MPPT అంటే గరిష్ట పవర్ పాయింట్ ట్రాకర్, ఇది సౌర ఫలకం మాడ్యూల్ నుండి విభిన్న విద్యుత్ ఉత్పత్తిని ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి రూపొందించిన ఎలక్ట్రానిక్ వ్యవస్థ, అనుసంధానించబడిన బ్యాటరీ సౌర ఫలకం నుండి లభించే గరిష్ట శక్తిని దోపిడీ చేస్తుంది.
పరిచయం
గమనిక: ఈ పోస్ట్‌లో చర్చించిన ఎంపిపిటి సర్క్యూట్లు సాంప్రదాయిక నియంత్రణ పద్ధతులను 'పెర్టర్బ్ అండ్ అబ్జర్వ్', 'పెరుగుతున్న ప్రవర్తన,' ప్రస్తుత స్వీప్ ',' స్థిరమైన వోల్టేజ్ '...... మొదలైనవి ఉపయోగించవు ... ఇక్కడ మనం దృష్టి కేంద్రీకరించండి మరియు కొన్ని ప్రాథమిక విషయాలను అమలు చేయడానికి ప్రయత్నించండి:
- సోలార్ ప్యానెల్ నుండి ఇన్పుట్ 'వాటేజ్' ఎల్లప్పుడూ లోడ్కు చేరే అవుట్పుట్ 'వాటేజ్'కు సమానంగా ఉందని నిర్ధారించుకోండి.
- 'మోకాలి వోల్టేజ్' లోడ్‌తో ఎప్పుడూ బాధపడదు మరియు ప్యానెల్ యొక్క MPPT జోన్ సమర్థవంతంగా నిర్వహించబడుతుంది.
మోకాలి వోల్టేజ్ మరియు ప్యానెల్ యొక్క కరెంట్ ఏమిటి:
ఒక్కమాటలో చెప్పాలంటే, మోకాలి వోల్టేజ్ 'ఓపెన్ సర్క్యూట్ వోల్టేజ్' ప్యానెల్ స్థాయి, మోకాలి కరెంట్ అయితే 'షార్ట్ సర్క్యూట్ కరెంట్' ఏదైనా తక్షణ సమయంలో ప్యానెల్ యొక్క కొలత.
పై రెండింటిని సాధ్యమైనంతవరకు నిర్వహిస్తే, లోడ్ దాని ఆపరేషన్ అంతటా MPPT శక్తిని పొందుతుందని భావించవచ్చు.
మేము ప్రతిపాదిత డిజైన్లలోకి ప్రవేశించడానికి ముందు, మొదట దీనికి సంబంధించిన కొన్ని ప్రాథమిక వాస్తవాలను తెలుసుకుందాం సౌర బ్యాటరీ ఛార్జింగ్
సౌర ఫలకం నుండి వచ్చే ఉత్పత్తి సంఘటన సూర్యకాంతి స్థాయికి నేరుగా అనులోమానుపాతంలో ఉంటుందని మరియు పరిసర ఉష్ణోగ్రత కూడా మనకు తెలుసు. సూర్య కిరణాలు సౌర ఫలకానికి లంబంగా ఉన్నప్పుడు, ఇది గరిష్ట వోల్టేజ్ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది మరియు కోణం 90 డిగ్రీల నుండి దూరంగా మారడంతో క్షీణిస్తుంది. ప్యానెల్ చుట్టూ ఉన్న వాతావరణ ఉష్ణోగ్రత ప్యానెల్ యొక్క సామర్థ్యాన్ని కూడా ప్రభావితం చేస్తుంది, ఇది ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదలతో పడిపోతుంది .
అందువల్ల సూర్యకిరణాలు ప్యానెల్ కంటే 90 డిగ్రీల దగ్గర ఉన్నప్పుడు మరియు ఉష్ణోగ్రత 30 డిగ్రీల చుట్టూ ఉన్నప్పుడు, ప్యానెల్ యొక్క సామర్థ్యం గరిష్టంగా ఉంటుంది, పై రెండు పారామితులు వాటి రేటెడ్ విలువల నుండి దూరం కావడంతో రేటు తగ్గుతుంది.
పై వోల్టేజ్ సాధారణంగా బ్యాటరీని ఛార్జ్ చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు, a లీడ్ యాసిడ్ బ్యాటరీ , ఇది ఇన్వర్టర్ ఆపరేటింగ్ కోసం ఉపయోగించబడుతుంది. అయితే అంతే సోలార్ ప్యానెల్ దాని స్వంత ఆపరేటింగ్ ప్రమాణాలను కలిగి ఉంది , బ్యాటరీ కూడా తక్కువ కాదు మరియు సరైన ఛార్జ్ పొందడానికి కొన్ని కఠినమైన షరతులను అందిస్తుంది.
