Saules paneļa masīvs ar ķīniešu MPPT moduli: 11 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:51

Īss apraksts par manu attieksmi pret to, lai saules paneļi darbotos labi, turklāt diezgan lēti …

Es absolūti negarantēju nevienu saturu, tie varētu būt tikai traka vīrieša maldīšanās, patiesībā man ir lielas aizdomas, ka tie ir …

Daži attēli ir atrasti tiešsaistē, un tiek uzskatīts, ka tos var brīvi izmantot, ja atrodat ar autortiesībām aizsargātu attēlu, rakstiet man piezīmi.

Saules paneļu vērtējumi nav uzskatāmi par neko citu kā ļoti aptuvenu ceļvedi, publicētās specifikācijas ir tas, ko var sasniegt laboratorijas apstākļos ar īpašiem gaismas avotiem utt. Praksē nav iespējams iegūt šo veiktspēju reālos apstākļos. Tomēr tie dod sākumpunktu, lemjot par to, ko iegūt. Ciktāl esmu atklājis, ka specifikācijas ir salīdzināmas tikai ražotāja portfelī, dažādu ražotāju salīdzināšana labākajā gadījumā ir iespēja.

Lētus saules paneļu regulatora moduļus var atrast eBay, AliExpress vai līdzīgās vietnēs. Neskatoties uz to, ka tie ir diezgan atšķirīgi, viņi visi apgalvo, ka darbojas perfekti, lai optimizētu saules paneļu veiktspēju. Diemžēl viņi visi nesaka patiesību.

Kad es pirms pāris gadiem uzbūvēju savus pirmos saules paneļu blokus, man nācās izsijāt diezgan daudz informācijas, lai beidzot saprastu to, ko es šobrīd uzskatu par patiesību, protams, nepārtraukta attīstība var novest pie tā, ka rīt kaut kas būs pilnīgi patiess.

Būtībā ir izvēle starp PWM un MPPT regulatoriem, un saules paneļiem MPPT ir pareizais ceļš.

MPPT regulators mēģina izmantot saules paneli tur, kur panelis nodrošina visvairāk enerģijas, MPPT = Max Power Point Tracking. Jebkura cita veida regulators ļaus jums samazināt efektivitāti, jo panelis, iespējams, neizmanto savu potenciālu, tas ir taisnība neatkarīgi no tā, vai izmantojat lētus ķīniešu paneļus vai kaut ko citu.

Lētais ķīniešu MPPT regulators, ko izmantoju, ir ļoti vienkāršs, jūs iestatāt MPP spriegumu, un regulators mēģina to tur paturēt. Uzlabotāki regulatori regulāri veiks “slaucīšanu”, lai atrastu MPP (kur līkne ir plakana). Lētie ir piemēroti vienkāršiem projektiem, taču, ja vēlaties no paneļiem izspiest katru sulu, jūs nevarat ietaupīt uz to-un kā papildu bonuss jūs varat vienkārši salikt visu, neizlasot šo pamācību …

1. darbība: apkopojiet savus resursus

Tālāk lejā es īsi eju cauri veiktajiem soļiem, piemēram, īslaicīgs.

Jums būs nepieciešams šāds.

- Saules panelis (-i) (es izmantoju virkni lētu ķīniešu paneļu no Ali, kas savienoti masīvos)

- MPPT modulis (es izmantoju lētus ķīniešu moduļus no Ali)

- Schottky diodes (1 uz saules paneļa)

- Jaudas rezistori, fiksētas vērtības (es izmantoju 10, 33, 47, 120, 330 omu maisījumu, nominālais 3/4/5/9/10W)

- Mainīgas jaudas rezistors (es izmantoju 100 omi/2A slīdresistoru)

- DMM, es iesaku 2, vienu līdzstrāvas sprieguma mērīšanai un vienu līdzstrāvas mērīšanai

- Regulējams līdzstrāvas sprieguma avots

- Kabeļi

- Alus, iespējams, vajadzēs diezgan daudz, ja laiks būs labs

2. darbība: nosakiet paredzēto lietojumu

Kāds ir jūsu saules paneļa (-u) paredzētais lietojums?

