La quantité d'énergie électrique nécessaire augmente rapidement avec la croissance démographique et le développement technologique. Il existe des moyens pour produire de l'énergie électrique utilisant des sources d'énergie renouvelables et non renouvelables. De multiples avantages de l'énergie solaire sont les facteurs clés de l'utilisation de l'énergie solaire à des fins diverses. Il peut être utilisé pour générer de l'énergie électrique à l'aide de panneaux solaires et pour stocker l'énergie électrique en chargeant les batteries ou en alimentant des charges. La technologie MPPT (Maximum Power Point Tracking) est une méthode la plus efficace parmi divers contrôleurs de charge solaire tels que les commandes simples à 1 ou 2 étages, le contrôle PWM et le contrôleur de charge MPPT.

Contrôleur de charge solaire

Qu'est-ce que le contrôleur de charge solaire

Envisagez principalement un contrôleur de charge solaire non MPPT et ne vous confondez pas avec le panneau solaire de suivi du soleil et le contrôleur de charge solaire. Le panneau solaire de suivi du soleil est utilisé pour suivre le soleil en montant le panneau solaire sur une carte moteur de sorte que l'énergie solaire maximale puisse être utilisée pendant la journée. En utilisant ce système de panneaux solaires de suivi du soleil, nous pouvons augmenter la production de 15% en hiver et de 35% en été. La figure de coup montre le schéma de principe du panneau solaire de suivi du soleil qui se compose d'un panneau solaire factice, d'un circuit d'alimentation, d'un microcontrôleur pour contrôler le pilote ULN2003A et d'un moteur pas à pas pour faire tourner le panneau solaire.

Schéma fonctionnel du panneau solaire de suivi du soleil par Edgefxkits.com

Le schéma synoptique du régulateur de charge solaire se compose de différents blocs: le panneau solaire qui produit de l'énergie électrique en utilisant l'énergie solaire une charge pour allumer et éteindre la charge un interrupteur de charge pour connecter ou déconnecter la charge un indicateur à des fins d'indication batterie pour stocker l'énergie et un comparateur pour comparer et générer des signaux de commande . Le contrôleur de charge du panneau solaire est contrôlé par un mécanisme de charge pour protéger les batteries contre les conditions de charge, de surcharge et de décharge profonde. Un ensemble de LED vertes et rouges est utilisé pour indiquer la condition de pleine charge et la condition de décharge inférieure ou supérieure ou profonde, respectivement. En cas d'indication de LED rouges, le circuit du contrôleur de charge solaire se compose d'un MOSFET, qui est utilisé comme interrupteur à semi-conducteur de puissance pour éteindre la charge en cas de surcharge ou de batterie faible.

Schéma fonctionnel du contrôleur de charge solaire par Edgefxkits.com

Pourquoi utilisons-nous la technologie MPPT?

Ici, même si un contrôleur de charge solaire non MPPT peut faciliter la protection des batteries contre les conditions de charge indésirables, mais il est incapable d'augmenter l'efficacité du système. En général, les panneaux photovoltaïques sont construits pour 12V et sont utilisés pour mettre la sortie dans la plage de 16 à 18V. Mais la valeur réelle des batteries 12V est comprise entre 10,5 et 12,7V en fonction de l'état de charge. Considérons un panneau solaire de 130 watts à une tension et un courant particuliers, supposons que le courant nominal soit de 7,39 ampères à 17,6 volts.

Comparaison entre la technologie conventionnelle et la technologie MPPT

Si nous connectons ce panneau solaire de 130 watts à une batterie à l'aide d'un contrôleur de charge solaire non MPPT, alors nous pouvons obtenir une puissance égale au produit du courant du panneau solaire: 7,4 ampères et tension de la batterie: 12 volts, et est d'environ 88,8 watts. Ainsi, on obtient une perte de 41 watts (130-88,8 = 41,2 environ), ceci est dû à une mauvaise correspondance entre le panneau solaire et la batterie. Donc, si nous utilisons un contrôleur de charge solaire MPPT, nous pouvons augmenter le gain de puissance de 20 à 45%, mais nous devons avant tout connaître la technologie MPPT, qui est utilisée dans le contrôleur de charge du panneau solaire.

Contrôleur de charge solaire MPPT

La technologie MPPT est généralement un suivi électronique numérique qui suit et compare la tension de la batterie avec la tension du panneau solaire de sorte que la meilleure puissance à laquelle la batterie peut être chargée à l'aide d'un panneau solaire puisse être déterminée. Notez que lors du chargement de la batterie, les ampères sont pris en compte. Ainsi, pour obtenir un maximum d'ampères dans la batterie, la tension comparée est convertie en sa meilleure tension à l'aide de la technologie MPPT moderne ayant une efficacité de conversion de 93 à 97%.

