Sut mae technoleg MPPT yn gweithio o dan wahanol amodau goleuo mewn systemau goleuo solar?

YnGoleuadau Stryd SolarMae systemau, paneli ffotofoltäig yn codi batris trwy reolwr solar, ac yna mae'r batris yn pweru'r goleuadau LED. Mae rheolydd MPPT yn monitro'r foltedd a'r cerrynt yn barhaus o'r paneli PV ac yn defnyddio algorithmau -Such fel aflonyddwch ac arsylwi neu ddargludiad cynyddrannol -i addasu'r pwynt gweithredu yn ddeinamig ar gyfer yr allbwn pŵer mwyaf posibl. Mae'r erthygl hon yn canolbwyntio ar sut mae technoleg MPPT yn gweithredu o dan amrywiol amodau golau haul.

 

1. Beth yw technoleg MPPT?

Mae'r Olrhain Pwynt Pwer Uchaf (MPPT) yn dechnoleg allweddol mewn systemau ffotofoltäig. Nid yw allbwn pŵer cell solar yn sefydlog; Mae'n amrywio yn dibynnu ar ffactorau fel arbelydru solar a thymheredd amgylchynol.

 

Gan fod nodweddion cerrynt foltedd (VI) modiwl PV yn aflinol, mae pwynt penodol a elwir yn bwynt pŵer uchaf (MPP) -at y mae'r system yn cyflawni ei allbwn pŵer uchaf. Prif nod MPPT yw canfod nodweddion gweithredu'r modiwl PV yn barhaus a, thrwy algorithmau rheoli deallus, sicrhau ei fod yn gweithredu mor agos at y pwynt hwn â phosibl. Mae hyn yn gwneud y mwyaf o effeithlonrwydd trosi ynni solar ac yn rhoi hwb i gynhyrchu pŵer yn gyffredinol.

 

 

2. Pam mae technoleg MPPT yn bwysig?

Mewn unrhyw system PV, mae amodau golau haul yn newid yn gyson oherwydd ffactorau fel amrywiadau tywydd a sifftiau tymhorol. Heb MPPT, ni ellir defnyddio allbwn pŵer paneli solar yn llawn. Er enghraifft, ar ddiwrnodau cymylog neu pan fydd rhan o'r panel wedi'i gysgodi, mae'r allbwn yn gostwng yn sylweddol. Mae MPPT yn gwneud iawn am y newidiadau hyn trwy addasu'n ddeinamig i'r amodau cyfredol, gan ganiatáu i'r paneli PV gynaeafu cymaint o egni â phosibl. Mae hyn yn chwarae rhan hanfodol wrth wella gwerth economaidd a pherfformiad ymarferol systemau solar.

 

 

3. Gweithrediad Technoleg MPPT o dan wahanol amodau goleuo

3.1 golau haul cryf ar ddiwrnodau clir

① Nodweddion allbwn modiwl PV

O dan olau haul cryf ar ddiwrnodau clir, mae pŵer allbwn modiwl ffotofoltäig (PV) yn gymharol uchel. Yn y cyflwr hwn, mae cromlin foltedd-cerrynt (VI) y modiwl PV yn amlwg yn arddangos pwynt pŵer uchaf penodol. Mae'r foltedd cylched agored (y foltedd pan nad oes llwyth wedi'i gysylltu) ac mae'r cerrynt cylched byr (y cerrynt pan fydd y gwrthiant yn sero) yn gymharol uchel.

 

② Sut mae MPPT yn gweithio yn y cyflwr hwn

Mae'r rheolydd MPPT yn monitro foltedd a cherrynt y modiwl PV yn barhaus. Defnyddir algorithmau cyffredin fel aflonyddu ac arsylwi (P&O) yn nodweddiadol. Mae'r rheolwr yn cyflwyno aflonyddwch bach i'r foltedd allbwn sy'n cynyddu'n ysgafn neu'n ei ostwng-i bennu'r effaith ar bŵer allbwn.

 

③ Diffyg ac arsylwi (P&O) Dull

Ar ôl pob addasiad foltedd, mae'r rheolwr yn arsylwi newidiadau mewn pŵer allbwn.

