Beth yw MPPT?

Felly dyma beth doniol a ddigwyddodd ddydd Mawrth diwethaf. Roeddwn i'n cael coffi gyda Dave o'n tîm caffael (chi'n gwybod, y dyn sydd bob amser yn cwyno am amseroedd arwain cyflenwyr), a gofynnodd i mi: "Beth yw'r holl bethau MPPT hyn rydych chi'n dal i fynd ymlaen yn eu cylch yn y cyfarfodydd Ymchwil a Datblygu?"

Cwestiwn teg, a dweud y gwir. Rydyn ni'n taflu'r acronymau hyn o gwmpas fel conffeti mewn priodas, ond nid oes gan y rhan fwyaf o bobl y tu allan i'r swigen peirianneg unrhyw syniad o gwbl am yr hyn rydyn ni'n siarad amdano.

Mae MPPT yn golygu Olrhain Pwynt Pwer Uchaf. Ac na, er gwaethaf yr hyn y mae rhai llyfrynnau gwerthu yn ei wneud yn swnio fel, nid rhyw focs du hudolus sy'n "gwneud eich paneli solar yn well." Mewn gwirionedd mae'n eithaf syml ar ôl i chi fynd heibio'r enw bygythiol.

Reit, felly lluniwch hwn. Mae gennych chi banel solar yn eistedd ar eich to. Mae'n ymddangos yn ddigon syml - golau'r haul yn ei daro, trydan yn dod allan, gwaith wedi'i wneud. Ac eithrio nid yw mor syml â hynny, ynte?

Mae paneli solar yn rhyfedd. Nid yn unig y maent yn rhoi swm cyson o bŵer i chi waeth beth rydych chi'n ei wneud â nhw. Mae'r foltedd a'r cerrynt y maent yn eu cynhyrchu yn newid yn seiliedig ar ba lwyth rydych chi'n ei gysylltu â nhw, a dyma'r ciciwr: dim ond UN cyfuniad penodol o foltedd a cherrynt sydd lle rydych chi'n cael y pŵer mwyaf posibl allan o'r panel hwnnw.

Rydym yn galw hyn yn Uchafswm Pwynt Pwer, neu MPP. Enw bachog, dwi'n gwybod.

Nawr, mae'r pwynt hwn yn symud o gwmpas yn gyson. Cwmwl yn mynd uwchben? Mae MPP yn symud. Newidiadau tymheredd? Mae MPP yn symud. Panel yn mynd ychydig yn llychlyd? Fe wnaethoch chi ddyfalu, mae MPP yn symud. Mae fel ceisio cyrraedd targed symudol tra'n gwisgo mwgwd.

Dyma a ddisgrifiodd Sarah (ein prif ddylunydd system - menyw wych, blas ofnadwy mewn coffi) i gleient y mis diwethaf: "Dychmygwch eich bod yn ceisio llenwi bwced â dŵr, ond mae pwysedd y tap yn newid o hyd, ac mae angen i chi addasu'n gyson pa mor bell rydych chi'n agor y falf i gael y gyfradd llif orau." Ddim yn berffaith, ond fe gafodd y pwynt drosodd.

Cyn i MPPT ddod yn safon - rydyn ni'n sôn am ganol y 1990au yma - roedd y rhan fwyaf o osodiadau solar yn defnyddio'r hyn rydyn ni'n ei alw'n rheolwyr PWM. Mae PWM yn sefyll am Modyliad Lled Pulse, sy'n ffordd ffansi o ddweud eu bod yn troi'r cysylltiad rhwng eich panel a'ch batri ymlaen ac i ffwrdd yn gyflym iawn i reoli codi tâl.

Y broblem? Yn y bôn, mae rheolwyr PWM yn tynnu foltedd eich panel i lawr i gyd-fynd â foltedd eich batri. Felly os oes gennych chi banel solar 36V a batri 12V, rydych chi'n... taflu darn enfawr o'r foltedd hwnnw i ffwrdd. Mae fel prynu car chwaraeon a dim ond byth yn ei yrru yn y gêr cyntaf. Yn sicr, mae'n gweithio, ond beth yw'r pwynt gwaedlyd?

Mewn gwirionedd mae gen i un o'r unedau PWM hynafol hyn yn eistedd yn fy garej o brosiect a wnaethom yn ôl yn 2009. Mae'n bwysau papur braf nawr.

MPPT

Mae rheolydd MPPT yn sylfaenol wahanol. Yn hytrach na dim ond dympio foltedd eich panel i lawr i lefel batri, mae'n defnyddio trawsnewidydd DC-DC (meddyliwch amdano fel blwch gêr electronig) i drosi'r foltedd uwch hwnnw mewn gwirionedd yn fwy o gerrynt ar y foltedd batri is.

