Päikesepaneelide massiiv Hiina MPPT mooduliga: 11 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:46

Lühikirjeldus minu suhtumisest päikesepaneelide toimimisse hästi ja üsna odavalt…

Ma ei garanteeri absoluutselt ühelegi sisule, need võivad olla lihtsalt hullumeelsed jamad, tegelikult ma kahtlustan, et need on…

Mõned pildid on leitud Internetist ja arvatakse, et neid saab tasuta kasutada, kui leiate autoriõigusega kaitstud pildi, kirjutage mulle.

Päikesepaneelide hinnanguid ei tohiks võtta kui midagi muud kui väga ligikaudset juhendit, avaldatud spetsifikatsioonid on need, mida on võimalik saavutada laboritingimustes konkreetsete valgusallikatega jne. Praktikas pole seda tulemuslikkust võimalik realistlikes tingimustes saavutada. Siiski annavad nad lähtepunkti, kui otsustavad, mida saada. Niipalju kui ma olen leidnud, et spetsifikatsioonid on võrreldavad ainult tootja portfelli piires, on erinevate tootjate võrdlemine parimal juhul võimalus.

Odavaid päikesepaneelide regulaatorimooduleid leiate eBayst, AliExpressist või sarnastelt saitidelt. Vaatamata sellele, et need on üsna erinevad, väidavad nad kõik, et nad töötavad ideaalselt päikesepaneelide jõudluse optimeerimiseks. Kahjuks ei räägi nad kõik tõtt.

Kui ma paar aastat tagasi oma esimesed päikesepaneelide massiivid ehitasin, pidin ma üsna palju teavet läbi sõeluma, enne kui sain lõpuks aru, mida ma praegu tõeks pean, muidugi võib pidev areng viia selleni, et homme on midagi täiesti tõsi.

Põhimõtteliselt on valida PWM- ja MPPT -regulaatorite vahel ning päikesepaneelide puhul on MPPT õige tee.

MPPT regulaator proovib kasutada päikesepaneeli seal, kus paneel annab kõige rohkem energiat, MPPT = Max Power Point Tracking. Mis tahes muud tüüpi regulaatorid vähendavad teie efektiivsust, kuna paneel ei pruugi oma potentsiaali täielikult ära kasutada, see on tõsi, kas kasutate odavaid Hiina paneele või midagi muud.

Minu kasutatav odav Hiina MPPT regulaator on väga lihtne, määrate MPP pinge ja regulaator üritab seda seal hoida. Täpsemad regulaatorid teevad regulaarselt „pühkimist” MPP leidmiseks (kus kõver on tasane). Odavad sobivad hästi lihtsate projektide jaoks, kuid kui soovite oma paneelidelt iga mahla välja pigistada, ei saa te sellega koonerdada-ja lisaboonusena saate lihtsalt kõik üles laadida ilma seda juhendit lugemata …

Samm: koguge oma ressursse

Edasi jalutan lühidalt samme, mida ma tegin, omamoodi turiaalne.

Te vajate järgmist.

- päikesepaneel (id) (kasutan hunnikut odavaid Hiina paneele, mis on ühendatud massiividega)

- MPPT moodul (kasutan Ali odavaid Hiina mooduleid)

- Schottky dioodid (1 päikesepaneeli kohta)

- võimsustakistid, fikseeritud väärtused (kasutan 10, 33, 47, 120, 330 oomi segu, nimiväärtus 3/4/5/9/10W)

- Muutuva võimsusega takisti (kasutan 100 oomi/2A slaiditakistit)

- DMM -id, soovitan 2, üks alalisvoolu ja teine alalisvoolu mõõtmiseks

- Reguleeritav alalispingeallikas

- Kaablid

- Õlut, hea ilma korral võib vaja minna üsna vähe

2. samm: määrake kavandatud kasutus

Mis on teie päikesepaneeli (de) kasutusotstarve?

Milline on MPPT mpdule'i soovitud väljundpinge?

Minu puhul on mul paar üsna sarnast kasutust.

Massiiv 1 - kaasaskantav mobiiltelefoni laadija, mida kasutatakse matkamisel ja uurimisel (sihtpinge 12,3 V)

Massiiv 2 - trallimootori aku laadimine pisikese (12ft) sõudepaadi jaoks (sihtpinge 13,6V)

Massiiv 3 - väikese (15 jalga) mootorpaadi stardipatarei laadimine (sihtpinge 13,6 V)

Samm: ühendage päikesepaneelid massiivides

Sõltuvalt kasutusest võib vajalike pinge/ampriteni jõudmiseks olla vajalik paneeli ühendamine järjestikku või paralleelselt, võib -olla isegi nende kombinatsioonina.

Alustan Schottky dioodide jootmisega ja seejärel paneelide vahel olevate ühenduskaablitega, et moodustada massiive. Schottky dioodid on vajalikud, kuna paneelid erinevad pisut ja ma ei taha raisata energiat paneelide risttoites.

