Napelem tömb kínai MPPT modullal: 11 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:39

Rövid leírás arról, hogyan vélekedem a napelemek működéséről, és meglehetősen olcsón…

Abszolút nem vállalok garanciát egyetlen tartalomra sem, lehet, hogy csak egy őrült ember csetepatéjai, valójában erősen gyanítom, hogy azok…

Néhány képet az interneten találtak, és úgy gondolják, hogy szabadon használhatók, ha szerzői joggal védett képet talál, írjon nekem.

A napelem -besorolásokat nem szabad másnak tekinteni, mint egy nagyon durva útmutatót, a közzétett specifikációk azok, amelyek laboratóriumi körülmények között, speciális fényforrásokkal stb. Elérhetők. A gyakorlatban ezt a teljesítményt nem lehet reális körülmények között elérni. Ezek azonban kiindulópontot adnak, amikor eldöntik, hogy mit vegyek. Amennyire megállapítottam, a specifikációk csak a gyártó portfólióján belül hasonlíthatók össze, a különböző gyártók összehasonlítása a legjobb.

Olcsó napelem -szabályozó modulok találhatók az eBay -en, az AliExpress -en vagy hasonló oldalakon. Annak ellenére, hogy meglehetősen különbözőek, mindannyian azt állítják, hogy tökéletesen működnek a napelemek teljesítményének optimalizálásában. Sajnos nem mindenki mond igazat.

Amikor néhány évvel ezelőtt megépítettem első napelemes tömbjeimet, elég sok információt kellett átszitálnom, mielőtt végre felfogtam azt, amit most az igazságnak hiszek, persze a folyamatos fejlesztés holnap teljesen igaz lehet.

Alapvetően a PWM és az MPPT szabályozók között lehet választani, a napelemek esetében pedig az MPPT az út.

Az MPPT szabályozó ott próbálja használni a napelemet, ahol a panel a legtöbb energiát szolgáltatja, MPPT = Max Power Point Tracking. Bármilyen más típusú szabályozó alacsonyabb hatékonyságot eredményez, mivel előfordulhat, hogy a panel nem éri el teljes potenciálját, ez igaz, akár olcsó kínai paneleket, akár mást használ.

Az általam használt olcsó kínai MPPT szabályozó nagyon alapvető, beállítja az MPP feszültséget, és a szabályozó megpróbálja ott tartani. A fejlettebb szabályozók rendszeresen „söpörést” végeznek, hogy megtalálják az MPP -t (ahol a görbe lapos). Az olcsók egyszerű projektekhez alkalmasak, de ha minden fajtát le akar préselni a paneleiről, nem spórolhat ezzel-és további bónuszként mindent felrakhat anélkül, hogy elolvasná ezt a használati útmutatót …

1. lépés: Gyűjtse össze erőforrásait

Lejjebb röviden végigjárom az elvégzett lépéseket, amolyan tororial.

A következőkre lesz szüksége.

- Napelem (ek) (egy csomó olcsó kínai panelt használok Ali -tól, tömbökben összekapcsolva)

- MPPT modul (olcsó kínai Ali modulokat használok)

- Schottky diódák (1 napelemenként)

- Teljesítményellenállások, fix értékek (10, 33, 47, 120, 330 ohm keveréket használok, névleges 3/4/5/9/10W)

- Változó teljesítményű ellenállás (100 Ohm/2A csúszó ellenállást használok)

- DMM, én 2 -et ajánlok, egyet az egyenfeszültség mérésére és egyet az egyenáram mérésére

- Állítható DC feszültségforrás

- Kábelek

- Sör, jó idő esetén jó néhányra szükség lehet

2. lépés: Határozza meg a rendeltetést

Mi a rendeltetése a napelem (ek) nek?

Mekkora a kívánt kimeneti feszültség az MPPT mpdle -től?

Az én esetemben van pár hasonló felhasználási módom.

1. tömb - hordozható mobiltelefon -töltő, amelyet túrázáskor és felderítéskor használnak (célfeszültség 12,3 V)

2. tömb - A trollmotor akkumulátorának feltöltése egy apró (12 lábas) evezős csónakhoz (célfeszültség 13,6 V)

3. tömb - Az indítóakkumulátor feltöltése egy kis (15 lábas) motorcsónakhoz (célfeszültség 13,6 V)

3. lépés: Csatlakoztassa a napelemeket tömbökhöz

Használatától függően előfordulhat, hogy a panelt sorba vagy párhuzamosan kell csatlakoztatni, esetleg kombinációban is, a szükséges feszültség/amper eléréséhez.

Kezdem a Schottky diódák forrasztásával a helyükön, majd a panelek közötti összekötő kábelekkel tömböket képezve. A Schottky diódákra azért van szükség, mivel a panelek kissé eltérnek egymástól, és nem akarok energiát pazarolni a panelek keresztirányú előtolásával.

1. tömb: CNC145x145-6, Star Solar. 4 sorba kapcsolt panel.

