Ania ti MPPT?

Isu nga adtoy ti nakakatkatawa a napasamak idi napan a Martes. Agkapeak idi ken ni Dave manipud iti procurement team-mi (ammom, ti lalaki a kanayon nga agreklamo maipapan kadagiti lead time ti supplier), ket dinamagnak: "Ania amin daytoy nga MPPT stuff nga itultuloymo nga itultuloy kadagiti miting ti R&D?"

Fair question, talaga. Ibellengtayo dagitoy nga acronym iti aglawlaw a kasla confetti iti kasar, ngem kaaduan a tattao iti ruar ti bula ti inhenieria ket awan a pulos ti pakakitaan no ania ti pagsasaritaantayo.

Ti MPPT ket itakderanna ti Maximum Power Point Tracking. Ket saan, iti laksid no ania ti uni ti dadduma a broshur ti panaglako, saan a sumagmamano a mahiko a nangisit a kahon ti basta "mangpasayaat kadagiti solar panel-mo." Aktual a medio diretso dayta apaman a malabsam ti makapabuteng a nagan.

Husto, isu nga iladawan daytoy. Adda solar panel-mo a nakatugaw iti atepmo. Kasla umdas a simple – ti lawag ti init ti mangdungpar iti dayta, rummuar ti koriente, job done. Malaksid a saan unay a kasta ti kinasimplena, saan kadi?

Karkarna dagiti solar panel. Saanda laeng nga ikkannaka iti kanayon a kaadu ti pannakabalin aniaman ti aramidem kadakuada. Ti boltahe ken koriente a pataudenda ket agbaliw maibatay no ania a karga ti ikonektam kadakuada, ket ditoy ti kicker: adda laeng MAYSA nga espesipiko a kombinasion ti boltahe ken koriente a pakagun-odam iti kangatuan a posible a bileg manipud iti dayta a panel.

Awagantayo daytoy iti Maximum Power Point, wenno MPP. Catchy name, ammok.

Ita, kanayon nga aggargaraw daytoy a punto. Ulep ti lumabas iti ngato? MPP ti aggaraw. Panagbalbaliw ti temperatura? MPP ti aggaraw. Panel gets medyo natapok? Napagtengmo, aggaraw ti MPP. Kasla padpadasem a danog ti aggargaraw a puntiria bayat a nabedbedan ti mata.

Daytoy ti inladawan ni Sarah (ti lead system designer-tayo – nasaririt a babai, nakaam-amak a panagraman iti kape) iti maysa a kliyente idi napan a bulan: "Iladawam nga ikagkagumaam a punnuen ti balde iti danum, ngem agtultuloy nga agbaliwbaliw ti presion ti gripo, ken kasapulam a kanayon nga i-adjust no kasano ti kaadayo ti pananglukatmo iti balbula tapno magun-odmo ti kasayaatan a rate ti panagayus." Saan a perpekto, ngem nagun-odna ti punto.

Sakbay a nagbalin ti MPPT a pagalagadan – pagsasaritaantayo ti tengnga ti dekada 1990 ditoy – kaaduan nga instalasion ti init ket nagusar iti awagantayo a PWM controllers. Ti PWM ket itakderanna ti Pulse Width Modulation, a maysa laeng a magarbo a wagas a mangibaga a talaga a napartak nga iddepen ken iddepen ti koneksion ti panel ken bateriam tapno makontrol ti panagkarga.

Ti parikut? Dagiti PWM controller kangrunaanna a guyodenda ti boltahe ti panel-mo nga agpababa tapno maitunos iti boltahe ti bateria. Isu a no addaanka iti 36V solar panel ken 12V a bateria, basta... ibellengmo ti dakkel a paset dayta a boltahe. Kasla gumatang iti sports car ket pulos laeng nga agmaneho iti dayta iti first gear. Sigurado, agtrabaho dayta, ngem ania ti nadara a punto?

Aktual nga adda pay laeng maysa kadagitoy a kadaanan a PWM units a nakatugaw iti garahek manipud iti proyekto nga inaramidmi idi pay 2009. Nasayaat a paperweight itan.

MPPT

Ti maysa nga MPPT controller ket pundamental a naiduma. Imbes a basta ibellengna ti boltahe ti panelmo agingga iti lebel ti bateria, agus-usar daytoy iti DC-DC a converter (panunotem daytoy a kas maysa nga elektroniko a kahon ti gear) tapno aktual a mabaliwan dayta a nangatngato a boltahe iti ad-adu a koriente iti nababbaba a boltahe ti bateria.

