研究一下光伏mppt模块

不会闪现

光伏mppt控制器，很高大上哈，听闻了很多年了，但一直没买个玩，一般小功率20A的也就两三百块钱，不是说它贵，而是没必要，我是实用主义者，工具没有用买来吃灰就是浪费。mppt控制器跟普通光伏控制器呢，核心区别就是最大功率追踪，而普通控制器就一大号DC稳压模块。首先查下光伏板原理，如图，


光伏板可以等效成含内阻的有限功率电流源，当光伏板输出功率增大，电压逐渐升高，电流逐渐降低，而mppt就是要寻找这个电压电流乘积的交界处，追踪在p=iu的最大值，此刻的光伏板输出功率最高。


然后怎么才能让一个电源输出给负载达到最大功率呢？网上有现成的证明，过程复杂就不看了，直接看总结内容，


说人话就是当负载阻抗等于电源内阻时，电源输出功率达到最大，所以mppt模块追踪的方式就是自动调节阻抗，至于mppt模块是怎么去“模仿”直流电阻的，跟电子负载一样？应该不是，我想不明白，也懒得去想，今天不研究这个。


直接买个小mppt模块研究研究，某宝上随处可见，也不知道是不是真的mppt，相比普通恒流恒压模块多了个mppt电位器，十几块钱，还行，


正面布局比较工整，反面嘛，感觉焊的很随意，那分流器都不舍的用精密电阻，直接一个金属片，这成本省到家了，降压芯片依旧是芯龙4015，所以就不要期望转换效率会有多高了，

那个输出防倒灌二极管是我自己加焊的，不要在意细节（鸡屎焊），


但若真的是mppt，光伏利用率从本质上也是能吊打普通稳压模块的。

开始测试效果，可调电源设置20v 0.8A，模拟一个最大可提供16w的光伏板。


用普通恒流恒压模块做对比，都调好电流输出上限2A，确保有足够的功率接收能力


给4串12.8v铁锂充电。首先是mppt模块，把输出电压调到14.4v，


充电时把mppt电压调到18v，就假设18v是最大功率点电压吧，电流拉满，如此一来“光伏板”的利用率就很高了


然后是普通恒流恒压模块，也是调好14.4v，


充电时立马就把输入的电压拉到电池电压了，就是因为没有模拟阻抗的功能，电池内阻又特别低，而电源功率有限，那么等效电路就是电池内阻串联电源内阻，谁阻值大，分担的电压就高，电池阻值低分担的电压就低，到了电池那也就是内阻电压加上电池本身的电压，电源输出功率就低了。


不过充电池或许还不觉得有多大区别，14w跟10w好像也差不多啊，是吧，那直接带10欧电阻，就看出差别了。电源设置20v 0.4A，模拟功率8w的光伏板

首先mppt模块，调好输出电压12v，接上电阻后，mppt调到18v，电流拉满，功率7.2w，利用率很高。


然后是普通稳压模块，也是调到12v，接上电阻后直接把电源电压拉低到4.12v，电流也是拉满0.4A，功率却低到只有1.6w，跟上面的7.2w差距巨大，这儿就是很明显的例子，可以发现4.12/0.4=10.3欧的阻抗，刚好就是电阻加稳压模块的内阻，而mppt模块，18/0.4=45欧，模块模拟了一个35欧阻抗，让电源能最大功率输出，这就是优势。


热身活动做完了，最后拿光伏板测试，今下午太阳不算大，四川这个月的太阳都不算亮，但就是热到离谱，每天的天气预报都是户外室温38/39/40/41度。这个光伏板铭牌额定电压18v，

目前空载电压20v，短路电流0.84A，


首先这个功率计的功耗可以忽略不计，可调电源都没能显示出它的功率，总之是低于0.01w的了。


4串铁锂，mppt模块调到输出14.4v，


把mppt电位器调到18v，光伏板输出功率却只有6.7w，


看样子这会儿的最大功率点电压不是18V啊，电流也才0.37A，不太行。慢慢调节mppt电位器以升高输入电流，电压下降，观察功率计，待功率涨到最大值，调到15v的时候基本算是最大功率点了，电流0.81A也之前的接近短路电流了，再调功率值就要跌了。


