Niz solarnih panela s kineskim MPPT modulom: 11 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:32

Kratak opis mog mišljenja o tome da solarni paneli rade dobro, a pri tome prilično jeftino …

Apsolutno ne jamčim za bilo koji sadržaj, možda su to samo lupanja ludaka, zapravo snažno sumnjam da su …

Neke su slike pronađene na mreži i vjeruje se da ih je slobodno koristiti, ako pronađete sliku zaštićenu autorskim pravima, ostavite mi poruku.

Ocjene solarnih panela ne treba uzeti u obzir samo kao grub vodič, objavljene specifikacije su ono što se može postići u laboratorijskim uvjetima sa specifičnim izvorima svjetlosti itd. U praksi nije moguće postići ove performanse u realnim uvjetima. Međutim, oni daju početnu točku pri odlučivanju o tome što kupiti. Koliko sam otkrio, specifikacije su usporedive samo u portfelju proizvođača, usporedba između različitih proizvođača u najboljem je slučaju prilika.

Jeftini moduli regulatora solarnih panela mogu se pronaći na eBayu, AliExpressu ili sličnim stranicama. Unatoč tome što su prilično različiti, svi tvrde da savršeno rade za optimiziranje performansi solarnih panela. Nažalost, ne govore svi istinu.

Kad sam prije par godina izgradio svoje prve nizove solarnih panela, morao sam proučiti dosta podataka prije nego što sam konačno shvatio ono za što sada vjerujem da je istina, naravno da bi kontinuirani razvoj mogao dovesti do toga da će sutra potpuno biti istina.

U osnovi postoji izbor između PWM i MPPT regulatora, a za solarne panele MPPT je pravi put.

MPPT regulator pokušava koristiti solarnu ploču gdje panel daje najveću snagu, MPPT = praćenje maksimalne snage. Bilo koja druga vrsta regulatora dat će vam manju učinkovitost jer ploča možda ne ispunjava svoj puni potencijal, to je istina koristite li jeftine kineske ploče ili nešto drugo.

Jeftini kineski regulator MPPT koji koristim vrlo je jednostavan, vi postavljate MPP napon i regulator ga pokušava zadržati. Napredniji regulatori redovito će "pregledavati" kako bi pronašli MPP (gdje je krivulja ravna). Jeftini su dobri za jednostavne projekte, ali ako želite iscijediti svaki komadić soka sa svojih panela, ne možete na tome uštedjeti-a kao dodatni bonus možete samo zagrijati sve bez čitanja ovog uputstva…

Korak 1: Okupite svoje resurse

Dalje ukratko prolazim kroz korake koje sam napravio, na neki način turološki.

Trebat će vam sljedeće.

- Solarni paneli (ja koristim hrpu jeftinih kineskih panela iz Alija, spojenih u nizove)

- MPPT modul (koristim jeftine kineske module od Alija)

- Schottky diode (1 po solarnoj ploči)

- Snažni otpornici, fiksne vrijednosti (koristim mješavinu od 10, 33, 47, 120, 330 Ohma, nazivnih 3/4/5/9/10W)

- Promjenljivi otpornik snage (koristim klizni otpornik od 100 Ohma/2A)

- DMM -ovi, preporučujem 2, jedan za mjerenje istosmjernog napona i jedan za mjerenje istosmjerne struje

- Podesivi izvor istosmjernog napona

- Kablovi

- Pivo, možda će trebati poprilično ako je vrijeme dobro

Korak 2: Odredite namjeravanu uporabu

Koja je namjena vaše solarne ploče?

Koji je željeni izlazni napon iz MPPT mpdule?

U mom slučaju imam nekoliko prilično sličnih upotreba.

Niz 1 - Prijenosni punjač za mobilne telefone koji se koristi pri planinarenju i izviđanju (ciljani napon 12,3 V)

Polje 2 - Punjenje baterije motora za trolovanje za maleni veslački čamac (12 stopa) (ciljani napon 13,6 V)

Polje 3 - Punjenje početne baterije za mali motorni čamac (15 stopa) (ciljni napon 13,6 V)

Korak 3: Spojite solarne panele u nizove

Ovisno o vašoj uporabi, možda će biti potrebno spojiti ploču u nizu ili paralelno, možda čak i u njihovoj kombinaciji, kako bi se postigli potrebni volti/pojačala.

Započinjem s lemljenjem Schottkyjevih dioda na mjestu, a zatim povezivanjem kabela između ploča u obliku niza. Schottkyjeve diode su neophodne jer se ploče neznatno razlikuju i ne želim gubiti energiju obrnutim napajanjem panela.

Niz 1: CNC145x145-6, Star Solar. 4 ploče spojene u nizu.

Niz 2: CNC170x170-18, Star Solar. 6 paralelno povezanih ploča.

