Unsa ang MPPT?

Mao nga ania ang usa ka kataw-anan nga nahitabo kaniadtong Martes. Nagkape ko kauban si Dave gikan sa among procurement team (kahibalo ka, ang lalaki nga kanunay nagreklamo bahin sa mga oras sa pagpangulo sa supplier), ug gipangutana niya ako: "Unsa ang tanan nga mga butang sa MPPT nga imong gipadayon sa mga miting sa R&D?"

Patas nga pangutana, tinuod. Gilabay namo kini nga mga acronym sama sa confetti sa usa ka kasal, apan kadaghanan sa mga tawo sa gawas sa bula sa engineering hingpit nga walay ideya kung unsa ang among gihisgutan.

Ang MPPT nagbarug alang sa Maximum Power Point Tracking. Ug dili, bisan pa kung unsa ang gihimo sa pipila nga mga brosyur sa pagpamaligya, dili kini usa ka mahika nga itom nga kahon nga "naghimo nga labi ka maayo sa imong mga solar panel." Kini sa tinuud medyo prangka sa higayon nga makaagi ka sa makahadlok nga ngalan.

Husto, busa hulagway kini. Adunay ka usa ka solar panel nga naglingkod sa imong atop. Morag yano ra - naigo kini sa adlaw, migawas ang kuryente, nahuman na ang trabaho. Gawas nga kini dili kaayo yano, dili ba?

Ang mga solar panel talagsaon. Dili lang nila hatagan ka kanunay nga gahum bisan unsa pa ang imong buhaton kanila. Ang boltahe ug kasamtangan nga ilang gihimo nga mga pagbag-o base sa unsa nga load ang imong gikonektar kanila, ug ania ang kicker: adunay usa lamang ka piho nga kombinasyon sa boltahe ug kasamtangan diin imong makuha ang pinakataas nga posible nga gahum gikan sa panel.

Gitawag namo kini nga Maximum Power Point, o MPP. Makadani nga ngalan, nahibal-an ko.

Karon, kini nga punto naglihok kanunay. Cloud molabay sa ibabaw? Naglihok ang MPP. Pagbag-o sa temperatura? Naglihok ang MPP. Medyo abogon ang panel? Nakatag-an ka, ang MPP naglihok. Kini sama sa pagsulay sa pag-igo sa usa ka naglihok nga target samtang gitaptapan ang mata.

Mao kini ang gihulagway ni Sarah (among nanguna nga tigdesinyo sa sistema - hayag nga babaye, grabe nga lami sa kape) sa usa ka kliyente sa miaging bulan: "Hunahunaa nga gisulayan nimo nga pun-on ang usa ka balde sa tubig, apan ang presyur sa gripo nagpadayon sa pagbag-o, ug kinahanglan nimo nga kanunay nga i-adjust kung unsa ka layo ang imong pag-abli sa balbula aron makuha ang labing kaayo nga rate sa pag-agos." Dili perpekto, apan nakuha niini ang punto.

Sa wala pa mahimong sumbanan ang MPPT - nag-istoryahanay kami sa tungatunga sa 1990s dinhi - kadaghanan sa mga instalasyon sa solar migamit sa gitawag namon nga PWM controllers. Ang PWM nagbarug alang sa Pulse Width Modulation, nga usa lamang ka nindot nga paagi sa pag-ingon nga ilang gipabalik ang koneksyon tali sa imong panel ug baterya nga paspas ug paspas aron makontrol ang pag-charge.

Ang problema? Ang mga tigkontrol sa PWM kasagarang gibira ang boltahe sa imong panel aron ipahiangay ang boltahe sa imong baterya. Busa kung ikaw adunay usa ka 36V solar panel ug usa ka 12V nga baterya, ikaw lang ... naglabay sa usa ka dako nga tipik sa maong boltahe. Kini sama sa pagpalit sa usa ka sports car ug sa kanunay nagmaneho niini sa unang gear. Sigurado, kini molihok, apan unsa ang dugoon nga punto?

Naa pa gyud koy usa niining mga karaan nga unit sa PWM nga naglingkod sa akong garahe gikan sa usa ka proyekto nga among gibuhat kaniadtong 2009. Kini usa ka nindot nga paperweight karon.

MPPT

Ang usa ka MPPT controller sa sukaranan lahi. Imbes nga ihulog lang ang boltahe sa imong panel ngadto sa lebel sa baterya, naggamit kini og DC-DC converter (hunahunaa kini nga usa ka electronic gear box) aron aktuwal nga i-convert ang mas taas nga boltahe ngadto sa mas kasamtangan sa ubos nga boltahe sa baterya.

