Като опитен доставчик на MPPT (Maximum Power Point Tracking) бях свидетел от първа ръка на трансформиращото въздействие на MPPT технологията върху слънчевите енергийни системи с много батерии. В този блог ще разгледам как MPPT управлява потока на енергия в такива системи, хвърляйки светлина върху неговото значение и ползи.
Разбиране на основите на многобатерийните слънчеви енергийни системи
Преди да проучим как MPPT управлява потока на енергия, е изключително важно да разберем компонентите и работата на слънчева енергийна система с много батерии. Типичната слънчева енергийна система с няколко батерии се състои от слънчеви панели, контролери за зареждане, батерии и инвертор. Слънчевите панели улавят слънчевата светлина и я преобразуват в постоянен ток (DC). Това DC захранване след това се изпраща към контролера за зареждане, който регулира процеса на зареждане на батериите. Батериите съхраняват електрическата енергия за по-нататъшна употреба, а инверторът преобразува постоянния ток от батериите в променлив ток (AC), който може да се използва за захранване на домакински уреди или да се подава обратно в мрежата.
В система с много батерии множество батерии са свързани последователно или паралелно, за да се увеличи общият капацитет за съхранение или напрежението. Въпреки това, управлението на потока на енергия в такава система може да бъде предизвикателство поради разликите в характеристиките на батерията, като състояние на зареждане (SOC), капацитет и вътрешно съпротивление.
Ролята на MPPT в управлението на мощностния поток
Технологията MPPT играе ключова роля в оптимизирането на потока на енергия в слънчева енергийна система с много батерии. Основната функция на MPPT контролера за зареждане е непрекъснато да проследява максималната точка на мощност (MPP) на слънчевите панели. MPP е работната точка, при която слънчевите панели могат да произвеждат максимално количество енергия при настоящите условия на околната среда, като интензитет на слънчевата светлина и температура.
Чрез регулиране на работното напрежение и ток на слънчевите панели, MPPT контролерът за зареждане гарантира, че панелите работят при тяхното MPP, като по този начин максимизира изходната мощност. Тази увеличена мощност след това се прехвърля ефективно към батериите за съхранение.
В система с много батерии, MPPT също помага за балансиране на зареждането на отделните батерии. Различните батерии може да имат различни SOC поради фактори като възраст, употреба и производствени вариации. MPPT контролерът за зареждане може да следи SOC на всяка батерия и съответно да регулира тока на зареждане. Например, ако една батерия има по-нисък SOC от другите, MPPT контролерът за зареждане може да разпредели повече заряден ток към тази батерия, докато нейният SOC достигне подобно ниво като на другите батерии.
Как MPPT постига оптимизиране на потока на енергия
MPPT контролерите за зареждане използват различни алгоритми за проследяване на MPP на слънчевите панели. Един от най-често използваните алгоритми е алгоритъмът за смущения и наблюдение (P&O). Този алгоритъм работи чрез периодично смущение на работното напрежение на слънчевите панели и наблюдение на съответната промяна в изходната мощност. Ако изходната мощност се увеличи, алгоритъмът продължава да смущава напрежението в същата посока. Ако изходната мощност намалее, алгоритъмът обръща посоката на смущението. Този процес се повтаря непрекъснато, за да се проследи MPP.
Друг популярен алгоритъм е алгоритъмът за инкрементална проводимост (IC). IC алгоритъмът сравнява инкременталната проводимост на слънчевите панели с тяхната моментна проводимост. Когато инкременталната проводимост е равна на отрицателната стойност на моментната проводимост, слънчевите панели работят при своята MPP. IC алгоритъмът регулира работното напрежение на слънчевите панели, за да поддържа това състояние.