Massiiv 1: CNC145x145-6, Star Solar. 4 paneeli järjestikku ühendatud.

Massiiv 2: CNC170x170-18, Star Solar. 6 paneeli paralleelselt ühendatud.

Massiiv 3: CNC170x170-18, Star Solar. 4 paneeli paralleelselt ühendatud.

Samm: valmistage koorem ette

Jootsin fikseeritud võimsustakistid järjestikku, jättes sildi otsad pikaks, see võimaldab fikseeritud koormust kiiresti reguleerida, liigutades alligaatoriklambreid.

Muutuva võimsusega takisti on ühendatud järjestikku fikseeritud takistitega.

Samm: Ettevalmistused

Oodake päev selge taevaga, isegi kõige väiksem pilv mõjutab teie õlle tarbimist.

Asetage massiiv päikese kätte, veenduge, et ükski osa ei jääks varju.

Muidugi, kui teil on ainult üks paneel, tehakse selle jaoks samu mõõtmisi.

Märkus. Pilvised tingimused mõjutavad oluliselt saavutatavat väljundit, arvan, et paremad paneelid on tõenäoliselt vähem mõjutatud kui minu odavad.

Avage õlu ja nautige hetke elu, laske vajadusel teine õlu valmis.

6. samm: mõõtke paneeli parameetreid

Need sammud on üsna olulised, kui te ei kasuta mõnda väljamõeldud isekalibreerivat MPPT -kontrollerit, mida ma pole…

Jätka sellega

Mõõdan iga päikesepaneelide massiivi jaoks parameetreid, nagu allpool.

1. Ühendage massiiviühendustega DMM (seadistatud alalispingele), mõõtke ja kirjutage üles pinge (Voc). Lend = _V

2. Seejärel ühendage massiiviühenduste vahele DMM (seadistatud alalisvoolule 10A), mõõtke ja kirjutage vool (Isc). Isc = _A

3. Tehke mõningaid kiireid mõõtmisi, et määrata ligikaudne MPP (Max Power Point).

3a. Ühendage massiiviühendustega DMM (alalispinge) ja teine DMM (alalisvool).

3b. Kirjutage koormuse muutmisel üles mõõdetud pinge ja vool.

3c. Arvutades iga registreeritud mõõtepunkti võimsuse (P = V x I), saame kiiresti kindlaks määrata ligikaudse maksimaalse võimsuspunkti. Ligikaudne MPP: _V

3d. Alternatiivne (kiire ja määrdunud) viis ligikaudse MPP saamiseks on arvutus;

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

4. Valige fikseeritud takistite jaoks sobivad ühenduspunktid, mis võimaldavad keskenduda mõõtmisele MPP ümber (alates 3c). Reguleerige pinget ja voolu üles kirjutades muutuvat takistit aeglaselt.

Püüan eesmärgiks seada 0,1V hüppeid mõõtmiste vahel.

5. Korrake ülaltoodud võimsuse arvutamist ja määrake Vmpp ja Impp (kus on Max Power).

6. Võib olla huvitav näha, kuidas mõõdetud MPP on võrreldav arvutatud MPP -ga;

Mõõdetud MPP; Vmpp = _V, Impp = _A

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

7. Nalja pärast võib siinkohal arvutada täiteteguri, FF = (Vmpp x Impp) / (Voc x Isc)

Samm: kohandage MPPT -moodul vastavalt teie vajadustele

Eespool valisime soovitud väljundpinge, see koos punktis 2.1 tuletatud parameetritega on MPPT mooduli õigeks reguleerimiseks ülioluline. Samuti peame teadma maksimaalset laadimisvoolu (Ichg) ja seda, millisel hetkel loetakse laadimist tehtuks (Idone).

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

Menetlus:

1. Ühendage DMM MPPT väljundiga (seadistatud alalispingele)

2. Keerake CC ja CV trimpotid päripäeva, MPPT trimpot täielikult vastupäeva

3. Ühendage MPPT sisendiga reguleeritav alalispingeallikas, seadke pinge enne sisselülitamist nulli.

4. Seadke reguleeritav alalispingeallikas asendisse Vmpp, keerake MPPT trimpotti aeglaselt päripäeva, kuni väljundpinge lihtsalt ei suurene.

5. Keerake CV trimpotti vastupäeva, kuni soovitud Vout on seatud.

6. Lühistage väljund DMM kaudu (seadistatud alalisvoolule 10A). Pöörake CC trimpotti vastupäeva, kuni soovitud Ichg on seatud.

7. LED -trimpot reguleerib, millise voolu juures LED -i värv muutub, vaikimisi on see 0,1 x Ichg. Reguleerimiseks ühendage koormus, mis annab Idone, keerake LED -trimpot, kuni LED -tuli muudab värvi.

Märkus: tegelikult ei juhtu midagi peale LED -i värvi muutmise.

