Pengontrol Charger Surya MPPT: Cara Kerja, Pengukuran, dan Panduan Pemilihan
Apa itu Pengontrol Charger Surya MPPT (Maximum Power Point Tracking)?
Apa itu Maximum Power Point Tracking atau Charger MPPT?
MPPT atau 'Maximum Power Point Tracking' kontrol yang jauh lebih canggih daripada pengontrol PWM dan memungkinkan panel surya untuk beroperasi pada titik daya maksimumnya, atau lebih tepatnya, pada tegangan optimum untuk daya keluaran maksimum. Menggunakan teknologi pintar ini, Pengontrol Charger Surya MPPT dapat hingga 30% lebih efektif berdasarkan tegangan panel surya yang terpasang dan tegangannya.
Sebagai referensi umum, pengontrol charger MPPT dapat digunakan pada semua sistem daya tinggi menggunakan dua atau lebih panel surya atau jika tegangan panel (Vmp) 8V atau lebih tinggi daripada tegangan aku-lihat definisi lengkap di bawah ini.
MPPT pada dasarnya adalah konverter DC ke DC yang efektif untuk memaksimalkan keluaran daya panel surya. MPPT pertama ditemukan pada tahun 1985 oleh perusahaan kecil Australia bernama AERL dan sekarang berguna pada hampir semua inverter surya terhubung jaringan dan banyak pengontrol charger surya.
- Post Terkait: Pengontrol Charger Surya PWM – Kerja, Pengukuran dan Pemilihan
Teori operasi pengontrol charger surya MPPT adalah sederhana karena derajat sinar matahari (irradiansi) yang berubah pada panel surya selama hari. Tegangan dan arus panel bervariasi terus-menerus. Untuk mendapatkan listrik terbanyak, tracker titik daya maksimum menyapu sepanjang tegangan panel untuk menemukan 'titik manis' atau kombinasi optimum tegangan dan arus untuk menyediakan daya terbanyak. MPPT diprogram untuk terus memantau dan mengubah tegangan untuk menghasilkan listrik terbanyak, terlepas dari kondisi cuaca apa pun.
Perhatikan bahwa biasanya, hanya pengontrol MPPT kelas tinggi yang akan mendeteksi penyelindungan parsial atau memantau beberapa titik daya. Dengan menggunakan teknologi ini, kinerja panel surya meningkat, dan jumlah energi yang dihasilkan dapat hingga 30% lebih tinggi daripada pengontrol charger surya PWM.
Prinsip Operasional Pengontrol Charger Surya MPPT
Keluaran array fotovoltaik tidak linier. Ini ditentukan oleh jumlah sinar matahari, suhu atmosfer, dan keadaan beban.
Dalam intensitas sinar matahari yang stabil dan suhu lingkungan, array fotovoltaik dapat beroperasi pada berbagai tegangan keluaran. Namun, ia dapat mencapai kualitas kinerja array fotovoltaik pada batas hanya satu tegangan keluaran. Pada titik ini, titik operasi array fotovoltaik melebihi ambang tertinggi kurva tegangan daya keluaran, yang dianggap sebagai "Maximum Power Point."
Oleh karena itu, perlu untuk mengubah titik operasi array fotovoltaik untuk menjaga agar tetap dekat dengan titik daya penuh guna meningkatkan kinerja keseluruhannya. Konsep ini dikenal sebagai "maximum power point tracking."
Berikut adalah diagram blok biasa dari pengontrol charger surya MPPT.
Kinerja & Manfaat Pengontrol Charger Surya MPPT
Sekarang, mari kita bandingkan Pengontrol Charger Surya MPPT dengan Pengontrol Charger Surya Umum.
Pengontrol Charger Surya Umum seperti gigi mobil manual. Jika kita tidak menaikkan gigi dengan benar seiring meningkatnya kecepatan mesin, kecepatan mobil pasti akan terpengaruh.
Sampai distribusi, parameter pengisian pengontrol charger surya umum harus diatur. Namun, Pengontrol Charger Surya MPPT dapat memantau titik daya penuh panel surya secara real-time untuk mencapai kinerja maksimum. saat mengamati titik daya maksimum, semakin tinggi tegangan, semakin tinggi daya puncak dan semakin tinggi efisiensi pengisian.