Ania ang gamay nga pisika, apan misaad ako nga ipabilin kini nga mubo: Gahum=Boltahe × Current. Mao nga kung adunay ka 36V sa 3A gikan sa imong panel (108W), mahimo’g usbon sa MPPT controller kana sa halos 12V sa 9A (usab 108W, minus ang pipila nga mga pagkawala). Nakuha nimo ang PAREHA nga gahum, sa lahi nga porma nga magamit gyud sa imong baterya.

Apan paghulat, adunay labaw pa! (Daghang mga infomercial ang akong gitan-aw)

Ang MPPT controller dili lang sa pagbuhat niini nga pagkakabig sa makausa ug gitawag kini sa usa ka adlaw. Kanunay nga gisukod niini ang output sa panel, gi-tweak ang load nga gipresentar niini sa panel, gisukod pag-usab, ug padayon nga nag-adjust aron makit-an ang matam-is nga lugar - ang Maximum Power Point - diin gikuha niini ang hingpit nga labing kusog nga posible gikan sa imong panel sa bisan unsang oras.

Gihimo kini nga sayaw dose ka beses matag segundo. Tibuok adlaw, kada adlaw.

Karon dinhi kung diin kini mahimong makapaikag, ug kung diin ang mga kompanya sama sa amon naggugol ug daghang oras sa paglantugi sa mga miting sa pagrepaso sa teknikal.

Adunay daghang lainlaing mga algorithm alang sa pagsubay sa MPP:

Perturb and Observe (P&O)– Kini ang daan nga kasaligan. Ang controller moduso sa operating point sa usa ka direksyon, mosusi kon ang kuryente misaka o moubos, unya mosibog pag-usab sumala niana. Yano, epektibo, apan mahimong mag-oscillate sa palibot sa MPP sama sa usa ka hubog nga naningkamot sa pagpangita sa usa ka keyhole. Gigamit namo kini sa among Model S-150 nga serye tungod kay kini napamatud-an ug barato nga ipatuman.

Incremental Conductance– Mas elegante sa matematika, mas tukma kuno. Sa tinuod? Wala pa ko makakita niini nga nagpasundayag ug mas maayo kay sa P&O sa tinuod nga-kondisyon sa kalibotan, bisan pa sa giangkon sa mga akademikong papeles. Among gisulayan ang duha ka kilid-sa-sa tulo ka bulan sa miaging ting-init (Hunyo ngadto sa Agosto 2022), ug ang kalainan sa pag-ani sa enerhiya ubos pa sa 2%. Dili takus sa sobra nga pagproseso sa overhead alang sa kadaghanan nga mga aplikasyon.

Fractional Open Circuit Boltahe– Nagtag-an base sa bukas nga -circuit boltahe sa panel. Kusog apan dili kaayo tukma. Ang pipila sa mga barato nga yunit sa China naggamit niini, ug mahimo nimong isulti - sila igo apan dili maayo.

Pagkahuman naa nimo ang tanan nga labi ka bag-ong pamaagi - mga neural network, fuzzy logic, kontrol sa sliding mode. Ug tan-awa, sigurado ako nga sila adunay ilang lugar sa mga laboratoryo sa panukiduki ug mga aplikasyon sa niche, apan alang sa 95% sa mga pag-install? Maayo ra ang gibuhat sa P&O.

Si Tom gikan sa among departamento sa marketing padayong nagduso kanamo sa pagpatuman sa "AI-powered MPPT" para sa buzz factor. Kanunay namon siyang gisultihan nga ang mga neural network dili makatarunganon alang sa kini nga aplikasyon ug magdugang lang sa gasto ug pagkakomplikado nga wala’y tinuud nga kaayohan. Kini nga argumento nagpadayon sukad sa Oktubre. Magpadala ug tabang.

MPPT

"Apan unsa ka mas maayo kini?" – Matag. Single. Kliyente. Miting.

Okay, mao nga ania ang pipila ka aktwal nga mga numero gikan sa mga pagsulay sa uma nga among gipadagan sa tibuok 2022:

Sa among mga instalasyon sa habagatang Spain (rehiyon sa Málaga, kung gusto nimo), among nakita:

MPPT vs PWM: 25-30% nga mas daghang enerhiya nga naani sa kasagaran

Labing maayo nga pag-uswag: 45% (kini sa Disyembre nga adunay partial shading)

Ang pinakagrabe nga pag-uswag: 15% (tunga-tunga sa -ting-init, tin-aw nga mga adlaw, bisan ang PWM nagtrabaho nga medyo maayo)

Ang pag-uswag labing dako kung:

Ang boltahe sa imong panel mas taas kaysa boltahe sa baterya

Ikaw adunay partial shading

Nagkalainlain kaayo ang temperatura

Adunay ka dili managsama nga mga panel sa array

Kini ang pinakagamay kung ang tanan maayo - nga sa panguna wala sa tinuud nga kalibutan.

