التطبيقات العملية لـ MPPT

في الأنظمة الكهروضوئية، يمكن لعوامل مثل كثافة أشعة الشمس، ودرجة الحرارة، ومقاومة الحمل، والظل البيئي أن تؤثر بشكل كبير على الجهد، والتيار،والطاقة الخارجة من الألواح الشمسيةعلى سبيل المثال

• أشعة شمسية أقوىيزيد من الطاقة المخرجة، في حيندرجات حرارة أعلىخفضها
• الظلالمن السحب، الأشجار، أو المباني، وكذلكالغبارأوالأوراقعلى الألواح، وتقلل أيضا من الطاقة.

في ظل هذه الظروف المختلفة، غالبًا ما تظهر منحنيات خصائص إخراج صفيحة PV عدة قمم. تحديد القمة مع أقصى طاقة إخراج يتطلبتعقب أقصى نقطة طاقة (MPPT)التكنولوجيا

كيف يعمل MPPT؟

تستخدم تقنية MPPT التحكم في الجهد أو التيار لتحسين توليد الطاقة. تتضمن خوارزميات التحكم الشائعة:تعديل عرض النبض (PWM)وتتبع منحنى التوتر والتيار (V-I).

جهاز تحكم MPPT يراقب باستمرار الجهد والتيار من وحدات الطاقة الكهروضوئية، ويقوم بتعديل نقطة العمل بناءً على عوامل مثل أشعة الشمس ودرجة الحرارة.هذا يضمن أن النظام يعمل في أو بالقرب مننقطة الطاقة القصوى (MPP)لتعزيز الكفاءة والإنتاج.

بالنسبة لنفس طاقة الدخول ، يؤثر عدد قنوات MPPT في المحول بشكل كبير على توليد الطاقة:

• المزيد من قنوات MPPTتحسين دقة التتبع، سرعة الاستجابة، وتقليل فقدان الطاقة في ظل ظروف مثل الظلال، أو التوجهات المختلفة، أو أداء لوحة غير متسقة.

خوارزميات التحكم في MPPT

قلب تكنولوجيا MPPT يكمن في خوارزميات التحكم فيها. وتشمل النهج الشائعة:

1. تتبع الجهد المستمر

   • هذه الطريقة تفترض أن MPP تتوافق مع الجهد الثابت في درجات حرارة ثابتة.
   • إيجابيات: بسيطة وموثوقة ويمكن أن تزيد من كفاءة الطاقة الشمسية بنسبة تصل إلى 20%.
   • السلبيات: يتجاهل تأثيرات درجة الحرارة. على سبيل المثال، مع السيليكون الأحادي البلورية، كل ارتفاع 1 درجة مئوية يقلل من فولتاج الخروج بنسبة 0.3٪ إلى 0.4٪، مما يجعله غير مناسب للبيئات ذات درجات الحرارة المتقلبة.

2. طريقة الإزعاج والملاحظة (P&O)

   • يقوم بتعديل الجهد الخارجي للوحدة الكهروضوئية على فترات محددة، مع مراقبة التغيرات في الطاقة الخارجة.
   • إذا زادت الطاقة بعد ضبط، يتم الحفاظ على الجهد؛ إذا انخفضت، يتغير اتجاه ضبط.
   • إيجابيات: بسيط ومتوافق مع الأجهزة.
   • السلبيات: وقت الاستجابة البطيء، مما يجعله أقل ملاءمة لظروف الضوء الشمسي المتغيرة بسرعة.

3. طريقة التوصيل الإضافية

   • على عكس P&O ، تحدد هذه الطريقة العلاقة بين فولتاج نقطة العمل و MPP. إنها تقدير موقع MPP من خلال القياسات والمقارنات ، مما يتيح تعديلات مستهدفة.
   • إيجابيات: استجابة أسرع وتقليل التقلبات في ظل ظروف الضوء المتغيرة.
   • السلبيات: أكثر تعقيدا قليلا من P & O.

4. التحكم المنطقي الغامض

   • طريقة التحكم الذكية غير الخطية. إنها تعالج المدخلات الكهروضوئيةالتشويش,استنتاج، والتشويشلتعقب MPP.
   • المزايا: دقة عالية مع ردود الفعل التكرارية وقواعد المعرفة القابلة للتعديل لتحسين الدقة.

يلعب MPPT دورًا حيويًا في تعظيم إنتاج الطاقة من أنظمة PV ، خاصة في ظل ظروف ديناميكية. مع التقدم في الخوارزميات وتكنولوجيا جهاز التحكم ، أصبحت أنظمة MPPT أسرع ،أذكى، وأكثر كفاءة، مما يمهد الطريق لتحسين استخدام الطاقة الشمسية في تطبيقات متنوعة.