Pole solárních panelů s čínským modulem MPPT: 11 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:18

Stručný popis mého názoru na to, aby solární panely fungovaly dobře a přitom levně…

Absolutně nezaručuji žádný obsah, mohou to být jen táraniny šílence, ve skutečnosti mám silné podezření, že jsou…

Některé obrázky byly nalezeny online a jsou považovány za volně použitelné, pokud najdete obrázek chráněný autorskými právy, napište mi.

Hodnocení solárních panelů nelze brát jako nic jiného než velmi hrubý průvodce, publikované specifikace jsou to, co je dosažitelné v laboratorních podmínkách se specifickými zdroji světla atd. V praxi není možné dosáhnout tohoto výkonu za realistických podmínek. Dávají však výchozí bod při rozhodování, co získat. Pokud jsem zjistil, že specifikace jsou srovnatelné pouze v rámci portfolia výrobců, je srovnání mezi různými výrobci nejlepší šancí.

Levné moduly regulátorů solárních panelů najdete na eBay, AliExpress nebo podobných webech. Přestože jsou zcela odlišní, všichni tvrdí, že perfektně fungují pro optimalizaci výkonu solárních panelů. Bohužel neříkají všichni pravdu.

Když jsem před pár lety stavěl svá první pole solárních panelů, musel jsem projít spoustou informací, než jsem konečně pochopil, o čem teď věřím, že je pravda, samozřejmě kontinuální vývoj může zítra vést k tomu, že něco bude zcela pravdivé.

V zásadě existuje výběr mezi regulátory PWM a MPPT a u solárních panelů jde o cestu MPPT.

Regulátor MPPT se pokouší použít solární panel, kde panel dodává nejvíce energie, MPPT = Max Power Point Tracking. Jakýkoli jiný typ regulátoru vám poskytne nižší účinnost, protože panel možná nesplňuje svůj plný potenciál, to platí, ať už používáte levné čínské panely nebo něco jiného.

Levný čínský regulátor MPPT, který používám, je velmi základní, nastavíte napětí MPP a regulátor se ho tam snaží udržet. Pokročilejší regulátory budou pravidelně provádět „zatáčku“, aby našli MPP (kde je křivka plochá). Levné jsou vhodné pro jednoduché projekty, ale pokud chcete ze svých panelů vyždímat každý kousek šťávy, nemůžete na tom šetřit-a jako bonus navíc můžete vše zapojit, aniž byste si přečetli tento „návod“…

Krok 1: Shromážděte své zdroje

Dále dolů dělám krátkou procházku po schodech, které jsem udělal, jakési turorial-ish.

Budete potřebovat následující.

- Solární panely (používám spoustu levných čínských panelů od Aliho, připojených v polích)

- modul MPPT (používám levné čínské moduly od Ali)

- Schottkyho diody (1 na solární panel)

- Výkonové odpory, pevné hodnoty (používám kombinaci 10, 33, 47, 120, 330 ohmů, jmenovité 3/4/5/9/10W)

- Odpor s proměnným výkonem (používám posuvný odpor 100 ohmů/2A)

- DMM, doporučuji 2, jeden pro měření stejnosměrného napětí a jeden pro měření stejnosměrného proudu

- Nastavitelný zdroj stejnosměrného napětí

- Kabely

- Pivo, možná bude docela dost, pokud bude dobré počasí

Krok 2: Určete zamýšlené použití

Jaké je zamýšlené použití vašich solárních panelů?

Jaké je požadované výstupní napětí z MPPT mpdule?

V mém případě mám několik docela podobných použití.

Pole 1 - přenosná nabíječka mobilních telefonů používaná při turistice a průzkumu (cílové napětí 12,3 V)

Pole 2 - Nabíjení baterie vlečného motoru pro malou veslici (12 stop) (cílové napětí 13,6 V)

Pole 3 - Nabíjení startovací baterie pro malý (15 stop) motorový člun (cílové napětí 13,6 V)

Krok 3: Připojte solární panely do polí

V závislosti na vašem použití může být nutné připojit panel sériově nebo paralelně, možná dokonce i v jejich kombinacích, aby bylo dosaženo potřebných voltů/zesilovačů.

Začnu pájením Schottkyho diod na místě a poté spojovacími kabely mezi panely k vytvoření polí. Schottkyho diody jsou nutné, protože panely se mírně liší a nechci plýtvat energií zpětným přiváděním panelů napříč.

Pole 1: CNC145x145-6, Star Solar. 4 panely zapojené do série.

Pole 2: CNC170x170-18, Star Solar. 6 panelů zapojených paralelně.

