Controlador de costes fotovoltaicos MPPT – Funcionamiento, tamaño y elección

¿Qué es el Controlador de Costes Fotovoltaicos del Nivel de Potencia Mayor (MMPT)?

¿Qué es la monitorización del nivel de potencia o un cargador MPPT?

O MPPT o ‘Control de la mayoría de los niveles de energíason mucho más sutiles que los controladores PWM y permiten que el panel fotovoltaico funcione a su máximo nivel de energía o, más exactamente, a la tensión óptima para obtener la máxima producción de energía. Utilizando esta buena experiencia, los controladores de costes fotovoltaicos MPPT pueden ser hasta un 30% más prácticos en función de la tensión y el voltaje del panel fotovoltaico conectado.

Como referencia normal, los reguladores de carga MPPT pueden utilizarse en todos los métodos de aumento de energía que utilicen dos o más paneles fotovoltaicos o si la tensión del panel (Vmp) es de 8V o mayor que el voltaje de la batería – ver la definición completa más abajo.

El MPPT es, en realidad, un eficaz convertidor de CC a CC para maximizar la potencia de un panel fotovoltaico. El MPPT primario fue inventado en 1985 por una pequeña agencia australiana llamada AERL y ahora es útil en casi todos los inversores fotovoltaicos conectados a la red y en muchos controladores de costes fotovoltaicos.

Fig = 100A, 12-48V, Max 170A, 150V, Controlador de costes MPPT

La idea de funcionamiento del regulador de costes fotovoltaicos MPPT es elemental debido a la alteración del diploma de luz diurna (irradiancia) sobre el panel fotovoltaico a lo largo del día. La tensión del panel y su presencia difieren constantemente. Para obtener la mayor cantidad de energía eléctrica, el mejor rastreador de nivel de potencia hace un barrido a lo largo del voltaje del panel para buscar el «punto dulce» o la mezcla óptima de voltaje y corriente para ofrecer la mayor cantidad de energía. El MPPT está programado para supervisar y alterar constantemente el voltaje para suministrar esencialmente la mayor cantidad de energía eléctrica, independientemente de las situaciones meteorológicas.

Descubrirás que, a menudo, sólo los controladores MPPT de gama alta detectan las sombras parciales o controlan una serie de factores energéticos. Mediante el uso de esta experiencia, la eficiencia del panel fotovoltaico mejora, y la cantidad de vitalidad producida puede aumentar hasta un 30% respecto al controlador de costes fotovoltaicos PWM.

Controlador de carga solar MPPT - Funcionamiento, dimensionamiento y selección

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El precepto operativo del controlador de costes fotovoltaicos MPPT

La producción del conjunto fotovoltaico no será lineal. Se determina por la cantidad de luz solar, la temperatura del ambiente y el estado de carga.

En una profundidad gradual a la luz del día y a la temperatura ambiente, el conjunto fotovoltaico puede trabajar con numerosas tensiones de salida. Sin embargo, puede obtener la eficiencia del conjunto fotovoltaico de alta calidad con la restricción de una sola tensión de salida. En este nivel, el nivel de trabajo del campo fotovoltaico supera el mejor límite de la curva de tensión de la potencia de salida, que se tiene en cuenta como «Nivel de máxima potencia»

Posteriormente, es obligatorio variar el nivel de funcionamiento del conjunto fotovoltaico para mantenerlo cerca del nivel de potencia total con el fin de aumentar su eficiencia total. Esta idea se denomina «supervisión del nivel de energía más alto»

A continuación se muestra el diagrama de bloques estándar del controlador de costes fotovoltaicos MPPT.

Diagrama de bloques del regulador de carga solar MPPT

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Eficiencia y ventajas del controlador de costes fotovoltaicos MPPT

Ahora, vamos a equiparar el controlador de costes fotovoltaicos MPPT con el controlador de costes fotovoltaicos estándar.

El controlador de costes fotovoltaicos normales es algo así como una caja de cambios manual de automóvil. Si no aumentáramos la caja de cambios adecuadamente porque el ritmo del motor se elevara, el ritmo del automóvil se vería indudablemente afectado.

Hasta la distribución, debes establecer los parámetros de carga del controlador de costes de tensión foto final. Sin embargo, el controlador de costes fotovoltaicos MPPT puede controlar el nivel de potencia total del panel fotovoltaico en tiempo real para conseguir la mayor eficiencia. Cuando observas el nivel máximo de potencia, el voltaje es mayor, la altura es mayor y la eficiencia de carga es mayor.

