MPPT 태양광 컨트롤러의 핵심 원리는 무엇입니까?? | 데무다

5월 19, 2023

MPPT 태양광 컨트롤러는 기존의 태양광 충전 및 방전 컨트롤러를 업그레이드한 제품입니다. MPPT 컨트롤러의 핵심 원리는 Maximum Power Point Tracking입니다. 실시간으로 태양 전지판의 출력 전압을 감지하고 최대 VI 값을 추적하며 시스템이 최대 전력 출력으로 배터리를 충전하도록 할 수 있습니다. MPPT 컨트롤러는 태양광 패널, 배터리 및 부하의 작업을 조정하는 태양광 시스템의 두뇌입니다.

태양 전지가 출력할 수 있는 최대 전력과 환경 사이의 관계는 복잡합니다. 형상 계수는 개방 회로 전압 Voc와 단락 회로 전류 Isc의 곱에 대한 태양 전지의 최대 전력의 비율로 정의됩니다. 대부분의 응용 분야에서 FF, Voc 및 Isc는 일반적인 조건에서 광전지의 전기적 특성을 근사화하는 데 사용할 수 있습니다.

특정 작동 조건에서 배터리는 작동 지점을 가지며 전류(I)와 전압(V)(전력)의 곱이 최대값이 됩니다. 이 값은 옴의 법칙에 따라 V / I와 같은 비저항에 해당합니다. 전력은 P = V * I를 사용하여 계산할 수 있습니다. 광전지의 주요 적용 범위에서 정전류원으로 근사할 수 있습니다. 그러나 태양전지의 전압과 전류 사이에는 지수함수와 유사한 함수가 존재한다. 기본 회로 및 미적분학 이론에 따르면 I-V 곡선의 기울기(dI/dV)와 I/V 비율이 같고 부호가 반대인 dP/dV = 0일 때 출력 전력이 최대값입니다. 이 위치는 곡선의 변곡점에 해당하는 최대 전력점(MPP)입니다.

태양 전지의 부하 저항이 R = V/I, 즉 위의 값의 역수이면 태양 전지에서 최대 전력을 출력할 수 있습니다. 때때로 이 값은 태양전지의 태양광, 온도, 수명과 관련된 동적 값으로 태양전지의 "특성 임피던스"라고도 합니다. 저항이 이 값보다 작거나 크면 추출되는 전력이 최대 전력보다 작아지므로 태양 전지는 가장 이상적이고 효율적인 조건에서 작동하지 않습니다. 최대 전력점 추적은 여러 가지 제어 저항 또는 논리를 사용하여 최대 전력점을 찾아 컨버터가 태양광 전지에서 최대 전력을 추출할 수 있도록 합니다.

배터리를 충전하려면 태양광 패널의 출력 전압이 배터리의 현재 전압을 초과해야 합니다. 태양광 패널의 전압이 배터리의 전압보다 낮으면 출력 전류는 0에 가까워지므로 안전상의 이유로 태양광 패널의 피크 전압(Vpp)은 제조 시 약 17V로 설정됩니다. , 주변 온도가 25°C일 때 표준 설정에서. 날씨가 매우 더울 때 태양 전지판의 피크 전압(Vpp)은 약 15V로 떨어지지만 추운 날씨에는 태양 에너지의 피크 전압(Vpp)이 18V에 도달할 수 있습니다.

이제 MPPT 태양광 컨트롤러와 기존 태양광 컨트롤러의 차이점을 비교해 보겠습니다. 기존의 태양열 충전 및 방전 컨트롤러는 수동 기어박스와 같습니다. 엔진 속도가 증가할 때 기어박스의 기어 위치가 그에 따라 증가하지 않으면 필연적으로 차량 속도에 영향을 미칩니다. 그러나 MPPT 태양광 컨트롤러의 경우 충전 매개변수는 출고 전에 설정됩니다. 즉, MPPT 제어기는 태양광 패널의 최대 전력점을 실시간으로 추적할 수 있어 태양광 패널의 최대 효율을 발휘할 수 있다. 전압이 높을수록 최대 전력 추적을 통해 더 많은 전력을 출력할 수 있으므로 충전 효율이 향상됩니다. 이론적으로 MPPT 컨트롤러를 사용하는 태양광 발전 시스템은 기존 컨트롤러보다 50% 더 효율적이지만 실제 테스트에 따르면 환경 영향 및 다양한 에너지 손실로 인해 최종 효율도 20%-30%까지 증가할 수 있습니다. .

이러한 의미에서 MPPT 태양광 충전 컨트롤러는 궁극적으로 기존의 태양광 컨트롤러를 대체할 것입니다.

MPPT 컨트롤러의 주요 기능은 주 회로의 DC 전압 및 출력 전류를 감지하고 태양 전지판의 출력 전력을 계산하며 최대 전력 지점 추적을 실현하는 것입니다. 방해 저항 R과 MOSFET은 직렬로 연결됩니다. 출력 전압이 기본적으로 안정적인 상태에서 MOSFET의 듀티비를 변경하면 저항을 통과하는 평균 전류가 변경되어 전류 교란이 발생할 수 있습니다. 동시에 광전지의 출력 전류와 전압도 변경됩니다. 외란 전후의 태양광 전지의 출력 전력과 전압의 변화를 측정하여 다음 외란 방향을 결정합니다. 교란 방향이 정확하면 태양 전지판의 출력 전력이 증가하고 다음 주기는 동일한 방향으로 계속 교란됩니다. 그렇지 않으면 반대 방향으로 방해하십시오. 이와 같이 외란과 관찰을 반복하여 태양광 패널의 출력이 최대 전력점에 도달하도록 한다.

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