Достижение MPPT солнечной панели с LM2596

Хотя трекеры MPPT обычно основаны на понижающем преобразователе, существуют дополнительные действия контура управления, аппаратные или программные, которые активно отслеживают точку, в которой максимальная мощность потребляется от ячейки — это немного зависит от интенсивности солнечного излучения, поэтому вы можете найти фиксированное напряжение, достаточное для большинства условий, но оно также сильно зависит от температуры элемента, поэтому контроллер должен уметь компенсировать.

Поскольку интенсивность солнечного излучения и температура ячейки могут меняться, трекер MPPT постоянно регулирует заданное значение вверх и вниз, сравнивает вырабатываемую мощность и стремится установить пиковое значение. Чтобы иметь возможность изменять вход, контроллер изменяет рабочий цикл. понижающего преобразователя, но, очевидно, это предполагает, что нагрузка (аккумуляторная батарея) способна брать на себя полную мощность, и как только батарея достигает полного заряда, контроллер также должен ограничить выходное напряжение и мощность, доступную на солнечной батарее. остается неиспользованным. Регулирование только входного напряжения может привести к перезарядке.

Увеличение рабочего цикла увеличивает нагрузку и снижает напряжение на солнечном элементе, а простой регулятор с обратной связью на входе сделает обратное.

Вы далеки от приобретения выделенного контроллера MPPT.

Я сомневаюсь, что это сработает, выход начнет колебаться, пытаясь компенсировать ошибку.

Если вы хотите использовать MPPT на своей солнечной панели, возможно, проще использовать устройства, предназначенные для этого .

Один из способов сделать это — использовать топологию buck, в которой переключение управляется MCU, и написать некоторый простой алгоритм MPPT.

MPP не является фиксированной точкой, но сильно зависит от количества света, падающего на панель. MPP-Tracker всегда проверяет входную мощность, слегка меняя точку на IU-кривой и снова проверяя результирующую мощность. Путем сравнения значений мощности Трекер может определить, достигнута ли МДП или точка на кривой должна немного сместиться.

Это означает, что вы не можете установить фиксированное значение для вашего преобразователя.

Если вы вообще не нагрузите солнечную панель, напряжение будет максимальным, а ток равен нулю. Если вы замкнете солнечную панель, ток будет максимальным, а напряжение равно нулю. Мощность есть произведение силы тока и напряжения.

Суть отслеживания MPP состоит в том, чтобы определить величину нагрузки на солнечную панель, которая максимизирует мощность, производимую солнечной панелью. Поскольку разные MPP приведут к разным напряжениям, вырабатываемым солнечной панелью, для этого требуется какой-то преобразователь напряжения, который может принимать любое напряжение MPP и делать его полезным.

Если, например, вы используете 12-вольтовые аккумуляторы и солнечную панель, MPP которой обычно составляет около 26 вольт, подойдет понижающий преобразователь. Но вам нужно что-то, чтобы отрегулировать нагрузку, которую преобразователь размещает на панели, чтобы найти MPP. Трекеры MPP обычно имеют программное обеспечение, которое изменяет параметры преобразователя и измеряет напряжение на панели и ток, который она подает, чтобы определить конфигурацию, которая максимизирует отдаваемую мощность. Вот что такое MPPT.

Это требует обнаружения, поскольку свет на панели меняется. Иногда ярче, иногда тусклее. Это приводит к изменениям точки максимальной мощности, которую необходимо обнаружить, изменяя нагрузку, которую преобразователь размещает на панели.

Без какого-либо устройства для фактического отслеживания MPP вы не сможете отслеживать MPP.

Простейшая форма MPPT — это просто мониторинг входного напряжения, когда вы настраиваете преобразователь/зарядное устройство на соответствие максимальному напряжению в точке питания, указанному на вашей конкретной солнечной панели. Вы не указали здесь все выходные характеристики вашей солнечной панели, но эта, скорее всего, имеет 18 В в качестве Vmpp (напряжение в точке максимальной мощности).

В вашем случае вам необходимо подать дополнительный ток на вывод обратной связи LM2596, когда напряжение на панели/входе падает ниже 18 В, что уменьшит ширину импульса, а вместе с ним и нагрузку на панель, и, таким образом, позволит входному напряжению снова подняться. до 18В.

Вот простая схема, которую я придумал:

Я также включил схему UVL (блокировка при пониженном напряжении), которая не позволит LM2596 запуститься, пока напряжение солнечной панели не достигнет около 12 В, потому что ниже этого напряжения на панели будет очень мало выходной мощности.
Вам также понадобится BMS (система управления батареями), чтобы отключить сторону зарядки от батареи, как только ток начнет течь в противоположном направлении, иначе ваша схема зарядки будет продолжать разряжать элемент / батарею.

Наконец, на самом деле это не схема MPPT, так как она просто служит для предотвращения падения напряжения солнечной панели ниже его Vmpp, но она не работает в обратном направлении, чтобы вернуть его обратно к Vmpp — нагрузке или 4,2 В. регулирование будет делать это по мере необходимости для собственных нужд.
Основная цель этой схемы - предотвратить перегрузку выхода панели, что снижает ее напряжение до напряжения батареи (нагрузки), в данном случае от 18 до 4 В, и, таким образом, снижает выходную мощность панели до 25% 1/4 фактической доступной мощности. , что является огромной потерей, особенно когда на счету каждый миллиампер тока в короткие, пасмурные или дождливые дни.
Повышение напряжения панели до ее Voc не произойдет, пока на ее выходе есть значительная нагрузка, поэтому отсутствие ограничения максимального напряжения не приведет к значительной потере доступной мощности.