Çin MPPT Modülü ile Güneş Paneli Dizisi: 11 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:16

Güneş panellerinin iyi ve oldukça ucuz bir şekilde çalışmasını sağlama konusundaki fikrimin kısa bir açıklaması…

İçeriğin hiçbirini kesinlikle garanti etmiyorum, bunlar sadece deli bir adamın başıboş konuşmaları olabilir, aslında öyle olduklarından şüpheleniyorum…

Bazı resimler çevrimiçi olarak bulundu ve kullanımının ücretsiz olduğuna inanılıyor, telif hakkıyla korunan bir resim bulursanız bana bir not bırakın.

Güneş paneli derecelendirmeleri, çok kaba bir kılavuzdan başka bir şey olarak alınmamalıdır, yayınlanan özellikler, belirli ışık kaynakları vb. ile laboratuvar koşullarında elde edilebilecek değerlerdir. Pratikte bu performansı gerçekçi koşullar altında elde etmek mümkün değildir. Ancak, ne alacaklarına karar verirken bir başlangıç noktası veriyorlar. Spesifikasyonların yalnızca bir üreticinin portföyünde karşılaştırılabilir olduğunu bulduğum kadarıyla, farklı üreticiler arasında karşılaştırma yapmak en iyi ihtimalle bir şanstır.

Ucuz güneş paneli regülatör modülleri eBay, AliExpress veya benzeri sitelerde bulunabilir. Oldukça farklı olmalarına rağmen, hepsi güneş paneli performansını optimize etmek için mükemmel çalıştığını iddia ediyor. Ne yazık ki hepsi doğruyu söylemiyor.

Birkaç yıl önce ilk güneş paneli dizimi oluşturduğumda, şimdi doğru olduğuna inandığım şeyi nihayet kavramadan önce epeyce bilgiyi gözden geçirmem gerekti, tabii ki sürekli gelişme yarın bir şeylerin tamamen doğru olmasına yol açabilir..

Temel olarak PWM ve MPPT regülatörleri arasında bir seçim vardır ve güneş panelleri için MPPT gidilecek yoldur.

Bir MPPT regülatörü, panelin en fazla gücü sağladığı güneş panelini kullanmaya çalışır, MPPT = Maks Güç Noktası Takibi. Panel tam potansiyeline ulaşmıyor olabileceğinden, diğer herhangi bir regülatör türü size daha düşük verimlilik sağlayacaktır, ucuz Çin panelleri veya başka bir şey kullanıyor olsanız da bu doğrudur.

Kullandığım ucuz Çin MPPT regülatörü çok basit, MPP Voltajını siz ayarladınız ve regülatör onu orada tutmaya çalışıyor. Daha gelişmiş düzenleyiciler, MPP'yi (eğrinin düz olduğu yerde) bulmak için düzenli olarak bir "tarama" yapacaktır. Ucuz olanlar basit projeler için uygundur, ancak panellerinizden her bir parça meyve suyunu sıkmak istiyorsanız, bu konuda eksik olamazsınız - ve ek bir bonus olarak, bu "nasıl yapılır" ı okumadan her şeyi toplayabilirsiniz…

Adım 1: Kaynaklarınızı Toplayın

Daha aşağıda, yaptığım adımların kısa bir incelemesini yapıyorum, bir çeşit turorial-ish.

Aşağıdakilere ihtiyacınız olacak.

- Güneş panel(ler)i (Ali'den diziler halinde bağlanmış bir grup ucuz Çin paneli kullanıyorum)

- MPPT modülü (Ali'den ucuz Çince modüller kullanıyorum)

- Schottky diyotları (güneş paneli başına 1 adet)

- Güç dirençleri, sabit değerler (10, 33, 47, 120, 330 Ohm'luk bir karışım kullanıyorum, 3/4/5/9/10W dereceli)

- Değişken güç direnci (100 Ohm/2A kaydırma direnci kullanıyorum)

- DMM'ler, biri DC Voltajını ölçmek için, diğeri DC Akımını ölçmek için 2 tane öneririm

- Ayarlanabilir DC voltaj kaynağı

- Kablolar

- Hava güzelse bira biraz gerekebilir

2. Adım: Kullanım Amacı Belirleyin

Güneş panel(ler)inizin kullanım amacı nedir?

