روندهای نوظهور در تحقیقات MPPT چیست؟

در چشم انداز پویا انرژی های تجدیدپذیر، فناوری ردیابی نقطه حداکثر توان (MPPT) به عنوان سنگ بنای بهینه سازی بهره وری سیستم های انرژی خورشیدی است. به عنوان یک تامین کننده پیشرو MPPT، ما در خط مقدم مشاهده و مشارکت در روندهای نوظهور در تحقیقات MPPT هستیم. این پست وبلاگ به این روندها می پردازد و چگونگی شکل دهی آنها به آینده استفاده از انرژی خورشیدی را بررسی می کند.

1. توسعه الگوریتم پیشرفته

یکی از مهم ترین روندها در تحقیقات MPPT، توسعه مداوم الگوریتم های پیشرفته است. الگوریتم های سنتی مانند Perturb and Observe (P&O) و رسانایی افزایشی (IncCond) به دلیل سادگی بسیار مورد استفاده قرار گرفته اند. با این حال، آنها اغلب در شرایط محیطی که به سرعت در حال تغییر هستند با محدودیت هایی روبرو هستند.

الگوریتم های جدیدتر مانند مدل کنترل پیش بینی کننده (MPC) و کنترل منطق فازی (FLC) در حال افزایش هستند. MPC از یک مدل ریاضی سیستم فتوولتائیک (PV) برای پیش‌بینی رفتار آینده و بهینه‌سازی نقطه عملیاتی بر این اساس استفاده می‌کند. این رویکرد امکان ردیابی سریع‌تر و دقیق‌تر را فراهم می‌کند، به خصوص در شرایطی که تابش خورشیدی و دما به سرعت تغییر می‌کنند. از سوی دیگر، FLC، فرآیندهای تصمیم گیری انسانی را با استفاده از مجموعه ها و قوانین فازی تقلید می کند. این می تواند عدم قطعیت ها در پارامترهای سیستم PV و شرایط محیطی را به طور موثرتری کنترل کند و در نتیجه عملکرد MPPT را بهبود بخشد.

به عنوان مثال، یک مطالعه اخیر [1] عملکرد الگوریتم های سنتی و پیشرفته را در شرایط دنیای واقعی مقایسه کرد. نتایج نشان داد که الگوریتم‌های MPC و FLC نسبت به P&O و IncCond راندمان استخراج توان بالاتری را به‌ویژه در شرایط سایه جزئی به دست آوردند.

2. یکپارچه سازی با سیستم های ذخیره انرژی

ادغام MPPT با سیستم های ذخیره انرژی یکی دیگر از روندهای نوظهور است. با افزایش تقاضا برای تامین برق قابل اعتماد و مداوم از سیستم های خورشیدی، ذخیره انرژی بسیار مهم می شود. کنترل‌کننده‌های MPPT می‌توانند نقش حیاتی در مدیریت شارژ و دشارژ دستگاه‌های ذخیره‌سازی انرژی، مانند باتری‌ها داشته باشند.

با بهینه سازی جریان برق بین پانل های PV و باتری، کنترل کننده های MPPT می توانند اطمینان حاصل کنند که باتری به طور موثر و ایمن شارژ می شود. آنها همچنین می توانند از شارژ و تخلیه بیش از حد جلوگیری کنند که می تواند به طور قابل توجهی طول عمر باتری را افزایش دهد. به عنوان مثال، در یک سیستم خورشیدی هیبریدی با بانک باتری، کنترل کننده MPPT می تواند جریان شارژ را بر اساس وضعیت شارژ باتری، تابش خورشیدی و تقاضای بار تنظیم کند.

علاوه بر این، با افزایش محبوبیت شبکه های هوشمند، سیستم های ذخیره سازی انرژی یکپارچه MPPT می توانند در برنامه های پاسخگویی تقاضا شرکت کنند. در طول دوره‌های تقاضای بالای برق، انرژی ذخیره‌شده را می‌توان به شبکه تخلیه کرد و جریان‌های درآمد بیشتری را برای صاحبان سیستم خورشیدی فراهم کرد. انتظار می رود این ادغام با ادامه کاهش هزینه فناوری های ذخیره سازی انرژی، گسترده تر شود.

3. MPPT چند ورودی

در تاسیسات خورشیدی در مقیاس بزرگ، کنترلرهای MPPT چند ورودی اهمیت فزاینده ای پیدا می کنند. این کنترل‌کننده‌ها می‌توانند چندین رشته یا آرایه PV را به‌طور مستقل مدیریت کنند، که امکان بهینه‌سازی بهتر استخراج توان را فراهم می‌کند. هر رشته PV ممکن است ویژگی های متفاوتی مانند جهت گیری، سایه زنی و نوع پانل داشته باشد. یک کنترلر MPPT چند ورودی می تواند حداکثر نقطه توان هر رشته را به طور جداگانه دنبال کند، نه اینکه همه رشته ها را به عنوان یک واحد واحد در نظر بگیرد.

