什么是光伏MPPT
最大功率跟踪点(Maximum Power Point Tracking,简称MPPT)系统是一种通过调节电气模块的工作状态,使光伏板能够输出更多电能的电气系统能够将太阳能电池板发出的直流电有效地贮存在蓄电池中,可有效地解决常规电网不能覆盖的偏远地区及旅游地区的生活和工业用电,不产生环境污染。MPPT控制器能够实时侦测太阳能板的发电电压,并追踪最高电压电流值(VI),使系统以最大功率输出对蓄电池充电。应用于太阳能光伏系统中,协调太阳能电池板、蓄电池、负载的工作,是光伏系统的大脑。关于MPPT的作用,可用一句话体现:光伏电池的输出功率与MPPT控制器的工作电压有关,只有工作在最合适的电压下,它的输出功率才会有个唯一的最大值。由于太阳能电池收到光强以及环境等外界因素的影响,其输出功率是变化的,光强发出的电就多,带MPPT最大功率跟踪的逆变器就是为了充分的利用太阳能电池,使之运行在最大功率点。也就是说在太阳辐射不变的情况下,有MPPT后的输出功率会比有MPPT前的要高。
MPPT(Maximum Power Point Tracker)技术是逆变器的核心关键技术,它是指逆变器实时追踪找寻组件(方阵)的最大输出功率的能力。
光伏组件的输出功率受辐照、温度等多种因素的影响,߅并不总能输出标称的额定功率,逆变器的任务就是实时追踪到每一时刻条件下组件能输出的最大功率,最大化提升发电量。古瑞瓦特的光伏逆变器MPPT效率最高可以达到99.9%,适合各种场景应用。
MPPT
MPPT控制器能够实时侦测太阳能板的发电电压,并追踪最高电压电流值(VI),使系统以最大功率输出对蓄电池充电。应用于太阳能光伏系统中,协调太阳能电池板、蓄电池、负载的工作,是光伏系统的大脑。
MPPT的概述
最大功率点跟踪(Maximum Power Point
Tracking,简称MPPT)系统是一种通过调节电气模块的工作状态,使光伏板能够输出更多电能的电气系统能够将太阳能电池板发出的直流电有效地贮存在蓄电池中,可有效地解决常规电网不能覆盖的偏远地区及旅游地区的生活和工业用电,不产生环境污染。
光伏电池的输出功率与MPPT控制器的工作电压有关,只有工作在最合适的电压下,它的输出功率才会有个唯一的最大值。
日照强度为1000W/㎡,U=24V,I=1A;U=30V,I=0.9A;U=36V,I=0.7A;可见30的电压下输出功率最大。
MPPT的原理
给蓄电池充电,太阳能电池板的输出电压必须高于蓄电池的当前电压,如果太阳能电池板的电压低于电池的电压,那么输出电流就会接近0。所以,为了安全起见,太阳能电池板在制造出厂时,太阳能板的峰值电压(Vpp)大约在17V左右,这是以环境温度为25°C时的标准设定的。当天气非常热的时候,太阳能电池板的峰值电压Vpp会降到15V左右,但是在寒冷的天气里,太阳能的峰值电压Vpp可以达到18V。
现在,我们再回头来对比MPPT太阳能控制器和传统太阳能控制器的区别。传统的太阳能充放电控制器就有点象手动档的变速箱,当发动机的转速增高的时候,如果变速箱的档位不相应提高的话,势必会影响车速。但是对于MPPT太阳能控制器来说,充电参数都是在出厂之前就设定好的,就是说,MPPT控制器会实时跟踪太阳能板中的最大的功率点,来发挥出太阳能板的最大功效。电压越高,通过最大功率跟踪,就可以输出更多的电量,从而提高充电效率。理论上讲,使用MPPT控制器的太阳能发电系统会比传统的效率提高50%,但是跟据我们的实际测试,由于周围环境影响与各种能量损失,最终的效率也可以提高20%-30%。
从这个意义上讲,MPPT太阳能充放电控制器,势必会最终取代传统太阳能控制器
MPPT的功能
