Ventajas de la tecnología mppt

La tecnología MPPT se ha vuelto muy popular en la electrónica solar y es, de hecho, el estándar de facto para los inversores en red / string.

MPPT son las siglas de M aksimum P Ower P Share T andamios.

MPPT es básicamente un algoritmo y se implementa mediante una combinación de software y hardware electrónico en cualquier inversor o controlador solar.

Esto ayuda a garantizar que la salida del panel o matriz solar o línea solar esté en su punto máximo / máximo. Esto se hace utilizando una metodología de seguimiento de energía continua para ubicar el punto de energía solar más óptimo.

La potencia máxima del módulo solar varía en función de la radiación solar, la temperatura ambiente y la temperatura de la celda. Las células solares tienen una relación compleja entre temperatura e impedancia, lo que da como resultado una eficiencia de producción no lineal basada en la curva IV. El objetivo de un sistema MPPT es muestrear la salida de los módulos fotovoltaicos y aplicar la resistencia correcta para obtener la máxima potencia para cualquier radiación solar y condiciones ambientales generales determinadas.

Cómo se aplica MPPT en circuitos solares

Cuando la carga está conectada directamente al panel solar, el punto de funcionamiento del panel rara vez estará en la potencia máxima. La impedancia observada por el panel recibe el punto de funcionamiento del panel solar. Así, cambiando la impedancia observada por el panel, el punto de operación se puede mover en la dirección de la potencia pico. 

Dado que los paneles son dispositivos CC-CC, se deben utilizar convertidores CC-CC para convertir la impedancia de un circuito (fuente) en otro circuito (carga). Cambiar la relación de transmisión del convertidor CC-CC da como resultado un cambio en la impedancia como se muestra en el panel. 

A una determinada impedancia (o relación de endeudamiento), el punto de trabajo estará en el punto de transferencia de potencia máxima. La curva IV del panel puede variar significativamente dependiendo de los cambios en las condiciones atmosféricas, como la luminosidad y la temperatura. Por lo tanto, no es posible establecer un índice de endeudamiento en condiciones operativas tan dinámicamente cambiantes.

La implementación de MPPT utiliza algoritmos que a menudo muestrean los voltajes y corrientes del panel y luego ajustan el factor de trabajo según sea necesario. Se utilizan microcontroladores para implementar los algoritmos.

En el lado del hardware, la tecnología MPPT se implementa utilizando tecnología de conversión DC-DC con altas frecuencias de conmutación típicamente en el rango de 15 a 80 kHz. Una frecuencia de conmutación tan alta tiene la ventaja de ser más eficiente. Pero también trae problemas de EMI, etc. Para lograr el mejor resultado y el equilibrio óptimo de eficiencia, rendimiento y confiabilidad, se requiere un diseño muy cuidadoso.

También hay un software y un microcontrolador para controlar todo el proceso y buscar constantemente el punto de energía del panel solar más óptimo. En este frente, existen varios métodos para lograr la tecnología MPPT. Algunos de los más utilizados:

  • Indigna y observa
  • Cableado adicional
  • Turno actual
  • Presión constante

Ejemplo practico

  1. un módulo solar 

El módulo fotovoltaico es un dispositivo permanente del tipo actual. Como se muestra en el voltaje típico de los módulos fotovoltaicos vs. Curva de corriente, la corriente permanece relativamente constante en un amplio rango de voltaje. 

Se incluye un módulo típico de 75 vatios para entregar 4,45 amperios a 17 voltios a una temperatura de celda de 25 ° C. Los controladores fotovoltaicos convencionales esencialmente conectan la matriz fotovoltaica directamente a la batería cuando la batería está baja. Cuando el módulo de 75 W está conectado directamente a una batería de carga de 12 voltios, el módulo aún proporciona aproximadamente la misma corriente.

 Pero, dado que el voltaje de salida es actualmente de 12 voltios y no de 17 voltios, el módulo de generación de energía está limitado artificialmente y el módulo de 75 W solo suministra 53 vatios. Esto es un desperdicio de 22 vatios de energía disponible.

La tecnología del controlador de carga solar MPPT funciona de una manera muy diferente. En estas condiciones, el controlador del cargador solar calcula el voltaje de suministro máximo (V) al que el módulo fotovoltaico entrega la potencia máxima, en este caso 17 voltios. El MPPT luego controla el módulo de 17 voltios, que extrae la potencia máxima disponible del módulo. 

El controlador del cargador solar recalcula constantemente la tensión de alimentación máxima a medida que cambian las condiciones de funcionamiento. La potencia de entrada del controlador de gestión de potencia máxima, en este caso 75 W, es alimentada por un convertidor de tipo de potencia de conmutación, que reduce la entrada de 17 voltios al voltaje de la batería en la salida. Un total de 75 vatios que se suministra actualmente a 12 voltios producirá 6.25 amperios.

 Aumento de la corriente de carga 1, Se logran 8 amperios o 40% al convertir 22 vatios que se desperdiciarían en corriente de carga utilizable. Tenga en cuenta que este ejemplo asume una eficiencia del 100% para ilustrar el principio de la operación. En uso real, el Boost será un poco menor.

  1. Comparación de paneles solares

Considerando el caso de un arreglo con una potencia nominal de NTC 1800W. A continuación se muestra un diagrama que muestra la comparación en tal escenario.

Conclusión

Por lo tanto, a partir de lo anterior, resulta muy evidente que la tecnología MPPT ayuda a generar la máxima potencia de los módulos solares / matriz solar. De hecho, esa es la razón por la que la tecnología MPPT es hoy en día el estándar común en todo tipo de inversores solares conectados a la red y también el estándar para inversores basados ​​en baterías más grandes.

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