看样子好像是真的mppt功能，但问题是它并不能自动追踪最大功率由于光照导致光伏板功率时时在变化，模块只是提供了一个mppt功能，得自己去调节阻抗，居然得人工追踪最大功率点，挺鸡肋的。

太热了，感觉要晕了，另一个普通稳压模块就不测了，我去年就测过，会把光伏板电压拉到跟电池一样，和上面用可调电源模拟光伏板的实验没区别。


今天室外热到爆，我才呆了十分钟吧，汗水就一直滴，摩托车座椅上都是汗水印，座椅温度69度，我站的地方也有61度，这鬼天气太哈人了。

这样的话这小mppt模块就只能算是入门的玩具，让初学者知道原理就可以了，不要指望这个小玩具的实用性，一点都不省事。还不如用这种普通的光伏充电器，

便宜电流又大，安装使用也方便，效率吊打半吊子mppt模块，这pwm控制器我20年50块钱买的，感觉还可以，就一大号dc稳压模块，通用铅酸，三元，铁锂，跟我储备的几块光伏板搁一起，作为应急灾难储备，


我本人也是生存狂爱好者，除了储备工具，食物，医疗，武器，通讯和电子文档资料外，应急电力储备也必须要有，不然对讲机就卵了。结束，谢谢

jpdd521

快来个电表压压惊
https://www.mydigit.cn/thread-332170-1-1.html

这几天正在研究自制MPTT,，，感觉自己做出来成本也不低，估计是要弃疗。
现在正在用的也是那种很便宜的20元以内包邮的那种，反正是180W的板子，贴在车顶给电瓶补电，感觉每天功率过剩太多了，不知道干点啥。。。
Emmm，油太贵了，SUV一年开不了几次。 主力车是电动小豆豆。。

aacyxjz

貌似要单片机计算的，这种算人工智能手动条节了哈哈

不会闪现

看了下某宝有很多卖mppt控制器的，但貌似都是假的，例如这个商品，店铺介绍说“mppt是把电压降下来大电流充电”？？？这哪是mppt的功能，不就是普通pwm降压控制器么。当然还有另一种就是打着幌子的，商品名字叫“mppt”，没有实际功能，问了下某个商家，我就问了句多半是假的mppt，对方好像跟我有仇一样，说了一大堆或许是实话，的话，语气比较激动，但却很有道理，国产的貌似真的买不到mppt，网上那些上千元的也是假的，中国人专骗中国人啊。

不会闪现

aacyxjz 发表于 2022-8-23 12:31
貌似要单片机计算的，这种算人工智能手动条节了哈哈

是挺搞笑的，人工追踪

yiguangqiang

因为光照强度是个变量并不可预知，所以一般都是定下电压后，单片机控制电流一直缓慢变化，忽高忽低，随时都在找最大电流，这样才能最大化光照利用。

不会闪现

yiguangqiang 发表于 2022-8-23 13:08
因为光照强度是个变量并不可预知，所以一般都是定下电压后，单片机控制电流一直缓慢变化，忽高忽低，随时都 ...

这样的话，感觉mppt也不太行啊

不会闪现

通常12v电池配额定18v的光伏板，24v电池配36v板子，而12v铅酸电池通常充满是14.4-14.8v，恰好18v的光伏板mppt功率峰值基本就是15v左右，这个15v不是我的那个实验哈，是网上查的。如此考虑的话，只要选对了电压匹配的光伏板和电池，基本是不需要mppt控制器的，因为普通pwm控制器给12v电池充电时，反正光伏板也会被拉低到13-15v左右，这对小规模光伏系统来说，是恰到好处的，省略了昂贵的mppt模块，对个人或家庭小系统很合适，因此在更多时候，普通的pwm控制器比mppt更划算，反正都是几百w小系统了，也不指望发多少电，而且mppt控制器比光伏板都贵。mppt应该更合适高压光伏系统，例如拿72v光伏板充12v电池，相比普通pwm就很划算了，因为普通pwm控制器会把光伏板电压拉到12v左右，功率亏损很多。

