بصفتي مورد MPPT مخصص ، غالبًا ما يسألني عن كيفية تعقب تقنية Maximum Poft Point Tracking (MPPT) بالفعل أقصى نقطة طاقة. في هذه المدونة ، سوف أتعمق في التفاصيل الفنية ، وشرح أهمية MPPT ، وتبادل بعض الأفكار من تجاربنا في هذا المجال.
فهم أساسيات الطاقة الشمسية والحاجة إلى MPPT
تعد الألواح الشمسية مصدرًا رائعًا للطاقة المتجددة ، لكن إنتاج الطاقة ليس ثابتًا. يعتمد ذلك على عوامل مختلفة مثل شدة ضوء الشمس ودرجة الحرارة والتظليل. تشكل العلاقة بين الجهد والتيار من لوحة الطاقة الشمسية منحنىًا ، يُعرف باسم منحنى IV. في هذا المنحنى ، هناك نقطة محددة حيث يصل منتج الجهد والتيار (الذي هو الطاقة) إلى أقصى قيمته. وتسمى هذه النقطة الحد الأقصى لنقطة الطاقة (MPP).
التحدي هو أن MPP غير ثابت ؛ يتغير باستمرار مع تغير الظروف البيئية. بدون تقنية MPPT ، تعمل الألواح الشمسية في كثير من الأحيان في مرحلة واحدة من MPP ، مما يؤدي إلى خسائر كبيرة في الطاقة. هذا هو المكان الذي يأتي فيه MPPT. MPPT هي تقنية تقوم باستمرار بضبط نقطة تشغيل اللوحة الشمسية لضمان عملها دائمًا في MPP أو قريبة جدًا من MPP ، وبالتالي زيادة ناتج الطاقة.
كيف تتعقب MPPT الحد الأقصى لنقطة الطاقة
هناك العديد من الطرق التي تستخدمها خوارزميات MPPT لتتبع MPP. دعونا نستكشف بعضًا من أكثرها شيوعًا:
طريقة الاضطراب والمراقبة (P&O)
تعتبر طريقة Preturb and Observe واحدة من أبسط خوارزميات MPPT الأكثر استخدامًا والأكثر استخدامًا. تتمثل الفكرة الأساسية وراء هذه الطريقة في إزعاج (التغيير) بشكل دوري للجهد التشغيلي للوحة الشمسية بمقدار صغير ثم مراقبة التغيير في إخراج الطاقة. إذا زادت الطاقة بعد الاضطراب ، يتم تعديل جهد التشغيل في نفس الاتجاه. إذا انخفضت الطاقة ، يتم ضبط جهد التشغيل في الاتجاه المعاكس.
إليك شرح خطوة بخطوة لكيفية عمل طريقة P&O:
- التهيئة: تبدأ وحدة تحكم MPPT عن طريق تعيين جهد تشغيل أولي للوحة الشمسية.
- اضطراب: وحدة التحكم تزيد قليلاً أو تقلل من الجهد العاملة.
- ملاحظة: يقيس وحدة التحكم إخراج الطاقة للوحة الشمسية في الجهد التشغيلي الجديد.
- مقارنة: يقارن وحدة التحكم إخراج الطاقة الجديد مع الإخراج السابق.
- قرار: إذا كان إخراج الطاقة الجديد أكبر من الإخراج السابق ، فستستمر وحدة التحكم في ضبط جهد التشغيل في نفس الاتجاه. إذا كان إخراج الطاقة الجديد أقل من الإخراج السابق ، فإن وحدة التحكم تقوم بضبط جهد التشغيل في الاتجاه المعاكس.
- يكرر: تتكرر الخطوات 2 - 5 بشكل مستمر لتتبع MPP مع تغير الظروف البيئية.
طريقة P&O بسيطة نسبيا للتنفيذ ، ولكن لديها بعض القيود. على سبيل المثال ، يمكن أن تتأرجح حول MPP ، وخاصة في ظل الظروف البيئية المتغيرة بسرعة ، والتي يمكن أن تؤدي إلى بعض خسائر الطاقة.
طريقة التوصيل الإضافي (IC)
طريقة التوصيل الإضافي هي خوارزمية MPPT شهيرة أخرى. تعتمد هذه الطريقة على حقيقة أنه في MPP ، فإن التوصيل الإضافي (التغير في التيار مقسومة على التغير في الجهد) للوحة الشمسية يساوي سلبي التوصيل الفوري (التيار مقسم بواسطة الجهد).
إليك كيفية عمل طريقة IC:
- قياس: تحكم MPPT يقيس باستمرار الجهد والتيار من اللوحة الشمسية.
- حساب: يحسب وحدة التحكم التوصيل الإضافي والتوصيل الفوري.
- مقارنة: يقارن وحدة التحكم التوصيل الإضافي مع السلبي للسلوك الفوري.
