MPPT гэж юу вэ?

Ингээд өнгөрсөн мягмар гаригт болсон нэгэн инээдтэй үйл явдлыг хүргэж байна. Би манай худалдан авалтын багийн гишүүн Дэйвтэй кофе ууж байхдаа (нийлүүлэгчийн нийлүүлэлтийн цаг үргэлж гомдоллодог залууг та мэднэ) тэр надаас: "Та R&D уулзалтууд дээр байнга ярьдаг MPPT-ийн асуудал юу вэ?"

Шударга асуулт, үнэхээр. Бид эдгээр товчилсон үгсийг хуримын ёслол дээр конфетти шиг хаядаг, гэхдээ инженерийн бөмбөлөгөөс гадуур ихэнх хүмүүс бидний юу яриад байгааг огт мэдэхгүй.

MPPT нь Power Point Tracking буюу хамгийн их эрчим хүчний цэгийг хянах гэсэн үгийн товчлол юм. Үгүй ээ, зарим борлуулалтын товхимолууд ямар сонсогдож байгааг үл харгалзан энэ нь "таны нарны зайг илүү сайн болгодог" ид шидийн хар хайрцаг биш юм. Аймшигтай нэрний өмнө гарч ирэхэд энэ нь үнэхээр энгийн зүйл юм.

Тийм ээ, үүнийг төсөөлөөд үз дээ. Та дээвэр дээрээ нарны зай хураагуур суурилуулсан байна. Хангалттай энгийн мэт санагдаж байна - нарны гэрэл тусч, цахилгаан гарч, ажил дууссан. Энэ нь тийм ч энгийн зүйл биш л дээ, тийм үү?

Нарны хавтангууд нь хачин юм. Тэдэнтэй юу хийж байгаагаас үл хамааран тэд танд тогтмол хэмжээний эрх мэдэл өгдөггүй. Тэдгээрийн үүсгэж буй хүчдэл ба гүйдэл нь таны ямар ачаалалтай холбогдож байгаагаас хамаарч өөрчлөгддөг бөгөөд хамгийн гол нь: хүчдэл ба гүйдлийн зөвхөн НЭГ өвөрмөц хослол байдаг бөгөөд та тэр самбараас хамгийн их хүчийг авдаг.

Үүнийг бид Максимум Power Point буюу МАН гэж нэрлэдэг. Сонирхолтой нэр, би мэднэ.

Одоо энэ цэг байнга хөдөлж байна. Үүл дээгүүр өнгөрөх үү? МАН хөдөлж байна. Температурын өөрчлөлт? МАН хөдөлж байна. Самбар бага зэрэг тоостой байна уу? Та таамаглаж байгаа биз дээ, МАН хөдөлдөг. Энэ нь нүдийг нь таглаж байгаад хөдөлж буй байг онохыг оролдохтой адил юм.

Сара (манай тэргүүлэх системийн зохион бүтээгч, гайхалтай эмэгтэй, кофены аймшигтай амттай) өнгөрсөн сард нэгэн үйлчлүүлэгчдээ "Чи хувинтай усаар дүүргэх гэж байна гэж төсөөлөөд үз дээ, гэхдээ усны цоргоны даралт байнга өөрчлөгддөг. Та хамгийн сайн урсгалын хурдыг авахын тулд хавхлагыг хэр хол онгойлгохоо байнга тохируулах хэрэгтэй." Төгс биш, гэхдээ энэ нь гол санааг олж авсан.

MPPT стандарт болохоос өмнө - 1990-ээд оны дунд үеийг энд ярьж байна - ихэнх нарны суурилуулалт бидний нэрлэж заншсан PWM хянагчийг ашигладаг байсан. PWM нь импульсийн өргөн модуляцийг илэрхийлдэг бөгөөд энэ нь цэнэгийг хянахын тулд самбар болон батерейны хоорондох холболтыг маш хурдан асааж, унтраадаг гэсэн үг юм.

Асуудал? PWM хянагч нь үндсэндээ батерейны хүчдэлд тааруулахын тулд самбарын хүчдэлийг бууруулдаг. Хэрэв танд 36 В-ын нарны зай, 12 В-ын зай байгаа бол та энэ хүчдэлийн асар их хэсгийг зүгээр л хаях болно. Энэ нь спорт машин худалдаж аваад зөвхөн нэгдүгээр араагаар жолоодохтой адил юм. Мэдээжийн хэрэг, энэ нь ажилладаг, гэхдээ цуст зүйл юу вэ?

