Saulės skydelio masyvas su kinų MPPT moduliu: 11 žingsnių

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:44

Trumpas mano požiūrio į tai, kaip saulės kolektoriai veikia gerai ir tuo pačiu gana pigiai, aprašymas …

Aš visiškai negarantuoju jokio turinio, jie gali būti tik pamišusio žmogaus klastotės, iš tikrųjų labai įtariu, kad jie yra …

Kai kurios nuotraukos buvo rastos internete ir manoma, kad jomis galima laisvai naudotis, jei rasite autorių teisių saugomą nuotrauką, parašykite man.

Saulės kolektorių įvertinimai neturėtų būti laikomi vien tik labai apytiksliu vadovu, paskelbtos specifikacijos yra tai, ką galima pasiekti laboratorinėmis sąlygomis naudojant tam tikrus šviesos šaltinius ir pan. Praktiškai neįmanoma pasiekti tokio našumo realiomis sąlygomis. Tačiau jie suteikia atspirties tašką sprendžiant, ką gauti. Kiek aš radau, specifikacijos yra palyginamos tik gamintojo portfelyje, palyginimas tarp skirtingų gamintojų yra geriausia galimybė.

Pigius saulės kolektorių reguliatorių modulius galima rasti „eBay“, „AliExpress“ar panašiose svetainėse. Nepaisant to, kad jie yra visiškai skirtingi, jie visi teigia, kad puikiai veikia optimizuodami saulės kolektorių veikimą. Deja, jie ne visi sako tiesą.

Kai prieš porą metų sukūriau savo pirmąsias saulės kolektorių sistemas, turėjau perskaityti gana daug informacijos, kol galiausiai supratau, ką dabar tikiu tiesa, žinoma, nuolatinis tobulėjimas gali lemti tai, kad rytoj kažkas bus visiškai tiesa.

Iš esmės yra pasirinkimas tarp PWM ir MPPT reguliatorių, o saulės kolektorių atveju MPPT yra kelias.

MPPT reguliatorius bando naudoti saulės kolektorių ten, kur skydelis tiekia didžiausią galią, MPPT = maksimalios galios taško stebėjimas. Bet kokio kito tipo reguliatorius sumažins jūsų efektyvumą, nes skydelis gali neišnaudoti visų savo galimybių, tai tiesa, ar naudojate pigias kiniškas plokštes, ar ką nors kita.

Mano naudojamas pigus kiniškas MPPT reguliatorius yra labai paprastas, jūs nustatote MPP įtampą ir reguliatorius bando jį išlaikyti. Pažangesni reguliuotojai reguliariai atliks „šlavimą“, kad surastų MPP (kur kreivė yra plokščia). Pigūs yra tinkami paprastiems projektams, tačiau jei norite išspausti iš savo plokščių visas sultis, negalite to taupyti-ir kaip papildoma premija galite tiesiog viską sudėti, neskaitydami šio patarimo …

1 žingsnis: surinkite savo išteklius

Toliau trumpai einu per žingsnius, kuriuos padariau, savotiškai trumpalaikius.

Jums reikės šių dalykų.

- Saulės skydelis (-ai) (naudoju daugybę pigių kiniškų „Ali“plokščių, sujungtų masyvu)

- MPPT modulis (naudoju pigius kiniškus „Ali“modulius)

- Schottky diodai (1 kiekvienam saulės kolektoriui)

- Galios rezistoriai, fiksuotos vertės (aš naudoju 10, 33, 47, 120, 330 omų derinį, nominali 3/4/5/9/10W)

- Kintamos galios rezistorius (aš naudoju 100 omų/2A skaidrių rezistorių)

- DMM, aš rekomenduoju 2, vieną nuolatinės įtampos matavimui ir vieną nuolatinės srovės matavimui

- Reguliuojamas nuolatinės įtampos šaltinis

- Kabeliai

- Alus, gero oro atveju gali prireikti nemažai

2 žingsnis: nustatykite paskirtį

Kokia yra jūsų saulės skydelio (-ų) paskirtis?