- قرار: إذا كان التوصيل التدريجي أكبر من السلبي للتوصيل الفوري ، فسيتم زيادة الجهد العاملة. إذا كان التوصيل الإضافي أقل من سلبي التوصيل الفوري ، يتم تقليل الجهد العاملة. إذا كان التوصيل الإضافي مساوياً لسلبية التوصيل الفوري ، فإن اللوحة الشمسية تعمل في MPP ، ولا يزال الجهد التشغيلي دون تغيير.
- يكرر: تتكرر الخطوات 1 - 4 بشكل مستمر لتتبع MPP.
طريقة IC أكثر دقة من طريقة P&O ، وخاصة في ظل الظروف البيئية المتغيرة بسرعة. ومع ذلك ، من أكثر تعقيدًا للتنفيذ.
طريقة جهد الدائرة المفتوحة الكسرية (FOCV)
طريقة جهد الدائرة المفتوحة الكسرية هي خوارزمية MPPT أبسط تعتمد على حقيقة أن جهد MPP للوحة الشمسية هو تقريبًا جزء ثابت (عادة ما يكون حوالي 0.7-0.8) من جهد الدائرة المفتوحة.
إليك كيفية عمل طريقة FOCV:
- قياس: يقيس وحدة التحكم في MPPT الجهد المفتوح للوحة الشمسية.
- حساب: يحسب وحدة التحكم جهد MPP عن طريق ضرب جهد الدائرة المفتوحة بواسطة الكسر الثابت.
- يتحكم: تقوم وحدة التحكم بضبط جهد التشغيل للوحة الشمسية إلى جهد MPP المحسوب.
- يكرر: تتكرر الخطوات 1 - 3 بشكل دوري لتتبع MPP مع تغير الجهد الدائرة المفتوحة مع الظروف البيئية.
طريقة FOCV بسيطة للغاية في التنفيذ ، لكنها أقل دقة من أساليب P&O و IC ، خاصة في ظل ظروف التظليل الجزئية.
أهمية MPPT في أنظمة الطاقة الشمسية
تلعب تقنية MPPT دورًا مهمًا في أنظمة الطاقة الشمسية. من خلال تتبع MPP ، يمكن أن تزيد من وحدات تحكم MPPT بشكل كبير من إنتاج الطاقة للألواح الشمسية ، وخاصة في ظل الظروف البيئية غير المثالية. هذا يعني أن أنظمة الطاقة الشمسية مع وحدات تحكم MPPT يمكنها توليد المزيد من الكهرباء ، مما قد يؤدي إلى توفير الطاقة أعلى وفترة استرداد أقصر.
بالإضافة إلى زيادة ناتج الطاقة ، يمكن أن تحسن وحدات التحكم في MPPT موثوقية وكفاءة أنظمة الطاقة الشمسية. من خلال تشغيل الألواح الشمسية في MPP ، يمكن لمراكبي MPPT تقليل الإجهاد على الألواح ، والتي يمكن أن تمتد عمرها. يمكنهم أيضًا تقليل خسائر الطاقة في النظام ، مما يمكن أن يحسن الكفاءة الكلية.
تجربتنا كمورد MPPT
كمورد MPPT ، لدينا خبرة واسعة في تطوير وتصنيع وحدات تحكم MPPT عالية الجودة. تم تصميم وحدات تحكم MPPT الخاصة بنا لاستخدام الخوارزميات المتقدمة لتتبع MPP بدقة ، حتى في ظل الظروف البيئية المتغيرة بسرعة. نقدم أيضًا مجموعة من الميزات ، مثلوظيفة إزالة الرمالوتأخير مستوى الماء الكامللتعزيز أداء وموثوقية منتجاتنا.
نحن نتفهم أن كل نظام للطاقة الشمسية فريدة من نوعها ، ونحن نعمل عن كثب مع عملائنا لتوفير حلول مخصصة تلبي احتياجاتهم المحددة. سواء كنت عميلًا سكنيًا صغيرًا أو مشروعًا تجاريًا كبيرًا ، فلدينا الخبرة والمنتجات لمساعدتك على زيادة إخراج الطاقة في الألواح الشمسية.
اتصل بنا للمشتريات والتفاوض
إذا كنت مهتمًا بشراء وحدات تحكم MPPT لنظام الطاقة الشمسية ، فسيكون سعداء لسماعك. فريق الخبراء لدينا مستعد لمساعدتك في أي أسئلة قد تكون لديكم وتزويدك باقتباس مفصل. اتصل بنا اليوم لبدء عملية المشتريات والتفاوض ، ودعنا نساعدك في نقل نظام الطاقة الشمسية إلى المستوى التالي.
مراجع
- "أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية: التصميم والتركيب" بقلم كريج تشيلوس
- "أساسيات عمليات الطاقة المتجددة" بقلم أنطونيو لويز دي كاسترو
- "هندسة النظم الكهروضوئية" بقلم سوبهيندو م. موخيرجي