Pole solárnych panelov s čínskym modulom MPPT: 11 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

Stručný popis môjho názoru na to, aby solárne panely fungovali dobre a pritom lacno…

Absolútne nezaručujem žiadny obsah, môžu to byť iba táraniny šialeného muža, v skutočnosti mám silné podozrenie, že sú …

Niektoré obrázky boli nájdené online a považuje sa za voľne použiteľné, ak nájdete obrázok chránený autorskými právami, napíšte mi.

Hodnotenie solárnych panelov nie je možné považovať len za hrubý návod, ale publikované špecifikácie sú to, čo je možné dosiahnuť v laboratórnych podmienkach s konkrétnymi zdrojmi svetla atď. V praxi nie je možné dosiahnuť tento výkon za realistických podmienok. Poskytujú však východiskový bod pri rozhodovaní, čo získať. Pokiaľ som zistil, že špecifikácie sú porovnateľné iba v rámci portfólia výrobcov, porovnanie medzi rôznymi výrobcami je najlepšia šanca.

Lacné moduly regulátorov solárnych panelov nájdete na eBay, AliExpress alebo podobných stránkach. Napriek tomu, že sú úplne odlišné, všetci tvrdia, že perfektne fungujú na optimalizáciu výkonu solárnych panelov. Bohužiaľ, nie všetci hovoria pravdu.

Keď som pred pár rokmi staval svoje prvé sústavy solárnych panelov, musel som preštudovať pomerne veľa informácií, než som konečne pochopil to, o čom teraz verím, že je pravda, samozrejme kontinuálny vývoj môže zajtra viesť k tomu, že niečo bude úplne pravdivé..

V zásade je na výber medzi regulátormi PWM a MPPT a pre solárne panely je cestou MPPT.

Regulátor MPPT sa pokúša použiť solárny panel, kde panel dodáva najväčší výkon, MPPT = Max Power Point Tracking. Akýkoľvek iný typ regulátora vám poskytne nižšiu účinnosť, pretože panel možno nevyužíva svoj plný potenciál, to platí bez ohľadu na to, či používate lacné čínske panely alebo niečo iné.

Lacný čínsky regulátor MPPT, ktorý používam, je úplne základný, nastavíte napätie MPP a regulátor sa ho tam snaží udržať. Pokročilejšie regulátory budú pravidelne vykonávať „ťah“, aby našli MPP (kde je krivka plochá). Lacné sú vhodné pre jednoduché projekty, ale ak chcete zo svojich panelov vytlačiť každý kúsok šťavy, nemôžete na tom šetriť-a ako bonus navyše môžete všetko zavesiť bez toho, aby ste si prečítali tento „návod“…

Krok 1: Zhromaždite svoje zdroje

Ďalej dole robím krátku prechádzku po schodoch, ktoré som urobil, akési turorial-ish.

Budete potrebovať nasledujúce.

- Solárne panely (používam veľa lacných čínskych panelov od Aliho, zapojených do polí)

- modul MPPT (používam lacné čínske moduly od Ali)

- Schottkyho diódy (1 na solárny panel)

- Výkonové odpory, pevné hodnoty (používam mix 10, 33, 47, 120, 330 ohmov, hodnotené 3/4/5/9/10W)

- Rezistor s premenlivým výkonom (používam posuvný odpor 100 ohmov/2A)

- DMM, odporúčam 2, jeden na meranie jednosmerného napätia a jeden na meranie jednosmerného prúdu

- Nastaviteľný zdroj jednosmerného napätia

- Káble

- Pivo, za dobrého počasia ich možno bude potrebovať veľa

Krok 2: Stanovte plánované použitie

Aké je plánované použitie vašich solárnych panelov?

Aké je požadované výstupné napätie z MPPT mpdule?

V mojom prípade mám niekoľko veľmi podobných použití.

Pole 1 - Prenosná nabíjačka mobilných telefónov používaná pri turistike a skautingu (cieľové napätie 12,3 V)

Pole 2 - Nabíjanie batérie vlečného motora pre malý veslársky čln (12 stôp) (cieľové napätie 13,6 V)

Pole 3 - Nabíjanie štartovacej batérie pre malý (15 stôp) motorový čln (Cieľové napätie 13,6 V)

Krok 3: Pripojte solárne panely k poliam

V závislosti od vášho použitia môže byť potrebné pripojiť panel sériovo alebo paralelne, možno dokonca aj v ich kombináciách, aby sa dosiahli potrebné volty/ampéry.

Začnem spájkovaním Schottkyho diód na mieste a potom spojovacími káblami medzi panelmi na vytvorenie polí. Schottkyho diódy sú potrebné, pretože panely sa mierne líšia a nechcem plytvať energiou spätným napájaním panelov.

Pole 1: CNC145x145-6, Star Solar. 4 panely zapojené do série.

Pole 2: CNC170x170-18, Star Solar. 6 panelov spojených paralelne.