Kāds ir vēlamais izejas spriegums no MPPT mpdule?

Manā gadījumā man ir pāris diezgan līdzīgi pielietojumi.

1. masīvs - pārnēsājams mobilā tālruņa lādētājs, ko izmanto pārgājienos un izlūkošanā (mērķa spriegums 12,3 V)

Masīvs 2 - velkošā motora akumulatora uzlāde mazai (12 pēdu) airu laivai (mērķa spriegums 13,6 V)

3. masīvs - startera akumulatora uzlāde mazai (15 pēdu) motorlaivai (mērķa spriegums 13,6 V)

3. solis: pievienojiet saules paneļus masīviem

Atkarībā no pielietojuma var būt nepieciešams savienot paneli virknē vai paralēli, varbūt pat to kombinācijās, lai sasniegtu vajadzīgos voltus/ampērus.

Es sāku ar Schottky diodes lodēšanu vietā, un pēc tam savienojošos kabeļus starp paneļiem, lai izveidotu masīvus. Schottky diodes ir nepieciešamas, jo paneļi nedaudz atšķiras, un es nevēlos tērēt enerģiju, barojot paneļus atpakaļ.

Masīvs 1: CNC145x145-6, Star Solar. 4 sērijveidā savienoti paneļi.

Masīvs 2: CNC170x170-18, Star Solar. 6 paneļi, kas savienoti paralēli.

Masīvs 3: CNC170x170-18, Star Solar. 4 paneļi, kas savienoti paralēli.

4. solis: sagatavojiet slodzi

Es sērijveidā lodēju fiksētās jaudas rezistorus, atstājot marķējuma galus garus, tas ļauj ātri noregulēt fiksēto slodzi, pārvietojot aligatora skavas.

Mainīgās jaudas rezistors ir savienots virknē ar fiksētajiem rezistoriem.

5. solis: Sagatavošanās

Pagaidiet dienu ar skaidrām debesīm, pat vissīkākais mākonis ietekmēs jūsu alus patēriņu.

Novietojiet masīvu saulē, pārliecinieties, ka neviena daļa nav ēnota.

Protams, ja jums ir tikai viens panelis, tiek veikti tie paši mērījumi.

Piezīme: Mākoņainie apstākļi lielā mērā ietekmē sasniedzamo izlaidi, es domāju, ka labākus paneļus, iespējams, ietekmē mazāk nekā man lētos.

Atveriet alu un uz mirkli izbaudiet dzīvi, ja nepieciešams, sagatavojiet otru alu.

6. darbība: izmēriet paneļa parametrus

Šīs darbības ir diezgan svarīgas, ja vien jūs neizmantojat kādu izdomātu paškalibrējošu MPPT kontrolieri, ko es neesmu…

Turpiniet

Katram saules paneļu blokam es mēra parametrus, kā norādīts zemāk.

1. Pievienojiet DMM (iestatīts uz līdzstrāvas spriegumu) masīva savienojumiem, izmēriet un pierakstiet spriegumu (Voc). Voc = _V

2. Pēc tam pievienojiet DMM (iestatīts uz DC strāvu 10A) starp masīva savienojumiem, izmēriet un pierakstiet strāvu (Isc). Isc = _A

3. Veiciet ātrus mērījumus, lai noteiktu aptuveno MPP (Max Power Point).

3.a Pievienojiet DMM (līdzstrāvas spriegumu) masīva savienojumiem un citu DMM (līdzstrāvas) sērijveidā ar slodzi.

3.b Pierakstiet izmērīto spriegumu un strāvu, mainot slodzi.

