太阳能MPPT模块作为一个节能型电源,其输入模式以单供电模式为佳。如下图所示,在低于最大功率点电压时光伏板电压特性很软:即电压变化很大但功率变化很小,光照较弱时,光伏板输出功率较低,输出功率大于光伏板功率时,光伏板输出电压跌落。
由于光伏板的输出特性很软,当光伏电压达到辅源的开启电压时,辅源工作瞬间抽取辅源工作所需的功率,光伏电压会跌落,辅源关闭,接下来辅源会重复开关,容易损坏模块内部的继电器、DSP、MOS管等器件,直到光伏板的输出功率能够维持辅源工作,辅源才不会重复开关。
由于存在上述问题,目前大多数厂家会采用模块输出电池供电或者采用模块输入端(光伏板侧)和模块输出电池同时取电的方式,现有这两种取电方式的问题在于模块在光伏功率较弱或在晚上时模块辅源从电池取电,消耗了电池能量的同时也使太阳能模块白天晚上一直工作从而降低模块寿命,这些问题都是不能容忍的。
工作原理和参数计算
MPPT模块早晚开关机平滑处理的核心是“重载切换轻载”。在早晚光强从无到有和从有到无的过程中,通过对可调负载(风扇)的连续控制,不断测试光强功率是否足够模块正常工作,以实现开关机过程的平滑处理,从而避免开机时辅助电源、继电器和BUCK电路的反复开关。
2.参数计算过程
针对单独四块光伏板串连情况,由于所有调速与开关判断电压点选取为65V,与四块光伏板串连理论最大功率点68V接近,因此模块在光伏板能提供的最大功率附近执行开关机程序,在光线没有突变的情况下可以平滑实现开关机过程。
由于在早晚临界状态时光强已经很弱了,模块无法通过开路电压判断光伏板配置信息,另外为了保持模块与监控一定程度上的功能独立性,也不便通过监控模块来下发光伏配置信息,因此模块的开机判定电压点65V无法同光伏板配置信息自适应调整。而单独六块光伏板串连的理论最大功率点为102V,在早晚临界状态时实测开路电压约105V,对应最大功率点约在80-90V之间,与65V的判断电压点相差较远。在开机65V调速的情况下,4块板串和6块板串对应到每块板上的工作电压分别是16.25V和10.83V,其光伏功率存在差值dP,在负载调节过程中功率下降的斜率不同,因此在开关机过程中单独4块板能正常工作,单独6块板相对较差,如下图所示:
应对策略:
来源:艾伊电源