El controlador solar MPPT es un producto mejorado del controlador de carga y descarga solar tradicional. El principio básico del controlador MPPT es el seguimiento del punto de máxima potencia. Puede detectar el voltaje de salida de los paneles solares en tiempo real, rastrear el valor VI máximo y hacer que el sistema cargue la batería a la máxima potencia de salida. El controlador MPPT es el cerebro del sistema fotovoltaico, coordinando el trabajo de los paneles solares, baterías y cargas.

La relación entre la potencia máxima que pueden producir las células solares y el medio ambiente es compleja. El factor de forma se define como la relación entre la potencia máxima de la celda solar y el producto de la tensión de circuito abierto Voc y la corriente de cortocircuito Isc. En la mayoría de las aplicaciones, FF, Voc e Isc se pueden utilizar para aproximar las características eléctricas de la celda fotovoltaica en condiciones generales.

En determinadas condiciones de funcionamiento, la batería tendrá un punto de trabajo, y el producto de su corriente (I) por su tensión (V) (potencia eléctrica) será el valor máximo. Este valor corresponde a una resistencia específica, que según la ley de Ohm es igual a V / I. La potencia se puede calcular usando P = V * I. En el rango de aplicación principal de las células fotovoltaicas, se pueden aproximar como fuentes de corriente constante. Sin embargo, entre el voltaje y la corriente de la celda fotovoltaica, existe una función similar a una función exponencial. Según la teoría básica de circuitos y cálculos, cuando la pendiente de la curva I-V (dI/dV) y la relación de I/V son iguales, de signo opuesto, dP/dV = 0, la potencia de salida es el valor máximo. Esta posición es el punto de máxima potencia (MPP), correspondiente al punto de inflexión de la curva.

Si la resistencia de carga de una celda solar es R = V/I, que es el recíproco del valor anterior, puede generar la máxima potencia de la celda solar. A veces, este valor también se denomina "impedancia característica" de la celda solar, que es un valor dinámico relacionado con la luz solar, la temperatura y la vida útil de la celda solar. Si la resistencia es menor o mayor que este valor, la potencia extraída será menor que la potencia máxima, por lo que la celda solar no funcionará en las condiciones más ideales y eficientes. El seguimiento del punto de máxima potencia utiliza varias resistencias de control o lógica diferentes para encontrar el punto de máxima potencia, lo que permite que el convertidor extraiga la máxima potencia de la celda solar.

Para cargar la batería, el voltaje de salida del panel solar debe exceder el voltaje actual de la batería. Si el voltaje del panel solar es más bajo que el voltaje de la batería, la corriente de salida será cercana a 0. Por lo tanto, por razones de seguridad, el voltaje pico (Vpp) del panel solar se establece en aproximadamente 17 V cuando se fabrica. , en un ajuste estándar cuando la temperatura ambiente es de 25°C. Cuando hace mucho calor, el voltaje máximo Vpp del panel solar cae a aproximadamente 15 V, pero en clima frío, el voltaje máximo Vpp de la energía solar puede alcanzar los 18 V.

Ahora, comparemos las diferencias entre el controlador solar MPPT y el controlador solar tradicional. Los controladores de carga y descarga solares tradicionales son como cajas de cambios manuales. Cuando aumenta la velocidad del motor, si la posición del engranaje de la caja de cambios no aumenta en consecuencia, inevitablemente afectará la velocidad del vehículo. Sin embargo, para los controladores solares MPPT, los parámetros de carga se configuran antes de salir de fábrica. Es decir, el controlador MPPT puede rastrear el punto de máxima potencia del panel solar en tiempo real, ejerciendo así la máxima eficiencia del panel solar. Cuanto mayor sea el voltaje, más potencia se puede emitir a través del seguimiento de potencia máxima, lo que mejora la eficiencia de carga. En teoría, el sistema de generación de energía solar que utiliza controladores MPPT será un 50 % más eficiente que los controladores tradicionales, pero según nuestras pruebas reales, debido a las influencias ambientales y diversas pérdidas de energía, la eficiencia final también puede aumentar entre un 20 % y un 30 %. .

En este sentido, el controlador de carga solar MPPT finalmente reemplazará al controlador solar tradicional.

La función principal del controlador MPPT es detectar el voltaje de CC y la corriente de salida del circuito principal, calcular la potencia de salida de la matriz solar y realizar el seguimiento del punto de máxima potencia. La resistencia de perturbación R y el MOSFET están conectados en serie. Bajo la condición de que el voltaje de salida sea básicamente estable, al cambiar la relación de trabajo del MOSFET, se puede cambiar la corriente promedio a través de la resistencia, generando así una perturbación de corriente. Al mismo tiempo, la corriente de salida y el voltaje de la celda fotovoltaica también cambiarán. Al medir el cambio en la potencia de salida y el voltaje de la celda fotovoltaica antes y después de la perturbación, se determina la dirección de la siguiente perturbación. Cuando la dirección de perturbación es correcta, la potencia de salida del panel solar aumenta y el siguiente período continúa perturbando en la misma dirección. De lo contrario, molestar en la dirección opuesta. De esta forma, la perturbación y la observación se repiten para hacer que la salida del panel solar alcance el punto de máxima potencia.

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