- Post Terkait: Pengenalan terhadap Algoritma Titik Daya Maksimum dalam Sistem PV
Kinerja sistem tenaga surya yang terintegrasi dengan pengontrol charger surya MPPT adalah 50 persen lebih tinggi daripada pengontrol charger surya konvensional. Namun, menurut penilaian realistis, angka ini adalah 20 persen hingga 30 persen, berdasarkan atmosfer sekitar dan kehilangan listrik.
Simpulan, karena biaya konstruksi, luas panel surya yang dipasang di RV akan berkurang. Juga, akan terjadi kekurangan produktivitas yang signifikan karena pemasangan datar panel surya RV.
Harus juga menggunakan pengontrol charger surya yang sesuai untuk mencapai kinerja maksimum sistem surya RV.
Pengukuran Pengontrol Charger Surya MPPT
Mari kita pahami ini dengan contoh dasar. Lihat contoh selanjutnya untuk lebih banyak detail.
Asumsikan Anda memiliki 4 panel surya atap 100 Watt dan semuanya terhubung secara seri. setiap panel memiliki tegangan open-circuit 22,5V. Rating pengontrol MPPT yang mana yang tepat?
Jawaban-
Tegangan seri akan = 22,5 x 4
V = 90 V
Rating tegangan yang tertulis pada pengontrol MPPT harus 90V atau pengontrol harus menerima 90 V
Karena pengontrol MPPT membatasi kinerja mereka, Anda dapat membuat array sem besar yang Anda inginkan, dan pengontrol dapat membatasi keluaran. Namun, ini berarti mesin tidak seefektif yang seharusnya. Pengontrol MPPT akan memiliki pembacaan ampere dengan itu, misalnya, pengontrol MPPT 40 ampere. Jika panel dapat menghasilkan arus 80A, pengontrol charger MPPT hanya dapat menghasilkan arus 40A, apa pun yang terjadi.
Pengontrol MPPT akan memiliki pembacaan ampere dengan itu, misalnya, pengontrol MPPT 40 ampere. Berbeda dengan PWM, rating tegangan input pengontrol MPPT jauh lebih tinggi daripada bank aku yang diisi olehnya. Ini karena fitur unik pengontrol MPPT untuk menurunkan tegangan ke tegangan bank aku dan kemudian meningkatkan arus untuk mengisi daya yang hilang. Anda tidak perlu menggunakan tegangan input tinggi untuk mencegah koneksi seri dalam sistem kecil, tetapi ini sangat berguna dalam sistem yang lebih besar.
Asumsikan tanda pengontrol menunjukkan bahwa ia dapat menampung bank aku 12V atau 24V. Cari pentingnya Rov. Misalnya, jika itu Rov-40, arus adalah rate pada 40 ampere.
Ketiga, kita harus melihat tegangan input surya tertinggi. Misalnya, jika Pengontrol MPPT akan menampung input 100 volt, ia dapat menerima hingga 100 volt dan menurunkannya ke aku 12V atau 24V Anda. Asumsikan Anda memiliki 4 panel 100 Watt secara seri, masing-masing dengan tegangan open-circuit 22,5V. 4 seri akan menjadi 4 x 22,5 V = 90 Volt, yang akan dipertimbangkan oleh pengontrol.
Contoh
Mari kita pahami ini dengan contoh di sini. Asumsikan sebuah ruangan memiliki beban DC berikut yang berating 24 V; empat lampu 25 W dan dua kipas 25 W
Semua beban yang disebutkan di atas dijalankan oleh dua modul PV yang terhubung paralel, setiap modul PV memiliki arus titik daya maksimum IMP 5 A dan arus short-circuit ISC 8 A. Sekarang kita harus menemukan tegangan sistem nominal, arus array PV nominal, dan beban nominal dari pengontrol charger surya?
Total beban DC = (No. lampu × Wattage setiap lampu) + (No. kipas × Wattage setiap kipas)
Total beban DC = (4 × 25) + (2 × 25) = 100 + 50 = 150 W
Tegangan sistem nominal pengontrol charger surya sama dengan tegangan rated beban dan array panel.