2009 онд хэрэгжүүлсэн төслийнхөө гаражид эдгээр эртний PWM төхөөрөмжүүдийн нэг нь одоо ч надад байгаа.

MPPT

MPPT хянагч нь үндсэндээ өөр юм. Энэ нь таны самбарын хүчдэлийг батерейны түвшинд хүргэхийн оронд тогтмол гүйдлийн -тогтмол гүйдлийн хөрвүүлэгч (үүнийг электрон хурдны хайрцаг гэж бодоод үзээрэй) батерейны бага хүчдэлд илүү их гүйдэл болгон хувиргадаг.

Энд физикийн хэсэг байна, гэхдээ би үүнийг товчхон байлгахаа амлаж байна: Хүч=Хүчдэл × Гүйдэл. Хэрэв та өөрийн самбараас 3А-д 36V (108W) авсан бол MPPT хянагч үүнийг 9А-д ойролцоогоор 12V болгон хувиргах боломжтой (мөн 108Вт, зарим алдагдлыг хасах). Та өөрийн батерейг ашиглаж болох өөр хэлбэрээр, ТӨЛӨӨ хүчийг авч байна.

Гэхдээ хүлээгээрэй, илүү олон зүйл байна! (Би хэт олон мэдээллийн сурталчилгаа үзсэн)

MPPT хянагч нь энэ хөрвүүлэлтийг нэг удаа хийгээд өдөрт нь дууддаггүй. Энэ нь самбарын гаралтыг байнга хэмжиж, самбарт өгч буй ачааллыг бууруулж, дахин хэмжиж, таны самбараас ямар ч үед хамгийн их хүчийг гаргаж авах хамгийн таатай цэг болох хамгийн их эрчим хүчний цэгийг олохын тулд тохируулсаар байдаг.

Энэ бүжгийг секундэд хэдэн арван удаа хийж байна. Өдөр бүр, өдөр бүр.

Манайх шиг компаниуд техникийн хяналтын хурал дээр хэрэлдэж хэтэрхий их цаг зарцуулдаг нь эндээс л сонирхол татаж байна.

МАН-ыг хянах олон янзын алгоритмууд байдаг:

Perturb and Observe (P&O)- Энэ бол хуучин найдвартай. Удирдагч нь ажиллах цэгийг нэг чиглэлд түлхэж, хүчдэл дээшээ эсвэл доошоо орсон эсэхийг шалгаад дараа нь зохих ёсоор дахин нударна. Энгийн, үр дүнтэй мөртлөө МАН-ыг тойроод согтуу хүн шиг эргэлдэж, цоожны нүхийг олох гэж байгаа юм. Энэ нь батлагдсан бөгөөд хэрэгжүүлэхэд хямд учраас бид үүнийг загвар S-150 цувралдаа ашигладаг.

Өсөн нэмэгдэж буй дамжуулалт– Математикийн хувьд илүү дэгжин, илүү нарийвчлалтай. Бодит байдал дээр? Эрдэм шинжилгээний баримт бичгүүдэд дурьдсанаас үл хамааран дэлхийн бодит-нөхцөлд P&O-ээс илүү сайн ажиллаж байгааг би хэзээ ч харж байгаагүй. Бид өнгөрсөн зун гурван сарын турш (2022 оны 6-р сараас 8-р сар хүртэл) --хоёрыг зэрэгцүүлэн туршсан бөгөөд эрчим хүчний хураалтын зөрүү 2%-иас бага байв. Ихэнх програмуудад нэмэлт боловсруулалтын зардал гарах нь үнэ цэнэтэй зүйл биш юм.

Бутархай нээлттэй хэлхээний хүчдэл– Самбарын нээлттэй-хэлхээний хүчдэлд тулгуурлан таамаглал гаргана. Хурдан боловч нарийвчлал багатай. Зарим хямд хятад нэгж үүнийг ашигладаг бөгөөд та үүнийг хэлж чадна - тэдгээр нь хангалттай боловч тийм ч сайн биш юм.

