Niz solarnih panelov s kitajskim modulom MPPT: 11 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:02

Kratek opis mojega razmišljanja o tem, da bi sončne celice delovale dobro in pri tem precej poceni …

Vsekakor ne jamčim za nobeno vsebino, morda so le zveke norca, pravzaprav močno sumim, da so …

Nekatere slike so bile najdene na spletu in veljajo za brezplačne, če najdete sliko, zaščiteno z avtorskimi pravicami, mi pošljite opombo.

Ocene sončnih plošč ne smemo jemati le kot grobo vodilo, objavljene specifikacije so tisto, kar je v laboratorijskih pogojih dosegljivo s posebnimi viri svetlobe itd. V realnih pogojih te zmogljivosti ni mogoče doseči. Vendar pa dajejo izhodišče pri odločanju, kaj kupiti. Kolikor sem ugotovil, so specifikacije primerljive samo v portfelju proizvajalca, primerjava med različnimi proizvajalci je v najboljšem primeru priložnost.

Poceni moduli regulatorjev solarnih panelov so na voljo na spletnih mestih eBay, AliExpress ali podobnih. Kljub temu, da so precej drugačni, vsi trdijo, da odlično delujejo pri optimizaciji delovanja sončnih celic. Na žalost vsi ne govorijo resnice.

Ko sem pred nekaj leti zgradil svoje prve solarne panele, sem moral prebrati kar nekaj informacij, preden sem končno dojel, za kar zdaj verjamem, da je resnica, seveda lahko stalen razvoj pripelje do tega, da bo jutri nekaj povsem res.

V bistvu obstaja izbira med regulatorji PWM in MPPT, pri solarnih panelih pa je MPPT prava pot.

Regulator MPPT poskuša uporabiti sončno celico, kjer plošča prinaša največ energije, MPPT = sledenje največji močni točki. Katera koli druga vrsta regulatorja vam bo dala manjšo učinkovitost, saj plošča morda ne izkorišča svojega polnega potenciala, kar velja, ne glede na to, ali uporabljate poceni kitajske plošče ali kaj drugega.

Poceni kitajski regulator MPPT, ki ga uporabljam, je zelo preprost, nastavite napetost MPP in regulator ga poskuša obdržati. Naprednejši regulatorji bodo redno iskali "MP" (kjer je krivulja ravna). Poceni so primerni za preproste projekte, če pa želite iz svojih plošč iztisniti vsak košček soka, pri tem ne morete prihraniti-in kot dodaten bonus lahko vse zgostite, ne da bi prebrali ta »kako« …

1. korak: Zberite svoje vire

Nadalje naredim kratek pregled korakov, ki sem jih naredil, nekako turorijsko.

Potrebovali boste naslednje.

- Sončni (-i) paneli (uporabljam kup poceni kitajskih plošč iz Alija, povezanih v matrike)

- MPPT modul (uporabljam poceni kitajske module od Alija)

- Schottkyjeve diode (1 na solarno ploščo)

- Močni upori, fiksne vrednosti (uporabljam mešanico 10, 33, 47, 120, 330 Ohmov, nazivna 3/4/5/9/10 W)

- spremenljiv upor moči (uporabljam drsni upor 100 Ohmov/2A)

- DMM, priporočam 2, enega za merjenje enosmerne napetosti in enega za merjenje enosmernega toka

- Nastavljiv vir enosmerne napetosti

- Kabli

- Pivo, morda bo potrebno kar nekaj, če bo vreme lepo

2. korak: Določite predvideno uporabo

Kakšna je predvidena uporaba vaših solarnih panelov?

Kakšna je želena izhodna napetost iz MPPT mpdule?

V mojem primeru imam nekaj precej podobnih uporab.

Polje 1 - Prenosni polnilec za mobilne telefone, ki se uporablja pri pohodništvu in taborništvu (ciljna napetost 12,3 V)

Polje 2 - Polnjenje baterije motorja za trolling za majhen (12ft) veslaški čoln (ciljna napetost 13,6 V)

Polje 3 - Polnjenje zaganjalne baterije za majhen (15ft) motorni čoln (ciljna napetost 13,6 V)

3. korak: Solarne plošče povežite v matrike

Glede na vašo uporabo bo morda potrebno serijsko ali vzporedno priključiti ploščo, morda celo v njihovi kombinaciji, da dosežete potrebne volte/ampere.

Začnem s spajkanjem Schottkyjevih diod na mestu, nato pa s povezovalnimi kabli med ploščami oblikujem matrike. Schottkyjeve diode so potrebne, ker se plošče nekoliko razlikujejo in ne želim izgubljati energije z obratno napajanjem plošč.

Polje 1: CNC145x145-6, Star Solar. 4 zaporedno povezane plošče.

