Wat is MPPT?

Dat hjir is in grappich ding dat ôfrûne tiisdei barde. Ik hie kofje mei Dave fan ús oanbestegingsteam (witte jo, de man dy't altyd klaget oer leveringstiden fan leveransiers), en hy frege my: "Wat is dit alles MPPT-guod wêr't jo oer trochgean yn 'e R&D-gearkomsten?"

Earlike fraach, echt. Wy smite dizze akronyms om as konfetti by in brulloft, mar de measte minsken bûten de engineering bubble hawwe hielendal gjin idee wêr't wy it oer hawwe.

MPPT stiet foar Maximum Power Point Tracking. En nee, nettsjinsteande wat guon ferkeapbrosjueres it klinke as, it is net ien of oare magyske swarte doaze dy't gewoan "jo sinnepanielen better makket." It is eins frij ienfâldich as jo ienris de yntimidearjende namme foarby binne.

Rjocht, dus ôfbylding dit. Jo hawwe in sinnepaniel sitten op jo dak. It liket ienfâldich genôch - sinneljocht rekket it, elektrisiteit komt út, wurk dien. Behalve dat it net sa ienfâldich is, is it?

Sinnepanielen binne nuver. Se jouwe jo net allinich in konstante hoemannichte macht, nettsjinsteande wat jo mei har dogge. De spanning en stroom dy't se produsearje feroaret op basis fan hokker lading jo oan har ferbine, en hjir is de kicker: d'r is mar IEN spesifike kombinaasje fan spanning en stroom wêr't jo de maksimale mooglike krêft krije út dat paniel.

Wy neame dit it Maksimum Power Point, of MPP. Fantastyske namme, ik wit it.

No, dit punt beweecht konstant. Wolk giet oer de kop? MPP beweecht. Temperatuer feroarings? MPP beweecht. Panel krijt in bytsje stoffich? Jo riede it, MPP beweecht. It is as besykje in bewegend doel te slaan wylst se mei de blinddoek binne.

Dit is wat Sarah (ús liedende systeemûntwerper - briljante frou, ferskriklike smaak yn kofje) beskreau oan in klant ferline moanne: "Stel jo foar dat jo besykje in emmer te foljen mei wetter, mar de kraandruk bliuwt feroarjen, en jo moatte konstant oanpasse hoe fier jo it fentyl iepenje om de bêste trochstreaming te krijen." Net perfekt, mar it krige it punt oer.

Foardat MPPT de standert waard - wy prate hjir healwei de jierren '90 - brûkten de measte sinne-ynstallaasjes wat wy PWM-controllers neame. PWM stiet foar Pulse Width Modulation, dat is gewoan in fancy manier om te sizzen dat se de ferbining tusken jo paniel en batterij echt fluch oan en út skeakelje om it opladen te kontrolearjen.

It probleem? PWM-controllers lûke jo panielspanning yn prinsipe omleech om te passen by jo batterijspanning. Dus as jo in 36V sinnepaniel en in 12V-batterij hawwe, smyt jo gewoan in grut stik fan dy spanning fuort. It is as it keapjen fan in sportauto en it ea yn 'e earste gear ride. Wis, it wurket, mar wat is it bloedich punt?

Ik ha eins noch ien fan dizze âlde PWM-ienheden yn myn garaazje sitten fan in projekt dat wy werom diene yn 2009. It is no in moai papiergewicht.

MPPT

In MPPT-controller is fûneminteel oars. Ynstee fan gewoan jo panielspanning nei it batterijnivo te dumpen, brûkt it in DC-DC-konverter (tink it as in elektroanyske gearbox) om dy hegere spanning feitlik te konvertearjen yn mear stroom by de legere batterijspanning.

Hjir is de natuerkunde, mar ik beloof it koart te hâlden: Power=Spanning × Strom. Dus as jo 36V by 3A hawwe fan jo paniel (108W), kin de MPPT-controller dat transformearje yn sawat 12V by 9A (ek 108W, minus wat ferliezen). Jo krije deselde krêft, gewoan yn in oare foarm dy't jo batterij eins kin brûke.

Mar wachtsje, der is mear! (Ik haw tefolle infomercials sjoen)

De MPPT-controller docht dizze konverzje net allinich ien kear en neamt it in dei. It mjit konstant de útfier fan it paniel, tweaket de lading dy't it oan it paniel presintearret, mjit opnij, en bliuwt oanpasse om dat swiete plak te finen - it Maksimum Power Point - wêr't it op elk momint de absolute measte macht mooglik út jo paniel ekstrahearret.

It docht dizze dûns tsientallen kearen per sekonde. De hiele dei, elke dei.

No is it hjir wêr't it ynteressant wurdt, en wêr't bedriuwen lykas ús te folle tiid besteegje oan arguminten yn technyske beoardielingsgearkomsten.