Polje 3: CNC170x170-18, Star Solar. 4 paralelno spojena panela.

Korak 4: Pripremite opterećenje

Lemio sam otpornike fiksne snage u seriji ostavljajući krajeve oznaka dugim, to omogućuje brzo podešavanje fiksnog opterećenja pomicanjem štipaljki od aligatora.

Otpornik promjenjive snage spojen je uzastopno sa fiksnim otpornicima.

Korak 5: Pripreme

Pričekajte dan s vedrim nebom, čak će i najmanji oblak utjecati na vašu konzumaciju piva.

Postavite niz na sunce, pazite da dijelovi ne budu zasjenjeni.

Naravno, ako imate samo jednu ploču, za to se rade ista mjerenja.

Napomena: Oblačni uvjeti uvelike utječu na postignuti učinak, pretpostavljam da će bolji paneli vjerojatno biti manje pogođeni od onih jeftinih koje imam.

Otvorite pivo i uživajte u životu na trenutak, po potrebi pripremite drugo pivo.

Korak 6: Izmjerite parametre ploče

Ovi su koraci prilično važni, osim ako ne koristite neki fensi samokalibrirajući MPPT kontroler, što ja nisam …

Nastavite s tim

Za svaki niz solarnih panela mjerim parametre prema dolje.

1. Spojite DMM (postavljen na istosmjerni napon) preko spojeva niza, izmjerite i zapišite napon (Voc). Voc = _V

2. Zatim spojite DMM (postavljen na istosmjernu struju 10A) između spojeva niza, izmjerite i zapišite struju (Isc). Isc = _A

3. Napravite neka brza mjerenja kako biste odredili približni MPP (Max Power Point).

3a. Spojite DMM (istosmjerni napon) preko spojeva niza i drugi DMM (istosmjerna struja) u nizu s opterećenjem.

3b. Zapišite izmjereni napon i struju dok mijenjate opterećenje.

3c. Izračunavanjem snage za svaku registriranu mjernu točku (P = V x I) možemo brzo odrediti približnu točku najveće snage. Približno MPP: _V

3d. Alternativni (brz i prljav) način dobivanja približne MPP je izračun;

Vmpp = Voc x 0,8, Impp = Isc x 0,9

4. Odaberite prikladne priključne točke za fiksne otpornike, dopuštajući mjerenje fokusiranja oko MPP (od 3c). Polako namjestite promjenjivi otpornik dok zapisujete napone i struje.

Pokušavam ciljati na skokove od 0,1 V između mjerenja.

5. Ponovite gornji izračun snage i odredite Vmpp i Impp (gdje je najveća snaga).

6. Možda bi bilo zanimljivo vidjeti usporedbu izmjerene MPP s izračunatom MPP;

Izmjereno MPP; Vmpp = _V, Impp = _A

Izračunati MPP; Vmpp = Voc x 0,8 = _V, Impp = Isc x 0,9 = _A

7. Može se, samo radi zabave, izračunati faktor ispune u ovom trenutku, FF = (Vmpp x Impp) / (Voc x Isc)

Korak 7: Prilagodite MPPT modul svojim potrebama

Gore smo odabrali željeni izlazni napon, koji će zajedno s parametrima izvedenim u 2.1 biti od vitalnog značaja za ispravno podešavanje MPPT modula. Također moramo znati maksimalnu struju punjenja (Ichg) i pri kojoj se struji punjenje smatra dovršenim (Idone).

Vmpp: _V / Vout: _V / Ichg: _A / Idone: _A

Postupak:

1. Spojite DMM na izlaz MPPT (postavite na istosmjerni napon)

2. Okrenite trimpote CC i CV do kraja u smjeru kazaljke na satu, okrenite MPPT trimpot do kraja u smjeru kazaljke na satu

3. Priključite podesivi izvor istosmjernog napona na ulaz MPPT, postavite napon na nulu prije uključivanja.

4. Postavite podesivi izvor istosmjernog napona na Vmpp, polako okrenite MPPT trimpot u smjeru kazaljke na satu sve dok izlazni napon jednostavno ne prestane rasti.

5. Okrećite CV trimpot u smjeru suprotnom od kazaljke na satu dok se ne postavi željeni Vout.

6. Izlaz spojite kratkim spojem putem DMM-a (postavljeno na istosmjernu struju 10A). Okrenite CC trimpot u smjeru suprotnom od kazaljke na satu dok se ne postavi željeni Ichg.

7. LED trimpot podešava pri kojoj će struji LED mijenjati boju, zadana vrijednost je 0,1 x Ichg. Za podešavanje, spojite opterećenje koje daje Idone, okrenite LED trimpot dok LED ne promijeni boju.

Napomena: Ništa se zapravo neće dogoditi osim promjene boje LED diode.