Ania ti physics bit, ngem ikarik a pagtalinaedek nga ababa: Bileg=Boltahe × Agdama. Isu a no addaanka iti 36V iti 3A manipud iti panel-mo (108W), ti MPPT controller ket mabalinna a pagbalinen dayta iti agarup 12V iti 9A (108W met, minus ti sumagmamano a pannakapukaw). Magun-odmo ti MAYMAYSA a bileg, iti laeng sabali a porma nga aktual a mausar ti bateria.

Ngem agurayka, adda pay! (Adu unay ti buybuyaek nga infomercials)

Ti MPPT controller ket saan laeng nga aramiden daytoy a panagbalbaliw iti maminsan ken awagan daytoy iti inaldaw. Kanayon a rukodenna ti output ti panel, i-tweak-na ti load nga idatagna iti panel, rukodenna manen, ken agtultuloy nga ag-adjust tapno masarakan dayta nasam-it a lugar – ti Maximum Power Point – a sadiay ket mangikkat iti absolute most power a posible manipud iti panel-mo iti aniaman a naited a kanito.

Pinulpullo a daras nga ar-aramidenna daytoy a panagsala iti kada segundo. Iti intero nga aldaw, inaldaw.

Ita ditoy ti agbalin a makapainteres, ken no sadino a dagiti kompania a kas kadatayo ket mangbusbos iti adu unay a panawen nga agsusupiat kadagiti miting ti teknikal a panangrepaso.

Adda dagiti karga dagiti nadumaduma nga algoritmo para iti panangsurot ti MPP:

Mangriribuk ken Agpaliiw (P&O) .– Daytoy ti daan a mapagtalkan. Iduron ti controller ti operating point iti maysa a direksion, kitaenna no ngimmato wenno bimmaba ti koriente, sa iduronna manen maitunos iti dayta. Simple, epektibo, ngem mabalin nga agtayyek iti aglawlaw ti MPP a kas iti nabartek a mangikagkagumaan a mangbirok iti keyhole. Usarenmi daytoy iti Model S-150 series-mi gapu ta napaneknekan ken nalaka nga implementaren.

Inkremental a Konduktansia– Ad-adda nga elegante iti matematika, ad-adda kano nga umiso. Iti kinapudnona? Diak pay pulos nakita a dramatiko a nasaysayaat ti panagaramidna ngem ti P&O kadagiti pudno-lubong a kasasaad, iti laksid ti kuna dagiti akademiko a papeles. Sinubokmi ti agsumbangir-by-side iti tallo a bulan idi napan a kalgaw (Hunio agingga iti Agosto 2022), ken ti nagdumaan ti panagani ti enerhia ket basbassit ngem 2%. Saan a maikari ti ekstra a panagproseso nga overhead para iti kaaduan nga aplikasion.

Fraksional nga Open Circuit nga Boltahe– Mangala ti pattapatta a naibatay iti open-circuit voltage ti panel. Napartak ngem saan unay nga umiso. Dadduma kadagiti nalaka nga Chinese units ti agus-usar iti daytoy, ken maibagam – umdas dagitoy ngem saan a naindaklan.

Kalpasanna, nagun-odmon amin dagiti magarbo a baro a pamay-an – neural network, fuzzy logic, sliding mode control. Ket kitaem, siguradoak nga addaanda iti lugarda kadagiti research lab ken niche applications, ngem para iti 95% kadagiti instalasion? Nasayaat laeng ti aramiden ti P&O.

Ni Tom manipud iti departamentomi iti panaglako ket agtultuloy nga idurduronnakami a mangipatungpal ti "AI-powered MPPT" para iti buzz factor. Itultuloymi nga ibaga kenkuana a dagiti neural network ket saan a makaanay para iti daytoy nga aplikasion ken mangnayon laeng iti gastos ken kinarikut nga awan ti pudno a pagimbagan. Daytoy nga argumento ket agtultuloy sipud pay idi Oktubre. Mangipatulod iti tulong.

MPPT

"Ngem kasano a nasaysayaat ti IS?" - Kada. Agmaymaysa. Kliente. Taripnong.

Sige, isu nga adda ditoy ti sumagmamano nga aktual a numero manipud kadagiti field tests nga intaraymi iti intero a 2022:

Kadagiti instalasionmi idiay abagatan nga Espania (rehion ti Málaga, no usiusoka), nakitami:

MPPT vs PWM: 25-30% nga ad-adu nga enerhia ti naapit iti promedio

Kasayaatan a panagrang-ay: 45% (daytoy ket idi Disiembre nga addaan iti paset a panaglinong)

Kadaksan a panagrang-ay: 15% (tengnga-kalgaw, nalawag nga aldaw, no uray ti PWM ket medio nasayaat ti panagtrabahona)

Kadakkelan ti panagrang-ay no:

Nangatngato nga amang ti boltahe ti panel-mo ngem ti boltahe ti bateria

Adda partial shading-mo

Adu ti nagdudumaan ti temperatura

Adda dagiti di agpapada a panel iti array

Kabassitan no ideal ti amin – a kangrunaanna ket saan a pulos iti pudno a lubong.