MPPT mpdule'den istenen çıkış voltajı nedir?

Benim durumumda birkaç benzer kullanımım var.

Dizi 1 - Yürüyüş ve keşif yaparken kullanılan taşınabilir cep telefonu şarj cihazı (Hedef voltaj 12,3V)

Dizi 2 - Küçük (12 ft) bir kayık için trolling motoru pilinin şarj edilmesi (Hedef voltaj 13,6 V)

Dizi 3 - Küçük (15 ft) bir motorlu tekne için marş aküsünün şarj edilmesi (Hedef voltaj 13,6 V)

Adım 3: Güneş Panellerini Dizilerde Bağlayın

Kullanımınıza bağlı olarak, gerekli Volt/Amper'i elde etmek için paneli seri veya paralel, hatta belki bunların kombinasyonları halinde bağlamanız gerekebilir.

Schottky diyotlarını yerinde lehimleyerek başlıyorum ve ardından diziler oluşturmak için paneller arasındaki bağlantı kablolarını yapıyorum. Paneller biraz farklı olduğu için Schottky diyotları gereklidir ve panelleri ters besleyerek gücü boşa harcamak istemiyorum.

Dizi 1: CNC145x145-6, Yıldız Güneşi. Seri bağlı 4 panel.

Dizi 2: CNC170x170-18, Yıldız Güneşi. Paralel bağlı 6 panel.

Dizi 3: CNC170x170-18, Yıldız Güneşi. Paralel bağlı 4 panel.

Adım 4: Yükü Hazırlayın

Sabit güç dirençlerini etiket uçlarını uzun bırakarak seri olarak lehimledim, bu, timsah klipsleri hareket ettirerek sabit yükün hızlı ayarlanmasını sağlamak için.

Değişken güç direnci, sabit dirençlerle seri olarak bağlanır.

Adım 5: Hazırlıklar

Gökyüzünün açık olduğu bir gün bekleyin, en küçük bulut bile bira tüketiminizi etkileyecektir.

Diziyi güneşe yerleştirin, hiçbir parçanın gölgelenmediğinden emin olun.

Tabii ki sadece tek bir paneliniz varsa bunun için aynı ölçümler yapılır.

Not: Bulutlu koşullar elde edilebilir çıktıyı büyük ölçüde etkiler, tahminimce daha iyi paneller muhtemelen sahip olduğum ucuz panellerden daha az etkilenir.

Bir bira açın ve bir an için hayatın tadını çıkarın, gerekirse ikinci bir birayı hazırlayın.

Adım 6: Panel Parametrelerini Ölçün

Kendi kendini kalibre eden bazı süslü MPPT denetleyicileri kullanmıyorsanız, bu adımlar oldukça önemlidir, ki ben…

Onunla olsun

Her bir güneş paneli dizisi için parametreleri aşağıdaki gibi ölçüyorum.

1. Dizi bağlantılarına bir DMM (DC voltajına ayarlanmış) bağlayın, voltajı (Voc) ölçün ve not edin. Voc = _V

2. Ardından dizi bağlantıları arasına bir DMM (DC akımı 10A'ya ayarlı) bağlayın, akımı (Isc) ölçün ve not edin. İsc = _A

3. Yaklaşık MPP'yi (Max Power Point) belirlemek için bazı hızlı ölçümler yapın.

3 A. Dizi bağlantıları boyunca bir DMM (DC voltajı) ve yük ile seri olarak başka bir DMM (DC akımı) bağlayın.

3b. Yükü değiştirirken ölçülen Gerilimi ve Akımı not edin.

