في الوقت الحالي ، يتزايد الطلب على موارد الطاقة ومن المهم جدًا الخروج بأفكار مبتكرة لتوفير وتقليل استخدام الطاقة. هناك العديد من مصادر الطاقة المتجددة المتاحة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والكتلة الحيوية وحرارة المحيط لتوليد أي كهرباء للاحتياجات اليومية. ال الطاقة الشمسية هي أفضل خيار لتوليد الكهرباء وهو متوفر في كل مكان في العالم. يمكن إنتاج الكهرباء من الشمس من خلال وحدات SPV. تتناول هذه المقالة نظرة عامة على وحدة التحكم في شحن الطاقة الشمسية المعتمدة على تتبع الطاقة القصوى.

MPPT الشمسية المسؤول عن المراقب المالي

تأتي هذه الوحدات في العديد من وحدات الطاقة / ps لتلبية متطلبات التحميل. إن تمديد الطاقة من وحدة SPV له أهمية خاصة لأن كفاءة هذه الوحدة منخفضة للغاية. تتبع الطاقة القصوى تحكم شحن الطاقة الشمسية باستخدام متحكم يستخدم لإزالة الطاقة القصوى من وحدة SPV. يتم استخدام متحكم للتحكم في خوارزمية تتبع نقطة الطاقة القصوى التي يتم استخدامها في الأنظمة الكهروضوئية لتعظيم الطاقة الكهروضوئية للصفيف الكهروضوئي.

متحكم يعتمد على الحد الأقصى للتحكم في شحن الطاقة الشمسية

يظهر أدناه مخطط الكتلة لوحدة التحكم بالشحن بالطاقة الشمسية القائمة على وحدة التحكم الدقيقة القصوى لتتبع الطاقة. تم إنشاء مخطط الكتلة باستخدام لوحة PV ، وعاكس ، وبطارية ، وجهاز تحكم في الشحن. يتكون جهاز التحكم بالشحن من محول DC-DC ، الذي يطابق جهد الوحدة الكهروضوئية مع جهد البطارية. تستخدم مستشعرات التيار والجهد الحالي لاستشعار الجهد والتيار لمنحهم وحدة تحكم دقيقة مبرمجة مسبقًا. يعمل هذا المتحكم الدقيق في أقصى نقطة للطاقة باستخدام طريقتين مثل طريقة الاضطراب والمراقبة. يمكن نشر البيانات من وحدة التحكم الدقيقة المبرمجة مسبقًا إلى الموقع البعيد عبر واجهة RS485. تساعد هذه العملية في مراقبة وتسجيل البيانات من منطقة نائية.

وحدة تحكم شحن الطاقة الشمسية باستخدام مخطط كتلة متحكم دقيق

لوحة شمسية

تتكون الألواح الشمسية من الخلايا الكهروضوئية التي تُستخدم لتوليد وتزويد الطاقة الكهربائية لمختلف التطبيقات مثل السكنية والتجارية وما إلى ذلك. تتوفر أنواع مختلفة من الألواح الشمسية. لكن في الوقت الحاضر هناك نوعان أكثر التقنيات شيوعًا تستخدم ، السيليكون والأغشية الرقيقة. هذان هما الجيل الأول والجيل الثاني من التقنيات.

لوحة شمسية

مجسات

ال تشغيل أجهزة الاستشعار في جهاز التحكم بالشحن كان الأكثر أهمية للحصول على الوظيفة المطلوبة للنظام. تستخدم هذه المستشعرات في نظام المراقبة والتواصل في وحدة التحكم الدقيقة.

مجسات

محول DC إلى DC

يختلف جهد التيار المستمر من اللوحة الشمسية بناءً على شدة الضوء والوقت ودرجة حرارة اللوحة. يستخدم هذا المحول لزيادة أو تقليل جهد لوحة i / p إلى مستوى البطارية المطلوب. محول التعزيز هو محول قوي ، حيث يكون جهد DC i / p لهذا المحول أقل من جهد DC o / p. هذا يعني أن جهد PV i / p أقل من جهد البطارية في النظام. محول باك هو محول قوي ، حيث يكون الجهد DC i / p أكبر من جهد DC o / p. هذا يعني أن جهد PV i / p أكبر من جهد البطارية في النظام.

محول DC إلى DC

متحكم

ال يستخدم متحكم دقيق لمعالجة مدخلات ومخرجات النظام الكهروضوئي بأكمله. تشمل مهام وحدة التحكم الدقيقة التحكم في شحن البطارية وقيم مستشعر القراءة ومراقبة أداء النظام. ال متحكم مبرمج بهذه الطريقة ، يعمل دائمًا عند الحد الأقصى من PowerPoint.