8. MPPT moodul on nüüd reguleeritud ja kasutusvalmis.

8. samm: läbimine, minu massiiv 1

Spetsifikatsioonid:

Paneel: CNC145x145-6, 4 paneeli järjestikku.

Mõõdud: 145x145x3mm

Hinnangud: 6V / 3W paneeli kohta. 4 paneeli: 24V / 12W

1. Koguge vajalik kraam kokku.

2. Schottky dioodid ja paneeliühendused on juba paigas.

3. Mõõteseade, nagu näidatud.

4. Alustan Voc ja Isc mõõtmist.

5. Järgmisena jama natuke koormusega, et saada ligikaudne MPP.

6. Konfigureerin oma fikseeritud takistid ümber, et saaksin oma mõõtmised MPP ümber koondada, tegin kaks seeriat, et proovida täpset MPP -d täpselt määrata.

Tulemused:

Lend: 25,9 V / Isc: 325 mA

Vmpp: 20.0V / Impp: 290mA

Arvutatud Pmpp: Vmpp x Impp = 5,8 W

Lihtsalt lõbu ja võrdluse jaoks: Arvutatud MPP; Vmpp = Voc x 0,8 = 20,7 V, Impp = Isc x 0,9 = 292mA

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

Kahjuks näib, et kasutan Exceli töölehte valesti, nii et selle paneelimassiivi jaoks pole graafikuid ega salvestatud seeriaid.

MPPT mooduli reguleerimine:

Järgmine on MPPT mooduli reguleerimine.

Vouti valides otsustasin, et saan laadida 12 V Li-Ion akut või ühendada väljundi 5V/2A USB laadimismooduliga (sisend 7.5-28VDC).

MPPT moodulit reguleeriti järgmiste parameetrite abil:

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

1. Lähtestan trimpotid nagu kirjeldatud, ühendan oma DMM -id ja seadistan oma reguleeritava alalispingeallika väärtuseks Vin = 20.0V

2. Reguleerin MPPT trimpot, kuni väljundpinge lihtsalt lakkab tõusmast, seejärel kasutan CV trimpotit, et seada väljundpinge Vchg = 12,3V

3. Väljundi lühistamine DMM-i kaudu (seadistatud alalisvoolule 10A) Reguleerin CC trimpoti väärtuseks Ichg = 600mA

4. Takisti koormuse ühendamine Reguleerin koormust, kuni saan väljundvoolu = Idone = 100mA, järgmisena reguleerides LED -trimpot nii, et LED lihtsalt muudab värvi.

5. Koormuse muutmine kinnitab, et valgusdiood muudab ettenähtud värvi. VALMIS!

Samm 9: Tulemused - Minu massiiv 2

Spetsifikatsioonid:

Paneel: CNC170x170-18, 6 paneeli paralleelselt

Mõõdud: 170x170x3mm

Hinnangud: 18V / 4,5W paneeli kohta. 6 paneeli: 18V / 27W

Tulemused:

Lend: 20,2 V / Isc: 838 mA

Vmpp: 15,6 V / Impp: 821 mA

Arvutatud Pmpp: Vmpp x Impp = 12,8 W

Paneeli massiiv annab veidi alla poole nimivõimsusest.

MPPT kohandused:

MPPT moodulit reguleeriti järgmiste parameetrite abil:

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

Samm 10: Tulemused - Minu massiiv 3

Spetsifikatsioonid:

Paneel: CNC170x170-18, 4 paneeli paralleelselt

Mõõdud: 170x170x3mm

Hinnangud: 18V / 4,5W paneeli kohta. 4 paneeli: 18V / 18W

Tulemused:

Lend: 20,5 V / Isc: 540 mA

Vmpp: 15,8 V / Impp: 510 mA

Arvutatud Pmpp: Vmpp x Impp = 8.1W

Paneeli massiiv annab veidi alla poole nimivõimsusest.

MPPT kohandused:

MPPT moodulit reguleeriti järgmiste parameetrite abil:

Vin = 15,8 V / Vout = 13,6 V / Ichg = 550 mA / Idone = 100 mA

11. samm: Tulemused - Minu massiiv 3 (pilvine päev)

Spetsifikatsioonid:

Paneel: CNC170x170-18, 4 paneeli paralleelselt

Mõõdud: 170x170x3mm

Hinnangud: 18V / 4,5W paneeli kohta. 4 paneeli: 18V / 18W

Tulemused:

Lend: 18,3 V / Isc: 29 mA

Vmpp: 14,2 V / Impp: 26 mA

Arvutatud Pmpp: Vmpp x Impp = 0,37W

Sama massiiv ja seadistus, mida kasutati eelmises etapis, kuid selgelt erinevate tulemustega.

Võrreldes päikesepaistelisel päeval saavutatud tulemusega on üsna selge, et nendest paneelidest pole pilvedes tingimustes palju kasu.