Arus array PV nominal = 2 × 8 (arus short-circuit setiap modul PV adalah 7 A dan terhubung paralel)
Arus array PV nominal = 16 A
Dengan mempertimbangkan faktor keselamatan 1.25 Arus array PV nominal adalah 1.25 × 16 = 20 A
Beban nominal = Total beban DC / Tegangan sistem nominal = 150 / 24
Beban nominal = 6.25 A
Dengan cara ini, Anda membutuhkan 6.25A pengontrol charger surya MPPT untuk sistem PV. Lihat contoh yang telah diselesaikan lebih banyak untuk pengukuran PWM dan MMPT Pengontrol Charger di posting sebelumnya.
Apa saja jenis-jenis pengontrol charger surya?
Tiga jenis pengontrol charger surya
1) Kontrol 1 atau 2 Fase Sederhana: memiliki sakter transistor untuk mengatur tegangan dalam satu atau dua langkah.
2) PWM (pulse width modulated): ini adalah bentuk tradisional pengontrol charger, misalnya, xantrex, Blue Sky, dan sebagainya. Mereka adalah norma industri saat ini.
3) Maximum power point tracking (MPPT): MPPT mengidentifikasi tegangan operasi optimum dan amperase dari tampilan panel surya dan mencocokkannya dengan bank sel listrik.
Bagaimana Memilih Pengontrol Charger Terbaik untuk Pekerjaan
MPPT vs. PWM pengontrol charger
MPPT
MPPT (maximum power point tracking) adalah teknologi modern dan lebih efektif. Seiring meningkatnya wattase dan tegangan panel surya, semakin banyak panel yang membutuhkan pengontrol charger MPPT.
Dengan pengontrol MPPT, daya surya masuk melewati pada tegangan yang relatif lebih tinggi, dan pengontrol menurunkan tegangan untuk pengisian aku yang benar. Arus masuk meningkat proporsional dengan kehilangan yang dapat diabaikan, menghasilkan charger surya yang sangat efektif.
PWM
PWM (pulse-width modulation) pengontrol charger bergantung pada perangkat keras yang lebih lama, kurang andal dan memungkinkan Anda untuk menyesuaikan tegangan panel surya dengan tegangan aku. Misalnya, jika Anda akan menjalankan panel surya nominal 12 volt melalui pengontrol charger PWM, Anda memerlukan bank aku 12 volt.
Pengontrol PWM tidak setandang itu andal dan dapat kehilangan sekitar 20% dari daya masuk karena kurangnya efisiensi. Misalnya, panel 100 watt/12 volt mengeluarkan sekitar 5,5 ampere pada 18 volt dalam kondisi puncak. Menggunakan pengontrol PWM akan mengurangi daya menjadi sekitar 14,5 volt pada 5,5 ampere atau 80 watt (14,5V x 5,5a = 80 watt).
Terdapat keterbatasan tentang pilihan peralatan, termasuk penggunaan panel surya nominal 12 atau 24 volt. Biasanya, pengontrol PWM lebih kecil dalam ukuran dan memiliki batas keras pada pilihan peralatan yang tersedia karena mereka memerlukan tegangan yang sama dengan bank aku.
Karena hal ini, sebagian besar pelanggan perumahan kami tetap menggunakan pengontrol MPPT untuk sistem yang lebih besar. Pengontrol charger PWM juga terkenal untuk aplikasi yang lebih kecil seperti RV, kabin off-grid kecil, dan situs industri jarak jauh yang membutuhkan jumlah listrik yang terbatas.
Kesesuaian Peralatan
Kami dapat mencocokkan pengontrol charger dengan instalasi surya dengan karakteristik listrik yang identik. Untuk memilih pengontrol terbaik, lihat atribut berikut:
- Tegangan input: tegangan tertinggi yang dapat ditahan pengontrol. Biasanya berkisar dari 100 hingga 600 Vdc untuk pengontrol charger MPPT.
- Tegangan aku: tegangan pengontrol charger harus konsisten dengan tegangan bank aku. Sebagian besar pengontrol kecil adalah 12V atau 24V, sedangkan pengontrol yang lebih besar biasanya diatur ke 12/24/36/48 volt.
- Arus: ampere pengisian penuh, misalnya, 100 ampere untuk FM100 AFCI
- Jenis aku: pastikan pengontrol charger dirating untuk menampung jenis aku yang Anda gunakan (sebagian besar pengontrol charger dirancang untuk aku asam timbal, jadi poin ini signifikan untuk Li-ion.)