D'r binne in protte ferskillende algoritmen foar it folgjen fan de MPP:

Perturb and Observe (P&O)- Dit is de âlde betroubere. De controller nudges it bestjoeringssysteem punt yn ien rjochting, kontrolearret as macht gie omheech of omleech, dan nudges wer neffens. Ienfâldich, effektyf, mar kin oscillere om 'e MPP as in dronken dy't besykje in kaaigat te finen. Wy brûke dit yn ús Model S-150-searje, om't it bewiisd en goedkeap is om te ymplementearjen.

Incremental Conductance- Wiskundich eleganter, sabeare krekter. Yn werklikheid? Ik haw it nea dramatysk better sjoen prestearje dan P&O yn echte-wrâldomstannichheden, nettsjinsteande wat de akademyske papers beweare. Wy testten ferline simmer (juny oant augustus 2022) beide side-oan-side foar trije moannen, en it ferskil yn enerzjywinning wie minder dan 2%. Net de ekstra ferwurkingsoverhead wurdich foar de measte applikaasjes.

Fraksjonele Iepen Circuit Voltage– Nimt in riedsel basearre op de iepen-kringspanning fan it paniel. Fluch mar minder akkuraat. Guon fan 'e goedkeap Sineeske ienheden brûke dit, en jo kinne fertelle - se binne adekwaat, mar net geweldich.

Dan hawwe jo alle fancy nijere metoaden - neurale netwurken, fuzzy logika, sliding modus kontrôle. En sjoch, ik bin der wis fan dat se har plak hawwe yn ûndersykslaboratoria en niche-applikaasjes, mar foar 95% fan ynstallaasjes? P&O docht it wurk krekt goed.

Tom fan ús marketingôfdieling bliuwt ús triuwe om "AI-powered MPPT" te ymplementearjen foar de buzzfaktor. Wy bliuwe him te fertellen dat neurale netwurken gjin sin hawwe foar dizze applikaasje en gewoan kosten en kompleksiteit sille tafoegje sûnder echt foardiel. Dit argumint giet sûnt oktober. Stjoer help.

MPPT

"Mar hoefolle better IS it?" - Elke. Inkel. Kliïnt. Moeting.

Okee, dus hjir binne wat echte sifers fan fjildtests dy't wy yn 2022 rûnen:

Yn ús ynstallaasjes yn súdlik Spanje (regio Málaga, as jo nijsgjirrich binne), seagen wy:

MPPT vs PWM: gemiddeld 25-30% mear enerzjy sammele

Bêste ferbettering: 45% (dit wie yn desimber mei dielde skaad)

Slimste ferbettering: 15% (mid-simmer, heldere dagen, as sels PWM relatyf goed wurket)

De ferbettering is it grutste as:

Jo panielspanning is folle heger as batterijspanning

Jo hawwe foar in part skaad

Temperatuer fariearret in soad

Jo hawwe net oerienkommende panielen yn 'e array

It is it lytsst as alles ideaal is - dat is yn prinsipe nea yn 'e echte wrâld.

Ik sil jo net ferfele mei in folslein circuitdiagram, mar hjir is de basistopology:

De measte MPPT-kontrôlers brûke in buck-omrekkener (stap-omleech), boost-omrekkener (stap- omheech), of buck-boost-omrekkener (kin beide dwaan) as harren machtsfase. Wy geane typysk mei buck-topology, om't de measte sinnepanielen hegere spanning hawwe dan de batterijen dy't se opladen.

De kontrôleseksje hat normaal:

In mikrocontroller (wy brûke STM32-searje yn ús premium line)

Spanning- en stroomsensors

Temperatuersensors (foar it paniel, batterij, en kontrôler sels)

In soarte fan brûkersynterface (LCD-skerm, Bluetooth, wat dan ek)

Dat is echt it. De magy is alles yn 'e software - it algoritme dat beslút hoe't jo it bestjoeringspunt oanpasse.

Us nije Model X-300 dat wy nije moanne lansearje (offisjele oankundiging op 'e SolarTech Expo yn Amsterdam op 8 maart - kom sis hoi as jo der binne!) brûkt in dual-core processor sadat wy feilichheidsmonitoring ûnôfhinklik fan it MPPT-algoritme kinne útfiere. Beetje tefolle? Miskien. Mar nei dat ynsidint mei de ienheid fan 'e konkurrint dy't ferline jier fjoer yn Austraalje fong (sil gjin nammen neame, mar jo hawwe it wierskynlik heard), nimme wy gjin kânsen.

"MPPT jout jo mear krêft fan jo panielen"- Nee Jo paniel produsearret wat it produsearret basearre op sinneljocht. MPPT soarget gewoan dat jo al dy beskikbere krêft brûke ynstee fan it fergrieme.

"Jo hawwe MPPT net nedich mei lytse systemen"- Rommel. Sels in lyts systeem profitearret. Wis, de absolute enerzjywinst is lytser, mar persintaazje-wat is it itselde.

"MPPT is allinnich foar grid-tiesystemen"– Ek ferkeard. Wurket geweldich foar batterij opladen, dat is eins wêr't wy it measte fan ús ferkeap sjogge.

