MPPT לעומת מעקב אחר השמש - נבדקו ההבדלים

הפוסט חוקר שני עמיתים לרתום סולארי פופולרי ה- MPPT וגשש השמש, ומגלה את ההבדלים העיקריים בין שני מכשירי ספינינג אנרגיה חופשיים יוצאי דופן אלה.
נכון שכוכב הלכת שלנו מבורך במקורות אנרגיה חופשיים רבים כמו אנרגיית רוח, אנרגיית הידרו, שמש או אנרגיה סולארית וכו ', אלא אם כן אלה מנותמים ונלכדים בצורה מיטבית המשאבים פשוט יכולים להתבזבז.

מבוא

בהתחשב בעובדה זו, פותחו שתי מערכות עיקריות בצורת מעגלי MPPT ומעקבים סולאריים מכניים לרתמת אנרגיה סולארית בצורה היעילה והחכמה ביותר.

עם זאת הדיוט בשטח תמיד נוטה להתבלבל ביחס להבדל בין שתי מערכות אלה ולעיתים לקבל מידע לא טוב באמצעות מיתוסים רבים ונתונים שגויים.

פוסט זה נכתב במיוחד להבהרת היתרונות והחסרונות הרבים של שתי מכונות הרתמה הסולאריות הבולטות הללו, כלומר MPPT והמעקב אחר השמש.

בואו ללמוד איזה גאדג'ט זוכה באיכות המרוץ וביעילות באמצעות הדיון הבא:

MPPT לעומת גשש סולארי

MPPT הוא ראשי התיבות של Maximum Power Point Tracker, כפי שהשם מרמז כי מכשיר זה נועד לחלץ VxI או הספק מקסימלי אפשרי מהלוח ולהעביר אותו לעומס.

MPPT בעצם ינסה לבצע שתי פעולות עיקריות תוך כדי שימוש: ראשית, היא תעקוב אחר הפאנל הסולרי המרבי הזמין (V x I) ותנסה להפיק את המרב ממנו על הפלט או העומס המחובר.

שנית, הוא יפקח על כך שהעומס אינו מנסה לחזות את הפאנל על ידי חילוץ של כמות וואט לא לגיטימית או בלתי ניתנת לביצוע, עקב קצר חשמלי או העברת כבל הפלט של ה- MPPT.

אם מתגלה מצב כזה, תכונת ה'כיבוי 'של MPPT מופעלת באופן מיידי על מנת לתקן מצב עומס חריג או שגוי זה.

איך MPPT פונקציות

נניח שיש לנו פאנל סולארי עם המפרט הבא המצורף עם MPPT להטענת סוללה 12V:

וולט: 24 וולט

זרם: 2.5 אמפר

הספק: 24 x 2.5 = 60 וואט בתנאי שמש אופטימליים.

אור שמש אופטימלי או שיא מתייחס לתקופה במהלך היום בה קרני השמש כמעט מאונכות לפני השטח של הפאנל הסולארי, מכיוון שמצב זה נפגע עם המיקום המשתנה של השמש, גם הפלט מהלוח סובל ומופחת באופן יחסי.

במהלך אור שמש אופטימלי, ה- MPPT ינסה לספק, ולהטעין את הסוללה עם 12 וולט @ 60/12 = 5 אמפר.

אתה יכול לראות שכאן מתחזק הזרם לסוללה והוכפל על מנת לשמור על קלט נטו ליחס הספק המוצא קבוע ויעיל.

כך המערכת מבטיחה כי הסוללה שלמרות שיש לה מפרט מתח נמוך בהרבה מהלוח תמשיך לקבל הספק מיטבי מהלוח, כלומר בקצב של 12 x 5 אמפר = 60 וואט.

זו התכונה המעניינת והערכית ביותר של מטענים MPPT בהשוואה לצורות אחרות של מטענים רגילים.

אולם כאשר אור השמש מתחיל לדעוך ככל שהיום מתקרב לקראת בין הערביים, גם הספק הלוח מתחיל להידרדר באופן יחסי, אז מה ה- MPPT עושה עכשיו? האם היא ממשיכה להציע את אותה הכוח שהיא העבירה במהלך שיא השמש?

התשובה היא לא, ה- MPPT פשוט ממשיך לעקוב אחר ההספק המקסימלי הזמין מהלוח ומשחזר את אותו הדבר בעומס הפלט שלו, כלומר אם מתח הפלט והספק מפחיתים לומר, 20 וולט @ 30 וואט, אז הסוללה 12 וולט רק מצליחה להשיג 12 וולט ב 30/12 = קצב טעינה של 1.5 אמפר.