Post terkait:
- Bagaimana Merangkaian Aku Seri-Parallel ke Panel Surya?
- Bagaimana Merangkaian Aku Parallel ke Panel Surya dan UPS?
Code-compliance & safety
Periksa apakah pengontrol telah terakreditasi untuk sesuai dengan standar bangunan kota dan peraturan keselamatan. Cari informasi berikut:
- UL listed to UL 1741
- Ground fault protection (GFCI)
- UL 458 (untuk aplikasi mobile)
- Arc fault protection (AFCI)
Online monitoring
Sebagian besar pengontrol dapat terikat ke layanan tracking sehingga Anda dapat memverifikasi kinerja perangkat Anda secara jarak jauh. Jelajahi portal tracking yang kompatibel untuk memastikan mereka menyediakan semua fungsionalitas yang Anda butuhkan untuk melacak keberhasilan perangkat Anda. Dalam kasus tertentu, pemantauan & kontrol jarak jauh akan memerlukan perangkat keras tambahan.
Communication
Banyak pengontrol charger akan berjaring dengan inverter, layar aku, starter generator otomatis, baterai li-ion, dan sebagainya. Periksa kemampuan jaringan pengontrol untuk memastikan ia bekerja sama dengan aspek lain dari perangkat.
Auxiliary Control
Kontrol tambahan memungkinkan pengontrol untuk secara otomatis memutuskan komponen perangkat lain berdasarkan kriteria yang ditentukan oleh pengguna akhir. Ini berguna untuk memantau perangkat yang dirangkaian seperti sakter starter otomatis, diverti beban, dan lainnya. Ini biasanya melibatkan penambahan sakter yang dirating dengan baik untuk daya sistem Anda.
Efficiency & Self-Consumption
Pengontrol charger itu sendiri menyerap listrik, yang berarti sinyal pemrosesannya tidak 100% andal. Cari pengontrol charger dengan konsumsi diri rendah dan kinerja tinggi. Sebagian besar pengontrol charger MPPT adalah 98 persen efektif atau lebih, sementara pengontrol PWM dan solusi MPPT dengan biaya rendah berada di bawah standar.
Aplikasi Pengontrol Charger Surya MPPT
Sistem instalasi panel surya dasar berikut menunjukkan aturan penting dari pengontrol charger surya dan inverter. Inverter (yang mengubah daya DC dari aku dan panel surya menjadi daya AC) digunakan untuk menghubungkan alat AC melalui pengontrol charger. Di sisi lain, alat DC dapat langsung terhubung ke pengontrol charger surya untuk mengirim daya DC ke alat melalui panel PV dan penyimpanan aku.
Sistem lampu jalan surya adalah sistem yang menggunakan modul PV untuk mengubah sinar matahari menjadi listrik DC. Perangkat ini hanya menggunakan energi DC dan menyertakan pengontrol charger surya untuk menyimpan DC dalam ruang penyimpanan aku agar tidak terlihat pada siang hari atau malam.
Sistem surya rumah menggunakan energi yang dihasilkan dari modul PV untuk menyediakan daya kepada alat rumah tangga atau alat rumah tangga lainnya. Perangkat ini menyertakan pengontrol charger surya untuk menyimpan DC dalam bank aku dan cocok untuk digunakan di lingkungan mana pun di mana jaringan listrik tidak tersedia.
Sistem hibrida terdapat berbagai sumber energi untuk menyediakan daya darurat penuh waktu atau tujuan lainnya. Biasanya mengintegrasikan array surya dengan cara lain untuk menghasilkan energi seperti generator diesel dan sumber energi terbarukan (generator turbin angin dan generator hidro, dll.). Ini menyertakan pengontrol charger surya untuk menyimpan DC dalam bank aku.
Sistem pompa air surya adalah sistem yang menggunakan tenaga surya untuk memompa air dari reservoar alam dan permukaan untuk rumah, desa, pengolahan air, pertanian, irigasi, ternak, dan aplikasi lainnya.
Pengontrol charger surya MPPT meminimalkan kompleksitas sistem apa pun sambil menjaga output sistem tetap tinggi. Selain itu, Anda dapat menggunakannya dengan berbagai sumber energi lainnya.
