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MPPT ou suivi du point de puissance maximale est un algorithme inclus dans les contrôleurs de charge utilisés pour extraire la puissance maximale disponible du module PV dans certaines conditions. La tension à laquelle le module PV peut produire une puissance maximale est appelée point de puissance maximale (ou tension de puissance maximale). La puissance maximale varie en fonction du rayonnement solaire, de la température ambiante et de la température des cellules solaires.
Pourquoi choisir MPPT ?
Récolte d’énergie accrue
Les contrôleurs MPPT fonctionnent à des tensions de réseau supérieures à la tension de la batterie et augmentent la récolte d'énergie des panneaux solaires de 5 à 30 % par rapport aux contrôleurs PWM, en fonction des conditions climatiques.
La tension de fonctionnement et l'ampérage du réseau sont ajustés tout au long de la journée par le contrôleur MPPT afin que la puissance de sortie du réseau (ampérage x tension) soit maximisée.
Moins de restrictions de modules
Étant donné que les contrôleurs MPPT font fonctionner les panneaux solaires à des tensions supérieures à la tension de la batterie, ils peuvent être utilisés avec une plus grande variété de modules solaires et de configurations de panneaux solaires. De plus, ils peuvent prendre en charge des systèmes avec des fils de plus petite taille.
Prise en charge des baies surdimensionnées
Les contrôleurs MPPT peuvent prendre en charge des réseaux surdimensionnés qui autrement dépasseraient les limites de puissance de fonctionnement maximales du contrôleur de charge. Pour ce faire, le contrôleur limite la consommation de courant du générateur pendant les périodes de la journée où une énergie solaire élevée est fournie (généralement au milieu de la journée).
Comment fonctionne le suivi des points de puissance maximale ?
C'est ici qu'intervient l'optimisation ou le suivi du point de puissance maximale. Supposons que votre batterie soit faible, à 12 volts. Un MPPT prend ces 17,6 volts à 7,4 ampères et les convertit de sorte que ce que la batterie obtient maintenant est de 10,8 ampères à 12 volts. Maintenant, vous disposez encore de près de 130 watts et tout le monde est content.
Idéalement, pour une conversion de puissance à 100 %, vous obtiendriez environ 11,3 ampères à 11,5 volts, mais vous devez alimenter la batterie avec une tension plus élevée pour forcer l'entrée des ampères. Et ceci est une explication simplifiée - en réalité, la sortie de la charge MPPT Le contrôleur peut varier continuellement pour s'ajuster afin d'obtenir le maximum d'ampères dans la batterie.
Si vous regardez la ligne verte, vous verrez qu'elle présente un pic pointu en haut à droite, qui représente le point de puissance maximale. Ce qu'un contrôleur MPPT fait, c'est "rechercher" ce point exact, puis effectuer la conversion tension/courant pour le modifier exactement selon les besoins de la batterie. Dans la vraie vie, ce pic se déplace continuellement en fonction des changements de conditions lumineuses et météorologiques.
Dans des conditions très froides, un panneau de 120-watts est en fait capable de produire plus de 130+ watts car la puissance de sortie augmente à mesure que la température du panneau diminue - mais si vous n'avez pas de moyen de suivre ce point de puissance , tu vas le perdre. En revanche, dans des conditions très chaudes, la puissance diminue – vous perdez de la puissance à mesure que la température augmente. C'est pourquoi vous obtenez moins de gains en été.
Pourquoi ai-je besoin d'un MPPT ?
Les MPPT sont plus efficaces dans les conditions suivantes : hiver et/ou jours nuageux ou brumeux - lorsque la puissance supplémentaire est la plus nécessaire.
Température froide
Les panneaux solaires fonctionnent mieux à des températures froides, mais sans MPPT, vous perdez la majeure partie de cela. Le temps froid est plus probable en hiver - la période où les heures d'ensoleillement sont faibles et où vous avez le plus besoin d'énergie pour recharger les batteries.
