MPPT Solar Charge Controller – Bekerja, Ukuran dan Seleksi
Apa itu Pengendali Pengisian Daya Surya Pelacakan Titik Daya Maksimum (MMPT)?
Apa itu Pelacakan Titik Daya Maksimum Atau Pengisi Daya MPPT?
MPPT atau ‘Pelacakan Power Point Maksimum ' kontrol jauh lebih canggih daripada pengontrol PWM dan memungkinkan panel surya bekerja pada titik daya maksimumnya atau, lebih tepatnya, pada tegangan optimal untuk output daya maksimum. Dengan menggunakan teknologi pintar ini, MPPT Solar Charge Controller dapat bekerja hingga 30% lebih efektif berdasarkan voltase dan voltase panel surya yang terpasang.
Sebagai referensi umum, pengontrol pengisian MPPT dapat digunakan pada semua sistem daya yang lebih tinggi menggunakan dua atau lebih panel surya atau jika tegangan panel (Vmp ) adalah 8V atau lebih tinggi dari tegangan baterai-lihat definisi lengkap di bawah.
MPPT pada dasarnya adalah konverter DC ke DC yang efektif untuk memaksimalkan output daya panel surya. MPPT pertama ditemukan pada tahun 1985 oleh sebuah perusahaan kecil Australia bernama AERL dan sekarang berguna di hampir semua inverter surya yang terhubung ke jaringan dan banyak pengontrol muatan surya.
- Pos Terkait: Pengontrol Pengisian Tenaga Surya PWM – Bekerja, Ukuran, dan Pilihan
Teori operasi pengontrol muatan surya MPPT adalah dasar karena perubahan tingkat sinar matahari (iradiasi) pada panel surya pada siang hari. Tegangan dan arus panel bervariasi terus menerus. Untuk mendapatkan listrik paling banyak, pelacak titik daya tertinggi menyapu tegangan panel untuk menemukan 'sweet spot' atau kombinasi tegangan dan arus yang optimal untuk memberikan daya paling banyak. MPPT diprogram untuk terus memantau dan mengubah voltase untuk menghasilkan listrik paling banyak, apa pun kondisi cuacanya.
Perhatikan bahwa biasanya, hanya pengontrol MPPT kelas atas yang akan mendeteksi bayangan sebagian atau memantau beberapa titik daya. Dengan menggunakan teknologi ini, kinerja panel surya meningkat, dan jumlah energi yang dihasilkan dapat mencapai 30% lebih tinggi daripada pengontrol muatan surya PWM.
Prinsip Operasional MPPT Solar Charge Controller
Output dari array fotovoltaik tidak linier. Ini ditentukan oleh jumlah sinar matahari, suhu atmosfer, dan status beban.
Dalam intensitas sinar matahari yang stabil dan suhu lingkungan, susunan fotovoltaik dapat beroperasi pada berbagai tegangan keluaran. Namun, itu dapat mencapai kualitas kinerja array fotovoltaik pada batas hanya satu tegangan output. Pada titik ini, titik operasi larik fotovoltaik melebihi ambang batas tertinggi dari kurva tegangan daya keluaran, yang dianggap sebagai “Titik Daya Maksimum”.
Oleh karena itu, perlu untuk mengubah titik operasi larik fotovoltaik agar tetap dekat dengan titik daya penuh untuk meningkatkan kinerjanya secara keseluruhan. Konsep ini dikenal sebagai “pelacakan titik daya maksimum”.
Berikut ini adalah diagram blok khas pengontrol muatan surya MPPT.
Kinerja &Manfaat Pengontrol Pengisian Tenaga Surya MPPT
Sekarang, mari kita samakan MPPT Solar Charge Controller dengan General Solar Charge Controller.
Pengendali Pengisian Tenaga Surya Umum seperti girboks mobil manual. Jika kita tidak menaikkan gearbox dengan tepat saat kecepatan mesin meningkat, kecepatan mobil pasti akan terpengaruh.
Sampai distribusi, Ini harus mengatur parameter pengisian dari pengontrol muatan surya umum. Namun, MPPT Solar Charge Controller dapat memantau titik daya penuh panel surya secara real-time untuk mencapai kinerja maksimal. Saat mengamati titik daya maksimum, semakin tinggi voltase, semakin tinggi daya puncak dan semakin tinggi efisiensi pengisian daya.
