Масив от слънчеви панели с китайски модул MPPT: 11 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Кратко описание на моето отношение към това как слънчевите панели да работят добре и при това доста евтино …

Абсолютно не гарантирам нищо от съдържанието, те може да са просто глупости на луд човек, всъщност силно подозирам, че са …

Някои снимки са намерени онлайн и се смята, че могат да се използват безплатно, ако намерите снимка, защитена с авторски права, оставете ми бележка.

Оценките на слънчевите панели не трябва да се приемат като нищо друго освен много грубо ръководство, публикуваните спецификации са това, което е постижимо при лабораторни условия със специфични източници на светлина и т.н. На практика не е възможно да се постигне това представяне при реалистични условия. Те обаче дават отправна точка, когато решават какво да получат. Доколкото открих, че спецификациите са сравними само в портфолиото на производителя, сравняването между различните производители е най -добрият шанс.

Евтини регулаторни модули за слънчеви панели могат да бъдат намерени на eBay, AliExpress или подобни сайтове. Въпреки че са доста различни, всички те твърдят, че работят перфектно за оптимизиране на работата на слънчевите панели. За съжаление не всички казват истината.

Когато построих първите си масиви от слънчеви панели преди няколко години, трябваше да пресея доста информация, преди най -накрая да разбера това, което сега вярвам, че е истина, разбира се, непрекъснатото развитие може да доведе до нещо напълно вярно утре.

По принцип има избор между PWM и MPPT регулатори, а за слънчевите панели MPPT е пътят.

MPPT регулатор се опитва да използва слънчевия панел, където панелът доставя най -много енергия, MPPT = проследяване на максимална мощност. Всеки друг тип регулатор ще ви даде по -ниска ефективност, тъй като панелът може да не отговаря на пълния си потенциал, това е вярно независимо дали използвате евтини китайски панели или нещо друго.

Евтиният китайски регулатор MPPT, който използвам, е много основен, вие задавате MPP Voltage и регулаторът се опитва да го задържи там. По -усъвършенстваните регулатори редовно ще извършват „почистване“, за да намерят MPP (където кривата е плоска). Евтините са подходящи за прости проекти, но ако искате да изстискате всяка порция сок от панелите си, не можете да спестите от това-и като допълнителен бонус можете просто да заглушите всичко, без да прочетете това "как да" …

Стъпка 1: Съберете ресурсите си

По-надолу правя кратък преглед на стъпките, които направих, нещо като турориански.

Ще ви трябва следното.

- Слънчеви панели (и) (Използвам куп евтини китайски панели от Ali, свързани в масиви)

- MPPT модул (използвам евтини китайски модули от Ali)

- диоди Шотки (1 на слънчев панел)

- Захранващи резистори, фиксирани стойности (използвам микс от 10, 33, 47, 120, 330 ома, номинален 3/4/5/9/10W)

- Резистор с променлива мощност (използвам плъзгащ резистор 100 Ohms/2A)

- DMM, препоръчвам 2, един за измерване на DC напрежение и един за измерване на постоянен ток

- Регулируем източник на DC напрежение

- Кабели

- Бира, може да се нуждаят от доста, ако времето е добро

Стъпка 2: Определете предназначението

Каква е предназначението за вашите (и) слънчеви панели?

Какво е желаното изходно напрежение от MPPT mpdule?

В моя случай имам няколко доста сходни приложения.

Масив 1 - Преносимо зарядно устройство за мобилни телефони, използвано при туризъм и разузнаване (целево напрежение 12.3V)

Масив 2 - Зареждане на батерията на тролиращия двигател за малка (12 фута) гребна лодка (целево напрежение 13,6 V)

Масив 3 - Зареждане на стартерната батерия за малка (15 фута) моторна лодка (целево напрежение 13,6 V)

Стъпка 3: Свържете слънчевите панели в масиви

В зависимост от вашата употреба може да се наложи да свържете панела последователно или успоредно, може би дори в комбинация от тях, за да постигнете необходимите волта/ампера.

Започвам със запояване на диодите на Шотки на място и след това свързващите кабели между панелите, за да образуват масиви. Диодите Шотки са необходими, тъй като панелите се различават леко и не искам да губя енергия, като подавам обратно панелите.

Масив 1: CNC145x145-6, Star Solar. 4 последователно свързани панела.