షరతులు ఏమిటంటే, బ్యాటరీ ప్రారంభంలో అధిక విద్యుత్తుతో ఛార్జ్ చేయబడాలి, బ్యాటరీ దాని సాధారణ రేటింగ్ కంటే 15% అధిక వోల్టేజ్ను పొందినప్పుడు క్రమంగా దాదాపు సున్నాకి తగ్గించాలి.
పూర్తిగా విడుదలయ్యే 12 వి బ్యాటరీ, 11.5V చుట్టూ ఎక్కడైనా వోల్టేజ్‌తో, ప్రారంభంలో సి / 2 రేటుతో ఛార్జ్ చేయబడవచ్చు (బ్యాటరీ యొక్క సి = ఎహెచ్), ఇది బ్యాటరీని సాపేక్షంగా త్వరగా నింపడం ప్రారంభిస్తుంది మరియు దాని వోల్టేజ్ లాగవచ్చు కొన్ని గంటల్లో 13V చుట్టూ.
ఈ సమయంలో సి / 5 రేటును చెప్పడానికి కరెంట్ స్వయంచాలకంగా తగ్గించబడాలి, ఇది బ్యాటరీని పాడుచేయకుండా వేగంగా ఛార్జింగ్ వేగాన్ని ఉంచడానికి సహాయపడుతుంది మరియు వచ్చే 1 గంటలో దాని వోల్టేజ్ను 13.5 వికి పెంచడానికి సహాయపడుతుంది.
పై దశలను అనుసరించి, ఇప్పుడు కరెంట్‌ను సి / 10 రేటుకు తగ్గించవచ్చు, ఇది ఛార్జింగ్ రేటు మరియు వేగం మందగించకుండా చూస్తుంది.
చివరగా బ్యాటరీ వోల్టేజ్ 14.3V కి చేరుకున్నప్పుడు, ఈ ప్రక్రియను C / 50 రేటుకు తగ్గించవచ్చు, ఇది ఛార్జింగ్ ప్రక్రియను దాదాపుగా ఆపివేస్తుంది మరియు ఛార్జీని తక్కువ స్థాయికి పడకుండా పరిమితం చేస్తుంది.
మొత్తం ప్రక్రియ లోతైన ఉత్సర్గ బ్యాటరీని ఛార్జ్ చేస్తుంది 6 గంటల వ్యవధిలో బ్యాటరీ యొక్క జీవితాన్ని ప్రభావితం చేయకుండా.
పైన పేర్కొన్న విధానం ఒక నిర్దిష్ట సౌర ఫలకం నుండి సముచితంగా సంగ్రహించబడిందని నిర్ధారించడానికి ఒక MPPT ని ఖచ్చితంగా ఉపయోగిస్తారు.
సౌర ఫలకం అధిక కరెంట్ అవుట్‌పుట్‌లను అందించలేకపోవచ్చు కాని ఇది ఖచ్చితంగా అధిక వోల్టేజ్లను అందించగలదు.
సోలార్ ప్యానెల్ అవుట్పుట్ యొక్క సరైన ఆప్టిమైజేషన్ ద్వారా అధిక వోల్టేజ్ స్థాయిలను అధిక ప్రస్తుత స్థాయిలకు మార్చడం ఈ ఉపాయం.
అధిక వోల్టేజ్ యొక్క మార్పిడిని బక్ బూస్ట్ కన్వర్టర్ల ద్వారా మాత్రమే అమలు చేయగలిగినందున, ఒక వినూత్న పద్ధతి (కొంచెం స్థూలంగా ఉన్నప్పటికీ) వేరియబుల్ ఇండక్టర్ సర్క్యూట్‌ను ఉపయోగించడం, ఇందులో ఇండక్టర్‌కు చాలా స్విచ్ చేయగల ట్యాప్‌లు ఉంటాయి, ఇవి మారుతున్న సూర్యకాంతికి ప్రతిస్పందనగా ట్యాప్‌లు స్విచ్చింగ్ సర్క్యూట్ ద్వారా టోగుల్ చేయబడవచ్చు, తద్వారా సూర్యరశ్మితో సంబంధం లేకుండా లోడ్కు అవుట్పుట్ స్థిరంగా ఉంటుంది.