Pole 3: CNC170x170-18, Star Solar. 4 panely spojené paralelně.

Krok 4: Připravte zátěž

Pájel jsem odpory s pevným výkonem v sérii, přičemž konce štítků byly dlouhé, což má umožnit rychlé nastavení pevného zatížení pohybem svorek aligátora.

Rezistor s proměnným výkonem je zapojen do série s pevnými odpory.

Krok 5: Přípravy

Počkejte den s jasnou oblohou, dokonce i ten nejmenší mrak ovlivní vaši spotřebu piva.

Umístěte pole na slunce a ujistěte se, že žádné části nejsou zastíněny.

Samozřejmě, pokud máte pouze jeden panel, provedou se pro to stejná měření.

Poznámka: Zataženo výrazně ovlivňuje dosažitelný výkon, odhaduji, že lepší panely budou pravděpodobně ovlivněny méně než ty levné, které mám.

Pop otevřete pivo a užijte si chvilku života, v případě potřeby si připravte druhé pivo.

Krok 6: Měření parametrů panelu

Tyto kroky jsou poměrně důležité, pokud nepoužíváte nějaký efektní samokalibrační ovladač MPPT, který nejsem …

Do toho

Pro každé pole solárních panelů měřím parametry níže.

1. Připojte DMM (nastavený na stejnosměrné napětí) přes připojení pole, změřte a zapište napětí (Voc). Voc = _V

2. Dále připojte DMM (nastavený na stejnosměrný proud 10A) mezi připojeními pole, změřte a zapište proud (Isc). Isc = _A

3. Proveďte několik rychlých měření, abyste určili přibližný MPP (Max Power Point).

3a. Připojte DMM (stejnosměrné napětí) přes připojení pole a další DMM (stejnosměrný proud) v sérii se zátěží.

3b. Zapište naměřené napětí a proud při změně zátěže.

3c. Výpočtem výkonu pro každý registrovaný měřicí bod (P = V x I) můžeme rychle určit přibližný maximální bod výkonu. Cca MPP: _V

3d. Alternativní (rychlý a špinavý) způsob, jak získat přibližnou MPP, je vypočítat;

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

4. Vyberte vhodné připojovací body pro pevné odpory, které umožní soustředit měření kolem MPP (od 3c). Pomalu upravujte proměnný odpor při zapisování napětí a proudů.

Snažím se mířit na 0,1V skoky mezi měřeními.

5. Zopakujte výše uvedený výpočet výkonu a určete Vmpp a Impp (kde je Max Power).

6. Mohlo by být zajímavé sledovat, jak je naměřený MPP ve srovnání s vypočítaným MPP;

Měřeno MPP; Vmpp = _V, Impp = _A

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

7. V této chvíli lze, jen pro zajímavost, vypočítat faktor plnění, FF = (Vmpp x Impp) / (Voc x Isc)

Krok 7: Upravte modul MPPT tak, aby vyhovoval vašim potřebám

Výše jsme vybrali požadované požadované výstupní napětí, toto spolu s parametry odvozenými v 2.1 bude zásadní pro správné nastavení modulu MPPT. Také potřebujeme znát maximální nabíjecí proud (Ichg) a při kterém je současné nabíjení považováno za provedené (Idone).

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

Postup:

1. Připojte DMM k výstupu MPPT (nastaveno na stejnosměrné napětí)

2. Otočte trimry CC a CV zcela ve směru hodinových ručiček, otočte trimp MPPT zcela proti směru hodinových ručiček

3. Připojte ke vstupu MPPT nastavitelný zdroj stejnosměrného napětí, před zapnutím nastavte napětí na nulu.

4. Nastavte nastavitelný zdroj stejnosměrného napětí na Vmpp, pomalu otáčejte trimrem MPPT ve směru hodinových ručiček, dokud se výstupní napětí nepřestane zvyšovat.

5. Otáčejte trimrem CV proti směru hodinových ručiček, dokud není nastaven požadovaný Vout.

6. Zkratujte výstup přes DMM (nastaveno na stejnosměrný proud 10A). Otáčejte trimrem CC proti směru hodinových ručiček, dokud nenastavíte požadovaný Ichg.

7. LED trimpot nastavuje, při jakém proudu LED změní barvu, výchozí hodnota je 0,1 x Ichg. Chcete -li upravit, připojte zátěž, která dává Idone, otáčejte trimrem LED, dokud LED nezmění barvu.

Poznámka: Ve skutečnosti se kromě LED měnící barvu nic nestane.

8. Modul MPPT je nyní upraven a připraven k použití.

Krok 8: Procházka, My Array 1

Specifikace:

Panel: CNC145x145-6, 4 panely v sérii.

