آرایه پنل خورشیدی با ماژول MPPT چینی: 11 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:52

شرح مختصری از عملکرد من در زمینه عملکرد خوب صفحات خورشیدی و در عین حال ارزان …

من مطلقا هیچ یک از مطالب را تضمین نمی کنم ، آنها فقط ممکن است تظاهرات یک مرد دیوانه باشند ، در واقع من به شدت مشکوکم که آنها چنین هستند…

اگر تصویری با حق نسخه برداری پیدا کردید ، یک یادداشت برای من بگذارید ، برخی از تصاویر به صورت آنلاین پیدا شده اند و تصور می شود که استفاده از آنها رایگان است.

رتبه بندی پنل های خورشیدی نباید به عنوان یک راهنمای بسیار خشن در نظر گرفته شود ، مشخصات منتشر شده چیزی است که در شرایط آزمایشگاهی با منابع نوری خاص و غیره قابل دستیابی است. در عمل نمی توان این عملکرد را در شرایط واقع بینانه بدست آورد. با این حال ، آنها هنگام تصمیم گیری در مورد آنچه که می خواهند دریافت کنند ، نقطه شروع را ارائه می دهند. تا آنجا که من دریافتم مشخصات فقط در مجموعه تولیدکنندگان قابل مقایسه است ، مقایسه بین تولیدکنندگان مختلف در بهترین حالت یک شانس است.

ماژول های تنظیم کننده پنل خورشیدی ارزان را می توان در eBay ، AliExpress یا سایت های مشابه یافت. با وجود متفاوت بودن ، همه آنها ادعا می کنند که برای بهینه سازی عملکرد صفحات خورشیدی کاملاً کار می کنند. متأسفانه همه آنها حقیقت را نمی گویند.

چند سال پیش وقتی اولین آرایه های پنل خورشیدی خود را ساختم ، مجبور شدم اطلاعات زیادی را جمع آوری کنم تا سرانجام به چیزی که اکنون معتقدم حقیقت است دست پیدا کنم ، البته توسعه مداوم ممکن است فردا منجر به واقعیت شود. به

اساساً بین تنظیم کننده های PWM و MPPT یک انتخاب وجود دارد ، و برای پنل های خورشیدی MPPT راهی است.

تنظیم کننده MPPT سعی می کند از پنل خورشیدی در جایی که پنل بیشترین توان را ارائه می دهد استفاده کند ، MPPT = Max Power Point Tracking. هر نوع تنظیم کننده دیگری به شما بازدهی کمتری می دهد زیرا ممکن است پنل از پتانسیل کامل خود استفاده نکند ، این درست است که آیا از پنل های ارزان قیمت چینی استفاده می کنید یا چیزهای دیگر.

تنظیم کننده ارزان قیمت MPPT چینی که من استفاده می کنم بسیار اساسی است ، شما MPP Voltage را تنظیم می کنید و تنظیم کننده سعی می کند آن را در آنجا نگه دارد. رگولاتورهای پیشرفته تر مرتباً برای پیدا کردن MPP (جایی که منحنی مسطح است) یک "رفت و برگشت" انجام می دهند. پروژه های ارزان قیمت برای پروژه های ساده مناسب هستند ، اما اگر می خواهید کمی از آب پنل خود را بیرون بیاورید ، نمی توانید در این مورد صرفه جویی کنید-و به عنوان یک امتیاز اضافی می توانید همه چیز را بدون خواندن این "نحوه انجام" جمع آوری کنید …

مرحله 1: منابع خود را جمع آوری کنید

در ادامه ، مراحل کوتاهی را که انجام داده ام ، به صورت مختصر ، مرور می کنم.

شما به موارد زیر نیاز خواهید داشت.

- پنل (های) خورشیدی (من از تعدادی پنل چینی ارزان از علی استفاده می کنم که در آرایه ها متصل شده اند)

- ماژول MPPT (من از ماژول های چینی ارزان از علی استفاده می کنم)

- دیودهای Schottky (1 عدد در هر پنل خورشیدی)

- مقاومت های قدرت ، مقادیر ثابت (من از ترکیبی از 10 ، 33 ، 47 ، 120 ، 330 اهم ، با امتیاز 3/4/5/9/10W استفاده می کنم)

- مقاومت قدرت متغیر (من از مقاومت اسلاید 100 اهم/2 آمپر استفاده می کنم)

- DMM ها ، 2 را توصیه می کنم ، یکی برای اندازه گیری ولتاژ DC و دیگری برای اندازه گیری جریان DC

- منبع ولتاژ DC قابل تنظیم

- کابل

- آبجو ، اگر هوا خوب باشد ممکن است به تعداد زیادی نیاز داشته باشید

مرحله 2: تعیین استفاده مورد نظر

استفاده از پنل خورشیدی شما چیست؟

ولتاژ خروجی مورد نظر از mpdule MPPT چقدر است؟

در مورد من ، من چند مورد تقریباً مشابه دارم.