కింది రేఖాచిత్రాన్ని సూచించడం ద్వారా భావన అర్థం చేసుకోవచ్చు:
సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం
LM3915 ను మెయిన్ ప్రాసెసర్ IC గా ఉపయోగించడం
పై రేఖాచిత్రంలోని ప్రధాన ప్రాసెసర్ IC LM3915 ఇది తగ్గుతున్న సూర్యరశ్మికి ప్రతిస్పందనగా దాని అవుట్పుట్ పిన్అవుట్ను పై నుండి క్రిందికి వరుసగా మారుస్తుంది
ఈ అవుట్‌పుట్‌లను స్విచింగ్ పవర్ ట్రాన్సిస్టర్‌లతో కాన్ఫిగర్ చేసినట్లు చూడవచ్చు, ఇవి ఫెర్రైట్ సింగిల్ లాంగ్ ఇండక్టర్ కాయిల్ యొక్క వివిధ కుళాయిలతో అనుసంధానించబడి ఉంటాయి.
ఇండక్టర్ యొక్క దిగువ చివర NPN పవర్ ట్రాన్సిస్టర్‌తో జతచేయబడి ఉంటుంది, ఇది బాహ్యంగా కాన్ఫిగర్ చేయబడిన ఓసిలేటర్ సర్క్యూట్ నుండి 100kHz పౌన frequency పున్యంలో మారుతుంది.
సీక్వెన్సింగ్ ఐసి అవుట్‌పుట్‌లకు ప్రతిస్పందనగా ఐసి స్విచ్ యొక్క అవుట్‌పుట్‌లతో అనుసంధానించబడిన పవర్ ట్రాన్సిస్టర్‌లు, ఇండక్టర్ యొక్క తగిన ట్యాప్‌లను ప్యానెల్ వోల్టేజ్ మరియు 100 కెహెచ్జెడ్ ఫ్రీక్వెన్సీతో కలుపుతాయి.
ఈ ఇండక్టర్ మలుపులు తగిన విధంగా లెక్కించబడతాయి, దీని యొక్క వివిధ కుళాయిలు ప్యానెల్ వోల్టేజ్‌కు అనుకూలంగా ఉంటాయి, ఎందుకంటే ఇవి ఐసి అవుట్పుట్ డ్రైవర్ దశల ద్వారా మారతాయి.
అందువల్ల సూర్యరశ్మి మరియు వోల్టేజ్ పడిపోతున్నప్పుడు, లెక్కించిన రేటింగ్స్ ప్రకారం, ఇచ్చిన అన్ని కుళాయిలలో దాదాపు స్థిరమైన వోల్టేజ్ను నిర్వహించే ఇండక్టర్ యొక్క సంబంధిత ట్యాప్‌తో ఇది తగిన విధంగా అనుసంధానించబడిందని ప్రొసీడింగ్స్ నిర్ధారిస్తాయి.
కింది దృష్టాంతం సహాయంతో పనితీరును అర్థం చేసుకుందాం:
కాయిల్ 30 వి సోలార్ ప్యానల్‌కు అనుకూలంగా ఉండేలా ఎంపిక చేయబడిందని అనుకుందాం, అందువల్ల గరిష్ట సూర్యరశ్మి వద్ద ఎగువ మోస్ట్ పవర్ ట్రాన్సిస్టర్ ఐసి చేత స్విచ్ చేయబడిందని అనుకుందాం, ఇది మొత్తం కాయిల్‌ను డోలనం చేయటానికి వీలు కల్పిస్తుంది, ఇది మొత్తం 30 వి అంతటా అందుబాటులో ఉండటానికి అనుమతిస్తుంది కాయిల్ యొక్క తీవ్ర చివరలు.
ఇప్పుడు సూర్యరశ్మి 3 వి తగ్గుతుంది మరియు దాని ఉత్పత్తిని 27 వికి తగ్గిస్తుందని అనుకుందాం, ఇది ఐసి చేత త్వరగా గ్రహించబడుతుంది, అంటే పైనుండి మొదటి ట్రాన్సిస్టర్ ఇప్పుడు ఆఫ్ అవుతుంది మరియు సీక్వెన్స్ లోని రెండవ ట్రాన్సిస్టర్ ఆన్ అవుతుంది.
