به عنوان یک تامین کننده کابینت PV، من از نزدیک شاهد بودم که چگونه عملکرد حداکثر توان نقطه ردیابی (MPPT) می تواند عملکرد کابینت های PV را به طور قابل توجهی افزایش دهد. در این وبلاگ، جزئیات نحوه عملکرد MPPT و تأثیر آن بر عملکرد کابینت PV را بررسی خواهم کرد.
آشنایی با مبانی سیستم های PV و کابینت های PV
قبل از بررسی عملکرد MPPT، اجازه دهید به طور خلاصه بفهمیم که یک سیستم PV و یک کابینت PV چیست. یک سیستم فتوولتائیک (PV) برای تبدیل نور خورشید به برق طراحی شده است. از پانل های خورشیدی، اینورترها، باتری ها (در برخی موارد) و اجزای مختلف کنترل و حفاظت تشکیل شده است. کابینت PV محفظه ای است که اجزای الکتریکی یک سیستم PV را در خود جای داده و حفاظت و سازماندهی را فراهم می کند. این می تواند شامل اجزایی مانند اینورترها، کنترل کننده های شارژ و دستگاه های نظارتی باشد.
MPPT چیست؟
حداکثر توان ردیابی (MPPT) یک سیستم الکترونیکی است که پانل های PV را در نقطه حداکثر توان آنها (MPP) کار می کند. توان خروجی یک پنل PV ثابت نیست. بسته به عوامل مختلفی از جمله شدت نور خورشید، دما و سایه متفاوت است. MPP نقطه عملیاتی خاص در منحنی جریان - ولتاژ (I - V) پانل PV است که در آن حداکثر توان الکتریکی را تولید می کند.
منحنی I - V یک پانل PV غیر خطی است. با تغییر شدت نور خورشید، شکل منحنی تغییر می کند. به طور مشابه، تغییرات دما نیز بر ویژگی های I - V تأثیر می گذارد. بدون MPPT، پانل PV ممکن است در شرایط محیطی مختلف با توان خروجی مطلوب خود کار نکند.
MPPT چگونه در کابینت PV کار می کند
در کابینت PV، کنترل کننده شارژ MPPT یا اینورتر نقش مهمی ایفا می کند. دستگاه MPPT به طور مداوم ولتاژ و جریان پانل های PV را کنترل می کند. سپس از الگوریتم هایی برای تنظیم امپدانس بار (مقاومت الکتریکی ارائه شده به پانل های PV) برای مطابقت با MPP پانل ها استفاده می کند.
یکی از رایج ترین الگوریتم های مورد استفاده در MPPT، الگوریتم Perturb and Observe (P&O) است. الگوریتم P&O با کمی اغتشاش (تغییر) ولتاژ کاری پنل PV و مشاهده تغییر حاصله در توان خروجی کار می کند. اگر توان خروجی پس از اغتشاش افزایش یابد، الگوریتم به تغییر ولتاژ در همان جهت ادامه می دهد. اگر توان خروجی کاهش یابد، جهت تغییر ولتاژ را برعکس می کند. این فرآیند به طور مداوم تکرار می شود تا پانل PV در MPP یا نزدیک به آن کار کند.
بهبود برداشت انرژی
راه اصلی MPPT برای بهبود عملکرد کابینت PV با افزایش راندمان برداشت انرژی است. در شرایط دنیای واقعی، شدت نور خورشید و دما دائماً در حال تغییر است. یک پانل PV بدون MPPT ممکن است در بخش قابل توجهی از روز دور از MPP خود کار کند و در نتیجه توان خروجی کاهش یابد.
به عنوان مثال، در یک روز ابری، شدت نور خورشید می تواند به سرعت کاهش یابد. یک کابینت PV با قابلیت MPPT، نقطه عملکرد پانلهای PV را به سرعت با MPP جدید تنظیم میکند و به سیستم اجازه میدهد تا حداکثر انرژی ممکن را از نور خورشید دریافت کند. مطالعات نشان داده است که MPPT می تواند برداشت انرژی یک سیستم PV را تا 25٪ در مقایسه با سیستم های غیر MPPT، به ویژه در مناطقی با شرایط آب و هوایی متغیر افزایش دهد.
جبران افکت های سایه
سایه زنی یک مسئله اصلی در سیستم های PV است. حتی مقدار کمی سایه روی یک پنل PV در یک رشته می تواند به میزان قابل توجهی توان خروجی کل رشته را کاهش دهد. این به این دلیل است که پانل سایه دار به عنوان یک بار مقاومتی عمل می کند و باعث افت ولتاژ در سراسر رشته می شود.
فناوری MPPT می تواند تأثیر سایه را کاهش دهد. با استفاده از چندین کانال MPPT در یک کابینت PV، هر کانال می تواند به طور مستقل MPP گروهی از پانل های PV را ردیابی کند. به عنوان مثال، اگر یک قسمت از آرایه PV سایه دار باشد، کانال MPPT مرتبط با آن گروه از پانل ها می تواند نقطه عملیاتی را برای به حداکثر رساندن توان خروجی پانل های بدون سایه در آن گروه تنظیم کند. به این ترتیب، توان خروجی کلی سیستم PV کمتر تحت تاثیر سایه قرار می گیرد.