Saanka a mauma iti naan-anay a diagrama ti sirkito, ngem ditoy ti kangrunaan a topolohia:

Kaaduan kadagiti kontrolador ti MPPT ket agus-usar ti buck converter (addang-baba), boost converter (addang-ngato), wenno buck-boost converter (mabalin nga aramiden dagitoy a dua) a kas ti tukad ti bilegda. Gagangay a mapantayo iti buck topology gapu ta kaaduan a solar panel ket nangatngato ti boltaheda ngem dagiti bateria a kargaanda.

Ti benneg ti panangtengngel ket kadawyan nga addaan iti:

Maysa a microcontroller (usarenmi ti STM32 series iti premium line-mi) .

Sensor ti boltahe ken koriente

Dagiti sensor ti temperatura (para iti panel, bateria, ken controller a mismo) .

Sumagmamano a kita ti user interface (LCD screen, Bluetooth, aniaman) .

Dayta a talaga. Ti mahika ket adda amin iti software – ti algorithm a mangikeddeng no kasano nga i-adjust ti operating point.

Ti baro a Model X-300-tayo nga irugitayo inton sumaruno a bulan (opisyal nga anunsio iti SolarTech Expo idiay Amsterdam inton Marso 8th – umayka ag-hi no addaka sadiay!) ket agus-usar iti dual-core processor tapno makapataraytayo iti safety monitoring nga agwaywayas manipud iti MPPT algorithm. Bit overkill kadi? Siguro. Ngem kalpasan dayta a pasamak a ti yunit ti makisalip ket nauram idiay Australia idi napan a tawen (saan a manginaganan kadagiti nagan, ngem nalabit nangngegyo ti maipapan iti dayta), saantayo nga ag-chance.

"Ti MPPT ket mangted kenka iti ad-adu a bileg manipud kadagiti panelmo".– Saan.Ti panel-mo ket mangpataud iti pataudenna a naibatay iti lawag ti init. Siguraduen laeng ti MPPT nga URASMO amin dayta a magun-odan a bileg imbes a sayangen dayta.

"Saanmo a kasapulan ti MPPT kadagiti babassit a sistema".- Basura. Uray ti bassit a sistema ket magunggonaan. Sigurado, ti absoluto a ganansia ti enerhia ket basbassit, ngem porsiento-wise ket isu met laeng.

"Ti MPPT ket para laeng kadagiti sistema ti grid-tie".– Di umiso met. Nasayaat ti panagtrabahona para iti panagkarga iti bateria, nga aktual a pakakitaantayo iti kaaduan a paglakuantayo.

"Amin dagiti kontrolador ti MPPT ket kangrunaan nga agpapada".– Ha! Ibagam dayta iti engineering team. Busbosenmi ti adu a bulan a mang-optimize iti kinaepisiente, panangtarawidwid iti pudot, kinamapagtalkan. Ngem aminek, iti gagangay nga agus-usar, ti £50 nga Chinese unit ken ti £400 a controller-tayo ket mabalinkaslaagpada ti. Agingga a mapaay ti nalaka kalpasan ti innem a bulan, kayatna a sawen.

Kitaem, ilakok kano kadagiti produktomi, ngem bay-am nga agpudnoak (dimo ibaga iti bossko a imbagak daytoy):

No addaanka iti bassit unay a sistema (iti sidong ti 50W), ababa a panagtaray ti kable, ti boltahe ti panelmo ket asideg a maitunos iti boltahe ti bateria, ken nailet ti badyetmo – mabalin a nasayaat ti PWM. Mangibatika iti sumagmamano nga enerhia iti lamisaan, ngem no dadduma dayta ket maawat a panagtagilako-off.

Adda maysa a kustomermi idi napan a tawen a kayatna a paandaren ti bassit nga estasion ti paniempo iti Scottish Highlands. 20W panel, 12V a bateria, £30 a badyet. Inrekomendak ti nalaka a PWM controller. Ginatangna ti MPPT unit mi uray kaskasano ta "kayatna ti kasayaatan." Fair enough, kuartana dayta, ngem ti ROI iti dayta a desision ket nalabit saan a pulos.

Sadino ti papanan daytoy a teknolohia? Bueno, makitkitatayo ti sumagmamano nga uso:

Naiwaras nga MPPT– Imbes a maysa a dakkel a controller para iti sibubukel nga array, babbabassit nga optimizers iti tunggal panel. Nasaysayaat para iti shading, ngem mangnayon iti gastos ken kinarikut. Agdama a subokenmi dagitoy iti maysa a pilot project idiay Norway.