పై చర్య ఇండక్టర్ యొక్క రెండవ ట్యాప్ (27 వి ట్యాప్) ను ఎగువ నుండి మ్యాచింగ్ ఇండక్టర్ ట్యాప్‌ను వోల్టేజ్ రెస్పాన్స్‌కు ఎన్నుకుంటుంది, కాయిల్ తగ్గిన వోల్టేజ్‌తో ఉత్తమంగా డోలనం చెందుతుందని నిర్ధారించుకుంటుంది ... అదేవిధంగా, ఇప్పుడు సూర్యకాంతి వోల్టేజ్ మరింత తగ్గినప్పుడు సంబంధిత ట్రాన్సిస్టర్‌లు అందుబాటులో ఉన్న సౌర వోల్టేజ్‌లకు అనుగుణంగా, ఇండక్టర్ యొక్క ఖచ్చితమైన సరిపోలిక మరియు సమర్థవంతమైన మార్పిడిని నిర్ధారిస్తూ సంబంధిత ఇండక్టర్ ట్యాప్‌లతో 'కరచాలనం చేయండి'.
సోలార్ ప్యానెల్ మరియు స్విచింగ్ బక్ / బూస్ట్ ఇండక్టర్ మధ్య పైన సరిపోలిన ప్రతిస్పందన కారణంగా ... సంబంధిత పాయింట్లపై ట్యాప్ వోల్టేజీలు సూర్యరశ్మి పరిస్థితులతో సంబంధం లేకుండా రోజు మొత్తం స్థిరమైన వోల్టేజ్ను నిర్వహిస్తాయని అనుకోవచ్చు ....
ఉదాహరణకు, ఇండక్టర్ టాప్ ట్యాప్‌లో 30 విని ఉత్పత్తి చేయడానికి రూపొందించబడి ఉంటే, తరువాత ట్యాప్‌లలో 27 వి, 24 వి, 21 వి, 18 వి, 15 వి, 12 వి, 9 వి, 6 వి, 3 వి, 0 వి తరువాత ట్యాప్‌లలో ఉత్పత్తి చేస్తే, ఈ వోల్టేజ్‌లన్నీ be హించవచ్చు సూర్యరశ్మి స్థాయిలతో సంబంధం లేకుండా ఈ కుళాయిలపై స్థిరంగా ఉంటుంది.
ప్యానెల్ వోల్టేజ్ కంటే ఎక్కువ లేదా తక్కువ వోల్టేజ్లను సాధించడానికి వినియోగదారు స్పెక్స్ ప్రకారం ఈ వోల్టేజ్ మార్చవచ్చని దయచేసి గుర్తుంచుకోండి.
క్రింద చూపిన విధంగా పై సర్క్యూట్‌ను ఫ్లైబ్యాక్ టోపూజీలో కూడా కాన్ఫిగర్ చేయవచ్చు:
పై రెండు కాన్ఫిగరేషన్లలో, సౌర ఉత్పత్తితో సంబంధం లేకుండా వోల్టేజ్ మరియు వాటేజ్ పరంగా అవుట్పుట్ స్థిరంగా మరియు స్థిరంగా ఉంటుంది.
I / V ట్రాకింగ్ పద్ధతిని ఉపయోగించడం
కింది సర్క్యూట్ భావన ప్యానెల్ యొక్క MPPT స్థాయి లోడ్ ద్వారా ఎప్పుడూ తీవ్రంగా బాధపడదని నిర్ధారిస్తుంది.
సర్క్యూట్ ప్యానెల్ యొక్క MPPT 'మోకాలి' స్థాయిని ట్రాక్ చేస్తుంది మరియు ప్యానెల్ యొక్క ఈ మోకాలి స్థాయిలో పడిపోవడానికి కారణమయ్యే ఏదైనా ఎక్కువ తినడానికి లోడ్ అనుమతించబడదని నిర్ధారిస్తుంది.
సాధారణ సింగిల్ ఒపాంప్ I / V ట్రాకింగ్ సర్క్యూట్ ఉపయోగించి ఇది ఎలా చేయగలదో తెలుసుకుందాం.
దయచేసి బక్ కన్వర్టర్ లేని నమూనాలు అదనపు వోల్టేజ్ను లోడ్కు సమానమైన కరెంట్‌గా ఆప్టిమైజ్ చేయలేవు మరియు ఈ విషయంలో విఫలం కావచ్చు, ఇది ఏదైనా MPPT డిజైన్ యొక్క కీలకమైన లక్షణంగా పరిగణించబడుతుంది.
LM338 IC మరియు ఓపాంప్‌లను ఉపయోగించడం ద్వారా చాలా సరళమైన మరియు ప్రభావవంతమైన MPPT రకం పరికరాన్ని తయారు చేయవచ్చు.