Polje 2: CNC170x170-18, Star Solar. 6 plošč, povezanih vzporedno.

Polje 3: CNC170x170-18, Star Solar. 4 paralelno povezane plošče.

4. korak: Pripravite obremenitev

Upore s fiksno močjo sem spajkal zaporedno, tako da so konice oznak dolge, to omogoča hitro nastavitev fiksne obremenitve s premikanjem aligatorskih sponk.

Upor s spremenljivo močjo je zaporedno povezan s fiksnimi upori.

5. korak: Priprave

Počakajte na dan z jasnim nebom, tudi najmanjši oblak bo vplival na vašo porabo piva.

Polje postavite na sonce, pazite, da ne bodo zasenčeni deli.

Seveda, če imate samo eno ploščo, se za to izvedejo enake meritve.

Opomba: Oblačni pogoji močno vplivajo na dosegljivo moč, ugibam, da bodo boljše plošče verjetno manj prizadete kot tiste, ki jih imam poceni.

Odprite pivo in za trenutek uživajte v življenju, po potrebi pripravite drugo pivo.

6. korak: Izmerite parametre plošče

Ti koraki so precej pomembni, razen če uporabljate kakšen domišljijski samo -kalibrirni krmilnik MPPT, ki ga jaz ne…

Nadaljujte

Za vsak niz solarnih panelov izmerim parametre, kot je prikazano spodaj.

1. Priključite DMM (nastavljen na enosmerno napetost) prek povezav matrike, izmerite in zapišite napetost (Voc). Voc = _V

2. Nato povežite DMM (nastavljen na enosmerni tok 10A) med povezavami matrike, izmerite in zapišite tok (Isc). Isc = _A

3. Naredite nekaj hitrih meritev, da določite približni MPP (Max Power Point).

3a. Priključite DMM (enosmerna napetost) na povezave matrike in drug DMM (enosmerni tok) zaporedno z obremenitvijo.

3b. Med spreminjanjem obremenitve zapišite izmerjeno napetost in tok.

3c. Z izračunom moči za vsako registrirano merilno točko (P = V x I) lahko hitro določimo približno največjo točko moči. Približno MPP: _V

3d. Alternativni (hiter in umazan) način za pridobitev približnega MPP je izračun;

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

4. Izberite ustrezne priključne točke za fiksne upore, ki omogočajo merjenje ostrenja okoli MPP (od 3c). Med zapisovanjem napetosti in tokov počasi prilagajajte spremenljiv upor.

Med meritvami poskušam doseči skoke 0,1 V.

5. Ponovite zgornji izračun moči in določite Vmpp in Impp (kjer je največja moč).

6. Morda bi bilo zanimivo videti, kako se izmerjena MPP primerja z izračunano MPP;

Izmerjena MPP; Vmpp = _V, Impp = _A

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

7. Za zabavo lahko na tej točki izračunamo faktor polnila, FF = (Vmpp x Impp) / (Voc x Isc)

7. korak: Modul MPPT prilagodite svojim potrebam

Zgoraj smo izbrali želeno izhodno napetost, ki bo skupaj s parametri, izpeljanimi v 2.1, ključnega pomena za pravilno nastavitev modula MPPT. Vedeti moramo tudi največji polnilni tok (Ichg) in pri katerem se trenutno polnjenje šteje za opravljeno (Idone).

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

Postopek:

1. Priključite DMM na izhod MPPT (nastavljeno na enosmerno napetost)

2. Trimpote CC in CV zavrtite do konca v smeri urinega kazalca, trimpot MPPT do konca obrnite v nasprotni smeri urinega kazalca

3. Priključite nastavljiv vir enosmerne napetosti na vhod MPPT, pred vklopom nastavite napetost na nič.

4. Nastavljiv vir enosmerne napetosti nastavite na Vmpp, počasi obračajte trimpot MPPT v smeri urinega kazalca, dokler izhodna napetost ne preneha naraščati.

5. Obrnite CV trimpot v nasprotni smeri urinega kazalca, dokler ni nastavljen želeni Vout.

6. Kratek stik na izhodu prek DMM (nastavljen na enosmerni tok 10A). Obrnite trimpot CC v nasprotni smeri urinega kazalca, dokler ni nastavljen želeni Ichg.

7. LED trimpot prilagodi, pri katerem toku bo LED spremenil barvo, privzeto je 0,1 x Ichg. Če želite prilagoditi, priključite obremenitev, ki daje Idone, zavrtite LED -obrobo, dokler LED ne spremeni barve.

Opomba: Razen spreminjanja barve LED se ne bo zgodilo nič.