- Postingan Terkait:Pengenalan Algoritma Titik Daya Maksimum dalam Sistem PV
Kinerja sistem tenaga surya yang terintegrasi dengan pengontrol muatan surya MPPT adalah 50 persen lebih tinggi daripada pengontrol muatan surya konvensional. Namun, menurut penilaian realistis, angka ini 20 persen hingga 30 persen, berdasarkan atmosfir sekitar dan kehilangan listrik.
Kesimpulannya, karena biaya konstruksi, area panel surya yang dipasang di RV akan berkurang. Selain itu, akan ada penurunan produktivitas yang signifikan karena pemasangan panel surya RV yang datar.
Itu juga harus menggunakan pengontrol muatan surya yang sesuai untuk mencapai kinerja maksimum sistem RV surya.
Mengukur Pengontrol Solar Charge MPPT
Mari kita pahami hal ini dengan contoh dasar. Lihat contoh berikutnya untuk lebih jelasnya.
Misalkan Anda memiliki panel surya atap 4 x 100 Watt dan semuanya terhubung secara seri. masing-masing panel memiliki tegangan rangkaian terbuka 22,5V. Peringkat pengontrol MPPT apa yang benar?
Jawab-
Tegangan seri akan menjadi=22,5 x 4
V =90 V
Tingkat tegangan yang tertulis pada pengontrol MPPT harus 90V atau pengontrol harus menerima 90 V
Karena pengontrol MPPT membatasi kinerjanya, Anda dapat merender array sebesar yang Anda inginkan, dan pengontrol dapat membatasi output. Namun, ini berarti bahwa mesin tidak seefektif yang seharusnya. Pengontrol MPPT akan memiliki amp yang dibaca dengannya, misalnya, pengontrol MPPT 40-amp. Jika panel dapat menghasilkan arus 80A, pengontrol pengisian MPPT hanya dapat menghasilkan arus 40A, apa pun yang terjadi.
Pengontrol MPPT akan memiliki amp yang dibaca dengannya, mis., pengontrol MPPT 40-amp. Tidak seperti PWM, peringkat tegangan input pengontrol MPPT jauh lebih tinggi daripada bank baterai yang mengisinya. Hal ini karena fitur unik dari pengontrol MPPT untuk menurunkan tegangan ke tegangan bank baterai dan kemudian menaikkan arus untuk menebus daya yang hilang. Anda tidak harus menggunakan tegangan input tinggi untuk mencegah sambungan seri di sistem kecil, tetapi ini sangat berguna di sistem yang lebih besar.
Mari kita asumsikan tanda pengontrol menunjukkan bahwa itu dapat menampung bank baterai 12V atau 24V. Carilah pentingnya Rov. Misalnya, jika Rov-40, arusnya adalah pada 40 amp.
Ketiga, kita harus melihat tegangan input surya tertinggi. Misalnya, jika MPPT Controller akan menampung 100 volt input, dibutuhkan hingga 100 volt dan mengalihkannya ke baterai 12V atau 24V Anda. Anggaplah Anda memiliki panel 4 x 100 Watt secara seri, masing-masing dengan tegangan rangkaian terbuka 22,5V. 4 dari urutan akan menjadi 4 x 22,5 V =90 Volt, yang akan dipertimbangkan oleh pengontrol.
Contoh
Mari kita pahami ini dengan contoh di sini. Misalkan sebuah ruangan memiliki beban DC berikut yang dinilai pada 24 V; empat lampu 25 W dan dua kipas 25 W
Semua beban yang disebutkan di atas ditenagai oleh dua modul PV yang terhubung paralel, setiap modul PV memiliki IMP arus titik daya maksimum 5 A dan ISC arus hubung singkat 8 A. Sekarang kita harus mencari tegangan sistem nominal, arus array PV nominal, dan arus beban nominal dari solar charge controller?
Total beban DC =(Jumlah lampu × Watt setiap lampu) + (Jumlah kipas × Watt setiap kipas)
Total beban DC =(4 × 25) + (2 × 25) =100 + 50 = 150 W
Tegangan sistem nominal pengontrol muatan surya sama dengan tegangan pengenal beban dan susunan panel.