నేను రూపొందించిన ఈ కాన్సెప్ట్‌లో, ఆప్ ఆంప్ ప్యానెల్ యొక్క తక్షణ MPP డేటాను రికార్డ్ చేస్తూనే ఉంటుంది మరియు దానిని తక్షణ లోడ్ వినియోగంతో పోలుస్తుంది. ఈ నిల్వ చేసిన డేటాను మించిన లోడ్ వినియోగాన్ని అది కనుగొంటే, అది లోడ్‌ను తగ్గిస్తుంది ...
IC 741 దశ సౌర ట్రాకర్ విభాగం మరియు మొత్తం రూపకల్పన యొక్క హృదయాన్ని ఏర్పరుస్తుంది.
సోలార్ ప్యానెల్ వోల్టేజ్ ఐసి యొక్క విలోమ పిన్ 2 కు ఇవ్వబడుతుంది, అదే ఇన్వర్టింగ్ కాని పిన్ 3 కి 2 V చుక్కతో సిరీస్లో మూడు 1N4148 డయోడ్లను ఉపయోగించి వర్తించబడుతుంది.
పై పరిస్థితి స్థిరంగా IC యొక్క పిన్ 3 ని పిన్ 2 కన్నా తక్కువ నీడగా ఉంచుతుంది, ఇది ఐసి యొక్క అవుట్పుట్ పిన్ 6 అంతటా సున్నా వోల్టేజ్ను నిర్ధారిస్తుంది.
సరిపోలని బ్యాటరీ లేదా అధిక కరెంట్ బ్యాటరీ వంటి అసమర్థ ఓవర్లోడ్ సందర్భంలో, సోలార్ ప్యానెల్ వోల్టేజ్ లోడ్ ద్వారా క్రిందికి లాగుతుంది. ఇది జరిగినప్పుడు పిన్ 2 వోల్టేజ్ కూడా పడిపోవటం ప్రారంభమవుతుంది, అయితే పిన్ 3 వద్ద 10 యుఎఫ్ కెపాసిటర్ ఉండటం వల్ల, దాని సంభావ్యత దృ solid ంగా ఉంటుంది మరియు పై డ్రాప్‌కు స్పందించదు.
పరిస్థితి తక్షణమే పిన్ 3 ను పిన్ 2 కన్నా ఎత్తుకు వెళ్ళమని బలవంతం చేస్తుంది, ఇది పిన్ 6 ఎత్తును టోగుల్ చేస్తుంది, బిజెటి బిసి 547 ను ఆన్ చేస్తుంది.
BC547 ఇప్పుడు బ్యాటరీకి వోల్టేజ్ను కత్తిరించే LM338 ను వెంటనే నిలిపివేస్తుంది, IC యొక్క రేట్ వేగాన్ని బట్టి చక్రం వేగవంతమైన వేగంతో మారుతుంది.
పై కార్యకలాపాలు సోలార్ ప్యానెల్ వోల్టేజ్ ఎప్పటికీ పడిపోకుండా లేదా లోడ్ ద్వారా క్రిందికి లాగకుండా చూసుకుంటాయి, అంతటా MPPT వంటి స్థితిని నిర్వహిస్తుంది.
సరళ IC LM338 ఉపయోగించబడుతున్నందున, సర్క్యూట్ మళ్ళీ కొంచెం అసమర్థంగా ఉంటుంది .... దీనికి పరిష్కారం LM338 దశను బక్ కన్వర్టర్‌తో భర్తీ చేయడం ... ఇది డిజైన్‌ను చాలా బహుముఖంగా మరియు నిజమైన MPPT తో పోల్చవచ్చు.
క్రింద చూపినది బక్ కన్వర్టర్ టోపోలాజీని ఉపయోగించి ఒక MPPT సర్క్యూట్, ఇప్పుడు డిజైన్ చాలా అర్ధవంతం చేస్తుంది మరియు నిజమైన MPPT కి చాలా దగ్గరగా కనిపిస్తుంది
48 వి ఎంపిపిటి సర్క్యూట్
కింది 48V బ్యాటరీ MPPT ఛార్జర్ సర్క్యూట్ వంటి అధిక వోల్టేజ్ బ్యాటరీ ఛార్జింగ్ను అమలు చేయడానికి పై సాధారణ MPPT సర్క్యూట్లను కూడా సవరించవచ్చు.
ఆలోచనలు అన్నీ నేను ప్రత్యేకంగా అభివృద్ధి చేశాను.
మునుపటి: 3 దశ ఆటోమేటిక్ బ్యాటరీ ఛార్జర్ / కంట్రోలర్ సర్క్యూట్ తర్వాత: 3 సింపుల్ సోలార్ ప్యానెల్ / మెయిన్స్ చేంజోవర్ సర్క్యూట్లు