"Alle MPPT-controllers binne yn prinsipe itselde"– Ha! Fertel dat oan it yngenieursteam. Wy besteegje moannen oan it optimalisearjen fan effisjinsje, termyske behear, betrouberens. Mar ik sil tajaan, foar de gemiddelde brûker, in Sineeske ienheid fan £ 50 en ús £ 400 controller kinnelykjeferlykber. Oant de goedkeape nei seis moanne mislearret, dat wol.

Sjoch, ik moat jo ferkeapje op ús produkten, mar lit my earlik wêze (fertel myn baas net dat ik dit sei):

As jo in heul lyts systeem hawwe (ûnder 50W), in koarte kabelrinning, komt jo panielspanning nau oerien mei jo batterijspanning, en jo hawwe in krap budzjet - PWM kin goed wêze. Jo sille wat enerzjy op 'e tafel litte, mar soms is dat in akseptabele hannel-ôf.

Wy hienen ferline jier in klant dy't in lyts waarstasjon yn 'e Skotske Heechlannen . 20W-paniel, 12V-batterij, £30 budzjet wol oanmeitsje. Ik rekommandearre in goedkeape PWM controller. Hy kocht ús MPPT-ienheid dochs omdat "hy it bêste woe." Earlik genôch, it is syn jild, mar de ROI op dat beslút is wierskynlik nea.

Wêr giet dizze technology hinne? No, wy sjogge in pear trends:

Ferdield MPPT- Yn stee fan ien grutte controller foar de hiele array, lytsere optimizers op elk paniel. Better foar skaden, mar foeget kosten en kompleksiteit ta. Wy testen dizze op it stuit yn in pilotprojekt yn Noarwegen.

Wolke ferbining- Elkenien wol dat har sinne-controller mei har smartphone praat. Jawis, wêrom net. Us app is eins aardich fatsoenlijk, al sis ik it sels. Jo kinne real-prestaasjes, histoaryske gegevens sjen, en it sil jo warskôgje as der wat mis is. Wy hawwe ferline wike in fernijing pleatst dy't de batterijstatus-fan-ladingsskatting reparearret - it wie earder sawat 5% te optimistysk lêzen.

Better algoritmen- Dit is myn persoanlike obsesje. Ik haw wurke oan in foarsizzend algoritme dat waarberjochtgegevens brûkt om de folchparameters pre-emptyf oan te passen. Wurket it? Somtiden. Is it de muoite wurdich? De sjuery is noch út.

MPPT

Ik haw dit lang genôch dien om de mienskiplike flaters te kennen:

Grutte it goed- Keapje gjin 60A MPPT-controller foar in 10A-paniel. It is fergriemd. Lykas, meitsje it net te min te tinken dat jo jild sille besparje. Jo sille it gewoan beskeadigje as jo letter ûnûntkomber mear panielen tafoegje.

Hâld it koel- Dizze dingen generearje waarmte. Montearje it net yn in fersegele doaze yn direkte sinne. Ja, minsken dogge dit eins. Nee, ik begryp net wêrom.

Batterij temperatuer sensor- Brûk it! Laadspanning moat temperatuer-kompensearre wurde. Keamertemperatuer en it midden fan 'e Sahara fereaskje ferskillende spanningen.

Kabel grutte- Wy krije SO folle oproppen oer controllers dy't net goed wurkje, en it is hast altyd ûndermaatse kabels dy't spanningsfal feroarsaakje. Brûk de bloedige kabelgrutte rekkenmasine op ús webside.

Ynstellings saak- De standertynstellingen binne konservatyf. Lês de hânlieding (ik wit, skokkende suggestje) en konfigurearje it foar jo spesifike batterijtype.

Dus, wat is MPPT? It is yn prinsipe in tûke elektroanyske matchmaker dy't derfoar soarget dat jo sinnepaniel en batterij sa effisjint mooglik gearwurkje, konstant oanpasse oan feroarjende omstannichheden om elke mooglike watt út jo opset te drukken.

Is it it wurdich? Foar de measte ynstallaasjes, absolút. De ekstra kosten fan in MPPT-controller oer PWM betellet foar himsels yn ferhege enerzjywinning binnen in jier as twa.

Binne wy biased omdat wy ferkeapje se? Wis. Mar wy leauwe ek yn har, oars soene wy de lêste 15 jier net hawwe bestege oan it ferfine fan de technology en it bouwen fan nei alle gedachten guon fan 'e bêste MPPT-controllers op' e merke. (En ja, ik wit dat elk bedriuw dat seit, mar ús eigentlik binne. Fjochtsje my.)

Hoe dan ek, as jo fragen hawwe, lit se dan yn 'e opmerkings of sjit my in e-post. Of better noch, fange my op de Amsterdam expo yn maart. Ik sil dejinge wêze dy't tefolle kofje drinkt en MPPT útlizze oan elkenien dy't harkje sil.

Oh, en in flugge plug - keppelje jo MPPT mei inionyske lithium batterijas jo kinne. De karakteristyk foar snelle opladen lit de controller feitlik goed wurkje yn koarte winterdagen. Wy hawwe dizze kombinaasje sûnt ferline jier testen en de effisjinsjewinsten binne earlik it neamen wurdich.