افزایش انعطاف پذیری سیستم
MPPT همچنین انعطاف پذیری را به سیستم کابینت PV اضافه می کند. این امکان استفاده از انواع و اندازه های مختلف پانل های PV را در یک سیستم فراهم می کند. از آنجایی که هر کانال MPPT می تواند به طور مستقل MPP پانل های مرتبط خود را ردیابی کند، پانل هایی با ویژگی های الکتریکی مختلف می توانند به صورت موازی یا سری بدون تلفات قابل توجه توان متصل شوند.
این انعطاف پذیری به ویژه در تاسیسات PV در مقیاس بزرگ که ممکن است در طول زمان از نسل های مختلف پانل های PV استفاده شود، مفید است. همچنین طراحان سیستم را قادر میسازد تا طرحبندی آرایه PV را بر اساس فضای موجود و قرار گرفتن در معرض نور خورشید، بهجای محدود شدن با نیاز به مطابقت با ویژگیهای الکتریکی همه پانلها، بهینه کنند.
نظارت و کنترل
کابینت های PV مدرن با قابلیت MPPT اغلب دارای ویژگی های نظارت و کنترل پیشرفته هستند. این ویژگی ها به اپراتورهای سیستم اجازه می دهد تا از راه دور عملکرد سیستم PV، از جمله توان خروجی، ولتاژ کاری و دمای پانل های PV را نظارت کنند.
دستگاه MPPT همچنین میتواند اطلاعات تشخیصی را ارائه دهد، مانند تشخیص اینکه آیا یک پانل عملکرد ضعیفی دارد یا مشکل سایهزنی وجود دارد. این قابلیت نظارت و کنترل بلادرنگ به تعمیر و نگهداری پیشگیرانه، کاهش زمان خرابی و اطمینان از قابلیت اطمینان طولانی مدت سیستم PV کمک می کند.
تاثیر بر شارژ باتری
در سیستم های PV با ذخیره باتری، MPPT نقش مهمی در شارژ باتری ایفا می کند. کنترلر شارژ MPPT می تواند جریان و ولتاژ شارژ را با توجه به وضعیت شارژ باتری و توان موجود از پنل های PV تنظیم کند.
این تضمین می کند که باتری به طور موثر و ایمن شارژ شود. شارژ بیش از حد یا کم شارژ باتری می تواند طول عمر و عملکرد آن را کاهش دهد. عملکرد MPPT در کابینت PV به بهینه سازی فرآیند شارژ، افزایش عمر باتری و تضمین ذخیره انرژی قابل اعتماد کمک می کند.
ادغام با سایر اجزا
عملکرد MPPT در کابینت PV را می توان با اجزای دیگر مانند اینورترها و سیستم های مانیتورینگ ادغام کرد. به عنوان مثال، دستگاه MPPT می تواند با اینورتر ارتباط برقرار کند تا اطمینان حاصل شود که توان DC برداشت شده از پانل های PV به طور موثر به برق AC برای استفاده در شبکه برق یا در برنامه های خارج از شبکه تبدیل می شود.
ادغام با سیستم های نظارتی امکان جمع آوری و تجزیه و تحلیل یکپارچه داده ها را فراهم می کند. اپراتورهای سیستم می توانند به داده های عملکرد دقیق دسترسی داشته باشند، که می تواند برای مدیریت انرژی، بهینه سازی سیستم و گزارش مالی استفاده شود.
چرا کابینت های PV خود را با MPPT انتخاب کنید؟
به عنوان یک تامین کننده کابینت PV، ما اهمیت فناوری MPPT را در افزایش عملکرد سیستم های PV درک می کنیم. کابینت های PV ما با کنترل کننده های شارژ MPPT و اینورترهای پیشرفته طراحی شده اند. ما از الگوریتم های پیشرفته و اجزای با کیفیت بالا برای اطمینان از ردیابی MPPT دقیق و کارآمد استفاده می کنیم.
کابینت های ما نیز به گونه ای ساخته شده اند که حفاظت سطح بالایی از قطعات الکتریکی را فراهم کنند. آنها از مواد بادوام ساخته شده اند که می توانند شرایط محیطی سخت از جمله دما، رطوبت و گرد و غبار را تحمل کنند.
علاوه بر این، ما پشتیبانی کامل پس از فروش را ارائه می دهیم. تیم کارشناسان ما می توانند خدمات راهنمایی نصب، راه اندازی سیستم و عیب یابی را ارائه دهند. ما متعهد هستیم که به مشتریان خود کمک کنیم تا از سیستم های PV خود بیشترین بهره را ببرند.
اگر به ما علاقه مند هستیدکابینت باتری خورشیدییاکابینت اینورتر خورشیدیبا قابلیت MPPT، ما شما را تشویق می کنیم برای یک بحث مفصل با ما تماس بگیرید. چه در حال برنامه ریزی برای نصب PV مسکونی در مقیاس کوچک یا یک پروژه تجاری در مقیاس بزرگ باشید، ما می توانیم راه حل های سفارشی را برای برآورده کردن نیازهای خاص شما ارائه دهیم.
مراجع
- دافی، جی، و بکمن، WA (2013). مهندسی خورشیدی فرآیندهای حرارتی. وایلی.
- چاو، تی تی (2012). مهندسی سیستم های فتوولتائیک. وایلی.
- Sera, D., Teodorescu, R., & Rodriguez, P. (2007). بررسی الگوریتمهای ردیابی نقطه حداکثر توان برای سیستمهای فتوولتائیک مستقل. IEEE Transactions on Power Electronics، 22(2)، 750 - 763.