Соответствие солнечных модулей контроллерам заряда MPPT

Раньше жизнь была такой простой; в 12-вольтовой аккумуляторной системе вы взяли солнечный модуль «12 В», внимательно следили за тем, чтобы максимальный ток PV не превышал максимальный ток контроллера заряда, и система работала.Соответствие солнечных модулей контроллерам заряда MPPT

К сожалению, из-за того, что с ШИМ-контроллерами фотоэлектрический модуль не питает батарею от точки максимальной мощности (MPP), система теряет много энергии. На следующей диаграмме видно, что площадь MPP, выделенная синим цветом (Vmpp * Impp), на 30 % больше, чем площадь ШИМ (Vbatt * ~Isc) на ВАХ. Итак, с появлением более новых MPPT Victron Energy Blue Solar все изменилось к лучшему по сравнению с контроллерами заряда солнечной энергии PWM.

  • Если целью является конкретное значение выходной мощности, повышение эффективности MPPT на 30% снизит системные затраты, поскольку теперь ту же энергию можно производить с помощью фотоэлектрического генератора меньшего размера.
  • Если размер солнечного модуля уже был фиксированным, теперь доходность в той же системе выше при использовании MPPT.

В обоих случаях пользователь в выигрыше!

Расчет размерности системы может быть выполнен электрически, чтобы увидеть, возможна ли система и не разрушатся ли какие-либо компоненты, при подборе выходной мощности. Пока я рассмотрю первую часть, чтобы узнать, что произойдет с электрической стороны.

Благодаря добавлению преобразователя постоянного тока в контроллер Blue Solar MPPT система также становится более гибкой, когда мы смотрим на входное напряжение контроллера. Теперь задача состоит в том, чтобы согласовать фотоэлектрические модули с контроллером, потому что мы больше не концентрируемся только на модулях «12 В» или «24 В». Практически любой модуль теперь можно использовать, если он находится в пределах диапазона входного напряжения контроллера заряда.

Фактически, теперь мы можем соединять модули как последовательно, так и параллельно, что также увеличит входную мощность и гибкость. Благодаря ограничителю выходной мощности или тока выходная мощность никогда не превысит максимальную мощность контроллера. Эта функция Blue Solar MPPT уникальна и делает контроллер заряда еще более интересным!

Теперь вы можете, например, добавлять модули того же типа параллельно позже без необходимости замены контроллера заряда MPPT. Это снижает затраты до минимума, при этом увеличивая производительность!

Теперь технические пояснения, для тех, кто хотел бы узнать подробности:

Превышение диапазона входного напряжения (как это было с ШИМ-контроллерами) приведет к необратимому повреждению контроллера.

Конечно, нам также нужно будет взглянуть на минимальное напряжение, при котором начнет работать контроллер Blue Solar MPPT. Если взять SPM50-12, напряжение разомкнутой цепи (Voc) составляет 22,2 В, а максимальное напряжение питания (Vmpp) составляет 18 В при стандартных условиях испытаний (STC), что означает излучение 1000 Вт/м², температуру элемента 25°C и Воздушная масса 1,5. Если температура ячейки выше или ниже 25°C, это напряжение уменьшается или увеличивается за счет температурного коэффициента, в данном случае -0,34%/°C (см. техпаспорт модуля Blue Solar).

Итак, если вы возьмете 3 модуля SPM50-12 на Blue Solar MPPT 150/70 в системе 48 В, в холодные дни, скажем, -10 ° C (только глядя на напряжение), вы можете запустить зарядку:

Пусковое напряжение составляет 48 В + 7 В (см. спецификацию MPPT 150/70) = 55 В. Модули будут производить 3 * ( 22,2 В + (-0,34% от 22,2 В * -35 °C разности температур)) = 74,5 В 74,5 В выше чем 55 В -> это идеально

Также при рабочей  MPP система будет работать:  

Рабочее напряжение 48V + 2V (см MPPT 150/70 техническое) = 50V модулей будет производить 3 * (18V + (-0,34% от 22.2V * -35 ° разность температур С)) = 61.9V 61.9V выше 50В -> это идеально

Делая то же самое, когда модули прогреваются днем, в данном случае 70°C, вы можете увидеть, что происходит:

Пусковое напряжение по-прежнему составляет 48 В + 7 В (см. спецификацию MPPT 150/70) = 55 В. Модули будут производить 3 * ( 22,2 В + (-0,34% от 22,2 В * разница температур 45°C)) = 56,4 В 56,4 В выше чем 55V -> это сработает

Но теперь в МПП напряжение модуля ниже минимального:

Рабочее напряжение составляет 48 В + 2 В (см. спецификацию MPPT 150/70) = 50 В. Модули будут производить 3 * ( 18 В + (-0,34% от 22,2 В * разница температур 45°C)) = 43,8 В. 43,8 В ниже 50 В. -> этого недостаточно!

Превышение размера массива солнечных батарей

Превышение размера фотоэлектрической батареи означает установку большей пиковой мощности (Wp), чем максимальная мощность заряда выбранного контроллера заряда MPPT. Распространенной причиной негабаритных размеров является зимнее время.

Как определить, насколько вы можете увеличить размер фотоэлектрической батареи? Это можно сделать с помощью инструмента электронной таблицы . Вот хотя бы ручное объяснение того, как это делается.

Существует два ограничения при определении максимального размера массива, который можно подключить к MPPT:

  1. Максимальное напряжение холостого хода PV (Voc при STC)

  2. Максимальный ток короткого замыкания ФЭ (Isc при STC)

Оба значения указаны в технических описаниях всех наших контроллеров заряда солнечной батареи MPPT . Эти два номинала массива фотоэлектрических модулей не должны превышать эти пределы MPPT.

Обратите внимание , что эти два максимальных значения НЕ должны  быть умножены , чтобы определить максимальную устанавливаемую пиковую мощность. Вместо этого каждый из них нужно проверить сам по себе:

Определение максимального напряжения холостого хода фотоэлектрического модуля

Сначала просмотрите технические описания солнечных панелей, чтобы узнать, каково их максимальное напряжение холостого хода. Затем умножьте это на количество панелей, которые расположены последовательно в массиве. Результат умножения не должен превышать максимальное напряжение холостого хода PV, указанное в спецификации MPPT. Обязательно учитывайте самую холодную ожидаемую температуру. Чем холоднее, тем выше будет напряжение холостого хода на солнечной батарее.

Определение максимального тока короткого замыкания СЭ

Получите максимальный ток короткого замыкания фотоэлектрической панели из таблицы данных фотоэлектрической панели. Умножьте на количество панелей параллельно в массиве. Наличие большего количества панелей в серии не меняет количество.

Результат расчета не может превышать максимальный ток короткого замыкания PV, указанный в спецификации MPPT.

Удачи и наслаждайтесь калибровкой контроллера заряда BlueSolar MPPT!

С уважением,

Боб Хопман – Victron Energy