Kokia yra MPPT mpdle išvesties įtampa?

Mano atveju turiu keletą gana panašių naudojimo būdų.

1 masyvas - nešiojamasis mobiliojo telefono įkroviklis, naudojamas žygiams pėsčiomis ir žvalgymui (tikslinė įtampa 12,3 V)

2 masyvas - mažos (12 pėdų) irklinės valties traukimo variklio akumuliatoriaus įkrovimas (tikslinė įtampa 13,6 V)

3 masyvas - mažos (15 pėdų) motorinės valties starterio akumuliatoriaus įkrovimas (tikslinė įtampa 13,6 V)

3 veiksmas: prijunkite saulės kolektorius masyvuose

Priklausomai nuo to, kaip naudojate, gali tekti prijungti skydą nuosekliai arba lygiagrečiai, galbūt net jų deriniais, kad būtų pasiektas reikiamas voltų/stiprintuvų kiekis.

Pradedu lituoti Schottky diodus vietoje, o tada jungiamuosius kabelius tarp plokščių, kad susidarytų masyvai. „Schottky“diodai yra būtini, nes plokštės šiek tiek skiriasi, ir aš nenoriu eikvoti energijos, maitindamas plokštes atvirkščiai.

1 masyvas: CNC145x145-6, „Star Solar“. 4 plokštės, sujungtos nuosekliai.

2 masyvas: CNC170x170-18, „Star Solar“. 6 plokštės sujungtos lygiagrečiai.

3 masyvas: CNC170x170-18, „Star Solar“. 4 plokštės sujungtos lygiagrečiai.

4 žingsnis: Paruoškite krovinį

Fiksuotos galios rezistorius nuosekliai lituodavau, palikdamas žymės galus ilgus, kad būtų galima greitai sureguliuoti fiksuotą apkrovą judinant aligatoriaus spaustukus.

Kintamos galios rezistorius yra nuosekliai prijungtas prie fiksuotų rezistorių.

5 žingsnis: Paruošimas

Palaukite dieną su giedru dangumi, net mažiausias debesis paveiks alaus vartojimą.

Padėkite masyvą saulėje, įsitikinkite, kad jo dalys nėra užtemdytos.

Žinoma, jei turite tik vieną skydelį, atliekami tie patys matavimai.

Pastaba: debesuotos sąlygos daro didelę įtaką pasiekiamam rezultatui, manau, kad geresnės plokštės greičiausiai nukenčia mažiau nei mano pigios.

Atidarykite alų ir akimirką mėgaukitės gyvenimu, jei reikia, paruoškite antrą alų.

6 žingsnis: išmatuokite skydelio parametrus

Šie veiksmai yra gana svarbūs, nebent naudojate kokį nors išgalvotą savaime kalibruojantį MPPT valdiklį, kurio aš nesu …

Tęsk tai

Kiekvienos saulės kolektorių masyvo aš matuoju parametrus, kaip nurodyta toliau.

1. Prijunkite DMM (nustatyta nuolatinės įtampos) prie masyvo jungčių, išmatuokite ir užrašykite įtampą (Voc). Voc = _V

2. Toliau prijunkite DMM (nustatyta nuolatinės srovės 10A) tarp masyvo jungčių, išmatuokite ir užrašykite srovę (Isc). Isc = _A

3. Atlikite keletą greitų matavimų, kad nustatytumėte apytikslę MPP (Max Power Point).

3a. Prijunkite DMM (nuolatinės srovės įtampą) prie masyvo jungčių ir kitą DMM (nuolatinę srovę) nuosekliai su apkrova.

3b. Užrašykite išmatuotą įtampą ir srovę, keisdami apkrovą.

3c. Apskaičiuodami kiekvieno registruoto matavimo taško galią (P = V x I), galime greitai nustatyti apytikslį maksimalų galios tašką. Apytikslis MPP: _V

3d. Alternatyvus (greitas ir nešvarus) būdas gauti apytikslę MPP yra apskaičiuoti;

Vmpp = Voc x 0,8, Impp = Isc x 0,9

4. Pasirinkite tinkamus fiksuotų rezistorių prijungimo taškus, kad būtų galima sutelkti matavimą aplink MPP (nuo 3c). Užrašydami įtampą ir srovę, lėtai sureguliuokite kintamąjį rezistorių.