3.c Aprēķinot jaudu katram reģistrētajam mērīšanas punktam (P = V x I), mēs varam ātri noteikt aptuveno maksimālo jaudas punktu. Aptuvenais MPP: _V

3d. Alternatīvs (ātrs un netīrs) veids, kā iegūt aptuvenu MPP, ir aprēķināt;

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

4. Izvēlieties piemērotus pieslēguma punktus fiksētajiem rezistoriem, ļaujot fokusēt mērījumus ap MPP (no 3c). Lēnām noregulējiet mainīgo rezistoru, pierakstot spriegumus un strāvas.

Es cenšos mērīt 0,1 V lēcienus starp mērījumiem.

5. Atkārtojiet jaudas aprēķinu iepriekš un nosakiet Vmpp un Impp (kur ir Max Power).

6. Varētu būt interesanti redzēt, kā izmērītais MPP salīdzinās ar aprēķināto MPP;

Izmērīts MPP; Vmpp = _V, Impp = _A

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

7. Var izklaides nolūkos šajā brīdī aprēķināt aizpildījuma koeficientu, FF = (Vmpp x Impp) / (Voc x Isc)

7. darbība: pielāgojiet MPPT moduli savām vajadzībām

Iepriekš mēs izvēlējāmies vēlamo izejas spriegumu, tas kopā ar parametriem, kas iegūti 2.1., Būs ļoti svarīgi, lai pareizi noregulētu MPPT moduli. Mums arī jāzina maksimālā uzlādes strāva (Ichg) un pie kuras pašreizējā uzlāde tiek uzskatīta par pabeigtu (Idone).

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

Procedūra:

1. Pievienojiet DMM MPPT izejai (iestatīts uz līdzstrāvas spriegumu)

2. Pagrieziet CC un CV trimpus pilnībā pulksteņrādītāja virzienā, pilnībā pagrieziet MPPT trimpot pretēji pulksteņrādītāja virzienam

3. Pievienojiet MPPT ieejai regulējamu līdzstrāvas sprieguma avotu, pirms ieslēgšanas iestatiet spriegumu uz nulli.

4. Iestatiet regulējamo līdzstrāvas sprieguma avotu uz Vmpp, lēnām pagrieziet MPPT trimpot pulksteņrādītāja virzienā, līdz izejas spriegums vienkārši pārstāj pieaugt.

5. Pagrieziet CV trimpot pretēji pulksteņrādītāja virzienam, līdz ir iestatīts vēlamais Vout.

6. Īssavieno izeju caur DMM (iestatīts uz līdzstrāvu 10A). Pagrieziet CC trimpot pretēji pulksteņrādītāja virzienam, līdz ir iestatīts vēlamais Ichg.

7. LED trimpots pielāgo, pie kādas strāvas LED mainīs krāsu, noklusējums ir 0,1 x Ichg. Lai pielāgotu, pievienojiet slodzi, kas dod Idone, pagrieziet LED trimpot, līdz LED maina krāsu.

Piezīme. Nekas faktiski nenotiks, izņemot gaismas diodes krāsas maiņu.

8. MPPT modulis tagad ir noregulēts un gatavs lietošanai.

8. darbība. Ievadiet manu masīvu 1

Specifikācijas:

Panelis: CNC145x145-6, 4 paneļi sērijveidā.

Izmēri: 145x145x3mm

Reitings: 6V / 3W uz paneļa. 4 paneļi: 24V / 12W

1. Savāc vajadzīgās lietas.

2. Schottky diodes un paneļu savienojumi jau ir savās vietās.

3. Mērīšanas iestatīšana, kā parādīts attēlā.

4. Es sāku mērīt Voc un Isc.

5. Tālāk es mazliet sajaucos ar slodzi, lai iegūtu aptuvenu MPP.

6. Es pārkonfigurēju savus fiksētos rezistorus, lai es varētu koncentrēt savus mērījumus ap MPP, es veicu divas sērijas, lai mēģinātu precīzi noteikt precīzu MPP.

