ما هي حدود MPPT؟

كمورد MPPT ، شاركت بعمق في مجال الطاقة الشمسية لفترة طويلة. MPPT ، أو أقصى تتبع نقاط الطاقة ، هي تقنية حاسمة في أنظمة الطاقة الشمسية. يساعد الألواح الشمسية على العمل بأقصى قدر من إنتاج الطاقة عن طريق ضبط الحمل الكهربائي لمطابقة الظروف البيئية المتغيرة. ولكن مثل أي تقنية ، فإن MPPT لديها قيودها. دعونا نغوص في ما هي عليه.

1. حساسية الظروف البيئية

واحدة من أكبر قيود MPPT هي حساسيتها تجاه الظروف البيئية. تم تصميم خوارزميات MPPT للعثور على الحد الأقصى لنقطة الطاقة (MPP) بناءً على الإشعاع الشمسي الحالي ودرجة الحرارة. ومع ذلك ، فإن التغييرات المفاجئة في هذه الظروف يمكن أن تطرد الخوارزمية.

على سبيل المثال ، في يوم غائم ، يمكن أن يتغير الإشعاع الشمسي بسرعة مع مرور الغيوم على الألواح. قد لا تكون وحدة تحكم MPPT قادرة على ضبط بسرعة كافية لهذه التغييرات ، مما يؤدي إلى فقدان إنتاج الطاقة. وبالمثل ، يمكن أن تؤثر درجات الحرارة القصوى أيضًا على أداء وحدات تحكم MPPT. يمكن أن تتسبب درجات الحرارة المرتفعة في انخفاض كفاءة الألواح الشمسية ، وقد لا تكون وحدة تحكم MPPT قادرة على التعويض بالكامل عن هذه الخسارة.

جانب آخر هو وجود التظليل. حتى كمية صغيرة من التظليل على لوحة الطاقة الشمسية يمكن أن تقلل بشكل كبير من إنتاج الطاقة. تم تصميم وحدات تحكم MPPT بشكل عام للعمل مع لوحات مضاءة بشكل موحد. عندما تكون اللوحة مظللة جزئيًا ، يمكن أن يتحول MPP ، وقد تتعثر خوارزمية MPPT في نقطة طاقة أقصى محلية بدلاً من النقطة العالمية. يمكن أن يؤدي ذلك إلى فقدان كبير في السلطة ، وأحيانًا تصل إلى 50 ٪ أو أكثر ، اعتمادًا على مدى التظليل. يمكنك معرفة المزيد عن MPPT ووظائفها الأساسية علىMPPTصفحة.

2. التكلفة الأولية والتعقيد

وحدات التحكم MPPT هي أغلى من وحدات التحكم التقليدية للشحن. تأتي التكلفة الإضافية من الإلكترونيات المتقدمة والخوارزميات المطلوبة لتنفيذ وظيفة MPPT. بالنسبة لأنظمة الطاقة الشمسية الصغيرة ، قد لا يتم تبرير تكلفة وحدة تحكم MPPT من خلال زيادة إنتاج الطاقة.

علاوة على ذلك ، يمكن أن يكون تثبيت وحدات تحكم MPPT أكثر تعقيدًا مقارنةً بالتحكم التقليدي. غالبًا ما تتطلب مستوى معينًا من المعرفة الفنية لإعدادها بشكل صحيح. يمكن أن يؤدي التثبيت أو التكوين غير الصحيح إلى الأداء الأمثل أو حتى الأضرار التي لحقت وحدة التحكم. يمكن أن يكون هذا التعقيد رادعًا لبعض المستخدمين ، وخاصة أولئك الجدد في أنظمة الطاقة الشمسية.

3. قضايا التوافق

يجب أن تكون وحدات تحكم MPPT متوافقة مع الألواح الشمسية وبنك البطارية في النظام. ليست جميع وحدات تحكم MPPT مناسبة لجميع أنواع الألواح الشمسية. على سبيل المثال ، تم تصميم بعض وحدات تحكم MPPT خصيصًا للألواح الشمسية متعددة الكريستالات ، بينما يعمل البعض الآخر بشكل أفضل مع لوحات أحادية البلورية. يمكن أن يؤدي استخدام وحدة تحكم MPPT غير متوافقة مع لوحة شمسية إلى انخفاض الكفاءة وإخراج الطاقة.

وبالمثل ، يجب أن تكون وحدة تحكم MPPT متوافقة مع بنك البطارية. كيمياء البطارية المختلفة ، مثل الرصاص - الحمض ، الليثيوم - الأيوني ، والنيكل - الكادميوم ، لها متطلبات شحن مختلفة. يجب أن تكون وحدة تحكم MPPT قادرة على ضبط خوارزمية الشحن الخاصة بها لمطابقة الاحتياجات المحددة للبطارية. إذا لم يتم النظر في التوافق بشكل صحيح ، فقد يؤدي ذلك إلى الإفراط في الشحن أو الشحن للبطارية ، مما قد يؤدي إلى تقصير عمر البطارية.