Bandau siekti 0,1 V šuolių tarp matavimų.

5. Pakartokite aukščiau pateiktą galios skaičiavimą ir nustatykite Vmpp ir Impp (kur yra maksimali galia).

6. Gali būti įdomu pamatyti, kaip išmatuotas MPP yra lyginamas su apskaičiuotu MPP;

Išmatuotas MPP; Vmpp = _V, Impp = _A

Apskaičiuotas MPP; Vmpp = Voc x 0,8 = _V, Impp = Isc x 0,9 = _A

7. Galima smagiai paskaičiuoti užpildymo koeficientą, FF = (Vmpp x Impp) / (Voc x Isc)

7 žingsnis: sureguliuokite MPPT modulį pagal savo poreikius

Aukščiau mes pasirinkome norimą išėjimo įtampą, tai kartu su parametrais, gautais 2.1, bus labai svarbūs norint teisingai sureguliuoti MPPT modulį. Mes taip pat turime žinoti maksimalią įkrovimo srovę (Ichg) ir tai, kada dabartinis įkrovimas laikomas atliktu (Idone).

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

Procedūra:

1. Prijunkite DMM prie MPPT išvesties (nustatyta nuolatinės įtampos)

2. Visiškai pasukite CC ir CV trimerius pagal laikrodžio rodyklę, visiškai pasukite MPPT trimpotus prieš laikrodžio rodyklę

3. Prie MPPT įvesties prijunkite reguliuojamą nuolatinės įtampos šaltinį, prieš įjungdami nustatykite įtampą iki nulio.

4. Nustatykite reguliuojamą nuolatinės įtampos šaltinį į Vmpp, lėtai pasukite MPPT trimpot pagal laikrodžio rodyklę, kol išėjimo įtampa tiesiog nustoja didėti.

5. Sukite CV trimpot prieš laikrodžio rodyklę, kol bus nustatytas norimas Vout.

6. Trumpai sujunkite išėjimą per DMM (nustatykite 10A nuolatinę srovę). Sukite CC trimpot prieš laikrodžio rodyklę, kol nustatysite norimą Ichg.

7. LED trimpotas reguliuoja, kokiai srovei LED pakeis spalvą, numatytasis yra 0,1 x Ichg. Norėdami sureguliuoti, prijunkite apkrovą, kuri suteikia Idone, pasukite šviesos diodų trimpą, kol šviesos diodas pakeis spalvą.

Pastaba: Niekas iš tikrųjų neįvyks, išskyrus LED spalvos keitimą.

8. MPPT modulis dabar sureguliuotas ir paruoštas naudoti.

8 veiksmas: pasivaikščiojimas, mano masyvas 1

Specifikacijos:

Skydelis: CNC145x145-6, 4 plokštės iš eilės.

Matmenys: 145x145x3mm

Įvertinimai: 6V / 3W vienam skydeliui. 4 plokštės: 24V / 12W

1. Surinkite reikalingus daiktus.

2. Schottky diodai ir skydų jungtys jau yra.

3. Matavimo sąranka, kaip parodyta.

4. Pradedu matuoti Voc ir Isc.

5. Toliau aš šiek tiek susipainiojau su apkrova, kad gaučiau apytikslę MPP.

6. Aš perkonfigūruoju savo fiksuotus rezistorius, kad galėčiau sutelkti savo matavimus aplink MPP, aš padariau dvi serijas, kad bandyčiau tiksliai nustatyti MPP.