2. tömb: CNC170x170-18, Star Solar. 6 párhuzamosan csatlakoztatott panel.

3. tömb: CNC170x170-18, Star Solar. 4 párhuzamosan csatlakoztatott panel.

4. lépés: Készítse elő a terhelést

A rögzített teljesítményű ellenállásokat sorban forrasztottam, így a címkevégek hosszúak maradtak, ez lehetővé teszi a fix terhelés gyors beállítását az aligátorbilincsek mozgatásával.

A változó teljesítményű ellenállás sorba van kötve a rögzített ellenállásokkal.

5. lépés: Előkészületek

Várjon egy napot tiszta éggel, még a legapróbb felhő is befolyásolja a sörfogyasztást.

Helyezze a tömböt a napra, ügyeljen arra, hogy ne legyenek árnyékok.

Természetesen, ha csak egyetlen panelje van, akkor ugyanazokat a méréseket végzik el.

Megjegyzés: A felhős időjárás nagymértékben befolyásolja az elérhető teljesítményt, feltételezem, hogy a jobb paneleket valószínűleg kevésbé érinti, mint az olcsókat.

Nyisson ki egy sört, és élvezze az életet egy pillanatra, és készítsen egy második sört, ha szükséges.

6. lépés: Mérje meg a panelparamétereket

Ezek a lépések meglehetősen fontosak, hacsak nem valami divatos, önkalibráló MPPT vezérlőt használ, amit én nem…

Folytassa

Minden egyes napelem -tömbhöz az alábbiak szerint mérem a paramétereket.

1. Csatlakoztasson egy DMM -et (DC feszültségre állítva) a tömbcsatlakozásokhoz, mérje meg és írja le a feszültséget (Voc). Voc = _V

2. Ezután csatlakoztasson egy DMM -et (10A egyenáramra) a tömbcsatlakozások közé, mérje meg és írja le az áramot (Isc). Isc = _A

3. Végezzen néhány gyors mérést a hozzávetőleges MPP (Max Power Point) meghatározásához.

3a. Csatlakoztasson egy DMM -et (egyenfeszültség) a tömbcsatlakozásokhoz és egy másik DMM -et (egyenáramot) sorba a terheléssel.

3b. Írja le a mért feszültséget és áramot a terhelés változtatása közben.

3c. Az egyes regisztrált mérési pontok teljesítményének kiszámításával (P = V x I) gyorsan meg tudjuk határozni a hozzávetőleges maximális teljesítménypontot. Kb. MPP: _V

3d. Egy alternatív (gyors és piszkos) módszer a hozzávetőleges MPP megszerzésére a számítás;

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

4. Válassza ki a megfelelő csatlakozási pontokat a rögzített ellenállásokhoz, lehetővé téve a mérést az MPP körül (3c -tól). Lassan állítsa be a változó ellenállást, miközben leírja a feszültségeket és áramokat.

Próbálok 0,1V -os ugrásokat célozni a mérések között.

5. Ismételje meg a fenti teljesítményszámítást, és határozza meg a Vmpp és az Impp értéket (ahol a maximális teljesítmény van).

6. Érdekes lehet látni, hogy a mért MPP hogyan viszonyul a számított MPP -hez;

Mért MPP; Vmpp = _V, Impp = _A

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

7. A szórakozás kedvéért ki lehet számítani a kitöltési tényezőt ezen a ponton, FF = (Vmpp x Impp) / (Voc x Isc)

7. lépés: Állítsa be az MPPT modult az Ön igényeinek megfelelően

A fentiekben kiválasztottuk a kívánt kimeneti feszültséget, ez a 2.1 -ben leírt paraméterekkel együtt elengedhetetlen az MPPT modul helyes beállításához. Ismernünk kell a maximális töltőáramot (Ichg) és azt is, hogy az aktuális töltést mikor tekintjük késznek (Idone).

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

Eljárás:

1. Csatlakoztasson egy DMM -et az MPPT kimenethez (DC feszültségre állítva)

2. Fordítsa el teljesen a CC és CV trimpot az óramutató járásával megegyező irányba, az MPPT trimpot teljesen az óramutató járásával ellentétes irányba

3. Csatlakoztasson egy állítható egyenáramú feszültségforrást az MPPT bemenethez, a bekapcsolás előtt állítsa nullára a feszültséget.

4. Állítsa az állítható egyenfeszültség -forrást Vmpp -re, lassan forgassa az MPPT -trimpotot az óramutató járásával megegyező irányba, amíg a kimeneti feszültség nem áll le.

5. Forgassa a CV trimpot az óramutató járásával ellentétes irányba, amíg a kívánt Vout értéket be nem állítja.

6. Zárja rövidre a kimenetet egy DMM-en keresztül (10A egyenáramra állítva). Forgassa a CC trimpotot az óramutató járásával ellentétes irányba, amíg a kívánt Ichg értéket be nem állítja.

