Niz solarnih panela sa kineskim MPPT modulom: 11 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:04

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

Apsolutno ne garantiram bilo koji sadržaj, možda su to samo lupanja ludaka, u stvari snažno sumnjam da su …

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

Ocjene solarnih panela ne treba uzimati kao ništa osim grubog vodiča, objavljene specifikacije su ono što se može postići u laboratorijskim uslovima sa specifičnim izvorima svjetlosti itd. U praksi nije moguće postići ove performanse u realnim uvjetima. Međutim, oni daju polazište pri odlučivanju o tome šta kupiti. Koliko sam otkrio, specifikacije su usporedive samo u portfelju proizvođača, usporedba između različitih proizvođača je u najboljem slučaju šansa.

Jeftini moduli regulatora solarnih panela mogu se pronaći na eBayu, AliExpressu ili sličnim web stranicama. Iako su prilično različiti, svi tvrde da savršeno rade za optimizaciju 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 nešto biti potpuno istina.

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

MPPT regulator pokušava koristiti solarni panel 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 bez obzira koristite li jeftine kineske ploče ili nešto drugo.

Jeftini kineski regulator MPPT -a koji koristim vrlo je jednostavan, vi postavljate MPP napon i regulator ga pokušava zadržati. Napredniji regulatori redovno 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 uštedjeti na ovome-a kao dodatni bonus možete samo zagrijati sve bez čitanja ovog uputstva…

Korak 1: Prikupite svoje resurse

Slijedi kratak pregled koraka koje sam napravio, na neki način turološki.

Trebat će vam sljedeće.

- Solarni paneli (koristim gomilu jeftinih kineskih panela kompanije Ali, povezanih 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 upotrebu

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)

Niz 2 - Punjenje baterije motora za trolovanje za mali veslački čamac (12 stopa) (ciljni napon 13,6 V)

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

Korak 3: Povežite solarne panele u nizove

Ovisno o vašoj upotrebi, možda će biti potrebno serijsko ili paralelno povezivanje ploče, možda čak i u kombinaciji, kako bi se postigli potrebni volti/pojačala.

Počinjem sa lemljenjem Schottkyjevih dioda na mjestu, a zatim povezivanjem kabela između panela 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 povezane u seriju.

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

Niz 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 omogućava brzo podešavanje fiksnog opterećenja pomicanjem štipaljki od aligatora.

Otpornik promjenjive snage je serijski povezan 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 nijedan dio nije zasjenjen.

Naravno, ako imate samo jedan panel, za to se rade ista mjerenja.

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

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

Korak 6: Izmjerite parametre ploče

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

Nastavi 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 maksimalnu točku snage. Približno MPP: _V

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

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

4. Odaberite odgovarajuće priključne točke za fiksne otpornike, dopuštajući mjerenje fokusa oko MPP -a (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 maksimalna snaga).

6. Možda bi bilo zanimljivo vidjeti kako se izmjerena MPP može uporediti 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 sa parametrima izvedenim u 2.1 biti od vitalnog značaja za pravilno podešavanje MPPT modula. Također moramo znati maksimalnu struju punjenja (Ichg) i pri kojoj se trenutna vrijednost punjenja smatra učinjenom (Idone).

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

Postupak:

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

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

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

4. Podesite 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 suprotno od kazaljke na satu sve 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, povežite opterećenje koje daje Idone, okrenite LED trimpot sve dok LED ne promijeni boju.

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

8. MPPT modul je sada prilagođen i spreman za upotrebu.

Korak 8: Prolaz, Moj niz 1

Specifikacije:

Panel: CNC145x145-6, 4 ploče u nizu.

Dimenzije: 145x145x3mm

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

1. Prikupite potrebne stvari.

2. Schottky diode i spojevi panela već su postavljeni.

3. Podešavanje merenja kao što je prikazano.

4. Počinjem mjeriti Voc i Isc.

5. Zatim se malo petljam oko opterećenja kako bih dobio približnu MPP.

6. Ponovo sam konfigurirao svoje fiksne otpornike kako bih mogao fokusirati svoja mjerenja na MPP. Uradio sam dvije serije kako bih pokušao odrediti tačan MPP.

Rezultati:

Glas: 25,9V / Isc: 325mA

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 panela.

Podešavanje MPPT modula:

Slijedi podešavanje 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 trimpote kako je opisano, spojio DMM -ove i postavio svoj podesivi izvor istosmjernog napona na Vin = 20,0 V

2. Podešavam MPPT trimpot sve dok izlazni napon jednostavno ne prestane rasti, a zatim pomoću CV trimpota postavim 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. Variranje opterećenja potvrđuje da LED mijenja boju prema namjeni. DONE!

Korak 9: Rezultati - Moj niz 2

Specifikacije:

Panel: CNC170x170-18, 6 ploča paralelno.

Dimenzije: 170x170x3mm

Ocjene: 18V / 4.5W po ploči. 6 panela: 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 polovine nazivne snage.

Podešavanja MPPT -a:

MPPT modul je podešen pomoću sljedećih parametara:

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

Korak 10: Rezultati - Moj niz 3

Specifikacije:

Panel: CNC170x170-18, 4 paralelne ploče.

Dimenzije: 170x170x3mm

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

Rezultati:

Glas: 20,5V / Isc: 540mA

Vmpp: 15,8V / Impp: 510mA

Izračunati Pmpp: Vmpp x Impp = 8,1W

Panelni panel daje lagano manje od polovine nazivne snage.

Podešavanja MPPT -a:

MPPT modul je podešen pomoću sljedećih parametara:

Vin = 15.8V / Vout = 13.6V / Ichg = 550mA / Idone = 100mA

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

Specifikacije:

Panel: CNC170x170-18, 4 paralelne ploče.

Dimenzije: 170x170x3mm

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 drugačijim rezultatima.

U poređenju sa postignutim rezultatom po sunčanom danu, sasvim je jasno da ovi paneli neće biti od velike koristi u oblačnim uslovima.