Charge de batterie faible
Plus l'état de charge de votre batterie est bas, plus un MPPT y met de courant - une autre période où la puissance supplémentaire est la plus nécessaire. Vous pouvez avoir ces deux conditions en même temps.
Fils longs
Si vous chargez une batterie de 12- volts et que vos panneaux sont à 100 pieds, la chute de tension et la perte de puissance peuvent être considérables, à moins que vous n'utilisiez un très gros fil. Cela peut coûter très cher. Mais si vous avez quatre panneaux de 12 volts câblés en série pour 48 volts, la perte de puissance est bien moindre et le contrôleur convertira cette haute tension en 12 volts au niveau de la batterie. Cela signifie également que si vous disposez d'une configuration de panneau haute tension alimentant le contrôleur, vous pouvez utiliser un fil beaucoup plus petit.
● Dans toutes les applications dans lesquelles le module PV est une source d'énergie, le contrôleur de charge solaire MPPT est utilisé pour corriger la détection des variations des caractéristiques courant-tension de la cellule solaire et est illustré par la courbe iv.
● Le contrôleur de charge solaire MPPT est nécessaire pour tout système d'énergie solaire qui doit extraire la puissance maximale du module PV, il force le module PV à fonctionner à une tension proche du point de puissance maximale pour tirer la puissance maximale disponible.
● Le contrôleur de charge solaire MPPT permet aux utilisateurs d'utiliser un module PV avec une tension de sortie supérieure à la tension de fonctionnement du système de batterie.
Avec un contrôleur de charge solaire MPPT, les utilisateurs peuvent câbler le module PV pour 24 ou 48 V (en fonction du contrôleur de charge et des modules PV) et alimenter le système de batterie 12 ou 24 V. Cela signifie qu'il réduit la taille du fil nécessaire tout en conservant la pleine puissance du module PV.
● Le contrôleur de charge solaire MPPT réduit la complexité du système tandis que la sortie du système est à haut rendement. De plus, il peut être utilisé avec davantage de sources d’énergie. Étant donné que la puissance de sortie PV est utilisée pour contrôler directement le convertisseur DC-DC.
● Le contrôleur de charge solaire MPPT peut être appliqué à d'autres sources d'énergie renouvelables telles que les petites turbines hydrauliques, les éoliennes, etc.
Algorithmes pour MPPT
Les algorithmes pour MPPT sont différents types de schémas mis en œuvre pour obtenir un transfert de puissance maximal. Certains des schémas populaires sont la méthode de conductance incrémentielle, la méthode d'oscillation du système, la méthode d'escalade, la méthode d'escalade modifiée, la méthode de tension constante. D'autres méthodes MPPT incluent celles qui utilisent une approche espace d'états avec le convertisseur de puissance de suivi fonctionnant en mode de conduction continue (CCM) et une autre qui est basée sur une combinaison de conductance incrémentielle et de méthode de perturbation et d'observation. L'énergie extraite de la source photovoltaïque via MPPT doit être soit utilisée par une charge, soit stockée sous une forme quelconque, par exemple, l'énergie stockée dans une batterie ou utilisée pour l'électrolyse afin de produire de l'hydrogène pour une utilisation future dans les piles à combustible. Compte tenu de cela, les systèmes photovoltaïques connectés au réseau sont très populaires car ils n'ont aucune exigence de stockage d'énergie puisque le réseau peut absorber n'importe quelle quantité d'énergie photovoltaïque suivie.