آرایه 1 - شارژر قابل حمل تلفن همراه هنگام پیاده روی و پیش بینی (ولتاژ هدف 12.3V)

آرایه 2 - شارژ باتری موتور ترولینگ برای یک قایق کوچک (12 فوت) قایقرانی (ولتاژ هدف 13.6 ولت)

آرایه 3 - شارژ باتری استارت برای یک قایق موتوری کوچک (15 فوت) (ولتاژ هدف 13.6 ولت)

مرحله 3: پنل های خورشیدی را در آرایه ها متصل کنید

بسته به کاربرد شما ممکن است لازم باشد که پانل را به صورت سری یا موازی ، شاید حتی در ترکیب آن ، برای دستیابی به ولتاژ/آمپر لازم متصل کنید.

من با لحیم کاری دیودهای Schottky در محل و سپس کابل های اتصال بین پانل ها برای ایجاد آرایه شروع می کنم. دیودهای Schottky ضروری هستند زیرا پانل ها کمی متفاوت هستند ، و من نمی خواهم با تغذیه معکوس پانل ها ، قدرت را هدر دهم.

آرایه 1: CNC145x145-6 ، Star Solar. 4 پانل به صورت سری به هم متصل شده اند.

آرایه 2: CNC170x170-18 ، Star Solar. 6 پانل به صورت موازی به هم متصل شده اند.

آرایه 3: CNC170x170-18 ، Star Solar. 4 پانل به صورت موازی به هم متصل شده اند.

مرحله 4: بار را آماده کنید

من مقاومتهای قدرت ثابت را بصورت سری لحیم کردم و برچسب را به مدت طولانی به پایان رساند ، این به این دلیل است که با حرکت دادن گیره تمساح ، تنظیم سریع بار ثابت را امکان پذیر می کند.

مقاومت توان متغیر به صورت سری با مقاومتهای ثابت متصل می شود.

مرحله 5: آماده سازی

منتظر یک روز با آسمان صاف باشید ، حتی کوچکترین ابر بر مصرف آبجو تأثیر می گذارد.

آرایه را در معرض نور خورشید قرار دهید ، مطمئن شوید هیچ قسمتی سایه نداشته باشد.

البته ، اگر فقط یک پنل واحد دارید ، اندازه گیری های مشابه برای این کار انجام می شود.

توجه: شرایط ابری تا حد زیادی بر خروجی قابل دستیابی تأثیر می گذارد ، حدسم این است که احتمالاً پنل های بهتر کمتر از پنل های ارزان قیمت من تحت تأثیر قرار می گیرند.

یک آبجو باز کنید و برای لحظه ای از زندگی لذت ببرید ، در صورت نیاز یک آبجو دیگر آماده کنید.

مرحله 6: پارامترهای پنل را اندازه گیری کنید

این مراحل بسیار مهم هستند ، مگر اینکه از کنترلر MPPT خود کالیبره کننده فانتزی استفاده کنید ، که من نمی دانم…

دریافت با آن

برای هر آرایه پنل خورشیدی پارامترهای زیر را اندازه گیری می کنم.

1. یک DMM (تنظیم شده روی ولتاژ DC) در سراسر اتصالات آرایه وصل کنید ، ولتاژ را اندازه گیری و یادداشت کنید (Voc). Voc = _V

2. سپس یک DMM (تنظیم شده روی جریان DC 10A) بین اتصالات آرایه وصل کنید ، جریان (Isc) را اندازه گیری و یادداشت کنید. Isc = _A

3. برخی از اندازه گیری های سریع را برای تعیین تقریبی MPP (Max Power Point) انجام دهید.

3a یک DMM (ولتاژ DC) در سراسر اتصالات آرایه و یک DMM دیگر (جریان DC) را به صورت سری با بار وصل کنید.

3b ولتاژ و جریان اندازه گیری شده را همزمان با تغییر بار بنویسید.