Os yw cynyddu'r foltedd yn arwain at bŵer uwch, mae'r pwynt pŵer uchaf yn gorwedd i gyfeiriad cynyddu foltedd, felly mae'r rheolwr yn parhau i gynyddu.

 

Os yw'r pŵer yn lleihau, mae'n golygu bod y system wedi symud i ffwrdd o'r MPP, ac yna mae'r foltedd yn cael ei leihau.

Trwy'r broses ailadroddol hon o aflonyddwch ac arsylwi, mae'r rheolydd MPPT yn cloi yn gyflym ac yn gywir ar y pwynt pŵer uchaf, gan gadw'r system PV yn gweithredu ar yr effeithlonrwydd gorau posibl.

 

④ Achos enghreifftiol

• I ddechrau, mae'r modiwl PV yn gweithredu ar 17V a 3A, gan gynhyrchu 51W o bŵer.
• Mae'r rheolydd MPPT yn cynyddu'r foltedd i 18V, mae'r cyfredol yn gostwng i 2.8A, ac mae allbwn pŵer yn disgyn i 50.4W.
• Gan ganfod gostyngiad mewn pŵer, mae'r rheolydd wedyn yn lleihau'r foltedd i 16V. Mae'r cerrynt yn codi i 3.2a, ac mae'r pŵer yn cynyddu i 51.2W.

 

Ar ôl sawl addasiad o'r fath, mae'r rheolwr yn sefydlogi'r pwynt gweithredu ger y gwir bwynt pŵer uchaf, gan alluogi cynaeafu ynni effeithlon hyd yn oed o dan olau haul cryf.

 

 

3.2 Gweithrediad Technoleg MPPT o dan ddiwrnodau cymylog ac amodau golau isel

① Nodweddion allbwn modiwl PV

Ar ddiwrnodau cymylog, mae arbelydru solar yn gostwng yn sylweddol. O ganlyniad, mae foltedd cylched agored a cherrynt cylched byr y modiwl PV yn gostwng, gan arwain at bwynt pŵer uchaf is (MPP). Ar ben hynny, oherwydd goleuadau anwastad ac amodau amrywiol, gall lleoliad yr MPP symud yn sylweddol, ac mae'r gromlin nodweddiadol allbwn yn dod yn fwy cymhleth ac yn llai rhagweladwy.

 

② Sut mae MPPT yn gweithio yn y cyflwr hwn

O dan amodau o'r fath, mae'r rheolydd MPPT yn dal i ddefnyddio algorithmau olrhain i ddod o hyd i'r pwynt gweithredu gorau posibl. Fodd bynnag, oherwydd yr ystod ehangach o amrywiad yn yr MPP, rhaid i'r rheolwr wneud addasiadau mwy sensitif ac addasol. Yn yr achosion hyn, mae'r algorithm dargludiad cynyddrannol (INCCOND) yn aml yn cael ei ddefnyddio.

 

③ Dull dargludiad cynyddrannol

Mae'r algorithm dargludedd cynyddrannol yn pennu'r MPP trwy gymharu dargludedd ar unwaith (I/V) y modiwl PV â'i ddargludiad cynyddrannol (ΔI/ΔV).

 

Pan fydd y modiwl yn gweithredu'n union yn yr MPP, mae'r ddau werth dargludiad yn gyfartal.

 

Os ydynt yn wahanol, mae'r rheolwr yn addasu'r foltedd allbwn yn seiliedig ar ei feintiau cymharol i lywio'r modiwl yn agosach at yr MPP.

Mae'r dull hwn yn caniatáu olrhain cyflymach a mwy cywir mewn amgylcheddau sydd â newidiadau aml neu gyflym yng ngolau'r haul.

 

④ Achos enghreifftiol

• Dychmygwch ddiwrnod cymylog lle mae'r modiwl PV yn gweithredu i ddechrau ar 10V ac 1A, gan gyflenwi 10W o bŵer.
• Mae'r rheolydd MPPT yn cyfrifo'r gwerthoedd dargludiad ar unwaith a chynyddrannol ac yn canfod nad ydyn nhw'n gyfartal.
• Mae'n addasu'r foltedd i lawr i 9V, gan arwain at gerrynt o 1.2A ac allbwn pŵer o 10.8W.