yiguangqiang

不会闪现 发表于 2022-8-23 13:37
这样的话，感觉mppt也不太行啊

这倒不会，举个栗子：某个时段，树的阴影罩住了光伏板，然后过了不知道多久，光伏板又从树影中出来了。假如你是单片机，用什么逻辑来让光照效率最大化？

yiguangqiang

好像我有点乱说了……没睡醒，哈哈哈

chenbo041

我也给车上前挡下面装了几块太阳能板给电瓶补电，效果可以的

sadfun

你这个手动调节的mppt 搞一个单片机来调节，不就是自动mppt了？

不会闪现

sadfun 发表于 2022-8-23 16:21
你这个手动调节的mppt 搞一个单片机来调节，不就是自动mppt了？

主要是吧，要检测输入的电压和电流，从而计算最大功率，目前是人工在追踪最大功率，那我是怎么知道目前是不是调到最大功率呢？就看功率计，随着功率不断上升，继续调电位器，忽然功率开始下降了，嘿，就说明刚才那个功率值就是最大功率点了。换成单片机，感觉没有思路，怎么替代人的这个“感觉”

不会闪现

chenbo041 发表于 2022-8-23 14:06
我也给车上前挡下面装了几块太阳能板给电瓶补电，效果可以的

我之前就在摩托车雨棚上缝了3片共享单车的那个6v光伏板，串联18v，用普通稳压模块调到14.4v电压给电瓶补电，因为我摩托车19年被洪水泡了，发电电路已经全完了，隔一段时间就要取下电瓶拿上楼充电。

不会闪现

yiguangqiang 发表于 2022-8-23 13:56
好像我有点乱说了……没睡醒，哈哈哈

说的倒没问题，你提的是2个事，一个是树叶遮住板子降低了功率，二是单片机怎么去追踪最大功率，这貌似是两个不相关的事，mppt依旧是继续做它该干的事，追踪目前光伏板能发出的最大功率值，哪怕原来20w功率，被遮住后只剩5w，经单片机计算后也尽可能的给你把这5w挤出4w来，至于被树叶遮挡后，mppt也没有办法给你硬是提升到20w，还是要遵循能量守恒的

yiguangqiang

不会闪现 发表于 2022-8-23 17:26
说的倒没问题，你提的是2个事，一个是树叶遮住板子降低了功率，二是单片机怎么去追踪最大功率，这貌似是 ...

好吧，如果树叶遮挡了，那么设定电流下会检测到输入电压下降，MCU就把设定电流再下降一点，如果功率有提升，就说明上一次设定的电流不是最大的功率，这样就能追踪到最大功率点；如果设定电流下检测到输入电压有升高，MCU就提升电流直到找到最大功率点。
找到当前最大功率点后应该就不会去调整了吧？我猜应该是输入有变化（光照情况变动）或者输出有变化（电池充电状态和电池负载状态），才回去调整用来追踪最大功率点吧

不会闪现

yiguangqiang 发表于 2022-8-23 17:54
好吧，如果树叶遮挡了，那么设定电流下会检测到输入电压下降，MCU就把设定电流再下降一点，如果功率有提 ...

原理上来说是的，若光伏板功率一直恒定，负载阻抗也恒定不变，那mppt就算是没变了。不过实际使用中光照时刻变化，负载也在不断变化，只能靠单片机才能完成自动跟踪了，人工去追踪，只能说是体验玩玩mppt的功能，没有实用价值

jyobin

话说，电动车能用mppt给那个小电瓶补电么

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学习学习

不会闪现

jyobin 发表于 2022-8-23 21:54
话说，电动车能用mppt给那个小电瓶补电么

电动车也可以用，假设48v电池13串三元锂，就用72v光伏板，充电电压调到54.6v即可。当然没必要非得用mppt，上面我也说了，匹配电池电压（12v配18v电池，以此类推24配36/48配72），的小规模光伏系统没必要用mppt控制器，你光伏板还没mppt贵呢。国内低于一千基本买不到真货，全是打着mppt幌子的普通pwm稳压模块。