Der Bedarf an elektrischer Energie steigt mit dem Bevölkerungswachstum und der technologischen Entwicklung rapide an. Es gibt Möglichkeiten für elektrische Energie erzeugen Nutzung erneuerbarer und nicht erneuerbarer Energiequellen. Mehrere Vorteile der Solarenergie sind die Schlüsselfaktoren für die Nutzung der Sonnenenergie für verschiedene Zwecke. Es kann zur Stromerzeugung mit Hilfe von Sonnenkollektoren und zur Speicherung der elektrischen Energie durch Laden der Batterien oder Einspeisen in Lasten verwendet werden. Die Maximum Power Point Tracking-Technologie (MPPT) ist eine der effizientesten Methoden unter verschiedenen Solarladereglern wie einfachen 1- oder 2-stufigen Reglern, PWM-Reglern und MPPT-Ladereglern.

Solarladeregler

Was ist ein Solarladeregler?

Ziehen Sie in erster Linie einen Nicht-MPPT-Solarladeregler in Betracht und verwechseln Sie ihn nicht mit Sonnenkollektoren und Solarladereglern. Das Sonnenkollektor wird verwendet, um die Sonne zu verfolgen, indem das Solarpanel so auf einer Motorplatine montiert wird, dass tagsüber maximale Sonnenenergie genutzt werden kann. Mit diesem Sonnenkollektorsystem können wir die Leistung im Winter um 15% und im Sommer um 35% steigern. Die Schlagfigur zeigt das Blockdiagramm eines Sonnenkollektors, das aus einem Dummy-Solarpanel, einem Stromversorgungskreis, einem Mikrocontroller zur Steuerung des ULN2003A-Treibers und einem Schrittmotor zum Drehen des Solarpanels besteht.

Blockdiagramm des Sonnenkollektor-Sonnenkollektors von Edgefxkits.com

Das Blockschaltbild der Solarladeregler besteht aus verschiedenen Blöcken: Das Solarpanel, das unter Verwendung von Sonnenenergie elektrischen Strom erzeugt, eine Ladung zum Ein- und Ausschalten der Ladung, ein Lastschalter zum Anschließen oder Trennen der Last, eine Anzeige zu Anzeigezwecken, eine Batterie zum Speichern von Energie und ein Komparator zum Vergleichen und Erzeugen von Steuersignalen . Der Laderegler des Solarpanels wird durch einen Lademechanismus gesteuert, um die Batterien vor Unterladung, Überlast und Tiefentladung zu schützen. Ein Satz grüner und roter LEDs wird verwendet, um den vollständig geladenen Zustand bzw. den Zustand unter oder über oder Tiefentladung anzuzeigen. Bei Anzeige roter LEDs besteht die Solarladereglerschaltung aus einem MOSFET, der als Leistungshalbleiterschalter verwendet wird, um die Last bei Überlastung oder niedrigem Batteriestand auszuschalten.

Blockdiagramm des Solarladereglers von Edgefxkits.com

Warum verwenden wir MPPT-Technologie?

Hier kann ein Nicht-MPPT-Solarladeregler zwar den Schutz der Batterien vor unerwünschten Ladebedingungen erleichtern, die Effizienz des Systems jedoch nicht steigern. Im Allgemeinen sind PV-Module für 12 V ausgelegt und werden verwendet, um eine Leistung im Bereich von 16 bis 18 V zu erzielen. Der tatsächliche Wert der 12-V-Batterien liegt jedoch je nach Ladezustand im Bereich von 10,5 bis 12,7 V. Stellen Sie sich ein Solarpanel mit einer Nennleistung von 130 Watt bei einer bestimmten Spannung und einem bestimmten Strom vor. Angenommen, die Nennstromstärke beträgt 7,39 Ampere bei 17,6 Volt.

Vergleich zwischen konventioneller und MPPT-Technologie

Wenn wir dieses 130-Watt-Solarpanel mit einem Nicht-MPPT-Solarladeregler an eine Batterie anschließen, erhalten wir eine Leistung, die dem Produkt aus Strom des Solarpanels entspricht: 7,4 Ampere und Batteriespannung: 12 Volt, und ist etwa 88,8 Watt. Somit erhalten wir einen Verlust von 41 Watt (ungefähr 130-88,8 = 41,2), was auf eine schlechte Übereinstimmung zwischen dem Solarpanel und der Batterie zurückzuführen ist. Wenn wir also einen MPPT-Solarladeregler verwenden, können wir den Leistungsgewinn um 20 bis 45% erhöhen. In erster Linie müssen wir jedoch die MPPT-Technologie kennen, die im Solarpanel-Laderegler verwendet wird.

MPPT Solarladeregler

Die MPPT-Technologie ist normalerweise eine digitale elektronische Verfolgung, die die Batteriespannung verfolgt und mit der Spannung des Solarpanels vergleicht, sodass die beste Leistung ermittelt werden kann, mit der die Batterie mit dem Solarpanel aufgeladen werden kann. Beachten Sie, dass beim Laden des Akkus die Ampere berücksichtigt werden. Um maximale Ampere in die Batterie zu bringen, wird die verglichene Spannung unter Verwendung der modernen MPPT-Technologie mit einer Umwandlungseffizienz von 93 bis 97% in ihre beste Spannung umgewandelt.