Дараа нь танд мэдрэлийн сүлжээ, бүдэг логик, гулсах горимын удирдлага гэсэн бүх шинэлэг аргууд байгаа болно. Хараач, тэд судалгааны лаборатори, хэрэглээний программуудад өөрийн гэсэн байр суурьтай байгаа гэдэгт би итгэлтэй байна, гэхдээ суурилуулалтын 95% нь? P&O ажлаа сайн гүйцэтгэдэг.

Манай маркетингийн албаны Том биднийг шуугиан дэгдээхийн тулд "AI-powered MPPT"-ийг хэрэгжүүлэхийг байнга шахаж байна. Бид түүнд мэдрэлийн сүлжээ нь энэ програмын хувьд ямар ч утгагүй бөгөөд бодит ашиг тусаа өгөхгүйгээр зүгээр л зардал, нарийн төвөгтэй байдлыг нэмнэ гэж түүнд хэлсээр байна. Энэ маргаан аравдугаар сараас хойш үргэлжилж байна. Тусламж илгээх.

MPPT

"Гэхдээ энэ нь хэр дээр вэ?" -Бүр. Ганц бие. Үйлчлүүлэгч. Уулзалт.

За, 2022 оны турш хийсэн хээрийн туршилтын зарим бодит тоо энд байна:

Испанийн өмнөд хэсэгт (хэрэв та сонирхож байгаа бол Малага муж) манай суурилуулалтанд бид дараахыг харсан:

MPPT vs PWM: Дунджаар 25-30% илүү эрчим хүч цуглуулдаг

Хамгийн сайн сайжруулалт: 45% (энэ нь 12-р сард хэсэгчилсэн сүүдэртэй байсан)

Хамгийн муу сайжруулалт: 15% (зуны дунд-цэлмэг өдрүүд, PWM ч харьцангуй сайн ажилладаг)

Дараах тохиолдолд сайжруулалт хамгийн их байна:

Таны самбарын хүчдэл батерейны хүчдэлээс хамаагүй өндөр байна

Танд хэсэгчилсэн сүүдэр бий

Температур нь маш их өөрчлөгддөг

Танд массив дотор таарахгүй самбар байна

Бүх зүйл тохиромжтой үед энэ нь хамгийн жижиг байдаг - энэ нь бодит ертөнцөд хэзээ ч байдаггүй.

Би таныг бүрэн хэлхээний диаграмаар уйдаахгүй, гэхдээ энд үндсэн топологи байна:

Ихэнх MPPT хянагчууд цахилгаан шат болгон хувиргагч (алхам{0}}доош), өсгөгч хөрвүүлэгч (алхам{1}}дээш) эсвэл бак{2}}өдөөгч хөрвүүлэгч (хоёуланг нь хийж чадна) ашигладаг. Ихэнх нарны хавтан нь цэнэглэж буй батерейнаасаа өндөр хүчдэлтэй байдаг тул бид ихэвчлэн "бак топологи"-ийг ашигладаг.

Хяналтын хэсэг нь ихэвчлэн:

Микроконтроллер (бид дээд зэрэглэлийн шугамдаа STM32 цувралыг ашигладаг)

Хүчдэл ба гүйдлийн мэдрэгч

Температур мэдрэгч (самбар, зай, хянагч өөрөө)

Зарим төрлийн хэрэглэгчийн интерфэйс (LCD дэлгэц, Bluetooth гэх мэт)

Үнэхээр тийм байна. Бүх ид шид нь програм хангамжид байдаг - үйлдлийн цэгийг хэрхэн тохируулахыг шийддэг алгоритм.

Бидний ирэх сард худалдаанд гаргах шинэ Model X-300 (3-р сарын 8-нд Амстердамд болох SolarTech Expo дээр албан ёсны зарлал - хэрэв та тэнд байгаа бол сайн уу гэж хэлээрэй!) нь хоёр цөмт процессор ашигладаг тул бид MPPT алгоритмаас хамааралгүйгээр аюулгүй байдлын хяналтыг ажиллуулах боломжтой. Хэтэрхий их юм уу? Магадгүй. Гэвч өнгөрсөн жил Австралид өрсөлдөгчийн хэсэг галд өртсөн тэр явдлын дараа (нэрсийг нь хэлэхгүй, гэхдээ та энэ тухай сонссон байх) бид эрсдэлд орохгүй байна.