La eficiencia del sistema de energía solar integrado con el controlador de costes FV MPPT es un 50% mayor que la del controlador de costes FV tradicional. Sin embargo, según una evaluación práctica, esta cantidad es del 20% al 30%, basándose principalmente en el entorno y la pérdida de energía eléctrica.

Algoritmo P&O de Perturbación y Observación para MPPT - Curva de potencia, tensión y corriente en MPPT

En conclusión, como resultado de los precios de los edificios, el espacio de los paneles fotovoltaicos montados en vehículos recreativos puede disminuir. Además, puede haber una gran falta de productividad como resultado del montaje plano del panel fotovoltaico en RV.

Además, debe utilizar un controlador de costes fotovoltaicos aplicable para conseguir la mayor eficiencia del sistema fotovoltaico de la VR.

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Dimensionar un controlador de costes fotovoltaicos MPPT

Vamos a resolverlo con una instancia primaria. Consulta la siguiente instancia para obtener más detalles.

Supón que tienes cuatro paneles fotovoltaicos de 100 vatios en tu tejado y que están conectados en colección. cada uno de los paneles tiene una tensión de circuito abierto de veintidós,5V. ¿Qué resultado del controlador MPPT es verdadero?

Respuesta –

La tensión de la colección podría ser= 22,5 x 4

V = 90 V

La tensión escrita en el controlador MPPT debe ser de 90 V o el controlador debe conformarse con 90 V

Dado que los controladores MPPT restringen su eficiencia, puedes hacer el conjunto tan grande como sea necesario, y el controlador puede prohibir la salida. Sin embargo, esto significa que la máquina no será tan precisamente eficiente. Los controladores MPPT pueden tener un aprendizaje de amperios, por ejemplo, un controlador MPPT de 40 amperios. Si los paneles pueden generar 80A presentes, el controlador de costes MPPT sólo puede generar 40A presentes, sea como sea.

Los controladores MPPT pueden tener un aprendizaje de amperios, por ejemplo un controlador MPPT de 40 amperios. A diferencia del PWM, la puntuación de la tensión de entrada de los controladores MPPT es mucho mayor que la de los bancos de baterías que te cuestan. Es como resultado de la característica distintiva del controlador MPPT que disminuye la tensión de la institución financiera de la batería, después de lo cual aumenta el presente para compensar la falta de energía. No tienes que hacer uso de la excesiva tensión de entrada para evitar las conexiones de recogida en los métodos pequeños, sin embargo, esto es muy útil en los métodos más grandes.

Supongamos que la marca del controlador significa que puede acomodar bancos de baterías de 12V o 24V. Busca el significado de Rov. Por ejemplo, si es Rov-40, el presente es la velocidad a 40 amperios.

En tercer lugar, siempre debemos tener en cuenta la mejor tensión de entrada fotográfica. Por ejemplo, si el controlador MPPT admite una tensión de entrada de 100 voltios, puede tomar hasta 100 voltios y cambiarlos a tu batería de 12V o 24V. Supongamos que has obtenido 4 paneles de 100 vatios en colección, cada uno con una tensión de circuito abierto de veintidós,5V. Los 4 de la secuencia pueden ser 4 x 22,5V = 90 Voltios, que el controlador contemplará.

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Instancia

Vamos a resolverlo con un ejemplo aquí mismo. Supongamos que una sala tiene los siguientes cientos de CC que tienen una potencia de 24 V; 4 lámparas de 25 W y dos ventiladores de 25 W

Todas las centenas anteriores están alimentadas por dos módulos FV conectados en paralelo, cada módulo FV tiene un nivel de potencia actual IMP de 5 A y un ISC de cortocircuito de 8 A. Ahora tenemos que buscar la tensión nominal del sistema, el conjunto fotovoltaico nominal actual y la carga nominal actual del controlador de costes fotovoltaicos?

Carga completa de CC = (nº de lámparas × potencia de cada lámpara) + (nº de seguidores × potencia de cada ventilador)

Carga completa de CC = (4 × 25) + (2 × 25) = 100 + 50 = 150 W

La tensión nominal del sistema del controlador de costes fotovoltaicos es similar porque la tensión nominal de la carga y del conjunto de paneles.