Dili ko nimo hatagan og bug-os nga circuit diagram, pero ania ang batakang topology:

Kadaghanan sa mga MPPT controller migamit ug buck converter (step{0}}down), boost converter (step{1}}up), o buck-boost converter (makabuhat sa duha) isip ilang power stage. Kasagaran kami moadto sa buck topology tungod kay kadaghanan sa mga solar panel mas taas nga boltahe kaysa sa mga baterya nga ilang gi-charge.

Ang kontrol nga seksyon kasagaran adunay:

Usa ka microcontroller (among gigamit ang serye sa STM32 sa among premium nga linya)

Boltahe ug kasamtangan nga mga sensor

Mga sensor sa temperatura (alang sa panel, baterya, ug controller mismo)

Pipila ka matang sa user interface (LCD screen, Bluetooth, bisan unsa)

Mao gyud na. Ang salamangka naa sa software - ang algorithm nga nagdesisyon kung giunsa ang pag-adjust sa operating point.

Ang among bag-ong Model X-300 nga among ilusad sunod buwan (opisyal nga pahibalo sa SolarTech Expo sa Amsterdam sa Marso 8 – adto say hi kon naa ka didto!) naggamit ug dual-core processor aron makadagan mi nga independente sa pagmonitor sa kaluwasan gikan sa MPPT algorithm. Medyo overkill? Tingali. Apan pagkahuman sa insidente nga nasunog ang yunit sa kakompetensya sa Australia sa miaging tuig (dili hinganlan ang mga ngalan, apan tingali nakadungog ka bahin niini), wala kami magkuha mga higayon.

"Ang MPPT naghatag kanimo og dugang nga gahum gikan sa imong mga panel"– Dili. Ang imong panel nagprodyus kung unsa ang giprodyus niini base sa kahayag sa adlaw. Gisiguro lang sa MPPT nga GAMITON nimo ang tanan nga magamit nga gahum imbes nga usik-usikan kini.

"Dili nimo kinahanglan ang MPPT nga adunay gagmay nga mga sistema"– Basura. Bisan ang gamay nga sistema makabenepisyo. Sigurado, mas gamay ang hingpit nga makuha sa enerhiya, pero ang porsyento-maalamon parehas ra.

"Ang MPPT para lang sa grid-tie systems"– Sayop usab. Maayo nga nagtrabaho alang sa pag-charge sa baterya, nga sa tinuud kung diin makita namon ang kadaghanan sa among gibaligya.

"Ang tanan nga mga tigkontrol sa MPPT parehas ra"– Ha! Isulti kana sa team sa engineering. Gigugol namon ang mga bulan sa pag-optimize sa kahusayan, pagdumala sa thermal, kasaligan. Apan dawaton nako, sa kasagaran nga tiggamit, usa ka £50 nga Chinese nga yunit ug ang among £400 nga controller mahimodawsusama. Hangtod napakyas ang barato pagkahuman sa unom ka bulan, kana.

Tan-awa, ibaligya unta ko nimo sa among mga produkto, apan tuguti ko nga matinud-anon (ayaw isulti sa akong boss nga giingon ko kini):

Kung ikaw adunay gamay kaayo nga sistema (ubos sa 50W), usa ka mubo nga pagdagan sa kable, ang boltahe sa imong panel hapit nga motugma sa imong boltahe sa baterya, ug ikaw adunay usa ka higpit nga badyet - mahimo nga maayo ang PWM. Magbilin ka ug kusog sa lamesa, pero usahay kana usa ka madawat nga baligya-off.

Naa miy kustomer sa miaging tuig nga gustong magpaandar sa gamay nga weather station sa Scottish Highlands. 20W panel, 12V nga baterya, £30 nga badyet. Nagrekomendar ko og barato nga PWM controller. Gipalit gihapon niya ang among MPPT unit tungod kay "gusto niya ang labing maayo." Makatarunganon, kini iyang kuwarta, apan ang ROI sa kana nga desisyon lagmit dili gyud.