"MPPT танд самбараас илүү их хүчийг өгдөг"– Үгүй. Танай самбар нарны гэрэлд тулгуурлан үйлдвэрлэсэн зүйлээ үйлдвэрлэдэг. MPPT нь таныг энэ бүх боломжит хүчийг дэмий үрэхийн оронд АШИГЛАЖ байгаа эсэхийг баталгаажуулдаг.

"Танд жижиг системтэй MPPT хэрэггүй"- Хог. Жижиг систем ч гэсэн ашигтай. Мэдээжийн хэрэг, үнэмлэхүй энергийн ашиг бага байх боловч хувь-хувьд ижил байна.

"MPPT нь зөвхөн сүлжээ-холбох системд зориулагдсан"-Бас буруу. Батерейг цэнэглэхэд маш сайн ажилладаг бөгөөд энэ нь үнэндээ бидний борлуулалтын ихэнх хэсгийг хардаг.

"Бүх MPPT хянагч нь үндсэндээ адилхан"- Ха! Үүнийг инженерийн багт хэлээрэй. Бид үр ашиг, дулааны удирдлага, найдвартай байдлыг оновчтой болгохын тулд хэдэн сар зарцуулдаг. Гэхдээ би энгийн хэрэглэгчдэд 50 фунт стерлингийн хятад нэгж, манай 400 фунт стерлингийн хянагч байж болохыг хүлээн зөвшөөрөх болно.бололтойтөстэй. Хямдхан нь зургаан сарын дараа бүтэлгүйтэх хүртэл, өөрөөр хэлбэл.

Хараач, би чамайг бүтээгдэхүүнээр зарах ёстой, гэхдээ би үнэнийг хэлье (даргадаа намайг ингэж хэлсэн гэж битгий хэл):

Хэрэв та маш жижиг системтэй (50 Вт-аас бага), богино кабельтай бол таны самбарын хүчдэл батерейны хүчдэлтэй яг таарч байгаа бөгөөд таны төсөв бага байгаа бол PWM зүгээр байж магадгүй юм. Та ширээн дээр бага зэрэг эрч хүч үлдээх болно, гэхдээ заримдаа энэ нь зөвшөөрөгдөх хямдрал- юм.

Бид өнгөрсөн жил Шотландын өндөрлөг газарт жижиг цаг уурын станцыг тэжээхийг хүссэн хэрэглэгчтэй байсан.{0}}W самбар, 12В батерей, 30 фунт стерлингийн төсөвтэй. Би хямд PWM хянагч санал болгосон. Тэр "хамгийн сайн сайхныг хүссэн" учраас ямар ч байсан манай МАН-ын нэгжийг худалдаж авсан. Шударга, энэ бол түүний мөнгө, гэхдээ энэ шийдвэрийн ROI хэзээ ч байхгүй байх.

Энэ технологи хаашаа явж байна вэ? За, бид хэд хэдэн чиг хандлагыг харж байна:

Түгээсэн MPPT– Бүх массивын нэг том хянагчийн оронд самбар тус бүр дээр жижиг оновчтой тохируулагчууд. Сүүдэрлэх нь илүү дээр боловч зардал, нарийн төвөгтэй байдлыг нэмэгдүүлдэг. Бид одоогоор эдгээрийг Норвегид туршилтын төсөлд туршиж байна.

Үүлэн холболт– Хүн бүр нарны удирдлагаа ухаалаг утастайгаа ярихыг хүсдэг. Мэдээж, яагаад болохгүй гэж. Хэдийгээр би өөрөө ингэж хэлсэн ч манай програм үнэхээр дажгүй юм. Та бодит цагийн гүйцэтгэл, түүхийн өгөгдлийг- харах боломжтой бөгөөд ямар нэг зүйл буруу байвал танд мэдэгдэх болно. Бид өнгөрсөн долоо хоногт батерейны цэнэгийн төлөвийг-зассан-шинэчлэлт оруулсан. Өмнө нь энэ нь 5%-иар хэт өөдрөг байсан.

