Como um fornecedor de MPPT dedicado, muitas vezes me perguntam sobre como a tecnologia MPPT (máximo de rastreamento de power point (MPPT) rastreia o ponto de energia máximo. Neste blog, aprofundarei os detalhes técnicos, explicarei o significado do MPPT e compartilharei algumas idéias de nossas experiências no campo.
Compreendendo o básico do poder solar e a necessidade de MPPT
Os painéis solares são uma fonte fantástica de energia renovável, mas sua potência não é constante. Depende de vários fatores, como intensidade da luz solar, temperatura e sombreamento. A relação entre a tensão e a corrente de um painel solar forma uma curva, conhecida como curva IV. Nesta curva, há um ponto específico em que o produto de tensão e corrente (que é poder) atinge seu valor máximo. Este ponto é chamado de ponto de energia máxima (MPP).
O desafio é que o MPP não é corrigido; muda constantemente à medida que as condições ambientais mudam. Sem a tecnologia MPPT, os painéis solares geralmente operam em um ponto longe do MPP, resultando em perdas significativas de energia. É aí que entra o MPPT. O MPPT é uma tecnologia que ajusta continuamente o ponto de operação do painel solar para garantir que sempre opere ou muito próximo ao MPP, maximizando assim a saída de energia.
Como o MPPT rastreia o ponto de energia máxima
Existem vários métodos que os algoritmos MPPT usam para rastrear o MPP. Vamos explorar alguns dos mais comuns:
Método perturbado e observar (P&O)
O método perturbador e observador é um dos algoritmos MPPT mais simples e amplamente utilizados. A idéia básica por trás desse método é perturbar periodicamente (alterar) a tensão operacional do painel solar por uma pequena quantidade e depois observar a mudança na saída de energia. Se a energia aumentar após a perturbação, a tensão de operação será ajustada ainda mais na mesma direção. Se a potência diminuir, a tensão de operação será ajustada na direção oposta.
Aqui está uma explicação passo a passo de como o método P&O funciona:
- Inicialização: O controlador MPPT inicia definindo uma tensão de operação inicial para o painel solar.
- Perturbação: O controlador aumenta ou diminui ligeiramente a tensão de operação.
- Observação: O controlador mede a saída de energia do painel solar na nova tensão operacional.
- Comparação: O controlador compara a nova saída de potência com a anterior.
- Decisão: Se a nova saída de potência for maior que a anterior, o controlador continuará ajustando a tensão de operação na mesma direção. Se a nova saída de potência for menor que a anterior, o controlador ajusta a tensão de operação na direção oposta.
- Repita: As etapas 2 - 5 são repetidas continuamente para rastrear o MPP à medida que as condições ambientais mudam.
O método P&O é relativamente simples de implementar, mas possui algumas limitações. Por exemplo, ele pode oscilar em torno do MPP, especialmente em condições ambientais em rápida mudança, o que pode resultar em algumas perdas de energia.
Método de condutância incremental (IC)
O método de condutância incremental é outro algoritmo MPPT popular. Esse método se baseia no fato de que, no MPP, a condutância incremental (a mudança na corrente dividida pela alteração na tensão) do painel solar é igual ao negativo da condutância instantânea (a corrente dividida pela tensão).
Veja como o método IC funciona:
- Medição: O controlador MPPT mede continuamente a tensão e a corrente do painel solar.
- Cálculo: O controlador calcula a condutância incremental e a condutância instantânea.
- Comparação: O controlador compara a condutância incremental com o negativo da condutância instantânea.
- Decisão: Se a condutância incremental for maior que a negativa da condutância instantânea, a tensão de operação será aumentada. Se a condutância incremental for menor que a negativa da condutância instantânea, a tensão operacional diminui. Se a condutância incremental for igual ao negativo da condutância instantânea, o painel solar está operando no MPP e a tensão de operação permanecerá inalterada.
- Repita: As etapas 1 - 4 são repetidas continuamente para rastrear o MPP.
O método IC é mais preciso que o método P&O, especialmente em condições ambientais em rápida mudança. No entanto, também é mais complexo de implementar.
Método fracionário de tensão de circuito aberto (FOCV)
O método fracionário de tensão de circuito aberto é um algoritmo MPPT mais simples, baseado no fato de que a tensão MPP de um painel solar é aproximadamente uma fração fixa (geralmente cerca de 0,7-0,8) da tensão de circuito aberto.
Veja como o método FOCV funciona:
- Medição: O controlador MPPTE mede a tensão de circuito aberto do painel solar.
- Cálculo: O controlador calcula a tensão MPP multiplicando a tensão de circuito aberto pela fração fixa.
- Controlar: O controlador ajusta a tensão de operação do painel solar à tensão MPP calculada.
- Repita: As etapas 1 - 3 são repetidas periodicamente para rastrear o MPP à medida que a tensão de circuito aberto muda com as condições ambientais.
O método FOCV é muito simples de implementar, mas é menos preciso que os métodos de P&O e IC, especialmente sob condições de sombreamento parcial.
O significado do MPPT em sistemas de energia solar
A tecnologia MPPT desempenha um papel crucial nos sistemas de energia solar. Ao rastrear o MPP, os controladores MPPT podem aumentar significativamente a potência dos painéis solares, especialmente em condições ambientais não ideais. Isso significa que os sistemas de energia solar com controladores MPPT podem gerar mais eletricidade, o que pode levar a uma maior economia de energia e um período de retorno mais curto.
Além de aumentar a saída de energia, os controladores MPPT também podem melhorar a confiabilidade e a eficiência dos sistemas de energia solar. Ao operar os painéis solares no MPP, os controladores MPPT podem reduzir a tensão nos painéis, o que pode prolongar sua vida útil. Eles também podem reduzir as perdas de energia no sistema, o que pode melhorar a eficiência geral.
Nossa experiência como fornecedor de MPPT
Como fornecedor de MPPT, temos uma vasta experiência no desenvolvimento e fabricação de controladores MPPT de alta qualidade. Nossos controladores MPPT são projetados para usar algoritmos avançados para rastrear com precisão o MPP, mesmo em condições ambientais em rápida mudança. Também oferecemos uma variedade de recursos, comoFunção de remoção de areiaeAtraso no nível da água total, para aprimorar o desempenho e a confiabilidade de nossos produtos.
Entendemos que todo sistema de energia solar é único e trabalhamos em estreita colaboração com nossos clientes para fornecer soluções personalizadas que atendam às suas necessidades específicas. Seja você um pequeno cliente residencial ou um grande projeto comercial, temos a experiência e os produtos para ajudá -lo a maximizar a potência de seus painéis solares.
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Referências
- "Sistemas fotovoltaicos solares: design e instalação", de Craig Chelius
- "Fundamentos de processos de energia renovável", de Antonio Luiz de Castro
- "Engenharia de sistemas fotovoltaicos", de Subhendu M. Mukherjee