Pole 3: CNC170x170-18, Star Solar. 4 panely spojené paralelne.

Krok 4: Pripravte náplň

Spájkoval som odpory s pevným výkonom v sérii, pričom konce štítkov boli dlhé, čo umožňuje rýchle nastavenie pevného zaťaženia pohybom svoriek aligátora.

Rezistor s premenlivým výkonom je zapojený do série s pevnými odpormi.

Krok 5: Prípravy

Počkajte deň s jasnou oblohou, dokonca aj najmenší oblak ovplyvní vašu spotrebu piva.

Umiestnite pole na slnko a uistite sa, že žiadne časti nie sú zatienené.

Samozrejme, ak máte iba jeden panel, urobia sa na to rovnaké merania.

Poznámka: Zamračené podmienky výrazne ovplyvňujú dosiahnuteľný výkon, predpokladám, že lepších panelov sa bude pravdepodobne týkať menej ako tých lacných, ktoré mám.

Dajte si pivo a vychutnajte si chvíľu život, v prípade potreby si pripravte druhé pivo.

Krok 6: Meranie parametrov panelu

Tieto kroky sú dosť dôležité, pokiaľ nepoužívate nejaký efektný samokalibračný ovládač MPPT, ktorým nie som …

Poď do toho

Pre každé pole solárnych panelov meriam parametre nižšie.

1. Pripojte DMM (nastavený na jednosmerné napätie) cez pripojenia poľa, zmerajte a zapíšte napätie (Voc). Voc = _V

2. Ďalej pripojte DMM (nastavený na DC prúd 10A) medzi spojeniami poľa, zmerajte a zapíšte si prúd (Isc). Isc = _A

3. Vykonajte pár rýchlych meraní, aby ste určili približný MPP (Max Power Point).

3a. Pripojte DMM (jednosmerné napätie) k spojeniam poľa a ďalší DMM (jednosmerný prúd) do série so záťažou.

3b. Zapíšte si namerané napätie a prúd pri zmene záťaže.

3c. Vypočítaním výkonu pre každý registrovaný merací bod (P = V x I) môžeme rýchlo určiť približný maximálny výkonový bod. Približne MPP: _V

3d. Alternatívny (rýchly a špinavý) spôsob, ako získať približnú MPP, je vypočítať;

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

4. Vyberte vhodné body pripojenia pre pevné odpory, ktoré umožnia zamerať meranie okolo MPP (od 3c). Pri zapisovaní napätí a prúdov pomaly upravujte variabilný odpor.

Snažím sa zamerať na skoky 0,1 V medzi meraniami.

5. Zopakujte výpočet výkonu vyššie a určte Vmpp a Impp (kde je maximálny výkon).

6. Mohlo by byť zaujímavé sledovať, ako je nameraný MPP v porovnaní s vypočítaným MPP;

Namerané MPP; Vmpp = _V, Impp = _A

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

7. V tejto chvíli je možné len tak pre zaujímavosť vypočítať faktor plnenia, FF = (Vmpp x Impp) / (Voc x Isc)

Krok 7: Upravte modul MPPT tak, aby vyhovoval vašim potrebám

Vyššie sme vybrali požadované výstupné napätie, ktoré spolu s parametrami odvodenými v bode 2.1 budú nevyhnutné pre správne nastavenie modulu MPPT. Potrebujeme tiež poznať maximálny nabíjací prúd (Ichg) a pri ktorom sa súčasné nabíjanie považuje za ukončené (Idone).

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

Postup:

1. Pripojte DMM k výstupu MPPT (nastavte na jednosmerné napätie)

2. Otočte trimovacie strmene CC a CV úplne v smere hodinových ručičiek, otáčajte trimprom MPPT úplne proti smeru hodinových ručičiek

3. Pripojte nastaviteľný zdroj jednosmerného napätia na vstup MPPT, pred zapnutím nastavte napätie na nulu.

4. Nastavte nastaviteľný zdroj jednosmerného napätia na Vmpp, pomaly otáčajte trimrom MPPT v smere hodinových ručičiek, kým sa výstupné napätie prestane zvyšovať.

5. Otáčajte trimrom CV proti smeru hodinových ručičiek, kým nie je nastavený požadovaný Vout.

6. Skratujte výstup cez DMM (nastavené na prúd DC 10A). Otáčajte trimrom CC proti smeru hodinových ručičiek, kým nenastavíte požadovaný Ichg.

7. LED trimpot nastavuje, pri akom prúde LED zmení farbu, štandardne je 0,1 x Ichg. Ak chcete nastaviť, pripojte záťaž, ktorá dáva Idone, otáčajte trimrom LED, kým LED nezmení farbu.

Poznámka: V skutočnosti sa nič nestane, okrem zmeny farby LED diódy.

8. Modul MPPT je teraz nastavený a pripravený na použitie.

Krok 8: Procházka, Moje pole 1

Technické údaje:

Panel: CNC145x145-6, 4 panely v sérii.

