อินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ไฮบริด MPPT และ MPPT คืออะไร?

ในการดำเนินงานโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ เรามุ่งหวังเสมอมาที่จะแปลงพลังงานแสงเป็นพลังงานไฟฟ้าให้ได้มากที่สุดเพื่อรักษาสภาพการทำงานที่มีประสิทธิภาพ แล้วเราจะเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ให้สูงสุดได้อย่างไร

วันนี้เรามาพูดถึงปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์กัน นั่นก็คือ เทคโนโลยีการติดตามจุดไฟฟ้าสูงสุด ซึ่งเราเรียกกันบ่อยๆ ว่าเอ็มพีพีที.

ระบบติดตามจุดพลังงานสูงสุด (MPPT) คือระบบไฟฟ้าที่ทำให้แผงโซลาร์เซลล์สามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าได้มากขึ้นโดยการปรับสถานะการทำงานของโมดูลไฟฟ้า ระบบนี้สามารถจัดเก็บกระแสตรงที่สร้างโดยแผงโซลาร์เซลล์ไว้ในแบตเตอรี่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และสามารถแก้ปัญหาการใช้พลังงานในครัวเรือนและอุตสาหกรรมในพื้นที่ห่างไกลและแหล่งท่องเที่ยวที่โครงข่ายไฟฟ้าแบบเดิมไม่สามารถครอบคลุมได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยไม่ก่อให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม

ตัวควบคุม MPPT สามารถตรวจจับแรงดันไฟฟ้าที่สร้างขึ้นจากแผงโซลาร์เซลล์ได้แบบเรียลไทม์ และติดตามแรงดันไฟฟ้าและค่ากระแสไฟฟ้าสูงสุด (VI) เพื่อให้ระบบสามารถชาร์จแบตเตอรี่ด้วยกำลังไฟฟ้าสูงสุดได้ การใช้งานในระบบโซลาร์เซลล์แบบโฟโตวอลตาอิคส์ การประสานงานการทำงานของแผงโซลาร์เซลล์ แบตเตอรี่ และโหลดถือเป็นสมองของระบบโซลาร์เซลล์

บทบาทของ MPPT

ฟังก์ชันของ MPPT สามารถอธิบายได้ในประโยคเดียว: กำลังไฟฟ้าขาออกของเซลล์แสงอาทิตย์สัมพันธ์กับแรงดันไฟฟ้าในการทำงานของตัวควบคุม MPPT เมื่อทำงานที่แรงดันไฟฟ้าที่เหมาะสมที่สุดเท่านั้น กำลังไฟฟ้าขาออกจึงมีค่าสูงสุดที่ไม่ซ้ำกัน

เนื่องจากเซลล์แสงอาทิตย์ได้รับผลกระทบจากปัจจัยภายนอก เช่น ความเข้มของแสงและสภาพแวดล้อม พลังงานเอาต์พุตของเซลล์แสงอาทิตย์จึงเปลี่ยนแปลงไป และความเข้มของแสงจะสร้างไฟฟ้าได้มากขึ้น อินเวอร์เตอร์ที่มีการติดตามพลังงานสูงสุดของ MPPT จะใช้เซลล์แสงอาทิตย์ได้อย่างเต็มที่และทำให้ทำงานที่จุดพลังงานสูงสุด กล่าวคือ ภายใต้เงื่อนไขที่มีรังสีดวงอาทิตย์คงที่ พลังงานเอาต์พุตหลังจาก MPPT จะสูงกว่าก่อน MPPT

โดยทั่วไปการควบคุม MPPT จะทำได้โดยผ่านวงจรแปลง DC/DC โดยอาร์เรย์เซลล์แสงอาทิตย์จะเชื่อมต่อกับโหลดผ่านวงจร DC/DC และอุปกรณ์ติดตามพลังงานสูงสุดจะคอยติดตามอย่างต่อเนื่อง

ตรวจจับการเปลี่ยนแปลงกระแสและแรงดันไฟของแผงโซลาร์เซลล์ และปรับรอบหน้าที่ของสัญญาณขับเคลื่อน PWM ของตัวแปลง DC/DC ตามการเปลี่ยนแปลง

สำหรับวงจรเชิงเส้น เมื่อความต้านทานโหลดเท่ากับความต้านทานภายในของแหล่งจ่ายไฟ แหล่งจ่ายไฟจะมีเอาต์พุตพลังงานสูงสุด แม้ว่าทั้งเซลล์โฟโตวอลตาอิคและวงจรแปลง DC/DC จะไม่เป็นเชิงเส้นอย่างมาก แต่ก็สามารถถือเป็นวงจรเชิงเส้นได้ในเวลาอันสั้น ดังนั้น ตราบใดที่ความต้านทานเทียบเท่าของวงจรแปลง DC-DC ถูกปรับให้เท่ากับความต้านทานภายในของเซลล์โฟโตวอลตาอิคเสมอ ก็จะสามารถบรรลุเอาต์พุตสูงสุดของเซลล์โฟโตวอลตาอิคได้ และยังสามารถบรรลุ MPPT ของเซลล์โฟโตวอลตาอิคได้อีกด้วย

เชิงเส้น แม้ว่าจะอยู่ในระยะเวลาสั้นมาก แต่ก็สามารถถือเป็นวงจรเชิงเส้นได้ ดังนั้น ตราบใดที่ความต้านทานเทียบเท่าของวงจรแปลง DC-DC ได้รับการปรับให้เท่ากับโฟโตวอลตาอิกเสมอ

ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่สามารถรับเอาต์พุตสูงสุดของเซลล์โฟโตวอลตาอิคและยังสามารถรับ MPPT ของเซลล์โฟโตวอลตาอิคได้อีกด้วย

การประยุกต์ใช้ MPPT

เมื่อพูดถึงตำแหน่งของ MPPT หลายๆ คนคงมีคำถามว่า เนื่องจาก MPPT มีความสำคัญมาก ทำไมเราจึงมองไม่เห็นมันโดยตรง?

จริงๆ แล้ว MPPT นั้นถูกผสานเข้ากับอินเวอร์เตอร์แล้ว โดยยกตัวอย่างไมโครอินเวอร์เตอร์ ตัวควบคุม MPPT ในระดับโมดูลจะติดตามจุดพลังงานสูงสุดของโมดูล PV แต่ละโมดูลทีละโมดูล ซึ่งหมายความว่า แม้ว่าโมดูลโฟโตวอลตาอิคจะไม่มีประสิทธิภาพ แต่ก็จะไม่ส่งผลกระทบต่อความสามารถในการผลิตพลังงานของโมดูลอื่นๆ ตัวอย่างเช่น ในระบบโฟโตวอลตาอิคทั้งหมด หากโมดูลหนึ่งถูกบังด้วยแสงแดด 50% ตัวควบคุมการติดตามจุดพลังงานสูงสุดของโมดูลอื่นๆ จะยังคงรักษาประสิทธิภาพการผลิตสูงสุดตามลำดับต่อไป

หากท่านสนใจอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ไฮบริด MPPT, ยินดีต้อนรับติดต่อผู้ผลิตแผงโซลาร์เซลล์ Radianceอ่านเพิ่มเติม.