Conjunto fotovoltaico nominal actual = 2 × 8 (el cortocircuito actual de cada módulo fotovoltaico es de 7 A y están conectados en paralelo)

Potencia nominal del campo fotovoltaico presente = 16 A

Contemplando el tema de la protección de 1,25, la matriz nominal actual de FV es de 1,25 × 16 = 20 A

Carga nominal presente = Carga completa de CC / Tensión nominal del sistema = 150 / 24

Carga nominal presente = 6,25 A

Esta moda, quieres una 6.controlador de costes fotovoltaicos MPPT de 25A para el sistema fotovoltaico. Consulta el ejemplo resuelto adicional para el dimensionamiento del controlador de costes PWM y MMPT en la presentación anterior.

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¿Cuáles son los distintos tipos de controladores de cargadores fotovoltaicos?

Tres tipos de controlador de costes fotovoltaicos

1) Controles fáciles de 1 o 2 secciones: cambia los transistores para gestionar la tensión en uno o dos pasos.

2) PWM (modulación de la anchura de los impulsos): es el tipo estándar de controlador de costes, por ejemplo, xantrex, Blue Sky, etc. Por el momento, son la norma empresarial.

3) Control del nivel de potencia (MPPT): El MPPT identifica la tensión y el amperaje de trabajo óptimos del panel fotovoltaico y se ajusta a los de {la entidad financiera de la célula eléctrica}.

Aprende a seleccionar el mejor controlador de costes para un trabajo

Controladores de costes MPPT vs. PWM

MPPT

El MPPT (control del nivel de energía) está de moda y es más práctico. A medida que la tensión y el voltaje de los paneles fotovoltaicos aumentan, un número cada vez mayor de paneles quiere controladores de costes MPPT.

Con los reguladores MPPT, la energía solar entrante pasa a un voltaje relativamente más alto, y el regulador reduce el voltaje para que la batería se cargue correctamente. El presente entrante aumentará proporcionalmente con pérdidas insignificantes, dando lugar a un cargador fotovoltaico extremadamente eficiente.

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PWM

Los controladores de coste PWM (modulación de ancho de pulso) se basan en un {hardware} más antiguo y mucho menos fiable y permiten regular la tensión del panel fotovoltaico a la tensión de la batería. Por ejemplo, si tienes que hacer funcionar un panel fotovoltaico de 12 voltios nominales a través de un controlador de carga PWM, quieres una entidad financiera de 12 voltios de la batería.

Los controladores PWM no deben ser tan fiables y pueden perder alrededor de un 20% de la potencia recibida como resultado de una escasez de eficiencia. Por ejemplo, un panel de 100 vatios/12 voltios produce unos 5,5 amperios a 18 voltios en situaciones de pico. Si utilizas un controlador PWM, la instalación bajará a unos 14,5 voltios a 5,5 amperios o 80 vatios (14,5V x 5,5a = 80 vatios).

Existen restricciones en cuanto a las decisiones sobre los equipos, junto con el uso de paneles fotovoltaicos de 12 o 24 voltios nominales. Normalmente, los controladores PWM son de menor tamaño y tienen límites de agencia en las decisiones de los equipos, ya que quieren la misma tensión que la institución financiera de la batería.

Por ello, la mayoría de nuestros clientes potenciales residenciales se decantan por los controladores MPPT para los métodos más grandes. Los controladores de costes PWM también son bien conocidos para fines más pequeños, comparables a los de las autocaravanas, las pequeñas cabañas fuera de la red y los sitios industriales distantes que requieren porciones restringidas de energía eléctrica.

Compatibilidad de los engranajes

Podemos hacer coincidir los controladores de costes con instalaciones fotovoltaicas de características eléctricas equivalentes. Para seleccionar el controlador perfecto, echa un vistazo a los siguientes atributos:

  • Introduce la tensión: el mejor voltaje que pueda manejar el controlador. Suele oscilar entre 100 y 600 Vdc para los controladores de carga MPPT.
  • Tensión de la batería: el voltaje del controlador de costes debe coincidir con el voltaje de la institución financiera de la batería. La mayoría de los reguladores pequeños son de 12 V o 24 V, mientras que los reguladores más grandes suelen estar ajustados a 12/24/36/48 voltios.
  • Presente: coste total de amperios, por ejemplo, 100 amperios para FM100 AFCI
  • Tipo de batería: asegúrate de que el controlador de costes está capacitado para el tipo de batería que vayas a utilizar (la mayoría de los controladores de costes están diseñados para baterías de plomo-ácido, por lo que este nivel es crítico para las de iones de litio)