Asa padulong kini nga teknolohiya? Aw, atong makita ang pipila ka mga uso:

Giapod-apod nga MPPT- Imbes nga usa ka dako nga controller alang sa tibuok array, mas gagmay nga mga optimizer sa matag panel. Mas maayo alang sa shading, apan nagdugang gasto ug pagkakomplikado. Gisulayan namo kini karon sa usa ka pilot project sa Norway.

Pagkonektar sa panganod- Ang tanan gusto nga ang ilang solar controller nakigsulti sa ilang smartphone. Sigurado, nganong dili. Ang among app sa tinuud medyo disente, bisan kung ako mismo ang nagsulti niini. Imong makita ang tinuod nga-oras nga pasundayag, makasaysayanong datos, ug kini magpaalerto kanimo kon adunay sayop. Nagduso kami og update sa miaging semana nga nag-ayo sa kahimtang sa baterya-sa-pagbanabana sa bayad – nagbasa kini og mga 5% nga malaumon kaayo kaniadto.

Mas maayo nga mga algorithm– Kini ang akong personal nga obsession. Nagtrabaho ko sa usa ka predictive algorithm nga naggamit sa datos sa forecast sa panahon sa-preemptively adjust sa tracking parameters. Mogana ba kini? Usahay. Takus ba ang pagpaningkamot? Wala pa ang jury.

MPPT

Gibuhat na kini sa dugay nga panahon aron mahibal-an ang kasagarang mga sayup:

Susihon kini sa husto– Ayaw pagpalit ug 60A MPPT controller para sa 10A panel. Usik kini. Sa parehas nga paagi, ayaw usba kini sa paghunahuna nga makatipig ka salapi. Madaot ra nimo kini kung dili ka malikayan nga magdugang pa nga mga panel sa ulahi.

Padayon kini nga cool– Kini nga mga butang makamugna og kainit. Ayaw kini ibutang sa usa ka silyado nga kahon sa direkta nga adlaw. Oo, gibuhat kini sa mga tawo. Dili, wala ko kasabot ngano.

Sensor sa temperatura sa baterya- Gamita kini! Ang pag-charge sa boltahe kinahanglan nga temperatura-compensated. Ang temperatura sa kwarto ug ang tunga-tunga sa Sahara nanginahanglan lainlaing mga boltahe.

Pagsukod sa kable– Daghan kaayo mig tawag bahin sa mga controller nga dili mugana sa hustong paagi, ug halos kanunay nga gamay ra ang mga kable hinungdan sa pagkunhod sa boltahe. Gamita ang dugoon nga cable sizing calculator sa among website.

Importante ang mga setting- Ang mga default nga setting konserbatibo. Basaha ang manwal (nahibal-an ko, makapakurat nga sugyot) ug i-configure kini alang sa imong piho nga tipo sa baterya.

Busa, unsa ang MPPT? Sa panguna kini usa ka intelihente nga elektronik nga matchmaker nga nagsiguro nga ang imong solar panel ug baterya nagtinabangay nga epektibo kutob sa mahimo, kanunay nga nag-adjust sa pagbag-o sa mga kondisyon aron mapuga ang matag posible nga watt gikan sa imong setup.

Takus ba kini? Alang sa kadaghanan nga mga instalasyon, hingpit. Ang dugang nga gasto sa usa ka MPPT controller sa PWM nagbayad alang sa iyang kaugalingon sa dugang nga pag-ani sa enerhiya sulod sa usa o duha ka tuig.

Bias ba ta kay gibaligya nato sila? Sigurado. Apan mituo usab kami kanila, kung dili, dili unta kami mogugol sa miaging 15 ka tuig sa pagpino sa teknolohiya ug sa pagtukod sa pipila nga labing maayo nga MPPT controllers sa merkado. (Ug oo, nahibal-an nako nga ang matag kompanya nagsulti niana, apan ang amon sa tinuud.

Bisan pa, kung adunay ka mga pangutana, ihulog kini sa mga komento o pag-shoot kanako usa ka email. O mas maayo pa, dakpa ko sa Amsterdam expo sa Marso. Ako ang moinom og sobra nga kape ug magpasabot sa MPPT sa bisan kinsa nga maminaw.

Oh, ug usa ka dali nga plug - ipares ang imong MPPT sa usa kaionic lithium nga bateryakung mahimo nimo. Ang paspas nga pag-charge nga kinaiya sa tinuud nagtugot sa controller nga molihok sa husto sa panahon sa mubo nga mga adlaw sa tingtugnaw. Gisulayan namon kini nga kombo sukad sa miaging tuig ug ang mga nakuha sa kahusayan matinud-anon nga angay hisgutan.