Problematica capturării energiei solare cu panouri fotovoltaice
Ariile de panouri solare fotovoltaice (PV) tradiţionale cuprind unul sau mai multe şiruri de panouri solare. Această conectare în serie face ca performanţa întregului şir să fie limitată de performanţele celui mai slab panou sau modul din şir. Performanţele sunt afectate de orientarea diferită, praful depus pe panou, umbriri sau variaţii de lumină datorită norilor, variaţii de temperatură şi diferenţe de vârstă sau din fabricaţie ale panourilor.
Se impune ca proiectanţii de sisteme să asigure, pentru fiecare panou, performanţe apropiate de cele ale panourilor vecine, pentru a maximiza eficienţa proiectului.
Un panou care are o nepotrivire de performanţe în şir, face să subperformeze celelalte panouri, întreaga performanţă a şirului este degradată, iar în cazul că o nepotrivire face un panou să depăşească alte panouri, beneficiile de performanţă pe care le are nu pot fi acumulate de către sistem. Acest lucru demonstrează necesitatea unei tehnologii de optimizare de putere, care asigură MPP (Maximum Power Point) sau puterea maximă de ieşire (asigurând ca produsul tensiune × curent să fie maxim), fiindcă în orice moment, există un punct în caracteristica Curent (A) – Tensiune (V), în care panoul va da puterea maxim posibilă la ieşire. În punctul de putere maximă, valoarea tensiunii la ieşire va fi rezultată din putere şi curent.
Tehnologia SolarMagic® de optimizare
Capacitatea de optimizare a puterii date de panoul fotovoltaic creşte capturarea de energie în sistem şi maximizează eficienţa prin corectarea unor dezechilibre ascunse, prelungind durata de viaţă a unui sistem.
Dezechilibrul apare datorită nepotrivirii la nivelele de curent sau tensiune, şi poate face ca sistemul să nu atingă nivele de performanţă preconizate. Tehnologia SolarMagic® de optimizare îmbunătăţeşte randamentul sistemului, indiferent de condiţiile de mediu, meteorologice sau dispunere în spaţiu. Studii independente au demonstrat că tehnologia de optimizare SolarMagic® recapturează până la 75% din energia ce s-ar pierde prin nepotrivire de caracteristici.
Controlul încărcării folosind optimizatorul de putere SolarMagic® SM3320-BATT -EV
Optimizatorul de putere Solar Magic SM 3320 utilizează circuitele integrate special realizate pentru domeniul solar fotovoltaic de firma National Semiconductor şi componente pasive de încredere.
Experienţa firmei National Semiconductor în proiectarea şi fabricarea de produse pentru medii dure (transport, aerospaţial) asigură fiabilitate extinsă pentru a permite să ofere o garanţie mare a componentelor electronice, care se potriveşte cu cea a panoului solar (25 de ani). Controlerul digital SM72442 MPPT şi drivere în punte fotovoltaice SM72295 sunt concepute pentru a controla cu eficienţă înaltă conversia DC / DC utilizată în aplicaţii fotovoltaice. Designul de referinţă oferă suport pentru o mare varietate de implementări al celor două componente. O aplicaţie a controlerului SM3320-BATT-EV este încărcarea unui acumulator auto comercial Pb- Acid de 12V.
În cazul în care tensiunea bateriei este foarte scăzută, se aplică o creştere lentă de curent şi limitată până când se ridică tensiunea bateriei peste o valoare de prag prestabilit Vt, apoi se generează un curent mai mare pentru încărcare completă. Încărcarea completă este detectată din valoarea tensiunii bateriei şi apoi sistemul trece la o valoare mică a curentului de încărcare (float charging) menţinând tensiunea bateriei la un prag fix. În orice moment, sistemul va rula în modul MPPT (Maximum Power Point Tracking), dacă puterea disponibilă este mai mică decât puterea necesară pentru a obţine reglarea de tensiune sau curent.
Modulul SolarMagic® SM3320-BATT –EV
Caracteristici:
Baterie: 12V Pb Acid
Tensiune de intrare: Vin = 15V… 45V Vmp (Voltage @maxim power), 50V Voc (Voltage@open circuit)
Curent maxim. de intrare: Isc = 11A.
Curentul de încărcare: maxim: 9A.
Algoritmul MPPT pentru aplicaţii fotovoltaice optimizate. Protecţie la curent invers.
Mod de încărcare: rapidă (fast charge mode) până la tensiunea maximă 14,2V şi încărcare de echilibrare finală (trickle charge) la tensiunea 13,5V. Referinţele (set-points) pentru tensiunea de ieşire pot fi reprogramate. Eficienţa convertorului: până la 98%.
National Semiconductor este singurul furnizor major de semiconductoare care oferă soluţii complete end-to-end pentru ecosistemul solar PV. National Semiconductor oferă utilizatorilor soluţii integrate şi eficiente pentru diverse componente solar PV, inclusiv optimizatorii de putere DC/DC, microinvertoare DC/DC şi invertoare, MPPT bazate pe controlere de încărcare a bateriei, de siguranţă a panourilor PV şi soluţii de comunicaţii, inclusiv aplicaţii cu modele de referinţă.
www.solarmagic.com
www.ti.com
Componente de la Texas Instruments şi National Semiconductor se obţin prin distribuitorul autorizat
ECAS ELECTRO
, www.ecas.ro