Arus larik PV nominal =2 × 8 (arus hubung singkat setiap modul PV adalah 7 A dan dihubungkan secara paralel)
Arus larik PV nominal =16 A
Mengingat faktor keamanan 1,25, arus larik PV Nominal adalah 1,25 × 16 =20 A
Arus beban nominal =Total beban DC / Tegangan sistem nominal =150 / 24
Arus beban nominal =6,25 A
Dengan cara ini, Anda memerlukan 6,25A MPPT solar charge controller untuk sistem PV. Lihat contoh yang lebih terpecahkan untuk mengukur pengontrol PWM dan MMPT Charge di posting sebelumnya.
Apa saja jenis pengontrol pengisi daya surya?
Tiga jenis pengontrol muatan surya
1) Kontrol Fase 1 atau 2 Sederhana: telah mengganti transistor untuk mengatur tegangan dalam satu atau dua langkah.
2) PWM (modulasi lebar pulsa) :ini adalah bentuk tradisional dari pengontrol muatan, misalnya xantrex, Blue Sky, dan sebagainya. Mereka adalah norma industri saat ini.
3) Pelacakan titik daya maksimum (MPPT): MPPT mengidentifikasi tegangan operasi dan arus listrik yang optimal dari tampilan panel surya dan mencocokkannya dengan bank sel listrik.
Cara Memilih Pengontrol Pengisian Daya Terbaik untuk Pekerjaan
Pengontrol pengisian daya MPPT vs. PWM
MPPT
MPPT (pelacakan titik daya maksimum) adalah teknologi modern dan lebih efektif. Saat watt dan voltase panel surya meningkat, semakin banyak panel yang membutuhkan pengontrol pengisian daya MPPT.
Dengan pengontrol MPPT, tenaga surya yang masuk masuk pada tegangan yang relatif lebih tinggi, dan pengontrol mengurangi tegangan untuk pengisian baterai yang benar. Arus masuk meningkat secara proporsional dengan kerugian yang dapat diabaikan, menghasilkan pengisi daya surya yang sangat efektif.
PWM
Pengontrol pengisian daya PWM (pulse-width modulation) bergantung pada perangkat keras lama yang kurang andal dan memungkinkan Anda menyesuaikan tegangan panel surya dengan tegangan baterai. Misalnya, jika Anda ingin menjalankan panel surya 12 volt nominal melalui pengontrol pengisian daya PWM, Anda memerlukan bank baterai 12 volt.
Pengontrol PWM hampir tidak dapat diandalkan dan dapat kehilangan sekitar 20% daya yang masuk karena kurangnya efisiensi. Misalnya, panel 100 watt/12 volt menghasilkan sekitar 5,5 amp pada 18 volt dalam kondisi puncak. Menggunakan pengontrol PWM akan mengurangi daya hingga sekitar 14,5 volt pada 5,5 amp atau 80 watt (14,5V x 5,5a =80 watt).
Ada batasan tentang pilihan peralatan, termasuk penggunaan panel surya nominal 12 atau 24-volt. Biasanya, pengontrol PWM berukuran lebih kecil dan memiliki batasan tegas pada pilihan peralatan yang tersedia karena memerlukan voltase yang sama dengan bank baterai.
Karena itu, sebagian besar pelanggan perumahan kami tetap menggunakan pengontrol MPPT untuk sistem yang lebih besar. Pengontrol pengisian daya PWM juga terkenal dengan aplikasi yang lebih kecil seperti RV, kabin off-grid kecil, dan lokasi industri terpencil yang membutuhkan jumlah listrik terbatas.
Kompatibilitas Peralatan
Kami dapat mencocokkan pengontrol muatan dengan instalasi surya dengan karakteristik listrik yang identik. Untuk memilih pengontrol terbaik, lihat atribut berikut:
- Tegangan masukan: tegangan tertinggi yang dapat ditanggung oleh pengontrol. Umumnya berkisar antara 100 hingga 600 Vdc untuk pengontrol pengisian daya MPPT.
- Tegangan baterai: tegangan pengontrol muatan harus konsisten dengan tegangan bank baterai. Kebanyakan pengontrol kecil adalah 12V atau 24V, di mana pengontrol yang lebih besar biasanya akan disetel ke 12/24/36/48 volt.
- Saat ini: amp pengisian penuh, misalnya, 100 amp untuk FM100 AFCI
- Jenis baterai: pastikan pengontrol pengisian daya diberi peringkat untuk mengakomodasi jenis baterai yang Anda gunakan (kebanyakan pengontrol pengisian daya dirancang untuk baterai timbal-asam, jadi poin ini penting untuk Li-ion.)