Dyma'r darn ffiseg, ond dwi'n addo ei gadw'n gryno: Pŵer=Foltedd × Cyfredol . Felly os oes gennych chi 36V yn 3A o'ch panel (108W), gall y rheolydd MPPT drawsnewid hynny i tua 12V yn 9A (hefyd 108W, heb rai colledion). Rydych chi'n cael yr UN pŵer, dim ond ar ffurf wahanol y gall eich batri ei ddefnyddio mewn gwirionedd.

Ond arhoswch, mae mwy! (Rwyf wedi bod yn gwylio gormod o infomercials)

Nid yw'r rheolydd MPPT yn gwneud y trosiad hwn unwaith yn unig ac yn ei alw'n ddiwrnod. Mae'n mesur allbwn y panel yn gyson, yn newid y llwyth y mae'n ei gyflwyno i'r panel, yn mesur eto, ac yn parhau i addasu i ddod o hyd i'r man melys hwnnw - yr Uchafswm Pwer Pwer - lle mae'n tynnu'r pŵer mwyaf posibl o'ch panel ar unrhyw adeg benodol.

Mae'n gwneud y ddawns hon ddwsinau o weithiau yr eiliad. Trwy'r dydd, bob dydd.

Nawr dyma lle mae'n dod yn ddiddorol, a lle mae cwmnïau fel ein un ni yn treulio llawer gormod o amser yn dadlau mewn cyfarfodydd adolygu technegol.

Mae yna lawer o algorithmau gwahanol ar gyfer olrhain y MPP:

Perturb and Observe (P&O)- Dyma'r hen ddibynadwy. Mae'r rheolydd yn gwthio'r pwynt gweithredu i un cyfeiriad, yn gwirio a aeth pŵer i fyny neu i lawr, yna'n gwthio eto yn unol â hynny. Syml, effeithiol, ond gall osgiliad o amgylch y MPP fel meddwyn yn ceisio dod o hyd i dwll clo. Rydym yn defnyddio hwn yn ein cyfres Model S-150 oherwydd ei fod wedi'i brofi ac yn rhad i'w weithredu.

Dargludiad Cynyddrannol- Yn fwy cain yn fathemategol, yn fwy cywir i fod. Mewn gwirionedd? Dydw i erioed wedi ei weld yn perfformio'n ddramatig well na P&O mewn-amodau byd go iawn, er gwaethaf yr hyn y mae'r papurau academaidd yn ei honni. Fe wnaethon ni brofi'r ddwy ochr am dri mis yr haf diwethaf (Mehefin i Awst 2022), ac roedd y gwahaniaeth yn y cynhaeaf ynni yn llai na 2%. Ddim yn werth y gorbenion prosesu ychwanegol ar gyfer y rhan fwyaf o geisiadau.

Foltedd Cylched Agored ffracsiynol– Yn dyfalu yn seiliedig ar-foltedd cylched agored y panel. Cyflym ond llai cywir. Mae rhai o'r unedau Tsieineaidd rhad yn defnyddio hwn, a gallwch ddweud - maen nhw'n ddigonol ond nid yn wych.

Yna mae gennych chi'r holl ddulliau mwy newydd ffansi - rhwydweithiau niwral, rhesymeg niwlog, rheolaeth modd llithro. Ac edrychwch, rwy'n siŵr bod ganddyn nhw eu lle mewn labordai ymchwil a chymwysiadau arbenigol, ond ar gyfer 95% o osodiadau? Mae P&O yn gwneud y gwaith yn iawn.

Mae Tom o'n hadran farchnata yn ein gwthio o hyd i weithredu "AI-MPPT powered" ar gyfer y buzz factor. Rydyn ni'n dal i ddweud wrtho nad yw rhwydweithiau niwral yn gwneud synnwyr i'r cais hwn ac y byddent yn ychwanegu cost a chymhlethdod heb unrhyw fudd gwirioneddol. Mae’r ddadl hon wedi bod yn mynd rhagddi ers mis Hydref. Anfonwch help.

MPPT

"Ond faint gwell YW e?" - Pob. Sengl. Cleient. Cyfarfod.

Iawn, felly dyma rai niferoedd gwirioneddol o brofion maes a gynhaliwyd gennym trwy gydol 2022:

Yn ein gosodiadau yn ne Sbaen (rhanbarth Malaga, os ydych chi'n chwilfrydig), gwelsom:

MPPT vs PWM: cynaeafu 25-30% yn fwy o ynni ar gyfartaledd

Gwelliant gorau: 45% (roedd hyn ym mis Rhagfyr gyda lliw rhannol)

Gwelliant gwaethaf: 15% (canol-dyddiau clir yr haf, pan fydd hyd yn oed PWM yn gweithio'n gymharol dda)

Mae’r gwelliant mwyaf pan:

Mae foltedd eich panel yn llawer uwch na foltedd batri

Mae gennych chi gysgod rhannol

Mae tymheredd yn amrywio llawer

Mae gennych baneli nad ydynt yn cyfateb yn yr arae

Mae ar ei leiaf pan fo popeth yn ddelfrydol - sydd byth yn y byd go iawn yn y bôn.