3c با محاسبه توان برای هر نقطه اندازه گیری ثبت شده (P = V x I) می توان به سرعت حداکثر نقطه تقریبی تقریبی را تعیین کرد. MPP تقریبی: _V

سه بعدی یک روش جایگزین (سریع و کثیف) برای بدست آوردن MPP تقریبی محاسبه است.

Vmpp = Voc x 0.8 ، Impp = Isc x 0.9

4. نقاط اتصال مناسب برای مقاومتهای ثابت را انتخاب کنید ، که اجازه می دهد اندازه گیری در اطراف MPP (از 3c) متمرکز شود. هنگام نوشتن ولتاژها و جریانها ، مقاومت متغیر را به آرامی تنظیم کنید.

من سعی می کنم بین اندازه گیری ها جهش 0.1 ولت را هدف قرار دهم.

5. محاسبه توان بالا را تکرار کنید و Vmpp و Impp (جایی که حداکثر قدرت در آن است) را تعیین کنید.

6. شاید جالب باشد ببینیم چگونه MPP اندازه گیری شده با MPP محاسبه شده مقایسه می شود.

اندازه گیری MPP ؛ Vmpp = _V ، Impp = _A

MPP محاسبه شده ؛ Vmpp = Voc x 0.8 = _V ، Impp = Isc x 0.9 = _A

7. ممکن است ، فقط برای سرگرمی ، عامل پر کردن را در این مرحله محاسبه کنید ، FF = (Vmpp x Impp) / (Voc x Isc)

مرحله 7: ماژول MPPT را متناسب با نیازهای خود تنظیم کنید

در بالا ما ولتاژ خروجی مورد نظر خود را انتخاب کردیم ، این به همراه پارامترهای به دست آمده در 2.1 برای تنظیم صحیح ماژول MPPT حیاتی است. ما همچنین باید حداکثر جریان شارژ (Ichg) را بدانیم و در آن شارژ فعلی انجام شده (Idone) در نظر گرفته می شود.

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

روش:

1. DMM را به خروجی MPPT وصل کنید (روی ولتاژ DC تنظیم کنید)

2. سه قطبی CC و CV را به طور کامل در جهت عقربه های ساعت بچرخانید ، سه پایه MPPT را کاملا در جهت عقربه های ساعت بچرخانید

3. یک منبع ولتاژ DC قابل تنظیم را به ورودی MPPT وصل کنید ، قبل از روشن شدن ولتاژ را روی صفر قرار دهید.

4. منبع ولتاژ DC قابل تنظیم را روی Vmpp تنظیم کنید ، سه پایه MPPT را به آرامی در جهت عقربه های ساعت بچرخانید تا زمانی که ولتاژ خروجی فقط از افزایش جلوگیری کند.

5. تریمپوت CV را در جهت عقربه های ساعت بچرخانید تا Vout دلخواه تنظیم شود.

6. اتصال کوتاه خروجی از طریق DMM (روی جریان DC 10A تنظیم شده است). تریمپات CC را در جهت عقربه های ساعت بچرخانید تا Ichg دلخواه تنظیم شود.

7. تریمپات LED تنظیم می کند که در آن جریان LED تغییر رنگ می دهد ، به طور پیش فرض 0.1 x Ichg است. برای تنظیم ، باری را که Idone می دهد وصل کنید ، تریمپات LED را بچرخانید تا رنگ LED تغییر کند.

توجه: در واقع هیچ چیزی غیر از تغییر رنگ LED اتفاق نمی افتد.

8. ماژول MPPT اکنون تنظیم شده و آماده استفاده است.

مرحله 8: پیاده روی ، آرایه من 1

مشخصات فنی:

پانل: CNC145x145-6 ، 4 پانل سری.

ابعاد: 145x145x3 میلی متر

امتیاز: 6V / 3W در هر پنل. 4 پنل: 24 ولت / 12 وات

1. وسایل مورد نیاز را جمع آوری کنید.

2. دیودهای Schottky و اتصالات پانل در حال حاضر وجود دارد.

3. اندازه گیری تنظیمات مطابق شکل.

4- اندازه گیری Voc و Isc را شروع می کنم.

5. بعد کمی با بار بهم می زنم تا یک MPP تقریبی بدست آورم.

6. من مقاومتهای ثابت خود را مجدداً پیکربندی می کنم تا بتوانم اندازه گیری های خود را در اطراف MPP متمرکز کنم ، من دو سری انجام دادم تا MPP دقیق را مشخص کنم.