אף על פי ש- MPpT עדיין מנסה לשמור על יחס קלט / פלט לאחדות על ידי מתן כוח זהה לסוללה המסופקת על ידי הפאנל, אך אין באפשרותו להחזיר את זווית קרן השמש.

זהו חסרון אחד גדול עם עוקבי MPPT, שיכולת הפקת הכוח שלהם מוגבלת לזווית קרני השמש בלוח, והיא הופכת ל'חסרת אונים 'כאשר השמש מתחילה לסגת.

לפיכך MPPT לא יוכל לנצל את היתרון של אור השמש לאורך כל היום. אז אם ננתח את היעילות של ה- MPPT ביחס לכוח המסירה בפועל של השמש, אנו עשויים לגלות שהיא תהיה בסביבות 50% ואף פחות.

יתרונות וחסרונות של MPPT

ההיבטים החיוביים של מעגלי MPPT הם:

אלה הם מצב קומפקטי ומוצק, יעילים יותר מצורות אחרות של מטענים ואינם משתמשים במכלולים מכניים מגושמים ליישומים, אולם החיסרון העצום הוא כי אלה אינם מסוגלים לעקוב אחר קרני השמש ולכן אינם מצליחים לנצל את מלוא היתרונות של תפוקת האנרגיה העצומה של השמש.

אֵיך עוקבים סולאריים פוּנקצִיָה

עוקבים סולאריים הם מערכות אלקטרו-מכניות שנועדו לעקוב אחר קרני השמש באופן מעשי, כלומר הפאנל הסולארי ימשיך לשנות את כיוון פני השטח בתגובה למיקומי השמש המשתנים כך שישמור על זווית מאונכת עם קרני השמש לאורך כל היום.

התנועה הנ'ל מתבצעת באמצעות מנועים ומעגל חיישני LDR. מעגל חיישני ה- LDR עוקב כל הזמן אחר שכיחות קרני השמש ומצווה על המנוע לסובב את הפאנל בהתאם כך שהלוח ימשיך להטות משבר ממזרח למערב.

לגשש סולארי יש גם את היכולת לנתח מצב מעונן ולהתאים את הפאנל להשגת הזווית המיטיבה או האופטימלית ביותר של קרני השמש.

פרטי מנגנון הגשש הסולארי

יכולת זו של פאנל סולארי הופכת אותו ליתרון עצום בהשוואה ל- MPPT מכיוון שהוא מסוגל לרתום ולאסוף כמעט 95% מאנרגיית השמש הזמינה בכל רגע לאורך כל היום.

למרות שפאנל סולארי מייחס לתכונה הנ'ל, הוא לא יכול להחליף מתח שנפל ביציאה לזרם מוגבר באופן יחסי כפי שלמדנו בדיון לעיל באמצעות מכשיר MPPT.

MPPT עם גשש סולארי

לכן אם מערכת גשש סולארית 24 וולט מחוברת ישירות לסוללת 12 וולט, אם כי הפאנל ימשיך לעקוב אחר השמש וייצור הספק מיטבי לאורך כל היום, הסוללה לא תועדף עם זרם כפול, כלומר במפרט הנדון לעיל השמש. לוח בעל יכולת לייצר אמפר של 2.5 וולט ב- 24 וולט ימשיך לספק 2.5 אמפר לסוללה בניגוד ל -5 אמפר המוגבר כפי שיוצר על ידי ה- MPPT.

כאן ה- MPPT מוכיח את המתכת שלו שכן יכולתו הנ'ל הופכת להיות חובה ומשמעותית ולא ניתן להתעלם ממנה.

לכן זה מראה שלא ניתן להתעלם מ- MPPT גם אם משתמשים בגשש סולארי, ויש להשתמש בו בנוסף לגשש סולארי על מנת להפוך את השילוב לחזק למוות וכמעט 100% יעיל בכל הנסיבות.

שילוב זה יבטיח שהמשתמש יוכל להשיג את המקסימום מהפאנל הסולארי הזמין ומהאור השמש, אם כי משמעות הדבר היא השקעות כבדות בתחילה, אך ניתן יהיה לכסות את העלויות תוך מספר עונות של שימוש במערכת.

סיכום

בסופו של דבר, בהשוואה בין שני המקבילים, אנו יכולים לחשוב ולהסיק כי המנצח המובהק הוא מערכת הגששים הסולארית.

עם זאת, MPPT הופך גם לחיוני ביותר להשגת תוצאות יוצאות דופן ממערכת פאנלים סולאריים וגם כאשר נבחר פאנל סולארי קבוע על ידי המשתמש.