Rozměry: 145 x 145 x 3 mm

Hodnocení: 6V / 3W na panel. 4 panely: 24V / 12W

1. Shromážděte potřebné věci.

2. Schottkyho diody a připojení panelu jsou již na svém místě.

3. Nastavení měření podle obrázku.

4. Začnu měřením Voc a Isc.

5. Dále si trochu pohraju s nákladem, abych získal přibližný MPP.

6. Překonfiguruji své pevné odpory, abych mohl soustředit svá měření kolem MPP, udělal jsem dvě série, abych se pokusil přesně určit MPP.

Výsledek:

Voc: 25,9 V / Isc: 325 mA

Vmpp: 20,0V / Impp: 290mA

Vypočtené Pmpp: Vmpp x Impp = 5,8 W

Jen pro zajímavost a srovnání: Vypočtené MPP; Vmpp = Voc x 0,8 = 20,7 V, Impp = Isc x 0,9 = 292 mA

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

Bohužel se zdá, že jsem špatně umístil pracovní list Excelu, který jsem používal, takže pro toto pole panelů nejsou žádné grafy ani zaznamenané série.

Nastavení modulu MPPT:

Další jsou úpravy modulu MPPT.

Při výběru Vout jsem se rozhodl, že mohu buď sdílet 12 V Li-Ion baterii, nebo připojit výstup k 5V/2A USB nabíjecímu modulu (vstup 7,5-28VDC).

Modul MPPT byl upraven pomocí následujících parametrů:

Vin = 20,0 V / Vout = 12,3 V / Ichg = 600 mA / Idone = 100 mA

1. „Resetuji“trimpoty podle popisu, připojím své DMM a nastavím svůj nastavitelný zdroj stejnosměrného napětí na Vin = 20,0V

2. Upravuji trimp MPPT, dokud výstupní napětí nepřestane stoupat, poté pomocí trimru CV nastavte výstupní napětí na Vchg = 12,3V

3. Zkratování výstupu přes DMM (nastaveno na stejnosměrný proud 10A) Upravím CC trimpot na Ichg = 600mA

4. Zapojením zátěže rezistoru nastavuji zátěž, dokud nedosáhnu výstupního proudu = Idone = 100mA, dále seřízením trimru LED tak, aby LED pouze měnila barvu.

5. Změna zátěže potvrzuje, že dioda LED mění barvu podle očekávání. HOTOVO!

Krok 9: Výsledky - Moje pole 2

Specifikace:

Panel: CNC170x170-18, 6 panelů paralelně.

Rozměry: 170 x 170 x 3 mm

Hodnocení: 18V / 4,5W na panel. 6 panelů: 18V / 27W

Výsledek:

Voc: 20,2 V / Isc: 838 mA

Vmpp: 15,6V / Impp: 821mA

Vypočtené Pmpp: Vmpp x Impp = 12,8W

Pole panelů dodává lehce méně než polovinu jmenovitého výkonu.

Úpravy MPPT:

Modul MPPT byl upraven pomocí následujících parametrů:

Vin = 15,6 V / Vout = 13,6 V / Ichg = 850 mA / Idone = 100 mA

Krok 10: Výsledky - Moje pole 3

Specifikace:

Panel: CNC170x170-18, 4 panely rovnoběžně.

Rozměry: 170 x 170 x 3 mm

Hodnocení: 18V / 4,5W na panel. 4 panely: 18V / 18W

Výsledek:

Voc: 20,5 V / Isc: 540 mA

Vmpp: 15,8 V / Impp: 510 mA

Vypočtené Pmpp: Vmpp x Impp = 8,1 W

Pole panelů dodává lehce méně než polovinu jmenovitého výkonu.

Úpravy MPPT:

Modul MPPT byl upraven pomocí následujících parametrů:

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

Krok 11: Výsledky - My Array 3 (zamračený den)

Specifikace:

Panel: CNC170x170-18, 4 panely rovnoběžně.

Rozměry: 170 x 170 x 3 mm

Hodnocení: 18V / 4,5W na panel. 4 panely: 18V / 18W

Výsledek:

Voc: 18,3 V / Isc: 29 mA

Vmpp: 14,2 V / Impp: 26 mA

Vypočtené Pmpp: Vmpp x Impp = 0,37 W.

Stejné pole a nastavení jako v předchozím kroku, ale s jasně odlišnými výsledky.

Ve srovnání s dosaženým výkonem za slunečného dne je zcela jasné, že tyto panely nebudou v zatažených podmínkách příliš užitečné.