Koneksion ti ulep– Kayat ti tunggal maysa ti solar controller-da a makisarita iti smartphone-da. Sigurado, apay a saan. Ti app-mi ket talaga a medio disente, uray no ibagak a mismo. Mabalinmo a makita ti pudno-panawen a panagaramid, historikal a datos, ken daytoy ket mangipakaammo kenka no adda ti biddut. Induronmi ti maysa nga update idi napan a lawas a mangtarimaan ti kasasaad ti bateria-ti-pattapatta ti panagkarga – daytoy ket agbasbasa iti agarup a 5% nga optimistiko unay sakbayna.

Nasaysayaat nga algorithm– Daytoy ti personal nga obsession-ko. Nagtrabahoak iti maysa a prediktib nga algoritmo nga agus-usar ti datos ti panagpalpalawag ti paniempo tapno pre-emptively a mangbalbaliw kadagiti parametro ti panagsurot. Agtrabaho kadi dayta? No dadduma. Maitutop kadi dayta a panagregget? Rummuar pay laeng ni Jury.

MPPT

Nabayagen nga ar-aramidek daytoy tapno maammuan dagiti gagangay a biddut:

Umiso ti kadakkelna– Dika gumatang iti 60A MPPT controller para iti 10A panel. Masayang dayta. Kasta met, dikay tagibassiten ti kadakkelna a mangipagarup a makaurnongkayo iti kuarta. Madadaelmo laeng dayta inton di maliklikan nga inayonmo ti ad-adu pay a panel inton agangay.

Pagtalinaedem a nalamiis– Dagitoy a banag ket mangpataud iti pudot. Dimo ikabil dayta iti naserraan a kahon iti direkta a lawag ti init. Wen, talaga nga aramiden daytoy dagiti tattao. Saan, diak maawatan no apay.

Sensor ti temperatura ti bateria– Usaren dayta! Ti boltahe ti panagkarga ket rumbeng a temperatura-mabayadan. Ti temperatura ti siled ken ti tengnga ti Sahara ket kasapulan ti nadumaduma a boltahe.

Panagpadakkel ti kable– Magun-odtayo ti SO adu nga awag maipapan kadagiti controller a saan nga agtartrabaho a nasayaat, ken dandani kanayon a kurang ti kadakkelna a kable ti pakaigapuan ti panagbaba ti boltahe. Usaren ti nadara a cable sizing calculator iti website-tayo.

Napateg dagiti setting– Konserbatibo dagiti default settings. Basaen ti manual (ammok, makapakigtot a singasing) ken i-configure dayta para iti espesipiko a kita ti bateria.

Gapuna, ania ti MPPT? Daytat’ kangrunaanna a nasirib nga elektroniko a matchmaker a mangipasigurado nga agtitinnulong ti solar panel ken bateriayo agingga a mabalin, a kanayon a makibagay kadagiti agbaliwbaliw a kasasaad tapno maipis-it ti tunggal posible a watt manipud iti setup-yo.

Maitutop kadi dayta? Para iti kaaduan nga instalasion, naan-anay. Ti ekstra a gastos ti MPPT controller iti PWM ket agbayad iti bagina iti immadu a panagapit iti enerhia iti uneg ti maysa wenno dua a tawen.

Naidumdumatayo kadi gapu ta ilakotayo dagitoy? Sigurado. Ngem mamatikami met kadakuada, ta no saan, saanmi koma a binusbos ti naudi a 15 a tawen a mangpapintas iti teknolohia ken mangbangon iti makuna a sumagmamano kadagiti kasayaatan nga MPPT controller iti merkado. (Ket wen, ammok a kasta ti kuna ti tunggal kompania, ngem talaga a kasta ti kompaniami. Labanannak.)

Anyway, no adda saludsodyo, i-drop-yo iti comments wenno i-shoot-nak iti email. Wenno nasaysayaat pay, matiliwnak iti Amsterdam expo inton Marso. Siakto ti uminum iti adu unay a kape ken mangilawlawag iti MPPT iti asinoman a dumngeg.

Oh, ken napartak a plug – iparis ti MPPT-yo iti...ioniko nga lithium nga bateriano kabaelam. Ti napartak a panagkarga a kababalin talaga a bay-anna ti kontrolador nga agtrabaho a siuumiso bayat dagiti ababa nga aldaw ti kalam-ekna. Nasubokmi daytoy a combo sipud pay idi napan a tawen ken dagiti efficiency gains ket sipupudno a maikari a dakamaten.