نتایج:

صدا: 25.9V / Isc: 325mA

Vmpp: 20.0V / Impp: 290mA

Pmpp محاسبه شده: Vmpp x Impp = 5.8W

فقط برای سرگرمی و مقایسه: MPP محاسبه شده. Vmpp = Voc x 0.8 = 20.7V ، Impp = Isc x 0.9 = 292mA

ضریب پر کردن: FF = (Vmpp x Impp) / (Voc x Isc) = 0.69

متأسفانه به نظر می رسد که ورق کاری اکسل را که استفاده می کردم اشتباه قرار داده ام ، بنابراین هیچ نمودار یا سری ضبط شده ای برای این آرایه پانل وجود ندارد.

تنظیم ماژول MPPT:

بعد تنظیمات ماژول MPPT است.

هنگام انتخاب Vout تصمیم گرفتم که می توانم یک باتری لیتیوم یون 12 ولت را شارژ کنم یا خروجی را به یک ماژول شارژ USB 5V/2A وصل کنم (ورودی 7.5-28VDC).

ماژول MPPT با استفاده از پارامترهای زیر تنظیم شد:

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

1. همانطور که توضیح داده شد ترامپ ها را "بازنشانی" می کنم ، DMM های خود را وصل می کنم و منبع ولتاژ DC قابل تنظیم خود را روی Vin = 20.0V تنظیم می کنم

2. من تریمپوت MPPT را تنظیم می کنم تا زمانی که ولتاژ خروجی متوقف شود ، سپس با استفاده از تریمپوت CV ولتاژ خروجی را روی Vchg = 12.3V تنظیم کنید

3. اتصال کوتاه خروجی از طریق DMM (تنظیم شده روی جریان DC 10A) من سه پایه CC را به Ichg = 600mA تنظیم می کنم

4. اتصال بار مقاومت من بار را تنظیم می کنم تا جریان خروجی = Idone = 100mA دریافت کنم ، سپس تریمپات LED را طوری تنظیم می کنم که LED فقط تغییر رنگ دهد.

5. تغییر بار تأیید می کند که LED به دلخواه تغییر رنگ می دهد. انجام شده!

مرحله 9: نتایج - آرایه من 2

مشخصات فنی:

پانل: CNC170x170-18 ، 6 پانل به صورت موازی.

ابعاد: 170x170x3 میلی متر

امتیاز: 18V / 4.5W در هر پنل. 6 پانل: 18 ولت / 27 وات

نتایج:

صدا: 20.2V / Isc: 838mA

Vmpp: 15.6V / Impp: 821mA

Pmpp محاسبه شده: Vmpp x Impp = 12.8W

آرایه پنل کمی کمتر از نیمی از قدرت نامی را ارائه می دهد.

تنظیمات MPPT:

ماژول MPPT با استفاده از پارامترهای زیر تنظیم شد:

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

مرحله 10: نتایج - آرایه من 3

مشخصات فنی:

پانل: CNC170x170-18 ، 4 پانل به صورت موازی.

ابعاد: 170x170x3 میلی متر

امتیاز: 18V / 4.5W در هر پنل. 4 پانل: 18V / 18W

نتایج:

صدا: 20.5V / Isc: 540mA

Vmpp: 15.8V / Impp: 510mA

Pmpp محاسبه شده: Vmpp x Impp = 8.1W

آرایه پنل کمی کمتر از نیمی از قدرت نامی را ارائه می دهد.

تنظیمات MPPT:

ماژول MPPT با استفاده از پارامترهای زیر تنظیم شد:

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

مرحله 11: نتایج - آرایه من 3 (روز ابری)

مشخصات فنی:

پانل: CNC170x170-18 ، 4 پانل به صورت موازی.

ابعاد: 170x170x3 میلی متر

امتیاز: 18V / 4.5W در هر پنل. 4 پانل: 18V / 18W

نتایج:

صدا: 18.3V / Isc: 29mA

Vmpp: 14.2V / Impp: 26mA

Pmpp محاسبه شده: Vmpp x Impp = 0.37W

همان آرایه و تنظیماتی که در مرحله قبل استفاده شد ، اما نتایج کاملاً متفاوتی داشت.

در مقایسه با خروجی به دست آمده در یک روز آفتابی ، کاملاً واضح است که این پانل ها در شرایط ابری کاربرد چندانی ندارند.