8. MPPT modul je sada podešen i spreman za uporabu.

Korak 8: Prolaz, Moj niz 1

Tehnički podaci:

Panel: CNC145x145-6, 4 ploče u nizu.

Dimenzije: 145x145x3 mm

Ocjene: 6V / 3W po ploči. 4 ploče: 24V / 12W

1. Prikupite potrebne stvari.

2. Schottky diode i spojevi panela već su postavljeni.

3. Postavke mjerenja kao što je prikazano.

4. Počinjem mjeriti Voc i Isc.

5. Zatim se malo petljam s opterećenjem kako bih dobio približni MPP.

6. Ponovno sam konfigurirao svoje fiksne otpornike kako bih mogao usmjeriti svoja mjerenja oko MPP -a. Napravio sam dvije serije kako bih pokušao odrediti točan MPP.

Rezultati:

Glas: 25,9 V / Isc: 325 mA

Vmpp: 20,0V / Impp: 290mA

Izračunati Pmpp: Vmpp x Impp = 5,8W

Samo za zabavu i usporedbu: Izračunati MPP; Vmpp = Voc x 0,8 = 20,7V, Impp = Isc x 0,9 = 292mA

Faktor ispune: FF = (Vmpp x Impp) / (Voc x Isc) = 0,69

Nažalost, čini se da sam izgubio radni list programa Excel koji sam koristio, pa nema grafikona ili snimljenih serija za ovaj niz ploča.

Podešavanje MPPT modula:

Slijede prilagodbe MPPT modula.

Prilikom odabira Vout-a odlučio sam da mogu napuniti 12V Li-Ion bateriju ili spojiti izlaz na 5V/2A USB modul za punjenje (ulaz 7.5-28VDC).

MPPT modul je podešen pomoću sljedećih parametara:

Vin = 20.0V / Vout = 12.3V / Ichg = 600mA / Idone = 100mA

1. "Resetirao" sam trimpotove na opisani način, spojio DMM -ove i postavio svoj podesivi izvor istosmjernog napona na Vin = 20,0 V

2. Namještam MPPT trimpot sve dok izlazni napon jednostavno ne prestane rasti, a zatim pomoću CV trimpota namjestim izlazni napon na Vchg = 12,3 V

3. Kratkim spojem na izlazu putem DMM-a (postavljeno na istosmjernu struju 10A) Podešavam CC trimpot na Ichg = 600mA

4. Priključivanjem opterećenja otpornika podešavam opterećenje dok ne dobijem izlaznu struju = Idone = 100mA, a zatim podešavam LED trimpot tako da LED samo mijenja boju.

5. Promjena opterećenja potvrđuje da LED mijenja boju prema namjeni. GOTOVO!

Korak 9: Rezultati - Moj niz 2

Tehnički podaci:

Panel: CNC170x170-18, 6 ploča paralelno.

Dimenzije: 170x170x3 mm

Ocjene: 18V / 4.5W po ploči. 6 ploča: 18V / 27W

Rezultati:

Glas: 20,2 V / Isc: 838 mA

Vmpp: 15,6V / Impp: 821mA

Izračunati Pmpp: Vmpp x Impp = 12,8W

Panelni panel daje lagano manje od polovice nazivne snage.

MPPT prilagodbe:

MPPT modul je podešen pomoću sljedećih parametara:

Vin = 15.6V / Vout = 13.6V / Ichg = 850mA / Idone = 100mA

Korak 10: Rezultati - Moj niz 3

Tehnički podaci:

Panel: CNC170x170-18, 4 paralelne ploče.

Dimenzije: 170x170x3 mm

Ocjene: 18V / 4.5W po ploči. 4 ploče: 18V / 18W

Rezultati:

Glas: 20,5 V / Isc: 540 mA

Vmpp: 15,8V / Impp: 510mA

Izračunati Pmpp: Vmpp x Impp = 8,1 W

Niz ploča daje lagano manje od polovice nazivne snage.

MPPT prilagodbe:

MPPT modul je podešen pomoću sljedećih parametara:

Vin = 15,8 V / Vout = 13,6 V / Ichg = 550 mA / Idon = 100 mA

Korak 11: Rezultati - Moj niz 3 (oblačan dan)

Tehnički podaci:

Panel: CNC170x170-18, 4 paralelne ploče.

Dimenzije: 170x170x3 mm

Ocjene: 18V / 4.5W po ploči. 4 ploče: 18V / 18W

Rezultati:

Glas: 18,3 V / Isc: 29 mA

Vmpp: 14,2V / Impp: 26mA

Izračunati Pmpp: Vmpp x Impp = 0,37W

Isti niz i postavke kao i u prethodnom koraku, ali s jasno različitim rezultatima.

U usporedbi s postignutim učinkom po sunčanom danu, sasvim je jasno da ove ploče neće biti od velike koristi u oblačnim uvjetima.