4. حدود الكفاءة

على الرغم من أن وحدات تحكم MPPT مصممة لزيادة إنتاج الطاقة للألواح الشمسية ، إلا أنها ليست فعالة بنسبة 100 ٪. عادة ما تكون كفاءة وحدة تحكم MPPT في حدود 90 ٪ - 98 ٪. هذا يعني أنه لا يزال هناك كمية صغيرة من فقدان الطاقة داخل وحدة التحكم نفسها.

يمكن أن تتأثر كفاءة وحدة تحكم MPPT أيضًا بجهد الإدخال والتيار. في الفولتية المنخفضة أو التيارات ، قد تنخفض كفاءة وحدة التحكم. يمكن أن تكون هذه مشكلة في المواقف التي لا تنتج فيها الألواح الشمسية الكثير من القوة ، كما هو الحال أثناء الصباح الباكر أو في وقت متأخر بعد الظهر.

5. الأداء في الظروف الإضاءة المنخفضة

في الظروف الإضاءة المنخفضة ، مثل أثناء الفجر أو الغسق أو في أيام ملبدة بالغيوم بشكل كبير ، يمكن أن يكون أداء وحدات تحكم MPPT محدودة. تعتمد خوارزمية MPPT على مستوى معين من الإشعاع الشمسي للعثور على MPP بدقة. عندما تكون الإشعاع الشمسي منخفضًا للغاية ، تصبح نسبة الضوضاء إلى - إلى - إلى حد كبير ، وقد تواجه وحدة تحكم MPPT صعوبة في تمييز MPP عن ضوضاء الخلفية.

نتيجة لذلك ، قد لا يكون ناتج الطاقة لنظام اللوحة الشمسية في الظروف المنخفضة للضوء مرتفعًا كما هو متوقع. في بعض الحالات ، قد تستهلك وحدة تحكم MPPT طاقة أكثر مما يمكن أن تحصد ، مما يؤدي إلى فقدان صافي الطاقة.

6. شيخوخة النظام والتدهور

بمرور الوقت ، يمكن أن يتحلل أداء الألواح الشمسية ووحدات تحكم MPPT. يمكن أن تفقد الألواح الشمسية كفاءتها بسبب عوامل مثل التجوية والتعرض للأشعة فوق البنفسجية والتفاعلات الكيميائية الداخلية. مع تدهور اللوحات ، يمكن أن يتحول MPP ، وقد لا تكون وحدة تحكم MPPT قادرة على التكيف بشكل فعال مع هذه التغييرات.

وبالمثل ، يمكن أن تتحلل الإلكترونيات في وحدة تحكم MPPT بمرور الوقت. يمكن أن تتلاشى مكونات مثل المكثفات والترانزستورات ، مما يؤدي إلى انخفاض في أداء وحدة التحكم. يمكن أن يؤدي ذلك إلى فقدان تدريجي لإخراج الطاقة من نظام الطاقة الشمسية على مدى عمره.

كيف يمكننا المساعدة

على الرغم من هذه القيود ، لا تزال تقنية MPPT لعبة - تغيير في صناعة الطاقة الشمسية. في شركتنا ، نعمل باستمرار على تحسين وحدات تحكم MPPT لدينا للتغلب على هذه التحديات. نستخدم خوارزميات متقدمة يمكن أن تتكيف بسرعة أكبر مع الظروف البيئية المتغيرة ، مما يقلل من تأثير تغييرات التشعيع المفاجئة والتظليل.

نقدم أيضًا مجموعة واسعة من وحدات تحكم MPPT متوافقة مع أنواع مختلفة من الألواح الشمسية وبنوك البطارية. فريق الدعم الفني الخاص بنا مستعد دائمًا لمساعدتك في تثبيت وتكوين وحدات التحكم في MPPT الخاصة بنا ، مما يضمن حصولك على أقصى استفادة من نظام الطاقة الشمسية.

إذا كنت مهتمًا بمعرفة المزيد عن وحدات تحكم MPPT الخاصة بنا أو لديك أي أسئلة بخصوص القيود التي ناقشناها ، فلا تتردد في التواصل. نحن هنا لمساعدتك في اتخاذ أفضل قرار لاحتياجات الطاقة الشمسية الخاصة بك. سواء كنت مالكًا للمنزل تتطلع إلى تثبيت نظام شمسي صغير الحجم أو مشغل مزرعة شمسية كبيرة الحجم ، لدينا الحلول المناسبة لك. اتصل بنا لبدء محادثة حول متطلبات الطاقة الشمسية الخاصة بك وكيف يمكن أن تتناسب وحدات تحكم MPPT الخاصة بنا في نظامك.

مراجع

• "أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية: التصميم والتركيب" من قبل بول غيب
• "كتيب للعلوم والهندسة الكهروضوئية" تحريره أنطونيو لوك وستيفن هايدوسوس