Ni fyddaf yn eich diflasu â diagram cylched llawn, ond dyma'r topoleg sylfaenol:

Mae'r rhan fwyaf o reolwyr MPPT yn defnyddio trawsnewidydd arian (cam-i lawr), trawsnewidydd hwb (cam-i fyny), neu bwc-hwb trawsnewidydd (gall wneud y ddau) fel eu llwyfan pŵer. Rydym fel arfer yn mynd gyda topoleg arian oherwydd bod y rhan fwyaf o baneli solar yn foltedd uwch na'r batris y maent yn eu gwefru.

Fel arfer mae gan yr adran reoli:

Microreolydd (rydym yn defnyddio cyfres STM32 yn ein llinell premiwm)

Synwyryddion foltedd a cherrynt

Synwyryddion tymheredd (ar gyfer y panel, y batri, a'r rheolydd ei hun)

Rhyw fath o ryngwyneb defnyddiwr (sgrin LCD, Bluetooth, beth bynnag)

Dyna fe mewn gwirionedd. Mae'r hud i gyd yn y meddalwedd - yr algorithm sy'n penderfynu sut i addasu'r pwynt gweithredu.

Mae ein Model X{2}}300 newydd rydyn ni'n ei lansio fis nesaf (cyhoeddiad swyddogol yn y SolarTech Expo yn Amsterdam ar Fawrth 8fed - dewch i ddweud helo os ydych chi yno!) yn defnyddio prosesydd craidd deuol fel y gallwn redeg monitro diogelwch yn annibynnol ar yr algorithm MPPT. Ychydig yn ormodol? Efallai. Ond ar ôl y digwyddiad hwnnw gydag uned y cystadleuydd yn mynd ar dân yn Awstralia y llynedd (ni fydd yn enwi enwau, ond mae'n debyg eich bod wedi clywed amdano), nid ydym yn cymryd siawns.

"Mae MPPT yn rhoi mwy o bŵer i chi o'ch paneli"– Na. Mae eich panel yn cynhyrchu'r hyn y mae'n ei gynhyrchu yn seiliedig ar olau'r haul. Mae MPPT yn sicrhau eich bod chi'n DEFNYDDIO'r holl bŵer sydd ar gael yn hytrach na'i wastraffu.

"Nid oes angen MPPT arnoch gyda systemau bach"- Sbwriel. Mae hyd yn oed system fach yn elwa. Yn sicr, mae'r cynnydd ynni absoliwt yn llai, ond yn ganran-mae'r un peth.

"Mae MPPT ar gyfer systemau clymu grid yn unig"- Hefyd yn anghywir. Yn gweithio'n wych ar gyfer codi tâl batri, sef mewn gwirionedd lle gwelwn y rhan fwyaf o'n gwerthiannau.

"Mae pob rheolydd MPPT yr un peth yn y bôn"- Ha! Dywedwch hynny wrth y tîm peirianneg. Rydym yn treulio misoedd yn optimeiddio effeithlonrwydd, rheolaeth thermol, dibynadwyedd. Ond fe gyfaddefaf, i'r defnyddiwr cyffredin, y gallai uned Tsieineaidd £50 a'n rheolydd £400ymddangoscyffelyb. Hyd nes y bydd yr un rhad yn methu ar ôl chwe mis, hynny yw.

Edrychwch, rydw i fod i werthu ein cynnyrch i chi, ond gadewch i mi fod yn onest (peidiwch â dweud wrth fy rheolwr y dywedais hyn):

Os oes gennych system fach iawn (o dan 50W), rhediad cebl byr, mae foltedd eich panel yn cyd-fynd yn agos â foltedd eich batri, ac rydych ar gyllideb dynn - efallai y bydd PWM yn iawn. Byddwch yn gadael rhywfaint o egni ar y bwrdd, ond weithiau mae hynny'n fasnach dderbyniol.

Roedd gennym gwsmer y llynedd a oedd am bweru gorsaf dywydd fechan yn Ucheldir yr Alban. 20W panel, batri 12V, cyllideb o £30. Argymhellais rheolydd PWM rhad. Prynodd ein huned MPPT beth bynnag oherwydd "ei fod eisiau'r gorau." Digon teg, ei arian ef ydyw, ond mae'n debyg nad yw'r ROI ar y penderfyniad hwnnw byth.