7. A LED trimpot beállítja, hogy a LED milyen áramerősségnél változtassa meg a színét, alapértelmezés szerint 0,1 x Ichg. A beállításhoz csatlakoztasson egy terhelést, amely Idone -t ad, forgassa a LED trimpot, amíg a LED színe megváltozik.

Megjegyzés: Valójában semmi sem történik, kivéve a LED színét.

8. Az MPPT modul most be van állítva és használatra kész.

8. lépés: Átjárás, Saját tömb 1

Specifikációk:

Panel: CNC145x145-6, 4 panel sorban.

Méretek: 145x145x3mm

Értékelés: 6V / 3W panelenként. 4 panel: 24V / 12W

1. Gyűjtse össze a szükséges dolgokat.

2. A Schottky diódák és a panelcsatlakozások már a helyükön vannak.

3. Mérési beállítás az ábrán látható módon.

4. Elkezdem a Voc és az Isc mérését.

5. Ezután kicsit összezavarodom a terheléssel, hogy hozzávetőleges MPP -t kapjunk.

6. Átkonfigurálom a fix ellenállásaimat, hogy a méréseimet az MPP köré összpontosíthassam, két sorozatot készítettem, hogy megpróbáljam pontosan meghatározni a pontos MPP -t.

Eredmények:

Voc: 25.9V / Isc: 325mA

Vmpp: 20.0V / Impp: 290mA

Számított Pmpp: Vmpp x Impp = 5,8 W

Csak szórakozásból és összehasonlításból: Számított MPP; Vmpp = Voc x 0,8 = 20,7 V, Impp = Isc x 0,9 = 292mA

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

Sajnos úgy tűnik, hogy rosszul helyeztem el az Excel munkalapot, amit használtam, ezért nincsenek grafikonok vagy rögzített sorozatok ehhez a panel tömbhöz.

MPPT modul beállítása:

A következő az MPPT modul beállítása.

A Vout kiválasztásakor úgy döntöttem, hogy fel tudok tölteni egy 12 V-os Li-Ion akkumulátort, vagy csatlakoztathatom a kimenetet egy 5V/2A USB töltőmodulhoz (bemenet 7.5-28VDC).

Az MPPT modul a következő paraméterekkel lett beállítva:

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

1. A leírtak szerint „visszaállítom” a trimpotokat, csatlakoztatom a DMM -eket, és beállítom az állítható egyenfeszültségű forrást Vin = 20.0V értékre

2. Addig állítom az MPPT trimpotot, amíg a kimeneti feszültség nem áll le, majd a CV trimpot segítségével állítsam be a kimeneti feszültséget Vchg = 12,3 V -ra

3. A kimenet rövidre zárása DMM-en keresztül (10A egyenáramra állítva) A CC trimpotot Ichg = 600mA-ra állítom

4. Az ellenállás terhelésének csatlakoztatása Addig állítom a terhelést, amíg kimeneti áramot nem kapok = Idone = 100mA, majd a LED trimpotot úgy állítom be, hogy a LED csak megváltoztassa a színét.

5. A terhelés változtatása megerősíti, hogy a LED színe a kívánt módon változik. KÉSZ!

9. lépés: Eredmények - Saját tömb 2

Specifikációk:

Panel: CNC170x170-18, 6 panel párhuzamosan.

Méretek: 170x170x3mm

Értékelések: 18V / 4,5W panelenként. 6 panel: 18V / 27W

Eredmények:

Voc: 20,2V / Isc: 838mA

Vmpp: 15.6V / Impp: 821mA

Számított Pmpp: Vmpp x Impp = 12,8 W

A panel tömb a névleges teljesítménynek alig kevesebb, mint a felét biztosítja.

MPPT beállítások:

Az MPPT modul beállítása a következő paraméterekkel történt:

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

10. lépés: Eredmények - Saját tömb 3

Specifikációk:

Panel: CNC170x170-18, 4 panel párhuzamosan.

Méretek: 170x170x3mm

Értékelések: 18V / 4,5W panelenként. 4 panel: 18V / 18W

Eredmények:

Voc: 20.5V / Isc: 540mA

Vmpp: 15.8V / Impp: 510mA

Számított Pmpp: Vmpp x Impp = 8.1W

A panel tömb a névleges teljesítménynek alig kevesebb, mint a felét biztosítja.

MPPT beállítások:

Az MPPT modul a következő paraméterekkel lett beállítva:

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

11. lépés: Eredmények - My Array 3 (felhős nap)

Specifikációk:

Panel: CNC170x170-18, 4 panel párhuzamosan.

Méretek: 170x170x3mm

Értékelések: 18V / 4,5W panelenként. 4 panel: 18V / 18W

Eredmények:

Voc: 18,3V / Isc: 29mA

Vmpp: 14,2 V / Impp: 26 mA

Számított Pmpp: Vmpp x Impp = 0,37W

Ugyanaz a tömb és beállítás, mint az előző lépésben, de egyértelműen eltérő eredményekkel.

A napsütéses napon elért teljesítményhez képest teljesen világos, hogy ezek a panelek nem sokat használnak felhős időben.