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新能源知識(shí):MPPT(太陽(yáng)能控制器)

   2013-08-27 EnergyTrend14810
核心提示:MPPT控制器的全稱是最大功率點(diǎn)跟蹤(Maximum Power Point Tracking)太陽(yáng)能控制器,為傳統(tǒng)太陽(yáng)能充放電控制器的升級(jí)換代產(chǎn)品。MPPT控制
MPPT控制器的全稱是“最大功率點(diǎn)跟蹤”(Maximum Power Point Tracking)太陽(yáng)能控制器,為傳統(tǒng)太陽(yáng)能充放電控制器的升級(jí)換代產(chǎn)品。MPPT控制器能夠即時(shí)偵測(cè)太陽(yáng)能板的發(fā)電電壓,并追蹤最高電壓電流值(VI),使系統(tǒng)以最大功率輸出對(duì)蓄電池充電。應(yīng)用于太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)中,協(xié)調(diào)太陽(yáng)能電池板、蓄電池、負(fù)載的工作,是光伏系統(tǒng)的大腦。

MPPT的概述

MPPT系統(tǒng)是一種通過(guò)調(diào)節(jié)電氣模組的工作狀態(tài),使光伏板能夠輸出更多電能的電氣系統(tǒng),能夠?qū)⑻?yáng)能電池板發(fā)出的直流電有效地貯存在蓄電池中,可有效地解決常規(guī)電網(wǎng)不能復(fù)蓋的偏遠(yuǎn)地區(qū)及旅游地區(qū)的生活和工業(yè)用電,不產(chǎn)生環(huán)境污染。

光伏電池的輸出功率與MPPT控制器的工作電壓有關(guān),只有工作在最合適的電壓下,它的輸出功率才會(huì)有個(gè)唯一的最大值。

日照強(qiáng)度為1000W/下,U=24V,I=1A;U=30V,I=0.9A;U=36V,I=0.7A;可見(jiàn)30的電壓下輸出功率最大。

MPPT的原理

給蓄電池充電,太陽(yáng)板的輸出電壓必須高于電池的當(dāng)前電壓,如果太陽(yáng)能板的電壓低于電池的電壓,那么輸出電流就會(huì)接近0。所以,為了安全起見(jiàn),太陽(yáng)能板在制造出廠時(shí),太陽(yáng)能板的峰值電壓(Vpp)大約在17V左右,這是以環(huán)境溫度為25°C時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的。當(dāng)天氣非常熱的時(shí)候,太陽(yáng)能板的峰值電壓Vpp會(huì)降到15V左右,但是在寒冷的天氣里,太陽(yáng)能的峰值電壓Vpp可以達(dá)到18V。

傳統(tǒng)的太陽(yáng)能充放電控制器就有點(diǎn)象手動(dòng)檔的變速箱,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速增高的時(shí)候,如果變速箱的檔位不相應(yīng)提高的話,勢(shì)必會(huì)影響車速。但是對(duì)于傳統(tǒng)控制器來(lái)說(shuō),充電參數(shù)都是在出廠之前就設(shè)定好的,就是說(shuō),MPPT控制器會(huì)即時(shí)跟蹤太陽(yáng)能板中的最大的功率點(diǎn),來(lái)發(fā)揮出太陽(yáng)能板的最大功效。電壓越高,通過(guò)最大功率跟蹤,就可以輸出更多的電量,從而提高充電效率。理論上講,使用MPPT控制器的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)會(huì)比傳統(tǒng)的效率提高50%,但是跟據(jù)我們的實(shí)際測(cè)試,由于周圍環(huán)境影響與各種能量損失,最終的效率也可以提高20%-30%。

從這個(gè)意義上講,MPPT太陽(yáng)能充放電控制器,勢(shì)必會(huì)最終取代傳統(tǒng)太陽(yáng)能控制器

MPPT的功能

MPPT控制器主要功能:檢測(cè)主回路直流電壓及輸出電流,計(jì)算出太陽(yáng)能陣列的輸出功率,并實(shí)現(xiàn)對(duì)最大功率點(diǎn)的追蹤。擾動(dòng)電阻R和MOSFET串連在一起,在輸出電壓基本穩(wěn)定的條件下,通過(guò)改變MOSFET的占空比,來(lái)改變通過(guò)電阻的平均電流,因此產(chǎn)生了電流的擾動(dòng)。同時(shí),光伏電池的輸出電流電壓亦將隨之變化,通過(guò)測(cè)量擾動(dòng)前后光伏電池輸出功率和電壓的變化,以決定下一周期的擾動(dòng)方向,當(dāng)擾動(dòng)方向正確時(shí)太陽(yáng)能光能板輸出功率增加,下周期繼續(xù)朝同一方向擾動(dòng),反之,朝反方向擾動(dòng),如此,反復(fù)進(jìn)行著擾動(dòng)與觀察來(lái)使太陽(yáng)能光電板輸出達(dá)最大功率點(diǎn)。
 
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