Le contrôleur solaire MPPT est un produit amélioré du contrôleur de charge et de décharge solaire traditionnel. Le principe de base du contrôleur MPPT est le suivi du point de puissance maximale. Il peut détecter la tension de sortie des panneaux solaires en temps réel, suivre la valeur VI maximale et faire en sorte que le système charge la batterie à la puissance de sortie maximale. Le contrôleur MPPT est le cerveau du système photovoltaïque, coordonnant le travail des panneaux solaires, des batteries et des charges.

La relation entre la puissance maximale que les cellules solaires peuvent produire et l'environnement est complexe. Le facteur de forme est défini comme le rapport de la puissance maximale de la cellule solaire au produit de la tension en circuit ouvert Voc et du courant de court-circuit Isc. Dans la plupart des applications, FF, Voc et Isc peuvent être utilisés pour approximer les caractéristiques électriques de la cellule photovoltaïque dans des conditions générales.

Dans certaines conditions de fonctionnement, la batterie aura un point de fonctionnement et le produit de son courant (I) et de sa tension (V) (puissance électrique) sera la valeur maximale. Cette valeur correspond à une résistance spécifique qui, selon la loi d'Ohm, est égale à V / I. La puissance peut être calculée à l'aide de P = V * I. Dans le domaine d'application principal des cellules photovoltaïques, elles peuvent être assimilées à des sources de courant constant. Cependant, entre la tension et le courant de la cellule photovoltaïque, il existe une fonction similaire à une fonction exponentielle. Selon la théorie de base des circuits et du calcul, lorsque la pente de la courbe I-V (dI/dV) et le rapport I/V sont égaux, de signe opposé, dP/dV = 0, la puissance de sortie est la valeur maximale. Cette position est le point de puissance maximale (MPP), correspondant au point d'inflexion de la courbe.

Si la résistance de charge d'une cellule solaire est R = V/I, qui est l'inverse de la valeur ci-dessus, elle peut produire la puissance maximale de la cellule solaire. Parfois, cette valeur est également appelée "impédance caractéristique" de la cellule solaire, qui est une valeur dynamique liée à la lumière du soleil, à la température et à la durée de vie de la cellule solaire. Si la résistance est inférieure ou supérieure à cette valeur, la puissance extraite sera inférieure à la puissance maximale, de sorte que la cellule solaire ne fonctionnera pas dans les conditions les plus idéales et les plus efficaces. Le suivi du point de puissance maximale utilise plusieurs résistances de contrôle ou logiques différentes pour trouver le point de puissance maximale, permettant au convertisseur d'extraire la puissance maximale de la cellule solaire.

Pour charger la batterie, la tension de sortie du panneau solaire doit dépasser la tension actuelle de la batterie. Si la tension du panneau solaire est inférieure à la tension de la batterie, le courant de sortie sera proche de 0. Par conséquent, pour des raisons de sécurité, la tension de crête (Vpp) du panneau solaire est fixée à environ 17V lors de sa fabrication. , à un réglage standard lorsque la température ambiante est de 25°C. Lorsqu'il fait très chaud, la tension de crête Vpp du panneau solaire chute à environ 15V, mais par temps froid, la tension de crête Vpp de l'énergie solaire peut atteindre 18V.

Maintenant, comparons les différences entre le contrôleur solaire MPPT et le contrôleur solaire traditionnel. Les contrôleurs de charge et de décharge solaires traditionnels sont comme des boîtes de vitesses manuelles. Lorsque le régime moteur augmente, si la position de rapport de la boîte de vitesses n'augmente pas en conséquence, cela affectera inévitablement la vitesse du véhicule. Cependant, pour les régulateurs solaires MPPT, les paramètres de charge sont définis avant de quitter l'usine. C'est-à-dire que le contrôleur MPPT peut suivre le point de puissance maximale du panneau solaire en temps réel, exerçant ainsi l'efficacité maximale du panneau solaire. Plus la tension est élevée, plus la puissance peut être délivrée grâce au suivi de la puissance maximale, améliorant ainsi l'efficacité de la charge. En théorie, le système de production d'énergie solaire utilisant des contrôleurs MPPT sera 50% plus efficace que les contrôleurs traditionnels, mais selon nos tests réels, en raison des influences environnementales et de diverses pertes d'énergie, l'efficacité finale peut également être augmentée de 20% à 30% .

En ce sens, le contrôleur de charge solaire MPPT remplacera à terme le contrôleur solaire traditionnel.

La fonction principale du contrôleur MPPT est de détecter la tension continue et le courant de sortie du circuit principal, de calculer la puissance de sortie du générateur solaire et de réaliser le suivi du point de puissance maximum. La résistance de perturbation R et le MOSFET sont connectés en série. À condition que la tension de sortie soit fondamentalement stable, en modifiant le rapport cyclique du MOSFET, le courant moyen traversant la résistance peut être modifié, générant ainsi une perturbation de courant. Dans le même temps, le courant et la tension de sortie de la cellule photovoltaïque changeront également. En mesurant la variation de la puissance de sortie et de la tension de la cellule photovoltaïque avant et après la perturbation, la prochaine direction de perturbation est déterminée. Lorsque la direction de la perturbation est correcte, la puissance de sortie du panneau solaire augmente et la période suivante continue de perturber dans la même direction. Sinon, dérangez dans la direction opposée. De cette manière, la perturbation et l'observation sont répétées pour que la sortie du panneau solaire atteigne le point de puissance maximum.

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