Certains des schémas MPPT les plus populaires et les plus couramment utilisés sont expliqués ci-dessous :
Le rapport VMPP et Voc est une constante approximativement égale à {{0}}.78. Ici, la tension du champ photovoltaïque est représentée par VMPP et la tension en circuit ouvert est représentée par Voc. La tension du champ photovoltaïque détectée est comparée à une tension de référence pour générer un signal d'erreur qui, à son tour, contrôle le rapport cyclique. Le cycle de service du convertisseur de puissance garantit que la tension du générateur photovoltaïque est égale à 0,78 × Voc. Les Voc peuvent également être déterminés à l'aide d'une diode montée à l'arrière du réseau (afin qu'elle ait la même température que le réseau). Un courant constant est introduit dans la diode et la tension résultante aux bornes de la diode est utilisée comme réseaux VOC qui sont ensuite utilisés pour le suivi du VMPP.
Méthode d'escalade
L'algorithme le plus populaire est la méthode d'escalade. Il est appliqué en perturbant le cycle de service « d » à intervalles réguliers et en enregistrant les valeurs de courant et de tension du réseau résultantes, obtenant ainsi la puissance. Une fois la puissance connue, un contrôle de la pente de la courbe P-V ou de la région de fonctionnement (source de courant ou région de source de tension) est effectué puis la variation de d est effectuée dans une direction telle que le point de fonctionnement se rapproche du maximum. point de puissance sur la caractéristique de tension d'alimentation.L'algorithme de ce schéma est décrit ci-dessous à l'aide d'expressions mathématiques :
Dans une région source de tension, ∂PPV / ∂VPV > 0=d=d + δd (c'est-à-dire, incrément d)
Dans la région source actuelle, ∂PPV / ∂VPV < 0=d=d - δd (c'est-à-dire décrémenter d)
Au point de puissance maximale, ∂PPV / ∂VPV=0=d=d ou δd=0 (c'est-à-dire retenir d)
Cela signifie que la pente est positive et que le module fonctionne dans la région à courant constant. Dans le cas où la pente est négative (Pnew < Pold), le rapport cyclique est réduit (d=d - δd), car la région de fonctionnement dans ce cas est la région de tension constante. Cet algorithme peut être implémenté à l'aide d'un microcontrôleur.
Méthode de conductance incrémentielle
Dans la méthode de conductance incrémentielle, le point de puissance maximale est obtenu en faisant correspondre l'impédance du générateur photovoltaïque avec l'impédance effective du convertisseur réfléchie aux bornes du générateur. Tandis que ce dernier est ajusté en augmentant ou en diminuant la valeur du rapport cyclique. L'algorithme peut être expliqué comme suit :
Pour la région de la source de tension, ∂IPV / ∂VPV > - IPV / VPV=d=d + δd (c'est-à-dire le rapport cyclique incrémentiel)
Pour la région source actuelle, ∂IPV / ∂VPV < - IPV / VPV=d=d - δd (c'est-à-dire décrémenter le rapport cyclique)
Au point de puissance maximale, ∂IPV / ∂VPV=d=d ou δd=0
Méthode Mppt de conductance incrémentielle
Les systèmes photovoltaïques hors réseau utilisent généralement des batteries pour alimenter les charges la nuit. Bien que la tension de la batterie complètement chargée puisse être proche de la tension de point de puissance maximale du panneau photovoltaïque, cela n'est pas vrai au lever du soleil, lorsque la décharge partielle de la batterie a lieu. À une certaine tension inférieure à la tension maximale du panneau PV, la charge a lieu et cette inadéquation peut être résolue à l'aide d'un MPPT. Dans le cas d'un système photovoltaïque connecté au réseau, toute l'énergie fournie par les modules solaires sera envoyée au réseau. Par conséquent, le MPPT dans un système photovoltaïque connecté au réseau essaiera toujours de faire fonctionner les modules PV à son point de puissance maximale.
Applications des contrôleurs de charge solaire MPPT
Le système d'installation de base de panneaux solaires suivant montre la règle importante du contrôleur de charge solaire et d'un onduleur. L'onduleur (qui convertit l'alimentation CC des batteries et des panneaux solaires en alimentation CA) est utilisé pour connecter les appareils CA via un contrôleur de charge. D'autre part, les appareils à courant continu peuvent être directement connectés au contrôleur de charge solaire pour alimenter les appareils en énergie continue via des panneaux photovoltaïques et des batteries de stockage.