Rezultāti:

Voc: 25.9V / Isc: 325mA

Vmpp: 20.0V / Impp: 290mA

Aprēķinātais Pmpp: Vmpp x Impp = 5,8 W

Vienkārši prieka pēc un salīdzināšanai: Aprēķinātais MPP; Vmpp = Voc x 0,8 = 20,7 V, Impp = Isc x 0,9 = 292mA

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

Diemžēl šķiet, ka esmu nepareizi novietojis izmantoto Excel darba lapu, tāpēc šim paneļu masīvam nav grafiku vai ierakstītu sēriju.

MPPT moduļa regulēšana:

Nākamais ir MPPT moduļa pielāgošana.

Izvēloties Vout, es nolēmu, ka varu vai nu uzlādēt 12V litija jonu akumulatoru, vai arī savienot izeju ar 5V/2A USB uzlādes moduli (ieeja 7.5-28VDC).

MPPT modulis tika pielāgots, izmantojot šādus parametrus:

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

1. Es “atiestatīju” trimpotus, kā aprakstīts, pievienoju savus DMM un iestatīju manu regulējamo līdzstrāvas sprieguma avotu uz Vin = 20.0V

2. Es pielāgoju MPPT trimpot, līdz izejas spriegums vienkārši pārstāj pieaugt, pēc tam izmantojot CV trimpot, lai iestatītu izejas spriegumu uz Vchg = 12.3V

3. Izvades īssavienojums caur DMM (iestatīts uz līdzstrāvu 10A) Es noregulēju CC trimpot uz Ichg = 600mA

4. Savas rezistoru slodzes pievienošana Es regulēju slodzi, līdz tiek iegūta izejas strāva = Idone = 100mA, pēc tam pielāgojot LED trimpotu tā, lai gaismas diode tikai mainītu krāsu.

5. Mainot slodzi, tiek apstiprināts, ka gaismas diode maina krāsu, kā paredzēts. Gatavs!

9. darbība. Rezultāti - mans masīvs 2

Specifikācijas:

Panelis: CNC170x170-18, 6 paneļi paralēli.

Izmēri: 170x170x3mm

Reitings: 18V / 4,5W uz paneļa. 6 paneļi: 18V / 27W

Rezultāti:

Voc: 20.2V / Isc: 838mA

Vmpp: 15.6V / Impp: 821mA

Aprēķinātais Pmpp: Vmpp x Impp = 12,8 W

Paneļu bloks nodrošina nedaudz mazāk par pusi no nominālās jaudas.

MPPT pielāgojumi:

MPPT modulis tika pielāgots, izmantojot šādus parametrus:

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

10. darbība. Rezultāti - mans masīvs 3

Specifikācijas:

Panelis: CNC170x170-18, 4 paneļi paralēli.

Izmēri: 170x170x3mm

Reitings: 18V / 4,5W uz paneļa. 4 paneļi: 18V / 18W

Rezultāti:

Voc: 20.5V / Isc: 540mA

Vmpp: 15.8V / Impp: 510mA

Aprēķinātais Pmpp: Vmpp x Impp = 8.1W

Paneļu bloks nodrošina nedaudz mazāk par pusi no nominālās jaudas.

MPPT pielāgojumi:

MPPT modulis tika pielāgots, izmantojot šādus parametrus:

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

11. darbība. Rezultāti - mans masīvs 3 (mākoņaina diena)

Specifikācijas:

Panelis: CNC170x170-18, 4 paneļi paralēli.

Izmēri: 170x170x3mm

Reitings: 18V / 4,5W uz paneļa. 4 paneļi: 18V / 18W

Rezultāti:

Voc: 18.3V / Isc: 29mA

Vmpp: 14,2 V / Impp: 26 mA

Aprēķinātais Pmpp: Vmpp x Impp = 0,37W

Tas pats masīvs un iestatījumi, kas izmantoti iepriekšējā solī, bet ar skaidri atšķirīgiem rezultātiem.

Salīdzinot ar sasniegto rezultātu saulainā dienā, ir pilnīgi skaidrs, ka šie paneļi nebūs īpaši noderīgi mākoņainā laikā.