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Cumplimiento del código y la seguridad

Prueba que el controlador ha sido acreditado para evolucionar con los requisitos municipales de construcción y las leyes de seguridad. Busca el siguiente dato:

  • Listado por la UL 1741
  • Seguridad contra fallos en la cubierta (GFCI)
  • UL 458 (para fines celulares)
  • Seguridad contra fallos de arco (AFCI)

Seguimiento en línea

La mayoría de los controladores pueden conectarse a un servicio de supervisión para que puedas confirmar la eficiencia de tu máquina a distancia. Descubre los portales de monitorización adecuados para asegurarte de que proporcionan todo el rendimiento que es esencial para observar el éxito de tu máquina. En algunos casos, la supervisión y gestión remotas requerirían más {hardware}.

Comunicación

Muchos controladores de costes harán comunidad con los inversores, los indicadores de batería, los arrancadores de autogeneradores, las baterías de iones de litio, etc. Prueba la funcionalidad de la red del controlador para asegurarte de que funciona eficazmente con diferentes puntos de la máquina.

Gestión Auxiliar

La gestión auxiliar permite que el controlador apague de forma rutinaria diferentes elementos de la máquina, en función de los patrones trazados por el usuario final. Es útil para supervisar unidades cableadas, comparables a los interruptores de arranque computerizados, la desviación de la carga y otros. Suele implicar añadir a tus métodos relés debidamente graduados de energía.

Eficiencia y autoconsumo

El propio controlador de costes absorbe energía eléctrica, lo que significa que su procesamiento de señales no será 100% fiable. Busca reguladores de costes con bajo autoconsumo y alto rendimiento. La mayoría de los controladores de coste MPPT tienen una eficiencia del 98 % o superior, mientras que los controladores PWM y las opciones MPPT de bajo coste están por detrás de la marca.

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Funciones de los reguladores de costes fotovoltaicos MPPT

El siguiente sistema de configuración del panel fotovoltaico primario revela la regla esencial del controlador de costes fotovoltaicos y un inversor. El inversor (que convierte la energía de CC de cada batería y de los paneles fotovoltaicos en energía de CA) se utiliza para fijar los equipos de CA de la casa a través del controlador de costes. Por otro lado, los equipos domésticos de corriente continua pueden conectarse inmediatamente al controlador de costes fotovoltaicos para alimentar los equipos domésticos con energía de corriente continua a través de paneles fotovoltaicos y baterías de almacenamiento.

Sistema de paneles solares

Un sistema fotovoltaico sin problemas es un sistema que utiliza un módulo fotovoltaico para transformar la luz del día en energía eléctrica de corriente continua. La máquina utiliza exclusivamente energía de corriente continua y tiene un controlador de costes fotovoltaicos para la corriente continua dentro del compartimento de la batería, para que no se vea durante el día o la noche.

El sistema de residencia fotovoltaica utiliza la energía generada por el módulo fotovoltaico para producir equipos domésticos o diferentes equipos domésticos. La máquina tiene un controlador de costes fotovoltaicos para el distribuidor de CC dentro de la institución financiera de la batería y un traje de baño para utilizarlo cuando la red de la instalación no esté ahí.

El sistema híbrido consiste en varias fuentes de vitalidad para ofrecer energía de emergencia a tiempo completo o diferentes funciones. Suele integrar un conjunto fotovoltaico con diferentes técnicas de era comparables a los molinos de gasóleo y las fuentes de vitalidad renovables (generador eólico e hidroeléctrico, etc.). Incluye un controlador de costes fotovoltaicos para el distribuidor de CC en una entidad financiera de baterías.

El sistema de bombeo de agua fotovoltaico es un sistema que utiliza la energía solar para bombear agua pura de los depósitos del suelo para la casa, el pueblo, la terapia del agua, la agricultura, el riego, el ganado y otros fines.

El controlador de costes fotovoltaicos MPPT minimiza la complejidad de cualquier sistema protegiendo la salida del sistema en exceso. Además, debes utilizarlo con un número adicional de fuentes de vitalidad diferentes.

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