Rozmery: 145 x 145 x 3 mm

Hodnotenie: 6V / 3W na panel. 4 panely: 24V / 12W

1. Zhromaždite potrebné veci.

2. Schottkyho diódy a panelové pripojenia sú už na mieste.

3. Nastavenie merania podľa obrázku.

4. Začnem meraním Voc a Isc.

5. Ďalej sa trochu pohrávam so záťažou, aby som získal približné MPP.

6. Prekonfigurujem svoje pevné odpory, aby som mohol zamerať svoje merania na MPP, urobil som dve série, aby som sa pokúsil presne určiť MPP.

Výsledky:

Voc: 25,9 V / Isc: 325 mA

Vmpp: 20,0V / Impp: 290mA

Vypočítané Pmpp: Vmpp x Impp = 5,8 W

Len pre zaujímavosť a porovnanie: Vypočítané MPP; Vmpp = Voc x 0,8 = 20,7 V, Impp = Isc x 0,9 = 292 mA

Faktor plnenia: FF = (Vmpp x Impp) / (Voc x Isc) = 0,69

Bohužiaľ sa zdá, že som nesprávne umiestnil pracovný hárok programu Excel, ktorý som používal, takže pre toto pole panelov neexistujú žiadne grafy ani zaznamenané série.

Úprava modulu MPPT:

Ďalej sú to úpravy modulu MPPT.

Pri výbere Vout som sa rozhodol, že môžem buď zdieľať 12 V Li-Ion batériu, alebo zapojiť výstup do nabíjacieho modulu 5V/2A USB (vstup 7,5-28VDC).

Modul MPPT bol upravený pomocou nasledujúcich parametrov:

Vin = 20,0 V / Vout = 12,3 V / Ichg = 600 mA / Idone = 100 mA

1. Resetujem trimpoty podľa popisu, pripojím svoje DMM a nastavím svoj nastaviteľný zdroj jednosmerného napätia na Vin = 20,0V.

2. Nastavujem trimp MPPT, kým sa výstupné napätie len tak nezastaví, potom pomocou trimra CV nastavte výstupné napätie na Vchg = 12,3V.

3. Skratovanie výstupu cez DMM (nastavené na DC prúd 10A) Upravím CC trimpot na Ichg = 600mA

4. Pripojením záťaže rezistora nastavujem záťaž, kým nedosiahnem výstupný prúd = Idone = 100mA, potom upravím trimp LED tak, aby LED len zmenila farbu.

5. Zmena zaťaženia potvrdzuje, že dióda LED mení farbu podľa plánu. HOTOVÝ!

Krok 9: Výsledky - Moje pole 2

Technické údaje:

Panel: CNC170x170-18, 6 panelov súbežne.

Rozmery: 170 x 170 x 3 mm

Hodnotenie: 18V / 4,5W na panel. 6 panelov: 18V / 27W

Výsledky:

Voc: 20,2 V / Isc: 838 mA

Vmpp: 15,6V / Impp: 821mA

Vypočítané Pmpp: Vmpp x Impp = 12,8 W

Pole panelov dodáva mierne menej ako polovicu menovitého výkonu.

Úpravy MPPT:

Modul MPPT bol upravený pomocou nasledujúcich parametrov:

Vin = 15,6 V / Vout = 13,6 V / Ichg = 850 mA / Idone = 100 mA

Krok 10: Výsledky - Moje pole 3

Technické údaje:

Panel: CNC170x170-18, 4 panely súbežne.

Rozmery: 170 x 170 x 3 mm

Hodnotenie: 18V / 4,5W na panel. 4 panely: 18V / 18W

Výsledky:

Voc: 20,5 V / Isc: 540 mA

Vmpp: 15,8V / Impp: 510mA

Vypočítané Pmpp: Vmpp x Impp = 8,1 W

Pole panelov dodáva mierne menej ako polovicu menovitého výkonu.

Úpravy MPPT:

Modul MPPT bol upravený pomocou nasledujúcich parametrov:

Vin = 15,8 V / Vout = 13,6 V / Ichg = 550 mA / Idone = 100 mA

Krok 11: Výsledky - My Array 3 (zamračený deň)

Technické údaje:

Panel: CNC170x170-18, 4 panely súbežne.

Rozmery: 170 x 170 x 3 mm

Hodnotenie: 18V / 4,5W na panel. 4 panely: 18V / 18W

Výsledky:

Voc: 18,3 V / Isc: 29 mA

Vmpp: 14,2V / Impp: 26mA

Vypočítané Pmpp: Vmpp x Impp = 0,37 W.

Rovnaké pole a nastavenie ako v predchádzajúcom kroku, ale s jasne odlišnými výsledkami.

V porovnaní s dosiahnutým výkonom za slnečného dňa je celkom zrejmé, že tieto panely nebudú v oblačných podmienkach veľmi užitočné.