MPPT控制器主要功能:检测主回路直流电压及输出电流,计算出太阳能阵列的输出功率,并实现对最大功率点的追踪。扰动电阻R和MOSFET串连在一起,在输出电压基本稳定的条件下,通过改变MOSFET的占空比,来改变通过电阻的平均电流,因此产生了电流的扰动。同时,光伏电池的输出电流电压亦将随之变化,通过测量扰动前后光伏电池输出功率和电压的变化,以决定下一周期的扰动方向,当扰动方向正确时太阳能光能板输出功率增加,下周期继续朝同一方向扰动,反之,朝反方向扰动,如此,反复进行着扰动与观察来使太阳能光电板输出达最大功率点。
MPPT方法
传统的MPPT方法依据判断方法和准则的不同被分为开环和闭环MPPT方法[1] 。实际上,外界温度、光照和负载的变化对光伏电池输出特性的影响呈现出一些基本的规律,比如光伏电池的最大功率点电压与光伏电池的开路电压之间存在近似的线性关系[2] ,基于这些规律,可提出一些开环的MPPT控制方法,如定电压跟踪法,短路电流比例系数法和插值计算法等[1] 。
闭环MPPT方法则通过对光伏电池输出电压和电流值的实时测量与闭环控制来实现MPPT,使用最广泛的自寻优类算法即属于这一类[1] 。典型的自寻优MPPT算法有扰动观察法(Perturbation and Observation Method,P&O)和电导增量法(Incremental Conductance,INC)两种[1] 。
为了让光伏板有最高的输出效率,负载吸收电流跟电压的乘积最大才能最有效的利用太阳能,算法就是随时检测电压和电流,然后计算功率,并且不停的尝试并计算吸收电流变化时刻的功率的变化,找到最大功率点就是MPPT电压。这个算法可以由计算机或者单片机来完成,不同的电池板差别很大,无法做成固定值。
MPPT全称是Maximum Power Point Tracking,意思是最大功率点追踪。
太阳能电池板在光照的时候会输出电流和电压,没有接负载的时候的电压叫开路电压,输出短路的电流叫短路电流,这两个时刻电池板的输出功率都是零。
光伏组件的MPPT跟踪,而在实际工程中,一个500kW的逆变器,往往要接80~90个光伏组串。
MPPT,即Maximum Power Point Tracking的简称,中文为“最大功率点跟踪”,即:逆变器根据外界不同的环境温度、光照强度等特性来调节光伏阵列的输出功率,使得光伏阵列始终输出最大功率。
假设MPPT还没开始跟踪,这时组件输出电压是500V,然后MPPT开始跟踪之后,就开始通过内部的电路结构调节回路上的电阻,以改变组件输出电压,同时改变输出电流,一直到输出功率最大(假设是550V最大),此后就不断得跟踪,这样一来也就是说在太阳辐射不变的情况下,组件在550V的输出电压情况,输出功率会比500V时要高,这就是MPPT的作用所在。
由于遮挡不一致、组件功率偏差等原因,不同的组串间必然存在输出功率偏差。因此,每个逆变器接入的光伏组串的输出特性曲线变得复杂,呈多极值点,如图所示。
光伏方阵的输出功率曲线出现了多个功率的峰值。如何找到图3中最高的那个点,就需要进行MPPT计算了!
如何对MPPT进行计算:
单峰值功率输出的MPPT的算法。
目前,在无遮挡条件下,光伏阵列的最大功率点跟踪(MPPT)的控制方法常用的有以下几种:
恒电压跟踪法(Constant Voltage Tracking 简称CVT)。
干扰观察法(Perturbation And Observation method简称P&O)。
增量电导法(Incremental Conductance method简称INC)。
MPPT太阳能控制器主要功能:检测主回路直流电压及输出电流,计算出太阳能阵列的输出功率,并实现对最大功率点的追踪。
易事特、特变电工,合肥阳光都是做光伏发电系统设计以及安装的上市公司, 这种产品他们都有的。