8. Modul MPPT je zdaj nastavljen in pripravljen za uporabo.

8. korak: Prehod skozi, Moj niz 1

Specifikacije:

Plošča: CNC145x145-6, 4 zaporedne plošče.

Dimenzije: 145 x 145 x 3 mm

Ocene: 6V / 3W na ploščo. 4 plošče: 24V / 12W

1. Zberite potrebne stvari.

2. Schottkyjeve diode in priključki na plošče so že vzpostavljeni.

3. Nastavitev merjenja, kot je prikazano.

4. Začnem meriti Voc in Isc.

5. Nato se malce poigravam z obremenitvijo, da dobim približno MPP.

6. Ponovno sem konfiguriral svoje fiksne upore, tako da se lahko osredotočim na meritve okoli MPP. Naredil sem dve seriji, da bi skušal določiti natančen MPP.

Rezultati:

Glasnost: 25,9 V / Isc: 325 mA

Vmpp: 20,0V / Impp: 290mA

Izračunani Pmpp: Vmpp x Impp = 5,8 W

Samo za zabavo in primerjavo: Izračunana MPP; Vmpp = Voc x 0,8 = 20,7 V, Impp = Isc x 0,9 = 292 mA

Faktor polnjenja: FF = (Vmpp x Impp) / (Voc x Isc) = 0,69

Na žalost se mi zdi, da sem izgubil delovni list programa Excel, ki sem ga uporabljal, zato za to ploščo ni grafikonov ali posnetih serij.

Nastavitev modula MPPT:

Sledijo prilagoditve modula MPPT.

Pri izbiri Vout sem se odločil, da lahko napolnim 12V Li-Ion baterijo ali pa izhod povežem s 5V/2A polnilnim modulom USB (vhod 7.5-28VDC).

Modul MPPT je bil nastavljen z naslednjimi parametri:

Vin = 20,0V / Vout = 12,3V / Ichg = 600mA / Idone = 100mA

1. Trimpote sem "ponastavil", kot je opisano, povežem svoje DMM in nastavljiv vir enosmerne napetosti nastavim na Vin = 20,0 V

2. Prilagodim trimpot MPPT, dokler izhodna napetost ne preneha naraščati, nato s pomočjo trimpota CV nastavim izhodno napetost na Vchg = 12,3 V

3. Kratek stik na izhodu prek DMM (nastavljen na enosmerni tok 10A) Prilagodim CC trimpot na Ichg = 600mA

4. Priključitev obremenitve upora Prilagodim obremenitev, dokler ne dobim izhodnega toka = Idone = 100mA, nato prilagodim trimpot LED tako, da LED samo spremeni barvo.

5. Spreminjanje obremenitve potrjuje, da LED spremeni barvo, kot je predvideno. KONČANO!

9. korak: Rezultati - Moj niz 2

Specifikacije:

Plošča: CNC170x170-18, 6 plošč vzporedno.

Dimenzije: 170 x 170 x 3 mm

Ocene: 18V / 4.5W na ploščo. 6 plošč: 18V / 27W

Rezultati:

Glasnost: 20,2 V / Isc: 838 mA

Vmpp: 15,6 V / Impp: 821 mA

Izračunani Pmpp: Vmpp x Impp = 12,8 W

Panelna plošča prinaša rahlo manj kot polovico nazivne moči.

Prilagoditve MPPT:

Modul MPPT je bil nastavljen z naslednjimi parametri:

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

10. korak: Rezultati - Moj niz 3

Specifikacije:

Plošča: CNC170x170-18, 4 plošče vzporedno.

Dimenzije: 170 x 170 x 3 mm

Ocene: 18V / 4.5W na ploščo. 4 plošče: 18V / 18W

Rezultati:

Glasnost: 20,5 V / Isc: 540 mA

Vmpp: 15,8 V / Impp: 510 mA

Izračunani Pmpp: Vmpp x Impp = 8,1 W

Panelna plošča prinaša rahlo manj kot polovico nazivne moči.

Prilagoditve MPPT:

Modul MPPT je bil nastavljen z naslednjimi parametri:

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

11. korak: Rezultati - Moj niz 3 (oblačen dan)

Specifikacije:

Plošča: CNC170x170-18, 4 plošče vzporedno.

Dimenzije: 170 x 170 x 3 mm

Ocene: 18V / 4.5W na ploščo. 4 plošče: 18V / 18W

Rezultati:

Glasnost: 18,3 V / Isc: 29 mA

Vmpp: 14,2V / Impp: 26mA

Izračunani Pmpp: Vmpp x Impp = 0,37 W

Ista matrika in nastavitev kot v prejšnjem koraku, vendar z očitno drugačnimi rezultati.

V primerjavi z doseženo močjo na sončen dan je povsem jasno, da te plošče v oblačnih razmerah ne bodo veliko uporabne.