиления может широко варьировать в зависимости от погоды, температуры, уровня заряда аккумулятора, и других факторов.

Как работает MPPT технология?  

Предположим, аккумулятор разряжен до 12 Вольт. MPPT видит, что  на солнечной батарее 17,3 Вольт и  7,52 Ампера и преобразует его вниз, так что то, что батарея получает теперь 10,8 Ампер на 12 Вольт.

Теперь у вас реально получено почти  130 Вт.  Это упрощенное объяснение - на самом  контроллер заряда MPPT отслеживает точку максимальной мощности, которая будет отличаться почти во всех ситуациях. При очень низких температурах 120 Вт панель на самом деле способны выработать более 130 Вт. С другой стороны, в очень жарких условиях, мощность падает - вы теряете мощность, когда  температура повышается. Именно поэтому вы получите меньший прирост мощности  в летнее время.

MPPT контроллеры  являются наиболее эффективным при следующих условиях:

  • Зима, и/или облачные или туманные дни - когда дополнительная мощность необходима больше всего. МPPT может меняться постоянно для получения максимальной мощности заряда  батареи.
  • Холодная погода - солнечные батареи работают лучше при низких температурах, но без MPPT вы теряете большую часть этого преимущества, когда солнечные часы минимальны. 
  • Низкий заряд батареи - чем ниже состояние заряда батареи, тем больше контроллер MPPT вкладывает в них.
  • Длинные провода. При зарядке аккумулятора 12 Вольт и  расстоянии в 30 метров до панели падение напряжения и потери мощности могут быть значительными, если вы используете очень большой провод. Это может быть очень дорого. Но если у вас есть четыре 12 Вольт панелей, соединенны последовательно на 48 вольт, потери мощности значительно меньше, и контроллер будет конвертировать высокое напряжение до 12 Вольт на батарею. Это также означает, что если у вас высокое  напряжение на панелях  достигнуто последовательным подключением, Вы можете использовать гораздо меньше проводов.

Итак, теперь вернемся к исходному вопросу - Что такое MPPT?     

В  основе цифрового контроллера MPPT лежит  DC/DC преобразователь. Он принимает  входное напряжение  постоянного тока от солнечных панелей, изменят  его на высокочастотное переменное, и преобразовывает  его обратно в другое постоянное напряжение и ток в точности совпадающими с панелями батарей. MPPT контроллеры  работают на очень высоких частотах, как правило, в 20-80 кГц. Преимущество высокочастотных цепей в том, что они могут быть разработаны с очень высокой эффективностью трансформации (преобразования) на  мелких деталях.

Есть несколько не цифровых (то есть линейных аналоговых) контроллеров заряда MPPT . Это гораздо проще и дешевле, чем цифровые. Они эффективнее (максимум на 10%), но их эффективность кратковременно может падать. К примеру, если пройдет облако  над панелью. 

Вывод: Использование МРРТ контроллеров даёт возможность более полно использовать потенциал солнечных батарей и как следствие снимать на 15-45 % больше электроэнергии по сравнению с другими контроллерами.

Настоящий МРРТ контроллер стоит довольно дорого и начинается от $150 и более, в зависимости от пропускаемого тока и технических характеристик.

Бюджетные, относительно недорогие МРРТ контроллеры ничего общего с МРРТ не имеют. В лучшем случае - продвинутые PWM контроллеры.

 

Производитель
Показать все
Контакты
  • Телефон:
    +380501025825, Вайбер
    +380683846339
  • Контактное лицо:
    Александр - консультант, руководитель направления
  • Адрес:
    Краматорск, Донецкая область, Украина
  • Email:
    ukrinnoteh@gmail.com