Postingan terkait:
- Bagaimana Cara Memasang Baterai Seri-Paralel ke Panel Surya?
- Bagaimana Cara Memasang Baterai Paralel ke Panel Surya dan UPS?
Kepatuhan &keamanan kode
Periksa apakah pengontrol telah terakreditasi agar sesuai dengan standar bangunan kota dan undang-undang keselamatan. Cari informasi berikut:
- UL terdaftar ke UL 1741
- Perlindungan gangguan tanah (GFCI)
- UL 458 (untuk aplikasi seluler)
- Perlindungan kesalahan busur (AFCI)
Pemantauan online
Sebagian besar pengontrol dapat mengikat ke layanan pelacakan sehingga Anda dapat memverifikasi kinerja perangkat Anda dari jarak jauh. Jelajahi portal pelacakan yang kompatibel untuk memastikan mereka menyediakan semua fungsi yang Anda butuhkan untuk melacak kesuksesan perangkat Anda. Dalam kasus tertentu, pemantauan &kontrol jarak jauh akan membutuhkan perangkat keras tambahan.
Komunikasi
Banyak pengontrol muatan akan terhubung ke jaringan dengan inverter, tampilan baterai, starter generator otomatis, baterai li-ion, dan sebagainya. Periksa kemampuan jaringan pengontrol untuk memastikannya berfungsi dengan baik dengan aspek perangkat lainnya.
Kontrol Tambahan
Kontrol tambahan memungkinkan pengontrol untuk secara otomatis memutuskan komponen perangkat lain tergantung pada kriteria yang ditentukan oleh pengguna akhir. Ini berguna untuk memantau perangkat berkabel seperti sakelar starter otomatis, pengalihan beban, dan banyak lagi. Biasanya melibatkan penambahan relai bergradasi memadai untuk memberi daya pada sistem Anda.
Efisiensi &Konsumsi Sendiri
Pengendali muatan itu sendiri menyerap listrik, yang berarti pemrosesan sinyalnya tidak 100% dapat diandalkan. Cari pengontrol pengisian daya dengan konsumsi sendiri yang rendah dan kinerja tinggi. Sebagian besar pengontrol pengisian daya MPPT 98 persen efektif atau lebih baik, sedangkan pengontrol PWM dan solusi MPPT berbiaya lebih rendah berada di belakang standar.
Aplikasi MPPT Solar Charge Controller
Sistem instalasi panel surya dasar berikut menunjukkan aturan penting pengontrol muatan surya dan inverter. Inverter (yang mengubah daya DC dari baterai dan panel surya menjadi daya AC) digunakan untuk menghubungkan peralatan AC melalui pengontrol muatan. Di sisi lain, peralatan DC dapat langsung dihubungkan ke pengontrol muatan surya untuk memasok daya DC ke peralatan melalui panel PV dan baterai penyimpanan.
Sistem lampu jalan tenaga surya adalah sistem yang menggunakan modul PV untuk mengubah sinar matahari menjadi listrik DC. Perangkat hanya menggunakan energi DC dan menyertakan pengontrol pengisian daya surya untuk menyimpan DC di kompartemen baterai agar tidak terlihat pada siang atau malam hari.
Sistem tata surya menggunakan energi yang dihasilkan dari modul PV untuk memasok peralatan rumah tangga atau peralatan rumah tangga lainnya. Perangkat ini mencakup pengontrol pengisian daya surya untuk menyimpan DC di bank baterai dan setelan untuk digunakan di lingkungan mana pun di mana jaringan listrik tidak tersedia.
Sistem hibrida terdiri dari berbagai sumber energi untuk menyediakan daya darurat penuh waktu atau tujuan lain. Ini biasanya mengintegrasikan susunan surya dengan alat pembangkit lain seperti generator diesel dan sumber energi terbarukan (generator turbin angin dan generator air, dll.). Ini termasuk pengontrol pengisian daya surya untuk menyimpan DC di bank baterai.
Sistem pompa air tenaga surya adalah sistem yang menggunakan tenaga surya untuk memompa air dari reservoir alami dan permukaan untuk rumah, desa, pengolahan air, pertanian, irigasi, peternakan, dan aplikasi lainnya.
Pengontrol muatan surya MPPT meminimalkan kerumitan sistem apa pun yang menjaga output sistem tetap tinggi. Selain itu, Anda dapat menggunakannya dengan berbagai sumber energi lainnya.