 

Ar ôl sawl addasiad tiwniedig, mae'r rheolwr yn dod â'r modiwl PV yn agos at ei bwynt pŵer uchaf, gan sicrhau allbwn ynni effeithiol hyd yn oed o dan amodau golau isel.

 

3.3 Gweithrediad Technoleg MPPT o dan amodau cysgodi rhannol

① Nodweddion allbwn modiwl PV

Pan fydd modiwl PV wedi'i gysgodi'n rhannol, mae ei berfformiad yn dod yn sylweddol fwy cymhleth. Mae rhannau cysgodol a heb eu cysgodi'r modiwl yn rhyngweithio, gan beri i'r gromlin nodweddiadol allbwn arddangos nifer o bwyntiau pŵer lleol lleol (MPPau lleol). Mae'r pwynt pŵer uchaf cyffredinol o dan amodau cysgodi fel arfer yn llawer is nag o dan olau haul llawn, ac mae'n anoddach pennu ei union safle.

 

② Sut mae MPPT yn gweithio yn y cyflwr hwn

O dan gysgodi rhannol, gall algorithmau MPPT confensiynol fethu oherwydd eu bod yn tueddu i gloi ar uchafswm lleol yn hytrach na'r un byd -eang. Mewn achosion o'r fath, mae angen technegau optimeiddio mwy datblygedig-fel optimeiddio haid gronynnau (PSO).

 

③ Algorithm Optimeiddio Haid Gronynnau

Mae'r algorithm PSO yn dynwared ymddygiad cymdeithasol heidiau adar yn chwilota am fwyd i leoli'r pwynt pŵer uchaf byd -eang. Yn y cyd -destun hwn, mae foltedd allbwn a cherrynt y modiwl PV yn cael eu trin fel safle a chyflymder gronyn. Trwy ysgogi deallusrwydd ar y cyd a phrofiad unigol, mae'r algorithm yn addasu safle IE pob gronyn yn barhaus, y pwynt gweithredu PV.

 

Yn hytrach na chanolbwyntio ar un pwynt, mae PSO yn gwerthuso sawl MPP posibl ar yr un pryd. Trwy iteriadau dro ar ôl tro a rhannu gwybodaeth ymhlith gronynnau, mae'r system yn cydgyfarfod tuag at yr uchafswm byd -eang, gan sicrhau bod y modiwl yn gweithredu ger ei allbwn pŵer gorau posibl hyd yn oed mewn senarios cysgodi cymhleth.

 

④ Achos enghreifftiol

• Dychmygwch arae solar wedi'i chysgodi'n rhannol gan ddail coed. Mae'r rheolydd MPPT yn defnyddio'r algorithm PSO, gan ddosbarthu sawl gronyn ar draws cromlin allbwn PV i gynrychioli gwahanol bwyntiau gweithredu posibl.
• Trwy gyfathrebu parhaus a mireinio addasol, mae'r gronynnau'n cydgyfarfod yn raddol ger y pwynt pŵer uchaf byd -eang. O ganlyniad, hyd yn oed o dan gysgodi rhannol, gall y modiwl PV ddarparu lefel gymharol uchel o allbwn ynni o hyd.

 

Nghasgliad

Mae technoleg MPPT yn dechnoleg sylfaenol ar gyfer gwneud y mwyaf o allbwn ynni ynGoleuadau Stryd Solarsystemau. Trwy ddadansoddi ymddygiad system o dan dri amod goleuo-golau haul llawn, awyr gymylog, ac cysgodi rhannol-mae'r erthygl hon yn dangos sut mae rheolwyr MPPT yn defnyddio gwahanol algorithmau (megis aflonyddwch ac arsylwi, dargludiad cynyddrannol, ac optimeiddio haid gronynnau) i addasu'r pwynt gweithredu yn ddeinamig. Mae'r dulliau addasol hyn yn sicrhau bod modiwlau PV yn gweithredu'n gyson ger eu heffeithlonrwydd mwyaf, gan ddarparu perfformiad dibynadwy ar draws ystod eang o amgylcheddau'r byd go iawn.