این رویکرد به ویژه در شرایطی که سایه جزئی رایج است سودمند است. به عنوان مثال، در یک تاسیسات خورشیدی روی پشت بام که قسمت‌های مختلف سقف در زمان‌های مختلف روز سایه‌انداز شده است، یک کنترل‌کننده MPPT چند ورودی می‌تواند اطمینان حاصل کند که هر رشته سایه‌دار همچنان در حداکثر نقطه توان خود کار می‌کند. با به حداکثر رساندن توان خروجی هر رشته مجزا، بازده کلی منظومه شمسی را می توان به طور قابل توجهی بهبود بخشید.

4. ارتباطات بی سیم و نظارت از راه دور

ارتباطات بی سیم و قابلیت های نظارت از راه دور در حال تبدیل شدن به ویژگی های استاندارد در کنترلرهای MPPT مدرن هستند. این ویژگی‌ها به صاحبان و اپراتورهای سیستم‌های خورشیدی اجازه می‌دهد تا عملکرد کنترل‌کننده‌های MPPT و سیستم‌های PV خود را در زمان واقعی از هر نقطه‌ای در جهان نظارت کنند.

با کمک فناوری‌های ارتباطی بی‌سیم مانند Wi-Fi، بلوتوث و شبکه‌های سلولی، کنترل‌کننده‌های MPPT می‌توانند داده‌های مربوط به توان خروجی، دما و سایر پارامترها را به یک پلت فرم نظارت مرکزی منتقل کنند. این داده‌ها را می‌توان برای شناسایی مشکلات احتمالی، مانند عملکرد ضعیف پنل‌های PV یا کنترل‌کننده‌های MPPT معیوب، تجزیه و تحلیل کرد و اقدامات اصلاحی را به سرعت انجام داد.

نظارت از راه دور همچنین تعمیر و نگهداری پیش‌بینی را امکان‌پذیر می‌کند، جایی که سیستم می‌تواند بر اساس داده‌های تاریخی و روند عملکرد پیش‌بینی کند که چه زمانی احتمال خرابی یک جزء وجود دارد. این می تواند زمان خرابی و هزینه های تعمیر و نگهداری را کاهش دهد و اطمینان بلندمدت سیستم خورشیدی را تضمین کند. به عنوان مثال، یک اپراتور مزرعه خورشیدی می‌تواند از نظارت از راه دور برای تشخیص کاهش تدریجی توان خروجی یک رشته PV خاص استفاده کند که نشان‌دهنده یک مشکل سایه بالقوه یا تخریب پانل است.

5. یکپارچه سازی با سیستم های مدیریت آب

به عنوان یک تامین کننده MPPT، ما همچنین یک روند در حال ظهور را در ادغام فناوری MPPT با سیستم های مدیریت آب مشاهده کرده ایم. پمپ های خورشیدی به طور گسترده در کاربردهای آبیاری، تامین آب و تصفیه فاضلاب استفاده می شود. کنترلرهای MPPT می توانند مصرف برق این پمپ ها را بهینه کنند و اطمینان حاصل کنند که آنها با حداکثر بازده کار می کنند.

به عنوان مثال، در یک سیستم آبیاری با انرژی خورشیدی، کنترل کننده MPPT می تواند سرعت پمپ را بر اساس توان خورشیدی موجود و نیاز آب تنظیم کند. این نه تنها مصرف انرژی را کاهش می دهد، بلکه عملکرد کلی سیستم آبیاری را نیز بهبود می بخشد. علاوه بر این، برخی از سیستم های مدیریت آب یکپارچه MPPT با ویژگی های پیشرفته ای مانندتاخیر کامل سطح آب،زنگ شناور سطح بالا، وسیستم تشخیص سطح آب. این ویژگی ها ایمنی و قابلیت اطمینان سیستم مدیریت آب را افزایش می دهد و از پر شدن بیش از حد و سایر مشکلات احتمالی جلوگیری می کند.

نتیجه گیری

روندهای نوظهور در تحقیقات MPPT باعث توسعه سیستم های انرژی خورشیدی کارآمدتر، قابل اعتمادتر و هوشمندتر می شود. به عنوان تامین کننده MPPT، ما متعهد هستیم که در خط مقدم این روندها باقی بمانیم و جدیدترین و پیشرفته ترین راه حل های MPPT را به مشتریان خود ارائه دهیم.

چه یک نصب کننده سیستم خورشیدی، یک توسعه دهنده انرژی های تجدیدپذیر یا صاحب خانه ای باشید که به دنبال نصب یک سیستم خورشیدی هستید، کنترل کننده های MPPT ما می توانند به شما کمک کنند تا توان خروجی پانل های PV خود را به حداکثر برسانید و عملکرد کلی سیستم خورشیدی خود را بهبود بخشید. اگر علاقه مند به کسب اطلاعات بیشتر در مورد محصولات ما یا بحث در مورد نیازهای خاص خود هستید، لطفاً برای خرید و بحث های بیشتر با ما تماس بگیرید.

مراجع

[1] نویسنده، A.، نویسنده، B.، و نویسنده، C. (سال). مقایسه الگوریتم های MPPT برای سیستم های PV در شرایط واقعی - دنیای واقعی. مجله انرژی های تجدیدپذیر، جلد، صفحات.