Un système de lampadaire solaire est un système qui utilise un module photovoltaïque pour transformer la lumière du soleil en électricité continue. L'appareil utilise uniquement de l'énergie CC et comprend un contrôleur de charge solaire pour stocker le courant continu dans le compartiment de la batterie afin qu'il ne soit pas visible de jour comme de nuit.
Le système solaire domestique utilise l'énergie générée par le module photovoltaïque pour alimenter des appareils électroménagers ou d'autres appareils électroménagers. L'appareil comprend un contrôleur de charge solaire pour stocker le courant continu dans le parc de batteries et une combinaison pour une utilisation dans tout environnement où le réseau électrique n'est pas disponible.
Le système hybride se compose de diverses sources d’énergie pour fournir une alimentation de secours à plein temps ou à d’autres fins. Il intègre généralement un générateur solaire avec d'autres moyens de production tels que des générateurs diesel et des sources d'énergie renouvelables (générateur éolien et générateur hydroélectrique, etc.). Il comprend un contrôleur de charge solaire pour stocker le courant continu dans un parc de batteries.
Le système de pompage d'eau solaire est un système qui utilise l'énergie solaire pour pomper l'eau des réservoirs naturels et de surface pour la maison, le village, le traitement de l'eau, l'agriculture, l'irrigation, le bétail et d'autres applications.
Le contrôleur de charge solaire MPPT minimise la complexité de tout système en maintenant le rendement du système élevé. De plus, vous pouvez l’utiliser avec davantage d’autres sources d’énergie.
Notre usine
Zhejiang Hertz Electric Co., Ltd., fondée en 2014, est une entreprise de haute technologie spécialisée dans le développement, la fabrication, la vente et le service après-vente, au service des fabricants d'équipements moyens et haut de gamme et des intégrateurs de systèmes d'automatisation industrielle. En nous appuyant sur des équipements de production de haute qualité et un processus de test rigoureux, nous fournirons à nos clients des produits tels que des onduleurs basse et moyenne tension, des démarreurs progressifs et des systèmes et solutions de servocommande dans les industries connexes.
L'entreprise adhère au concept de « fournir aux utilisateurs les meilleurs produits et services » pour servir chaque client. À l'heure actuelle, il est principalement utilisé pour la métallurgie, l'industrie chimique, la fabrication du papier, les machines et d'autres industries.
Certifications
FAQ
Q : Que fait un MPPT ?
Q : Ai-je besoin d’un MPPT ou d’un onduleur ?
Q : Quel est le meilleur MPPT ou PWM ?
Q : Quel est l'avantage d'un contrôleur MPPT ?
Q : Les onduleurs sont-ils intégrés au MPPT ?
Q : Ai-je besoin d’un MPPT pour chaque panneau solaire ?
Q : Tous les onduleurs sont-ils équipés de MPPT ?
Q : Le MPPT vaut-il le coût supplémentaire ?
Q : Dois-je connecter mes panneaux solaires en série ou en parallèle ?
Q : Quelle est la durée de vie du MPPT ?
Q : Le MPPT empêche-t-il la surcharge ?
Q : Puis-je utiliser MPPT sans onduleur ?
Q : Combien de volts un contrôleur de charge MPPT peut-il gérer ?
Q : Que se passe-t-il si un MPPT est utilisé sans batterie ?
Q : Le MPPT fonctionne-t-il mieux avec la haute tension ?
Q : Pourquoi le MPPT est-il utilisé dans les panneaux solaires ?
Q : Comment puis-je faire correspondre mes panneaux solaires au MPPT ?
Q : Quels sont les types de MPPT ?
Q : Quelles sont les techniques MPPT conventionnelles ?
Q : Comment puis-je vérifier mon MPPT ?
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