Rezultatai:

Voc: 25.9V / Isc: 325mA

Vmpp: 20.0V / Impp: 290mA

Apskaičiuotas Pmpp: Vmpp x Impp = 5,8 W

Tik linksmybėms ir palyginimui: Apskaičiuotas MPP; Vmpp = Voc x 0,8 = 20,7 V, Impp = Isc x 0,9 = 292mA

Užpildymo koeficientas: FF = (Vmpp x Impp) / (Voc x Isc) = 0,69

Deja, atrodo, kad netinkamai įdėjau naudojamą „Excel“darbo lapą, todėl šiam skydo masyvui nėra jokių grafikų ar įrašytų serijų.

MPPT modulio reguliavimas:

Kitas yra MPPT modulio reguliavimas.

Rinkdamasis „Vout“nusprendžiau, kad galiu įkrauti 12 V ličio jonų akumuliatorių arba prijungti išvestį prie 5 V/2 A USB įkrovimo modulio (įvestis 7.5–28 V DC).

MPPT modulis buvo sureguliuotas naudojant šiuos parametrus:

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

1. Aš „iš naujo nustatau“trimpotus, kaip aprašyta, prijungiu savo DMM ir nustatau savo reguliuojamą nuolatinės įtampos šaltinį į Vin = 20.0V

2. Reguliuoju MPPT trimpot, kol išėjimo įtampa tiesiog nustoja didėti, o toliau naudoju CV trimpot, kad išėjimo įtampa būtų Vchg = 12.3V

3. Išvesties trumpasis jungimas per DMM (nustatyta į nuolatinės srovės srovę 10A) Aš sureguliuoju CC trimpot į Ichg = 600mA

4. Prijungus rezistoriaus apkrovą, aš reguliuoju apkrovą, kol gaunu išėjimo srovę = Idone = 100mA, kitą kartą sureguliuoju LED trimpot, kad šviesos diodas tiesiog pakeistų spalvą.

5. Keičiant apkrovą, patvirtinama, kad šviesos diodas keičia spalvą, kaip numatyta. PADARYTA!

9 žingsnis: Rezultatai - mano masyvas 2

Specifikacijos:

Skydelis: CNC170x170-18, 6 plokštės lygiagrečiai.

Matmenys: 170x170x3mm

Įvertinimai: 18V / 4,5W vienam skydeliui. 6 plokštės: 18V / 27W

Rezultatai:

Voc: 20.2V / Isc: 838mA

Vmpp: 15.6V / Impp: 821mA

Apskaičiuotas Pmpp: Vmpp x Impp = 12,8 W

Plokštelių masyvas tiekia šiek tiek mažiau nei pusę vardinės galios.

MPPT koregavimai:

MPPT modulis buvo sureguliuotas naudojant šiuos parametrus:

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

10 žingsnis: Rezultatai - mano masyvas 3

Specifikacijos:

Skydelis: CNC170x170-18, 4 plokštės lygiagrečiai.

Matmenys: 170x170x3mm

Įvertinimai: 18V / 4,5W vienam skydeliui. 4 plokštės: 18V / 18W

Rezultatai:

Voc: 20.5V / Isc: 540mA

Vmpp: 15.8V / Impp: 510mA

Apskaičiuotas Pmpp: Vmpp x Impp = 8.1W

Plokštelių masyvas tiekia šiek tiek mažiau nei pusę vardinės galios.

MPPT koregavimai:

MPPT modulis buvo sureguliuotas naudojant šiuos parametrus:

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

11 veiksmas: Rezultatai - „My Array 3“(debesuota diena)

Specifikacijos:

Skydelis: CNC170x170-18, 4 plokštės lygiagrečiai.

Matmenys: 170x170x3mm

Įvertinimai: 18V / 4,5W vienam skydeliui. 4 plokštės: 18V / 18W

Rezultatai:

Voc: 18.3V / Isc: 29mA

Vmpp: 14,2 V / Impp: 26 mA

Apskaičiuotas Pmpp: Vmpp x Impp = 0,37W

Tas pats masyvas ir sąranka, kaip ir ankstesniame žingsnyje, tačiau rezultatai akivaizdžiai skiriasi.

Palyginti su pasiektu rezultatu saulėtą dieną, visiškai aišku, kad debesuotomis sąlygomis šios plokštės nebus labai naudingos.