3c. Her kayıtlı ölçüm noktası için gücü hesaplayarak (P = V x I) yaklaşık Maks Güç Noktasını hızlı bir şekilde belirleyebiliriz. Yaklaşık MPP: _V

3 boyutlu. Yaklaşık MPP elde etmenin alternatif (hızlı ve kirli) bir yolu hesaplamaktır;

Vmpp = Voc x 0.8, Impp = Isc x 0.9

4. Sabit dirençler için uygun bağlantı noktalarını seçin, MPP çevresinde ölçüme odaklanmaya izin verin (3c'den). Gerilimleri ve akımları yazarken değişken direnci yavaşça ayarlayın.

Ölçümler arasında 0.1V atlamaları hedeflemeye çalışıyorum.

5. Yukarıdaki güç hesaplamasını tekrarlayın ve Vmpp ve Impp'yi (Max Power'ın olduğu yerde) belirleyin.

6. Ölçülen MPP'nin hesaplanan MPP'ye kıyasla nasıl olduğunu görmek ilginç olabilir;

Ölçülen MPP; Vmpp = _V, İmp = _A

Hesaplanan MPP; Vmpp = Voc x 0.8 = _V, Impp = Isc x 0.9 = _A

7. Sadece eğlence için bu noktada Doldurma Faktörü hesaplanabilir, FF = (Vmpp x Impp) / (Voc x Isc)

7. Adım: MPPT Modülünü İhtiyaçlarınıza Göre Ayarlayın

Yukarıda istenen çıkış voltajımızı seçtik, bu, 2.1'de elde edilen parametrelerle birlikte MPPT modülünün doğru şekilde ayarlanması için hayati önem taşıyacaktır. Ayrıca maksimum şarj akımını (Ichg) ve hangi akım şarjının yapılmış sayıldığını (Idone) bilmemiz gerekir.

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

Prosedür:

1. MPPT çıkışına bir DMM bağlayın (DC voltajına ayarlayın)

2. CC ve CV trimpotlarını saat yönünde tamamen çevirin, MPPT trimpotunu saat yönünün tersine tamamen çevirin

3. MPPT girişine ayarlanabilir bir DC voltaj kaynağı bağlayın, açmadan önce voltajı sıfıra ayarlayın.

4. Ayarlanabilir DC voltaj kaynağını Vmpp'ye ayarlayın, MPPT trimpotunu çıkış voltajının artması durana kadar yavaşça saat yönünde çevirin.

5. İstenen Vout ayarlanana kadar CV trimpotunu saat yönünün tersine çevirin.

6. Çıkışı bir DMM üzerinden kısa devre yapın (DC akımı 10A'ya ayarlayın). İstenen Ichg ayarlanana kadar CC trimpotunu saat yönünün tersine çevirin.

7. LED trimpot, LED'in hangi akımda renk değiştireceğini ayarlar, varsayılan değer 0,1 x Ichg'dir. Ayarlamak için, Idone veren bir yük bağlayın, LED'in rengi değişene kadar LED trimpot'u çevirin.

Not: LED'in değişen rengi dışında hiçbir şey olmayacak.

8. MPPT modülü şimdi ayarlanmıştır ve kullanıma hazırdır.

Adım 8: Gözden Geçirme, Dizim 1

Özellikler:

Panel: CNC145x145-6, seri olarak 4 panel.

Boyutlar: 145x145x3mm

Değerler: Panel başına 6V / 3W. 4 panel: 24V / 12W

1. Gerekli malzemeleri toplayın.

2. Schottky diyotları ve panel bağlantıları zaten yerinde.

3. Gösterildiği gibi ölçüm kurulumu.

4. Voc ve Isc'yi ölçmeye başlıyorum.

5. Daha sonra, yaklaşık bir MPP elde etmek için yükle biraz uğraşırım.

6. Ölçümlerimi MPP'ye odaklayabilmek için sabit dirençlerimi yeniden yapılandırdım, tam MPP'yi tam olarak belirlemeye çalışmak için iki seri yaptım.

