מערך פאנלים סולאריים עם מודול MPPT סיני: 11 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:11

תיאור קצר של דעתי על כך שהפאנלים הסולאריים עובדים היטב, ובזול למדי בכך …

אני בהחלט לא מבטיח אף אחד מהתכנים, יכול להיות שהם רק התפרצויות של אדם משוגע, למעשה אני חושד מאוד שהם…

חלק מהתמונות נמצאו באינטרנט והן נחשבות לשימוש חופשי, אם תמצא תמונה המוגנת בזכויות יוצרים שלח לי פתק.

אין להתייחס לדירוג של פאנלים סולאריים אלא כמדריך גס מאוד, המפרט שפורסם הוא מה שניתן להשיג בתנאי מעבדה עם מקורות אור ספציפיים וכו 'בפועל לא ניתן להשיג ביצועים אלה בתנאים מציאותיים. עם זאת, הם נותנים נקודת מוצא כאשר הם מחליטים מה לקבל. ככל שמצאתי מפרטים ניתנים להשוואה בתוך תיק היצרן, השוואה בין יצרנים שונים היא סיכוי במקרה הטוב.

ניתן למצוא מודולי ויסות פנלים סולאריים זולים ב- eBay, AliExpress או באתרים דומים. למרות היותם שונים למדי כולם טוענים שהם עובדים בצורה מושלמת לביצוע אופטימיזציה של ביצועי פאנל סולארי. לרוע המזל לא כולם אומרים את האמת.

כשבניתי את מערכי הפאנל הסולרי הראשון שלי לפני כמה שנים הייתי צריך לנפות מידע רב לפני שסוף סוף הבנתי את מה שאני מאמין שהוא האמת, כמובן שהתפתחות מתמשכת עלולה להוביל למשהו לגמרי נכון מחר.

בעיקרון יש את הבחירה בין הרגולטורים PWM ו- MPPT, ולפנלים סולאריים MPPT היא הדרך ללכת.

ווסת MPPT מנסה להשתמש בפאנל הסולארי שבו הפאנל מספק את מירב הכוח, MPPT = מקס מקס פוינט פוינט. כל סוג אחר של וסת ייתן לך יעילות נמוכה יותר מכיוון שהפאנל אולי לא עומד במלוא הפוטנציאל שלו, זה נכון בין אם אתה משתמש בפנלים סיניים זולים או במשהו אחר.

הרגולטור MPPT הסיני הזול בו אני משתמש הוא בסיסי מאוד, אתה מגדיר את מתח ה- MPP והרגולטור מנסה לשמור אותו שם. רגולטורים מתקדמים יותר יעשו באופן קבוע "טאטא" כדי למצוא את ה- MPP (שם העקומה שטוחה). הזולים מתאימים לפרויקטים פשוטים, אבל אם אתה רוצה לסחוט כל פיסת מיץ מהפאנלים שלך אתה לא יכול לקמץ על זה-ובונוס נוסף אתה יכול פשוט להרים הכל מבלי לקרוא את "איך לעשות" …

שלב 1: אסוף את המשאבים שלך

בהמשך למטה אני עובר דרך קצרה על הצעדים שעשיתי, מעין תנועה.

תזדקק לדברים הבאים.

- פאנלים סולאריים (אני משתמש בחבורה של לוחות סיניים זולים מאת עלי, המחוברים במערכים)

- מודול MPPT (אני משתמש במודולים סיניים זולים של עלי)

- דיודות שוטקי (1 לכל פאנל סולארי)

- נגדי הספק, ערכים קבועים (אני משתמש בתערובת של 10, 33, 47, 120, 330 אוהם, מדורג 3/4/5/9/10W)

- כוח הספק משתנה (אני משתמש בנגד שקופיות 100 אוהם/2A)

- DMM, אני ממליץ על 2, אחד למדידת מתח DC ואחד למדידת זרם DC

- מקור מתח DC מתכוונן

- כבלים

- בירה, אולי תזדקק לא מעט אם מזג האוויר טוב

שלב 2: קבע את השימוש המיועד

מהו השימוש המיועד בפאנלים הסולאריים שלך?

מהו מתח היציאה הרצוי מה- mpdule MPPT?

במקרה שלי יש לי כמה שימושים די דומים.

מערך 1 - מטען נייד לטלפון נייד המשמש לטיולים וצופים (מתח יעד 12.3V)

מערך 2 - טעינת סוללת מנוע הטרולינג לסירת חתירה זעירה (12 רגל) (מתח יעד 13.6V)

מערך 3 - טעינת סוללת המתנע לסירת מנוע קטנה (15 רגל) (מתח יעד 13.6V)

שלב 3: חבר פאנלים סולאריים במערכים

בהתאם לשימוש שלך ייתכן שיהיה צורך לחבר את הלוח בסדרה או במקביל, אולי אפילו בשילובים שלו, כדי להשיג את הוולט/אמפר הדרושים.

אני מתחיל בהלחמה של דיודות שוטקי במקומן, ולאחר מכן בכבלי החיבור בין הלוחות ליצירת מערכים. דיודות Schottky הכרחיות מכיוון שהפנלים שונים במקצת, ואני לא רוצה לבזבז חשמל על ידי הזנת הלוחות לרוחב.

מערך 1: CNC145x145-6, כוכב סולארי. 4 לוחות מחוברים בסדרה.

מערך 2: CNC170x170-18, כוכב סולארי. 6 לוחות מחוברים במקביל.

מערך 3: CNC170x170-18, כוכב סולארי. 4 לוחות מחוברים במקביל.

שלב 4: הכינו את העומס

הלחמתי את נגדי ההספק הקבועים בסדרות והשארתי את קצוות התג ארוכים, זאת על מנת לאפשר התאמה מהירה של העומס הקבוע על ידי הזזת קליפי התנין.

נגד ההספק המשתנה מחובר בסדרה עם הנגדים הקבועים.

שלב 5: הכנות

חכה ליום עם שמיים בהירים, אפילו הענן הזעיר ביותר ישפיע על צריכת הבירה שלך.

הניחו את המערך בשמש, וודאו שאין חלקים מוצלים.

כמובן שאם יש לך רק לוח אחד אותן מדידות נעשות לשם כך.

הערה: תנאים מעוננים משפיעים מאוד על התפוקה הניתנת להשגה, הניחוש שלי הוא שכנראה לוחות טובים יותר מושפעים פחות מהזולים שיש לי.

פתח בירה ותהנה מהחיים לרגע, בירה שנייה מוכנה במידת הצורך.

שלב 6: מדידת פרמטרי לוח

צעדים אלה חשובים למדי, אלא אם כן אתה משתמש בבקר MPPT מפואר לכיול עצמי, שאני לא …

תמשיך עם זה

עבור כל מערך פאנלים סולאריים אני מודד את הפרמטרים לפי להלן.

1. חבר DMM (מוגדר למתח DC) על פני חיבורי המערך, מודד ורשום את המתח (Voc). ווק = _V

2. לאחר מכן חברו DMM (מוגדר לזרם DC 10A) בין חיבורי המערך, מדדו ורשמו את הזרם (Isc). Isc = _A

3. בצע כמה מדידות מהירות כדי לקבוע MPP משוער (מקסימום כוח נקודה).

3 א. חבר DMM (מתח DC) על פני חיבורי המערך ועוד DMM (זרם DC) בסדרה עם העומס.

3 ב. רשום את המתח והזרם הנמדד תוך שינוי העומס.

3 ג. על ידי חישוב ההספק לכל נקודת מדידה רשומה (P = V x I) נוכל לקבוע במהירות את נקודת ההספק המקסימלית המשוערת. MPP בערך: _V

תלת מימד. דרך חלופית (מהירה ומלוכלכת) להשיג MPP משוער היא לחשב;

Vmpp = Voc x 0.8, Impp = Isc x 0.9

4. בחר נקודות חיבור מתאימות לנגדים הקבועים, ומאפשר למקד את המדידה סביב ה- MPP (מ -3c). התאם לאט את הנגד המשתנה תוך כדי רישום המתחים והזרמים.

אני מנסה לכוון לקפיצות של 0.1V בין מדידות.

5. חזור על חישוב ההספק לעיל וקבע את Vmpp ו- Impp (היכן שהמקסימום כוח).

6. אולי יהיה מעניין לראות כיצד ה- MPP הנמדד משתווה ל- MPP המחושב;

מדד MPP; Vmpp = _V, Impp = _A

MPP מחושב; Vmpp = Voc x 0.8 = _V, Impp = Isc x 0.9 = _A

7. אפשר, רק בשביל הכיף, לחשב את גורם המילוי בשלב זה, FF = (Vmpp x Impp) / (Voc x Isc)

שלב 7: התאם את מודול MPPT כך שיתאים לצרכיך

מעל בחרנו את מתח היציאה הרצוי שלנו, יחד עם הפרמטרים הנגזרים ב 2.1 יהיו חיוניים להתאמה נכונה של מודול MPPT. עלינו גם לדעת את זרם הטעינה המרבי (Ichg) ובאמצעותו הטעינה הנוכחית נחשבת כבוצעה (Idone).

Vmpp: _V / Vout: _V / Ichg: _A / Idone: _A

תהליך:

1. חבר DMM ליציאת MPPT (מוגדר למתח DC)

2. סובב את הטרמפוטים CC ו- CV במלואם עם כיוון השעון, סובב את הטריפוט MPPT לגמרי נגד כיוון השעון

3. חבר מקור מתח DC מתכוונן לכניסת MPPT, הגדר את המתח לאפס לפני הפעלתו.

4. הגדר את מקור מתח DC המתכוונן ל- Vmpp, סובב לאט את הטרמפוט MPPT בכיוון השעון עד שמתח המוצא רק מפסיק לעלות.

5. סובב את טרימפוט קורות החיים נגד כיוון השעון עד להגדרת Vout הרצוי.

6. קצר את הפלט באמצעות DMM (מוגדר לזרם DC 10A). סובב את הטרימפוט CC נגד כיוון השעון עד להגדרת Ichg הרצוי.

7. טרימפוט LED מתאים באיזה זרם הלד ישנה את צבעו, ברירת המחדל היא 0.1 x Ichg. כדי להתאים, חבר מטען שנותן ל- Idone, סובב את טרימפוט הלדים עד שהנורית משנה את צבעו.

הערה: שום דבר לא יקרה בפועל מלבד הצבע המשתנה של ה- LED.

8. מודול MPPT מותאם כעת ומוכן לשימוש.

שלב 8: מעבר, מערך שלי 1

מפרטים:

פאנל: CNC145x145-6, 4 לוחות בסדרה.

מידות: 145x145x3 מ מ

דירוגים: 6V / 3W לכל לוח. 4 לוחות: 24V / 12W

1. אסוף את החומר הדרוש.

2. דיודות שוטקי וחיבורי פנל כבר קיימים.

3. התקנת מדידה כפי שמוצג.

4. אני מתחיל למדוד ווק ואיסק.

5. לאחר מכן אני קצת מסתבך עם העומס כדי לקבל MPP משוער.

6. אני מגדיר מחדש את הנגדים הקבועים שלי כדי שאוכל למקד את המדידות שלי סביב MPP, עשיתי שתי סדרות כדי לנסות לאתר את ה- MPP המדויק.

תוצאות:

ווק: 25.9V / Isc: 325mA

Vmpp: 20.0V / Impp: 290mA

Pmpp מחושב: Vmpp x Impp = 5.8W

סתם בשביל הכיף והשוואה: MPP מחושב; Vmpp = Voc x 0.8 = 20.7V, Impp = Isc x 0.9 = 292mA

גורם מילוי: FF = (Vmpp x Impp) / (Voc x Isc) = 0.69

למרבה הצער, נראה כי לא העמדתי את גיליון העבודה של אקסל בו השתמשתי, ולכן אין גרפים או סדרות מוקלטות עבור מערך לוח זה.

התאמת מודול MPPT:

הבא הוא התאמות מודול MPPT.

בעת בחירת Vout החלטתי שאני יכול לחדד סוללת 12V ליתיום, או לחבר את הפלט למודול טעינת USB 5V/2A (קלט 7.5-28VDC).

מודול MPPT הותאם באמצעות הפרמטרים הבאים:

Vin = 20.0V / Vout = 12.3V / Ichg = 600mA / Idone = 100mA

1. אני "מאפס" את הטרימפוטים כמתואר, מחבר את ה- DMM שלי ומגדיר את מקור המתח המתאם DC ל Vin = 20.0V

2. אני מכוון את טרימפוט MPPT עד שמתח המוצא רק מפסיק לעלות, ולאחר מכן משתמש בקו הטרימפוט כדי להגדיר את מתח המוצא ל- Vchg = 12.3V

3. קצר את הפלט באמצעות DMM (מוגדר לזרם DC 10A) אני מכוון את הטרימפוט CC ל- Ichg = 600mA

4. חיבור עומס הנגד שלי.

5. שינוי העומס מאשר כי נורית LED משנה את צבעו כמתוכנן. בוצע!

שלב 9: תוצאות - המערך שלי 2

מפרטים:

פאנל: CNC170x170-18, 6 לוחות במקביל.

מידות: 170x170x3 מ מ

דירוגים: 18V / 4.5W לכל לוח. 6 לוחות: 18V / 27W

תוצאות:

ווק: 20.2V / Isc: 838mA

Vmpp: 15.6V / Impp: 821mA

Pmpp מחושב: Vmpp x Impp = 12.8W

מערך הלוח מספק מעט פחות ממחצית ההספק המדורג.

התאמות MPPT:

מודול MPPT הותאם באמצעות הפרמטרים הבאים:

Vin = 15.6V / Vout = 13.6V / Ichg = 850mA / Idone = 100mA

שלב 10: תוצאות - המערך שלי 3

מפרטים:

פאנל: CNC170x170-18, 4 לוחות במקביל.

מידות: 170x170x3 מ מ

דירוגים: 18V / 4.5W לכל לוח. 4 לוחות: 18V / 18W

תוצאות:

ווק: 20.5V / Isc: 540mA

Vmpp: 15.8V / Impp: 510mA

Pmpp מחושב: Vmpp x Impp = 8.1W

מערך הלוח מספק מעט פחות ממחצית ההספק המדורג.

התאמות MPPT:

מודול MPPT הותאם באמצעות הפרמטרים הבאים:

Vin = 15.8V / Vout = 13.6V / Ichg = 550mA / Idone = 100mA

שלב 11: תוצאות - מערך שלי 3 (יום מעונן)

מפרטים:

פאנל: CNC170x170-18, 4 לוחות במקביל.

מידות: 170x170x3 מ מ

דירוגים: 18V / 4.5W לכל לוח. 4 לוחות: 18V / 18W

תוצאות:

ווק: 18.3V / Isc: 29mA

Vmpp: 14.2V / Impp: 26mA

Pmpp מחושב: Vmpp x Impp = 0.37W

אותו מערך והתקנה כמו בשימוש בשלב הקודם, אך עם תוצאות שונות בעליל.

בהשוואה לתפוקה שהושגה ביום שמש, די ברור שלוחות אלה לא יועילו במיוחד בתנאי מעונן.