Ble mae'r dechnoleg hon yn mynd? Wel, rydyn ni'n gweld ychydig o dueddiadau:

MPPT wedi'i ddosbarthu- Yn lle un rheolydd mawr ar gyfer yr arae gyfan, optimizers llai ar bob panel. Gwell ar gyfer cysgodi, ond yn ychwanegu cost a chymhlethdod. Ar hyn o bryd rydym yn profi'r rhain mewn prosiect peilot yn Norwy.

Cysylltedd cwmwl- Mae pawb eisiau i'w rheolydd solar siarad â'u ffôn clyfar. Wrth gwrs, pam lai. Mae ein app mewn gwirionedd yn eithaf gweddus, hyd yn oed os ydw i'n dweud hynny fy hun. Gallwch weld-perfformiad amser real, data hanesyddol, a bydd yn eich rhybuddio os oes rhywbeth o'i le. Fe wnaethom wthio diweddariad yr wythnos diwethaf sy'n trwsio cyflwr y batri o'r amcangyfrif gwefr - roedd yn darllen tua 5% yn rhy optimistaidd o'r blaen.

Gwell algorithmau– Dyma fy obsesiwn personol. Rydw i wedi bod yn gweithio ar algorithm rhagfynegi sy'n defnyddio data rhagolygon y tywydd i addasu'r paramedrau tracio ymlaen llaw. Ydy e'n gweithio? Weithiau. A yw'n werth yr ymdrech? Mae'r rheithgor dal allan.

MPPT

Wedi bod yn gwneud hyn yn ddigon hir i wybod y camgymeriadau cyffredin:

Ei faint yn iawn– Peidiwch â phrynu rheolydd MPPT 60A ar gyfer panel 10A. Mae'n wastraffus. Yn yr un modd, peidiwch â'i danseilio gan feddwl y byddwch yn arbed arian. Byddwch yn ei niweidio pan fyddwch yn anochel yn ychwanegu mwy o baneli yn ddiweddarach.

Cadwch hi'n oer- Mae'r pethau hyn yn cynhyrchu gwres. Peidiwch â'i osod mewn blwch wedi'i selio mewn golau haul uniongyrchol. Ydy, mae pobl yn gwneud hyn mewn gwirionedd. Na, dwi ddim yn deall pam.

Synhwyrydd tymheredd batri- Defnyddiwch ef! Dylai foltedd codi tâl gael ei wneud yn iawn am y tymheredd. Mae angen folteddau gwahanol ar dymheredd ystafell a chanol y Sahara.

Maint cebl– Rydyn ni'n cael SO llawer o alwadau am reolwyr ddim yn gweithio'n iawn, ac mae ceblau rhy fach bron bob amser yn achosi gostyngiad mewn foltedd. Defnyddiwch y gyfrifiannell maint cebl gwaedlyd ar ein gwefan.

Mae gosodiadau o bwys- Mae'r gosodiadau diofyn yn geidwadol. Darllenwch y llawlyfr (gwn, awgrym ysgytwol) a'i ffurfweddu ar gyfer eich math batri penodol.

Felly, beth yw MPPT? Yn y bôn, mae'n wneuthurwr paru electronig smart sy'n sicrhau bod eich panel solar a'ch batri yn gweithio gyda'i gilydd mor effeithlon â phosibl, gan addasu'n gyson i amodau newidiol i wasgu pob wat posibl allan o'ch gosodiad.

A yw'n werth chweil? Ar gyfer y rhan fwyaf o osodiadau, yn hollol. Mae cost ychwanegol rheolydd MPPT dros PWM yn talu amdano'i hun mewn cynhaeaf ynni cynyddol o fewn blwyddyn neu ddwy.

A ydym yn rhagfarnllyd oherwydd ein bod yn eu gwerthu? Cadarn. Ond rydym hefyd yn credu ynddynt, fel arall ni fyddem wedi treulio'r 15 mlynedd diwethaf yn mireinio'r dechnoleg ac yn adeiladu rhai o'r rheolwyr MPPT gorau ar y farchnad, gellir dadlau. (Ac ydw, dwi'n gwybod bod pob cwmni'n dweud hynny, ond mae ein cwmni ni mewn gwirionedd. Ymladd fi.)

Beth bynnag, os oes gennych chi gwestiynau, gollyngwch nhw yn y sylwadau neu saethwch e-bost ataf. Neu well eto, daliwch fi yn yr expo yn Amsterdam ym mis Mawrth. Fi fydd yr un yn yfed gormod o goffi ac yn esbonio MPPT i unrhyw un fydd yn gwrando.

O, a phlwg cyflym - parwch eich MPPT gydabatri lithiwm ïonigos gallwch chi. Mae'r nodwedd codi tâl cyflym mewn gwirionedd yn gadael i'r rheolwr weithio'n iawn yn ystod dyddiau byr y gaeaf. Rydym wedi bod yn profi'r combo hwn ers y llynedd ac mae'r enillion effeithlonrwydd yn onest yn werth eu crybwyll.