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简易确定太阳能电池最大功率点的方法

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发表于 2020-2-8 17:52:33 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 2n3055 于 2020-2-8 17:54 编辑

用太阳能电池供电,选择带有MPPT(最大功率点跟踪)的供电方式非常不错
所谓最大功率点跟踪,就是在输出电能的同时,始终让太阳能电池工作在最大输出功率下,实现光能利用的最大化
因为太阳能电池的输出功率,不仅和光照有关,还和负载也有关
在光照一样的条件下,负载不一样,输出功率也不一样,转换效率也会不同
比如一个太阳能电池,在当前阳光下可以输出100W功率,那么,我要找到这个100W的功率点,并让电池始终工作在这个点上
过了一会,来了片云,可能功率只剩下50W了,那么就要自动做出调整,让电池始终能够输出50W

下面这幅图,展现了太阳能电池的特性曲线
红色线,是电压和电流的特性,绿色线,是输出电压和输出功率的特性
从绿色线可以看出,从0开始,随输出电压上升,输出功率不断上涨,
但是,到了一个拐点后,输出电压继续上升,输出功率反而开始下降
这个拐点,就是太阳能电池的最大功率点,此时对应的电压就是Vmp
结合红色的伏安特性曲线,我们可以知道,将太阳能电池电压保持在这个Vmp上,
可以实现太阳能电池功率利用最大化(这是最简单的一种MPPT的方法)
003.jpg

那么,在实践中,如何确定这个Vmp呢?
一般来说,太阳能电池的铭牌标识上,一般会有标识Vmp
如果没有标识,通常有一种简易算法:就是最大开路电压*0.75
这种方法非常不精确,因为不同材质,不同厂家的组件参数不一,按死方法计算并不能很好的实现MPPT

今天介绍一种简单方法确定Vmp
首先,需要准备一个支持MPPT功能的充电器,一个与之配套没有电的蓄电池(一定是没有电的)
将太阳能电池连接充电器,并连接电池,让太阳能电池为蓄电池充电
用电流表监测充电电流,同时调整充电器负责设置Vmp电压的电位器,
会发现电流会随着调整变化,调节到电流最大的那个点,Vmp就找到了

图例:自制的充电器,采样电阻0.1Ω,上面压降44.9mV,对应充电电流449mA
这是能调整的最大电流了
001.jpg

测量当前太阳能电池电压,16.72V,这就是这块电池的Vmp
也就是说,在系统运行中,只要保持输出电压在16.72V,就能最大利用光能
002.jpg

原理:在给没电的蓄电池充电早期,电池端电压变化不大,我们可认为是电压不变的
既然电压不变,那么根据公式P=U*I可知,随电流增大,功率也会增大
所以,我们找到最大电流点,即是最大功率点
至于DC-DC变换的过程,由充电器电路完成,无需理会

当然,这样做需要注意一点:调整时太阳能电池输出功率一定要小于充电器最大功率
因为,一旦太阳能电池输出功率大于充电器的最大功率,输出电压就会高于Vmp
调整就不准了。










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阿睦 + 20

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发表于 2020-2-8 21:23:46 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
这个充电器很有意思
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发表于 2020-2-8 22:30:50 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
我1200W的太阳能板峰值才500多W!是控制器不行还是电池不行
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点评

太阳能板方向、太阳能板、电线大小距离、控制器功率、电池容量等等这些都是要考虑的  详情 回复 发表于 2020-2-10 13:00
我总感觉太阳能板标的那个功率好像不是输出功率,感觉是用短路电流乘开路电压得到的,应该写的是总功率,实际输出功率应该最多是标的一半吧,100W的太阳能板,要在mppt要是能输出100W,那个工作的电流怎么也接近10A  详情 回复 发表于 2020-2-9 22:31
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发表于 2020-2-9 17:47:38 | 显示全部楼层
666666666666666
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发表于 2020-2-9 18:00:39 | 显示全部楼层
技术高手,好好学一学,有空也折腾一下
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发表于 2020-2-9 22:31:27 | 显示全部楼层
15537888155 发表于 2020-2-8 22:30
我1200W的太阳能板峰值才500多W!是控制器不行还是电池不行

我总感觉太阳能板标的那个功率好像不是输出功率,感觉是用短路电流乘开路电压得到的,应该写的是总功率,实际输出功率应该最多是标的一半吧,100W的太阳能板,要在mppt要是能输出100W,那个工作的电流怎么也接近10A了,但感觉得短路了才能达到这个电流

点评

今天太阳大最高达到650W!唯一就是电池小了!  详情 回复 发表于 2020-2-9 22:34
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发表于 2020-2-9 22:34:31 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
wq1310699368 发表于 2020-2-9 22:31
我总感觉太阳能板标的那个功率好像不是输出功率,感觉是用短路电流乘开路电压得到的,应该写的是总功率, ...

今天太阳大最高达到650W!唯一就是电池小了!
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发表于 2020-2-10 13:00:06 | 显示全部楼层
15537888155 发表于 2020-2-8 22:30
我1200W的太阳能板峰值才500多W!是控制器不行还是电池不行

太阳能板方向、太阳能板、电线大小距离、控制器功率、电池容量等等这些都是要考虑的
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发表于 2020-2-12 11:23:12 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
mppt太贵了
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发表于 2020-2-12 14:39:34 | 显示全部楼层
厉害了,我咋没想到。最近正准备做个太阳能充电的板子,幸好看了楼主的帖子
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