متحكم

بطارية

ال تستخدم البطارية لتخزين الطاقة في وحدة التحكم بالشحن PV MPPT لمنح الطاقة عند عدم توفر طاقة الشمس. تعمل البطارية بجهد 12 فولت ، وتوفر تيارًا كهربائيًا كبيرًا للتعامل مع أحمال الطاقة العالية.

بطارية

العاكس

ال يستخدم العاكس لتحويل التيار المباشر إلى التيار المتردد هذه هي المرحلة النهائية في النظام أعلاه. باستخدام هذا الجهاز ، هناك فرصة للمستخدم للوصول إلى الطاقة المخزنة في البطارية.

العاكس

واجهة RS485

يتم استخدام الاتصال التسلسلي RS485 للتواصل مع المستشعر وقيم الأداء لجهاز كمبيوتر بعيد عبر الكابلات. الميزة الرئيسية لـ RS485 هي أنه يدعم الاتصالات بعيدة المدى وقد يتم توصيل العديد من أجهزة الاستقبال بشبكة خطية ذات تكوين متعدد القطرات.

واجهة RS485

عمل وحدة تحكم شحن الطاقة الشمسية لتتبع الطاقة القصوى

الوحدة الكهروضوئية هي الجزء الرئيسي من النظام أعلاه. كل لوحة شمسية لها خصائص I-V أو منحنى IV. المنطقة الواقعة تحت هذا المنحنى هي تقريبًا أقصى طاقة يمكن أن تولدها اللوحة الشمسية إذا كانت ستعمل بجهد دائرة مفتوحة أو جهد أقصى ودائرة كهربائية قصيرة أو تيار أقصى.

MPPT هي طريقة ثانوية لاستغلال الكفاءة التي تزود بها الألواح الشمسية الكهرباء في سيناريو على الشبكة / خارج الشبكة مثل شحن البطارية. يتم الكشف عن مستويات التيار والجهد ودرجة الحرارة بواسطة المستشعرات. محول DC-to-DC مسؤول عن تحسين جهد o / p للوحة الشمسية لمطابقة مستوى الجهد اللازم للبطارية.

“كيف يعمل محول باك ”

إلى يتم استخدام محول Buck-Boost كمحول DC-to-DC لأنه إذا كانت البطارية تحتاج إلى جهد منخفض من اللوحة الشمسية ، فإن هذا المحول يقلل الجهد. إذا كانت البطارية بحاجة إلى مزيد من الجهد ، فإن هذا المحول يزيد الجهد.

وبالتالي يتم استخدام الطاقة القصوى من الألواح الشمسية بشكل فعال. يتم تحديد الجهد والتيار ودرجة حرارة اللوحة والجهد والتيار من محول DC إلى DC بواسطة المستشعرات ويتم تقديمها إلى وحدة التحكم الدقيقة المبرمجة مسبقًا. باستخدام الاضطراب ومراقبة الطرق ، يعطي الميكروكونترولر أقصى إنتاج. تُستخدم البطارية للشحن بأقصى طاقة ويتم توصيلها بالعاكس حيث يحدث التيار المتردد للتيار المباشر.

يتم استخدام طاقة التيار المتردد للتطبيقات المنزلية ويتم ربط RS485 بالميكروكونترولر ، مما يساعد على مراقبة وتسجيل البيانات من المنطقة البعيدة.

لذلك ، هذا كل شيء عن وحدة تحكم الشحن بالطاقة الشمسية لتتبع الطاقة القصوى باستخدام متحكم دقيق. ال MPPT تحكم الشحن الشمسي يمكن استخدام rs لاستهلاك الطاقة القصوى من الألواح الشمسية بدلاً من الاستثمار في عدد من الألواح. تُستخدم واجهة RS485 لمراقبة البيانات وتسجيل البيانات من منطقة بعيدة. علاوة على ذلك ، يمكن تحسين النظام المقترح من خلال تضمين التكنولوجيا اللاسلكية حتى نتمكن من نقل البيانات لاسلكيًا. علاوة على ذلك ، أي استفسارات بخصوص مخطط دائرة وحدة التحكم بالشحن الشمسي MPPT ، يرجى تقديم ملاحظاتك من خلال التعليق في قسم التعليقات أدناه. هنا سؤال لك ما هي تطبيقات تقنية MPPT؟

اعتمادات الصورة: