Este controlador de carga solar fotovoltaica es el componente clave en sistemas de generación de energía solar aislados o fuera de la red.
Debido a las características no lineales de la matriz solar, hay un punto de salida de energía máxima (punto de máxima potencia) en su curva. Los controladores tradicionales, con tecnología de carga por conmutación y tecnología de carga PWM, no pueden cargar la batería en el punto de máxima potencia, por lo que no pueden recolectar la energía máxima disponible de la matriz fotovoltaica, sino el controlador de carga solar con seguimiento de punto de máxima potencia (MPPT) La tecnología puede bloquearse en el punto para obtener la máxima energía y entregarla a la batería.
El algoritmo MPPT compara y ajusta continuamente los puntos operativos para intentar localizar el punto de máxima potencia de la matriz. El proceso de seguimiento es procesado automáticamente por un microprocesador y no necesita la atención del usuario.
Tecnología MPPT
La tecnología MPPT (Maximum Power Point Tracking) que convierte DC a DC optimiza la coincidencia entre el panel solar (paneles fotovoltaicos) y el banco de baterías o la red de servicios públicos. Para decirlo de otra manera, convierten un voltaje de CC más alto que de los paneles solares al voltaje más bajo que se necesita para cargar las baterías.
El microprocesador MPPT incorporado permite al controlador de carga solar aumentar la eficiencia de conversión de energía hasta en un 30% en comparación con el controlador de carga PWM. La instalación sencilla con capacidad de conexión en paralelo es la solución adecuada para los hogares, así como para las aplicaciones de sistemas solares grandes.
La figura de arriba es la curva del punto de máxima potencia, el área sombreada es el rango de carga del controlador de carga solar tradicional (Modo de carga PWM), obviamente puede diagnosticar que
El Power Point Tracker es un convertidor de CC a CC de alta frecuencia que toma la entrada de CC de los paneles solares, luego convierte el CC en CA de alta frecuencia y, de nuevo, el CA se convertirá de nuevo en un voltaje de CC diferente y una corriente para que coincida exactamente con el Baterias y paneles. En general, los MPPT funcionan a una frecuencia que varía entre 20 y 80 kHz (rango de frecuencia de audio muy alto). Por lo tanto, se pueden usar transformadores de muy alta eficiencia y componentes pequeños para diseñar estos circuitos de alta frecuencia.
Características clave del controlador de carga solar MPPT
El controlador de carga solar MPPT se utiliza para corregir y detectar variaciones en las características de voltaje de corriente del panel solar y como se muestra en la figura anterior.
Es necesario que cualquier sistema de energía solar requerido extraiga una potencia máxima del módulo fotovoltaico, ya que obliga al módulo fotovoltaico a operar a una tensión cercana al punto de máxima potencia para extraer la potencia máxima disponible.
Al usar el controlador de carga solar MPPT, podemos usar un panel solar con una salida de voltaje mayor que el voltaje de operación del sistema de la batería.
La complejidad del sistema se puede reducir utilizando el controlador de carga solar MPPT, ya que tiene una alta eficiencia.
Se puede aplicar para usar con múltiples fuentes de energía, como turbinas de agua o turbinas de energía eólica, y así sucesivamente. La potencia de salida del panel solar se utiliza para controlar directamente el convertidor DC-DC.
Dónde usar un controlador de carga solar MPPT
En la actualidad, el controlador solar tiene MPPT y PWM. Según los datos de la aplicación, la eficiencia de conversión del controlador PWM normalmente es inferior al 70%, la eficiencia de conversión del controlador MPPT es aproximadamente del 95-97%. El controlador solar MPPT es caro que el controlador solar PWN, pero el precio del módulo solar es más caro. Usando el controlador MPPT, puede reducir el módulo solar, ahorrar el costo de todo el sistema
Los MPPT son más efectivos en estas condiciones:
Invierno, días nublados o nebulosos o área parcialmente sombreada, cuando más se necesita la potencia adicional.
El clima frío es más probable en invierno, el momento en que las horas de sol son bajas y necesita la energía para recargar las baterías al máximo.
Baja carga de la batería: cuanto más bajo es el estado de carga de la batería, más corriente recibe un MPPT, otra vez cuando más se necesita la energía adicional.
Correos largos: si los paneles están a 100 pies de distancia, la caída de voltaje y la pérdida de energía pueden ser considerables a menos que use un cable muy grande. Pero si tiene más paneles cableados en serie para obtener voltios más altos, la pérdida de energía es mucho menor y el controlador convertirá ese alto voltaje en los voltios correctos para la batería.