“IR-Licht für Nachtsicht ”

Funktionsweise des MPPT Solar Charge Controllers

Die Solarpanel-Spannung von 17,6 V bei 7,6 A wird von MPPT entsprechend der 12-V-Batterie heruntergerechnet. Somit erhält die Batterie 12 V bei 10,8 A, wodurch die Gesamtleistung fast 130 W entspricht. Zum Laden der Batterie hilft eine hohe Spannung, den Strom einzuspeisen. Tatsächlich variiert die Leistung des MPPT-Solarladereglers praktisch kontinuierlich, um maximale Ampere in die Batterie zu bringen.

Power Point Tracker ist ein Hochfrequenz-DC / DC-Wandler, der Gleichstromeingang von den Solarmodulen empfängt, dann den Gleichstrom in Hochfrequenz-Wechselstrom umwandelt und den Wechselstrom wieder in eine andere Gleichspannung und einen anderen Strom umwandelt, um genau mit dem übereinzustimmen Batterien und Panels. Im Allgemeinen arbeiten MPPTs mit einer Frequenz im Bereich von 20 bis 80 kHz (sehr hoher Audiofrequenzbereich). Daher können Transformatoren mit sehr hohem Wirkungsgrad und kleine Komponenten verwendet werden, um diese Hochfrequenzschaltungen zu entwerfen.

Funktionsweise des MPPT Solar Charge Controllers

Nicht digitale oder lineare MPPTs sind im Vergleich zu digitalen MPPTs einfach und kostengünstig zu bauen. Während der Verwendung der linearen MPPTs verbessert sich die Effizienz zwar ein wenig, die Gesamteffizienz variiert jedoch in einem weiten Bereich, da die linearen MPPTs in einigen Fällen ihre Verfolgung verlieren. Wenn beispielsweise eine Wolke über die lineare MPPT-Schaltung läuft, benötigt die lineare Schaltung mehr Zeit, um nach dem nächstbesten Punkt zu suchen.

Hauptmerkmale des MPPT Solar Charge Controllers

Der MPPT-Solarladeregler wird zum Korrigieren und Erkennen von Schwankungen der Strom-Spannungs-Eigenschaften von Solarmodulen verwendet (siehe Abbildung oben).
Es ist erforderlich, dass alle Solarstromanlagen eine maximale Leistung aus dem PV-Modul ziehen müssen, da das PV-Modul für den Betrieb bei einer Spannung nahe dem maximalen Leistungspunkt gezwungen wird, die maximal verfügbare Leistung zu beziehen.
Durch die Verwendung eines MPPT-Solarladereglers können wir ein Solarpanel verwenden, dessen Spannungsausgang größer ist als die Betriebsspannung des Batteriesystems.
Die Komplexität des Systems kann durch die Verwendung eines MPPT-Solarladereglers verringert werden, da dieser einen hohen Wirkungsgrad aufweist.
Es kann für die Verwendung mit mehreren Energiequellen wie Wasserturbinen oder Windkraftanlagen usw. verwendet werden. Die Ausgangsleistung des Solarmoduls wird zur Steuerung verwendet DC / DC-Wandler direkt.

MPPT Solar Laderegler in LED-Treiber integriert

Jüngster Trend in der Beleuchtung und Beleuchtung verwendet häufig LEDs mit hoher Helligkeit Diese haben eine lange Lebensdauer bei geringen Wartungskosten und hohem Wirkungsgrad, erfordern jedoch einen Leistungstreiber, um einen konstanten Strom aufrechtzuerhalten. Dies kann durch einen DC-DC-Aufwärts- oder Abwärtswandler erleichtert werden. Die folgende Abbildung zeigt das Blockschaltbild eines integrierten Solarladungsreglers mit maximaler Leistungspunktverfolgung und eines LED-Treibers, der auf PSoC-Geräten (Programmable System on Chip), Controllern, Treibern, analogen und digitalen Peripheriegeräten zum Messen, Konditionieren und Steuern des Signals basiert .

MPPT Solar Laderegler in LED-Treiber integriert

Die MPPT-Technologie ist flexibel und stark darin, Spannung und Strom vom Solarpanel zu nehmen, um die Spitzenleistung zu ermitteln, indem Steuersignale angepasst werden, um das Solarpanel mit seiner Spitzenleistung zu betreiben. Das vom PSoC erzeugte Steuersignal wird zum Ansteuern von a verwendet Synchron-Abwärtswandler das wandelt Solarstrom in Akku um. Das System ist auch daran gewöhnt Batterieladung steuern LEDs verarbeiten und ansteuern.

Wir hoffen, dass dieser Artikel einen kurzen Überblick über den fortschrittlichen Solarladeregler mit MPPT-Technologie bietet. Für weitere Informationen zu den Solarladereglern und deren detaillierter Funktionsweise können Sie uns kontaktieren, indem Sie Ihre Fragen im Kommentarbereich unten veröffentlichen.

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