Контроллер MPPT (Maximum Power Point Tracking)

MPPT (Maximum Power Point Tracking) — алгоритм и устройство для оптимального извлечения энергии из солнечных панелей. Критический элемент любой современной СЭС.

Зачем MPPT

Вольт-амперная характеристика (ВАХ) PV-панели имеет характерный «горб» — точку максимальной мощности. Эта точка смещается в зависимости от:

• Освещённости (чем ярче солнце, тем выше мощность и напряжение Vmp)
• Температуры панели (чем жарче, тем ниже напряжение Vmp)
• Частичного затенения (резкое падение Pmax, несколько локальных максимумов)

MPPT-контроллер непрерывно (каждые 100-500 мс) сканирует ВАХ, находит точку Pmax и удерживает рабочую точку инвертора на ней.

Vs простой PWM контроллер

• PWM — простое соединение АКБ с панелями через ключ. КПД 60-75%, потери на несоответствии напряжений. Для простых дачных применений 100-300 Вт
• MPPT — DC/DC преобразователь с алгоритмом поиска. КПД 95-99%. Для всех современных СЭС

Алгоритмы MPPT

• Perturb and Observe (P&O) — классический, прост, работает при постепенных изменениях освещённости
• Incremental Conductance — точнее при быстро меняющихся условиях (облачно, затенение)
• Fuzzy Logic / Neural Network — топовые, адаптивные к сложным условиям затенения
• Global MPPT — для частично затенённых стрингов, находит глобальный максимум а не локальный

Параметры MPPT входа инвертора

• Диапазон напряжений MPPT — например 150-800 В (определяет возможные конфигурации стрингов)
• Количество MPPT — 1-4 независимых входов. Два скатаа крыши в разной ориентации = два MPPT
• Максимальный ток на MPPT — 15-30 А (определяет сколько параллельных стрингов можно подключить)
• Время сканирования — 100-500 мс (быстрее — лучше при переменной облачности)

Применение

Все современные СЭС:

• Домашние: встроен в гибридный инвертор (2-4 MPPT)
• Промышленные: встроен в сетевой инвертор (централизованный или стринговый)
• Автономные: отдельный блок MPPT-контроллера (Victron SmartSolar, Morningstar) → АКБ → инвертор