В допълнение към проследяването на MPP, MPPT контролерите за зареждане също използват усъвършенствани техники за управление на батерията, за да оптимизират потока на енергия към батериите. Тези техники включват защита от прекомерно зареждане, защита от прекомерно разреждане и температурна компенсация. Защитата от презареждане предотвратява презареждането на батериите, което може да доведе до намален живот и производителност на батерията. Защитата от прекомерно разреждане гарантира, че батериите няма да бъдат разредени под определено ниво, което също може да повреди батериите. Температурната компенсация регулира напрежението на зареждане въз основа на температурата на батерията, тъй като характеристиките на зареждане на батериите варират в зависимост от температурата.
Предимства от използването на MPPT в многобатерийни слънчеви енергийни системи
Използването на MPPT технология в слънчеви енергийни системи с няколко батерии предлага няколко предимства. Първо, значително увеличава мощността на слънчевите панели. Като работят с панелите при техния MPP, MPPT контролерите за зареждане могат да увеличат изходната мощност с до 30% в сравнение с традиционните контролери за зареждане. Тази увеличена изходна мощност означава, че повече енергия може да се съхранява в батериите, осигурявайки надежден източник на електричество дори по време на периоди на слаба слънчева светлина.
Второ, MPPT помага за удължаване на живота на батерията. Чрез балансиране на зареждането на отделните батерии и предотвратяване на прекомерно зареждане и прекомерно разреждане, MPPT контролерите за зареждане могат да намалят напрежението върху батериите, като по този начин удължават живота им. Това не само спестява пари за смяна на батерията, но също така намалява въздействието върху околната среда, свързано с изхвърлянето на батерията.
Трето, MPPT подобрява цялостната ефективност на слънчевата енергийна система. Чрез оптимизиране на потока на енергия от слънчевите панели към батериите, MPPT намалява енергийните загуби в системата, което води до по-ефективно използване на наличната слънчева енергия.
Приложения и примери от реалния свят
Технологията MPPT се използва широко в различни приложения на слънчеви енергийни системи с много батерии. Едно такова приложение е в слънчеви енергийни системи извън мрежата, където надеждното съхранение на енергия е от решаващо значение. В отдалечени райони, където няма достъп до мрежата, слънчевите енергийни системи с много батерии с MPPT контролери за зареждане могат да осигурят устойчив източник на електроенергия за домове, ферми и малки предприятия.
Друго приложение е в захранвани от слънчева енергия водни помпени системи. Тези системи често използват съхранение с няколко батерии, за да осигурят непрекъсната работа на помпите.Система за откриване на нивото на водатаиСлънчеви помпени задвижванияса неразделна част от такива системи. MPPT контролерът за зареждане в тези системи оптимизира потока на енергия от слънчевите панели към батериите, като гарантира, че помпите имат достатъчно мощност, за да работят дори през облачни дни. Освен това функции катоПълно забавяне на нивото на водатаможе да се интегрира със системата за предотвратяване на прекомерно изпомпване, когато водният резервоар е пълен.
Заключение и призив за действие
В заключение, MPPT технологията е основен компонент на многобатерийни слънчеви енергийни системи. Той ефективно управлява потока на енергия от слънчевите панели към батериите, като увеличава максимално изходната мощност, удължава живота на батерията и подобрява цялостната ефективност на системата. Независимо дали искате да инсталирате нова слънчева енергийна система извън мрежата или да надстроите съществуваща, MPPT контролерите за зареждане могат да осигурят значителни предимства.
Ако се интересувате да научите повече за нашите MPPT продукти или имате някакви въпроси относно управлението на потока на енергия в слънчеви енергийни системи с много батерии, препоръчваме ви да се свържете с нас за подробна дискусия. Нашият екип от експерти е готов да ви помогне да намерите най-подходящото MPPT решение за вашите специфични нужди. Нека работим заедно, за да използваме силата на слънцето по-ефективно и устойчиво.
Референции
- „Проектиране и инсталиране на слънчеви фотоволтаични системи“ от Джон Уайлс
- „Системи за управление на батерията: Проектиране по принципи“ от Андрей Владимиреску
- „Системи за възобновяема енергия: проектиране, анализ и интеграция“ от Сотерис А. Калогиру