Sonuçlar:

Ses: 25.9V / Isc: 325mA

Vmpp: 20.0V / İmp: 290mA

Hesaplanan Pmpp: Vmpp x Impp = 5,8W

Sadece eğlence ve karşılaştırma için: Hesaplanan MPP; Vmpp = Voc x 0,8 = 20,7V, Impp = Isc x 0,9 = 292mA

Doldurma Faktörü: FF = (Vmpp x Impp) / (Voc x Isc) = 0.69

Maalesef kullandığım excel çalışma sayfasını yanlış yerleştirmiş gibiyim, bu yüzden bu panel dizisi için grafik veya kayıtlı seri yok.

MPPT modül ayarı:

Sonraki, MPPT modülü ayarlamalarıdır.

Vout'u seçerken, 12V Li-Ion pili şarj edebileceğime veya çıkışı 5V/2A USB şarj modülüne bağlayabileceğime karar verdim (giriş 7.5-28VDC).

MPPT modülü aşağıdaki parametreler kullanılarak ayarlandı:

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

1. Açıklandığı gibi trimpotları "sıfırlıyorum", DMM'lerimi bağladım ve ayarlanabilir DC voltaj kaynağımı Vin = 20.0V olarak ayarladım

2. MPPT trimpotunu çıkış voltajının yükselmesi durana kadar ayarlıyorum, ardından CV trimpotunu kullanarak çıkış voltajını Vchg = 12,3V olarak ayarladım

3. Çıkışı bir DMM aracılığıyla kısa devre yaparak (DC akımı 10A'ya ayarlı) CC trimpot'u Ichg = 600mA olarak ayarlıyorum

4. Direnç yükümü bağlayarak, çıkış akımı = Idone = 100mA elde edene kadar yükü ayarlıyorum, ardından LED trimpotunu LED'in rengini değiştirecek şekilde ayarlıyorum.

5. Yükün değiştirilmesi, LED'in istendiği gibi renk değiştirdiğini doğrular. TAMAMLAMAK!

9. Adım: Sonuçlar - Dizim 2

Özellikler:

Panel: CNC170x170-18, paralel olarak 6 panel.

Boyutlar: 170x170x3mm

Değerler: Panel başına 18V / 4.5W. 6 panel: 18V / 27W

Sonuçlar:

Ses: 20.2V / Isc: 838mA

Vmpp: 15.6V / İmp: 821mA

Hesaplanan Pmpp: Vmpp x Impp = 12.8W

Panel dizisi, nominal gücün yarısından biraz daha azını sağlar.

MPPT ayarlamaları:

MPPT modülü aşağıdaki parametreler kullanılarak ayarlandı:

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

Adım 10: Sonuçlar - Dizim 3

Özellikler:

Panel: CNC170x170-18, 4 panel paralel.

Boyutlar: 170x170x3mm

Değerler: Panel başına 18V / 4.5W. 4 panel: 18V / 18W

Sonuçlar:

Ses: 20.5V / Isc: 540mA

Vmpp: 15.8V / İmp: 510mA

Hesaplanan Pmpp: Vmpp x Impp = 8,1W

Panel dizisi, nominal gücün yarısından biraz daha azını sağlar.

MPPT ayarlamaları:

MPPT modülü aşağıdaki parametreler kullanılarak ayarlandı:

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

11. Adım: Sonuçlar - Dizim 3 (bulutlu Gün)

Özellikler:

Panel: CNC170x170-18, 4 panel paralel.

Boyutlar: 170x170x3mm

Değerler: Panel başına 18V / 4.5W. 4 panel: 18V / 18W

Sonuçlar:

Ses: 18.3V / Isc: 29mA

Vmpp: 14.2V / İmp: 26mA

Hesaplanan Pmpp: Vmpp x Impp = 0.37W

Önceki adımda kullanılanla aynı dizi ve kurulum, ancak açıkça farklı sonuçlar.

Güneşli bir günde elde edilen çıktıyla karşılaştırıldığında, bu panellerin bulutlu koşullarda pek kullanılmayacağı oldukça açıktır.