Масив 2: CNC170x170-18, Star Solar. 6 панела, свързани паралелно.

Масив 3: CNC170x170-18, Star Solar. 4 панела, свързани паралелно.

Стъпка 4: Подгответе товара

Запоявах последователно резисторите с фиксирана мощност, оставяйки краищата на етикета дълги, това позволява бързо регулиране на фиксирания товар чрез преместване на алигаторните скоби.

Резисторът с променлива мощност е свързан последователно с неподвижните резистори.

Стъпка 5: Подготовка

Изчакайте един ден с ясно небе, дори и най -малкият облак ще повлияе на консумацията на бира.

Поставете масива на слънце, уверете се, че няма части засенчени.

Разбира се, ако имате само един панел, за това се правят същите измервания.

Забележка: Облачните условия значително влияят върху постижимата продукция, предполагам, че по -добрите панели вероятно са засегнати по -малко от евтините, които имам.

Отворете бира и се насладете на живота за момент, пригответе втора бира, ако е необходимо.

Стъпка 6: Измерване на параметрите на панела

Тези стъпки са доста важни, освен ако не използвате някакъв фантастичен самокалибриращ се MPPT контролер, който не съм …

Продължавай с това

За всеки масив от слънчеви панели измервам параметрите по -долу.

1. Свържете DMM (настроен на DC напрежение) през връзките на масива, измерете и запишете напрежението (Voc). Voc = _V

2. След това свържете DMM (зададен на DC ток 10A) между връзките на масива, измерете и запишете тока (Isc). Isc = _A

3. Направете някои бързи измервания, за да определите приблизителния MPP (Max Power Point).

3а. Свържете DMM (DC напрежение) през връзките на масива и друг DMM (DC ток) последователно с товара.

3б. Запишете измереното напрежение и ток, като променяте натоварването.

3в. Чрез изчисляване на мощността за всяка регистрирана точка на измерване (P = V x I) можем бързо да определим приблизителната максимална точка на мощност. Приблизителна MPP: _V

3d. Алтернативен (бърз и мръсен) начин за получаване на приблизителна MPP е да се изчисли;

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

4. Изберете подходящи точки за свързване на неподвижните резистори, което позволява да се фокусира измерването около MPP (от 3c). Бавно регулирайте променливия резистор, докато записвате напреженията и токовете.

Опитвам се да се стремя към 0.1V скокове между измерванията.

5. Повторете изчислението на мощността по -горе и определете Vmpp и Impp (където е Max Power).

6. Може да е интересно да се види как измерената MPP се сравнява с изчислената MPP;

Измерен MPP; Vmpp = _V, Impp = _A

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

7. Човек може, само за забавление, да изчисли коефициента на запълване в този момент, FF = (Vmpp x Impp) / (Voc x Isc)

Стъпка 7: Настройте модула MPPT така, че да отговаря на вашите нужди

По -горе избрахме желаното изходно напрежение, това заедно с параметрите, изведени в 2.1, ще бъдат жизненоважни за правилното регулиране на MPPT модула. Трябва също така да знаем максималния ток на зареждане (Ichg) и при кой ток зареждането се счита за извършено (Idone).

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

Процедура:

1. Свържете DMM към изхода MPPT (настроен на DC напрежение)

2. Завъртете ламелите CC и CV докрай по часовниковата стрелка, завъртете трипота MPPT докрай обратно на часовниковата стрелка

3. Свържете регулируем източник на DC напрежение към входа MPPT, настройте напрежението на нула, преди да го включите.

4. Настройте регулиращия източник на DC напрежение на Vmpp, бавно завъртете MPPT trimpot по посока на часовниковата стрелка, докато изходното напрежение просто спре да се увеличава.

5. Завъртете CV тримота обратно на часовниковата стрелка, докато се настрои желаният Vout.

6. Късо съединение на изхода чрез DMM (настроен на постоянен ток 10A). Завъртете CC trimpot обратно на часовниковата стрелка, докато се зададе желаното Ichg.

7. LED trimpot настройва при кой ток светодиодът ще променя цвета си, по подразбиране е 0,1 x Ichg. За да регулирате, свържете товар, който дава Idone, завъртете LED подреждането, докато светодиодът промени цвета си.

Забележка: Нищо няма да се случи освен промяната на цвета на светодиода.

8. Модулът MPPT вече е настроен и готов за употреба.

Стъпка 8: Преглед, Моят масив 1

Спецификации:

Панел: CNC145x145-6, 4 панела последователно.

Размери: 145x145x3 мм

Оценки: 6V / 3W на панел. 4 панела: 24V / 12W

1. Съберете необходимите неща.

2. Диодите Шотки и панелните връзки вече са на място.

3. Измерване на настройката, както е показано.

4. Започвам да измервам Voc и Isc.

5. След това се забърквам малко с товара, за да получа приблизителна MPP.

6. Преконфигурирам моите фиксирани резистори, за да мога да фокусирам измерванията си около MPP, направих две серии, за да се опитам да определя точно MPP.

Резултати:

Voc: 25.9V / Isc: 325mA

Vmpp: 20.0V / Impp: 290mA

Изчислено Pmpp: Vmpp x Impp = 5.8W

Само за забавление и сравнение: Изчислена MPP; Vmpp = Voc x 0,8 = 20,7 V, Impp = Isc x 0,9 = 292mA

Фактор на запълване: FF = (Vmpp x Impp) / (Voc x Isc) = 0,69

За съжаление изглежда съм погрешно поставил работния лист на Excel, който използвах, така че няма графики или записани серии за този масив от панели.

Настройка на MPPT модула:

Следва настройките на MPPT модула.

При избора на Vout реших, че мога или да заредя 12V Li-Ion батерия, или да свържа изхода към 5V/2A USB модул за зареждане (вход 7.5-28VDC).

Модулът MPPT се регулира, като се използват следните параметри:

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

1. „Нулирам“тримпота, както е описано, свързвам DMM и задавам моя регулируем източник на DC напрежение на Vin = 20.0V

2. Регулирам MPPT trimpot, докато изходното напрежение просто спре да нараства, след което използвам CV trimpot, за да настроя изходното напрежение на Vchg = 12.3V

3. Късо съединение на изхода чрез DMM (настроен на DC ток 10A) Регулирам CC тримпота на Ichg = 600mA

4. Свързване на моето натоварване на резистора Регулирам натоварването, докато получа изходен ток = Idone = 100mA, като след това настройвам LED trimpot, така че светодиодът просто да променя цвета си.

5. Промяната на натоварването потвърждава, че светодиодът променя цвета си по предназначение. СВЪРШЕН!

Стъпка 9: Резултати - Моят масив 2

Спецификации:

Панел: CNC170x170-18, 6 паралелни панела.

Размери: 170х170х3 мм

Оценки: 18V / 4.5W на панел. 6 панела: 18V / 27W

Резултати:

Voc: 20.2V / Isc: 838mA

Vmpp: 15.6V / Impp: 821mA

Изчислено Pmpp: Vmpp x Impp = 12.8W

Панелът от панели доставя леко по -малко от половината от номиналната мощност.

Корекции на MPPT:

Модулът MPPT се регулира, като се използват следните параметри:

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

Стъпка 10: Резултати - Моят масив 3

Спецификации:

Панел: CNC170x170-18, 4 паралелни панела.

Размери: 170х170х3 мм

Оценки: 18V / 4.5W на панел. 4 панела: 18V / 18W

Резултати:

Voc: 20.5V / Isc: 540mA

Vmpp: 15.8V / Impp: 510mA

Изчислено Pmpp: Vmpp x Impp = 8.1W

Панелът от панели доставя леко по -малко от половината от номиналната мощност.

Корекции на MPPT:

Модулът MPPT се регулира, като се използват следните параметри:

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

Стъпка 11: Резултати - Моят масив 3 (облачен ден)

Спецификации:

Панел: CNC170x170-18, 4 паралелни панела.

Размери: 170х170х3 мм

Оценки: 18V / 4.5W на панел. 4 панела: 18V / 18W

Резултати:

Voc: 18.3V / Isc: 29mA

Vmpp: 14.2V / Impp: 26mA

Изчислено Pmpp: Vmpp x Impp = 0,37 W

Същият масив и настройка, както в предишната стъпка, но с ясно различни резултати.

В сравнение с постигнатите резултати в слънчев ден е съвсем ясно, че тези панели няма да бъдат от голяма полза при облачни условия.