MPPTソーラー充電器を理解する

ここでは、MPPtタイプのソーラー充電器コントローラーの実際の回路概念を理解し、これらのデバイスがどのように機能するかを学びます。

MPPTとは

MPPTは、Maximum Power Point Trackingの略で、高効率の太陽光発電ハーネスを取得するために特別に意図および設計された充電器の概念です。

ソーラーパネルは、太陽からの自由な電気エネルギーを利用できるため、優れたデバイスですが、現在のデバイスは、出力があまり効率的ではありません。太陽電池パネルからの出力は、太陽電池パネルにほぼ垂直である限り、太陽の入射光線に直接依存し、効率が良く、斜めの光線や太陽の位置が下がると劣化し続けることは誰もが知っています。

上記も曇りの状態の影響を受けます。

さらに、ソーラーパネルの出力は、通常は鉛蓄電池である負荷を操作するために適切な調整を必要とする一貫性のない電圧レベルに関連付けられています。

鉛蓄電池またはあらゆる種類の充電式電池は、損傷せず、最適に充電されるように、適切な定格の入力が必要です。このために、通常、ソーラーパネルとバッテリーの間に充電コントローラーを配置します。

ソーラーパネルの電圧は決して一定ではなく、太陽光が落ちると低下するため、太陽光の強度が弱くなると、ソーラーパネルからの電流も弱くなります。

上記の条件で、ソーラーパネルに直接何らかの負荷がかかると、電流がさらに低下し、非効率的な出力が生成されます。

言い換えれば、パネルの効率は、その電圧が定格仕様値に近いときに最大になります。したがって、例として、18Vソーラーパネルは18Vで動作するときに最大の効率で動作します。

また、太陽光が弱くなり、上記の電圧が16Vに低下した場合でも、16Vボルトをそのまま維持し、この電圧に影響を与えたり低下させたりすることなく出力を得ることができれば、最大の効率で動作させることができます。

以下のグラフは、ソーラーパネルが最大の状況電圧出力で動作できる場合に、ソーラーパネルが最大の効率を生み出す理由と方法を示しています。

最大電力点またはニーポイントとは

通常のソーラー充電器コントローラーは、ソーラーパネルの電圧を調整するだけで、接続されたバッテリーの充電に適していますが、これらはパネルの調整を正しく実行しません。

規制にリニアICを採用している従来の充電器レギュレーターは、接続されているバッテリーやインバーター、または負荷として接続されているものによってソーラーパネルに直接負荷がかかるのを防ぐことができません。

上記の状況では、ソーラーパネルの電圧が低下する傾向があり、それに応じて、パネルが負荷に定格電流を生成することが制限されるため、その使用効率が低下します。

では、なぜこれらのリニアまたはPWMレギュレーター充電器は、その操作が非常に高度で正確かつ正確であるにもかかわらず、ソーラーパネルの負荷を回避できないのでしょうか。実際のMPPT充電器はどのように機能しますか？

上記の問題に対する答えはネット上では包括的に扱われていないため、通常の充電器コントローラーと実際のMPPTの違いについて詳細に説明する必要があると思いました。

上記の質問に戻ると、答えは、リニアレギュレータ充電器では、負荷がパネルに直接接続されており、中間バッファステージがないため、電力の伝達と消費が非効率的であるという事実にあります。

一方、MPPTドライバーでは、負荷は中間バックブーストコンバーターを介して接続され、パネルの太陽光電力に応じて負荷への電力条件を効率的に変更し、パネルの最小負荷と負荷への最大電力供給を保証します。

基本的に、MPPTは、パネルとの負荷の互換性に関係なく、正味の入力ワット数が出力負荷に一貫して供給されるようにするために開発されました。

BuckBoostトポロジがMPPTコントローラーの効率を最大化するのにどのように役立つか

これは主に、トラッキングSMPSバックブーストテクノロジーの助けを借りて実現されます。

したがって、それは SMPSバックブーストテクノロジー これは、すべてのMPPT設計のバックボーンを形成し、電力調整を構成してデバイスに供給する非常に効率的なオプションを提供します。

MPPT充電器コントローラーでは、ソーラーパネルの電圧が最初に高周波相当の脈動電圧に変換されます。

この電圧は、適切な寸法のコンパクトフェライトトランスの一次側に印加され、二次巻線で必要なレベルの電流を生成し、バッテリーの指定された充電率に一致します。

ただし、電圧がバッテリの充電電圧と一致しない場合があるため、ここでは、電圧レベルを正しく固定するために通常のリニアレギュレータが組み込まれています。

上記の設定により、バッテリーはソーラーパネルから完全に分離されたままになり、悪天候下でも効率的に充電されます。これにより、ソーラーパネルは、特定の条件下で利用可能な瞬間電圧に影響を与えたり、低下させたりすることなく動作できるようになります。

これは、意図された最大電力点追従効果を実装するのに役立ちます。これは、パネルが最小負荷で動作できるようにするだけでなく、接続された負荷が最適なパフォーマンスに必要な完全な電力を確実に取得できるようにします。

SMPSが、パネルまたはソースがロードによって直接ロードされるのをどのように防ぐかを知ることは興味深いでしょう。

その秘密は、フェライト技術の使用の背後にあります。フェライトトランスは非常に効率的な磁気デバイスであり、効果的に飽和して入力から出力への効率的な変換を生成します。

通常の2アンペアの鉄心トランス電源と2アンペアのSMPSを例にとってみましょう。 2つの対応物に2アンペアの全電流を負荷すると、鉄心電圧が大幅に低下するのに対し、SMPS電圧はわずかに、またはごくわずかに低下するだけです。これが、SMPSベースのMPPTの有効性の背後にある秘密です。リニアICベースのMPPT充電器コントローラーと比較して。