Илүү сайн алгоритмууд-Энэ бол миний хувийн хүсэл тэмүүлэл. Би хянах параметрүүдийг урьдчилан тохируулахын тулд цаг агаарын урьдчилсан мэдээг ашиглан -урьдчилан таамаглах алгоритм дээр ажиллаж байна. Энэ нь ажилладаг уу? Заримдаа. Энэ нь хүчин чармайлт гаргах үнэ цэнэтэй юу? Шүүгчдийн бүрэлдэхүүн гараагүй байна.

MPPT

Нийтлэг алдаануудыг мэдэхийн тулд үүнийг хангалттай удаан хийж байна:

Хэмжээг нь зөв болго– 10А самбарт зориулж 60А MPPT хянагч худалдаж авах хэрэггүй. Үрэлгэн байна. Мөнгө хэмнэнэ гэж бодоод жижгэрч болохгүй. Та дараа нь нэмэлт самбар нэмэхэд л үүнийг гэмтээнэ.

Үүнийг сэрүүн байлга– Эдгээр зүйл нь дулаан үүсгэдэг. Нарны шууд тусгалд битүүмжилсэн хайрцагт бүү суулгаарай. Тийм ээ, хүмүүс үүнийг хийдэг. Үгүй ээ, би яагаад гэдгийг ойлгохгүй байна.

Зайны температур мэдрэгч- Ашиглаарай! Цэнэглэх хүчдэлийг температурын-нөхөн нөхөх шаардлагатай. Өрөөний температур болон Сахарын дунд хэсэгт өөр өөр хүчдэл шаардлагатай.

Кабелийн хэмжээ– Бид хянагч зөв ажиллахгүй байгаа талаар маш олон дуудлага хүлээн авдаг бөгөөд энэ нь бараг үргэлж бага хэмжээтэй кабелиуд нь хүчдэлийн уналтад хүргэдэг. Манай вэб сайт дээрх цуст кабелийн хэмжээг тооцоолох машиныг ашиглана уу.

Тохиргоо чухал– Өгөгдмөл тохиргоо нь консерватив байна. Гарын авлагыг уншина уу (би мэдэж байна, цочирдмоор санал болгож байна) болон үүнийг өөрийн батерейны төрөлд тохируулна уу.

Тэгэхээр MPPT гэж юу вэ? Энэ нь үндсэндээ таны нарны зай болон батерейг аль болох үр ашигтайгаар хамтран ажиллаж, нөхцөл байдал өөрчлөгдөхөд байнга тохируулж, боломжит бүх ваттыг таны тохиргооноос гаргаж авдаг ухаалаг электрон тохируулагч юм.

Энэ нь үнэ цэнэтэй юу? Ихэнх суулгацын хувьд туйлын. PWM-ийн MPPT хянагчийн нэмэлт зардал нь нэг эсвэл хоёр жилийн дотор эрчим хүчний хураалтыг нэмэгдүүлэхэд өөрийгөө нөхдөг.

Бид тэднийг худалддаг учраас өрөөсгөл гэж үү? Мэдээж. Гэхдээ бид тэдэнд бас итгэдэг, эс тэгвээс бид сүүлийн 15 жил технологийг боловсронгуй болгож, зах зээл дээрх хамгийн шилдэг MPPT хянагчдыг бүтээхэд зарцуулахгүй байсан. (Тиймээ, би бүх компани тэгж хэлдэгийг би мэднэ, гэхдээ манайх үнэхээр тэгдэг. Надтай тулалд.)

Ямартай ч танд асуулт байвал коммент хэсэгт үлдээгээрэй эсвэл над руу имэйл бичээрэй. Эсвэл 3-р сард болох Амстердамын экспо дээр намайг барьж аваарай. Би хэтэрхий их кофе ууж, сонсох хүн бүрт MPPT-ийг тайлбарлах болно.

Өө, мөн хурдан залгуур - MPPT-ээ холбохион лити батерейчадах юм бол. Хурдан цэнэглэх шинж чанар нь хянагчийг өвлийн богино өдрүүдэд зөв ажиллуулах боломжийг олгодог. Бид өнгөрсөн жилээс эхлэн энэ комбиналыг туршиж байгаа бөгөөд үр ашгийн өсөлтийг дурдах нь зүйтэй.