Fonctionnement du contrôleur de charge solaire MPPT

La tension du panneau solaire 17,6 V à 7,6 A est convertie par MPPT pour correspondre à la batterie 12V. Ainsi, la batterie obtient 12V à 10,8A, ce qui rend la puissance totale presque égale à 130W. Pour charger la batterie, une haute tension aide à forcer le courant. En fait, pratiquement, la sortie du contrôleur de charge solaire MPPT varie continuellement pour obtenir un maximum d'ampères dans la batterie.

Le traqueur de point de puissance est un convertisseur CC-CC haute fréquence qui prend l'entrée CC des panneaux solaires, puis convertit le CC en CA haute fréquence et, encore une fois, le CA sera reconverti en une tension CC différente et un courant pour correspondre exactement au batteries et panneaux. En général, les MPPT fonctionnent à des fréquences comprises entre 20 et 80 kHz (plage de fréquences audio très élevée). Par conséquent, des transformateurs à très haut rendement et de petits composants peuvent être utilisés pour concevoir ces circuits haute fréquence.

Fonctionnement du contrôleur de charge solaire MPPT

Les MPPT non numériques ou linéaires sont faciles et peu coûteux à construire par rapport aux MPPT numériques. Mais, tout en utilisant les MPPT linéaires, même si l'efficacité s'améliore un peu, mais l'efficacité globale varie dans une large plage car les MPPT linéaires perdent leur suivi dans certains cas. Par exemple, si un nuage passe au-dessus du circuit MPPT linéaire, le circuit linéaire prend plus de temps pour rechercher le meilleur point suivant.

Principales caractéristiques du contrôleur de charge solaire MPPT

Le contrôleur de charge solaire MPPT est utilisé pour corriger et détecter les variations des caractéristiques courant-tension du panneau solaire et comme indiqué dans la figure ci-dessus.
Il est nécessaire pour tous les systèmes d'énergie solaire requis de retirer une puissance maximale du module PV car cela force le module PV à fonctionner à une tension proche du point de puissance maximale pour tirer la puissance maximale disponible.
En utilisant le contrôleur de charge solaire MPPT, nous pouvons utiliser un panneau solaire avec une tension de sortie supérieure à la tension de fonctionnement du système de batterie.
La complexité du système peut être réduite en utilisant le contrôleur de charge solaire MPPT car il a un rendement élevé.
Il peut être appliqué pour une utilisation avec plusieurs sources d'énergie telles que des turbines à eau ou des éoliennes, etc. La puissance de sortie du panneau solaire est utilisée pour contrôler Convertisseur DC-DC directement.

Contrôleur de charge solaire MPPT intégré avec pilote de LED

Tendance récente dans l'éclairage et l'éclairage utilise fréquemment LED haute luminosité qui ont une longue durée de vie avec un faible coût de maintenance et un rendement élevé, mais nécessitent un pilote d'alimentation pour maintenir un courant constant. Cela peut être facilité par un convertisseur élévateur ou abaisseur DC-DC. La figure ci-dessous montre le schéma de principe d'un contrôleur de charge solaire et d'un pilote de LED intégrés à suivi du point de puissance maximal intégré sur des périphériques PSoC (Programmable System on Chip), des contrôleurs, des pilotes, des périphériques analogiques et numériques sont utilisés pour mesurer, conditionner et contrôler le signal .

“énergie libre de générateur de moteur d'aimant permanent ”

Contrôleur de charge solaire MPPT intégré avec pilote de LED

La technologie MPPT est flexible et puissante pour prendre la tension et le courant du panneau solaire pour rechercher la puissance de crête en ajustant les signaux de commande pour faire fonctionner le panneau solaire à sa puissance de crête. Le signal de commande généré par le PSoC est utilisé pour conduire un convertisseur abaisseur synchrone qui convertit la puissance du panneau solaire pour charger la batterie. Le système est également utilisé pour contrôler la charge de la batterie DEL de processus et de lecteur.

Nous espérons que cet article a fourni un bref compte rendu du contrôleur de charge solaire avancé utilisant la technologie MPPT. Pour plus d'informations sur les contrôleurs de chargeur solaire et leur fonctionnement détaillé, vous pouvez nous contacter en postant vos questions dans la section commentaires ci-dessous.

Crédits photo: