MPPT และ MPPT ไฮบริดอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์คืออะไร?

ในการดำเนินงานของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ เราหวังเสมอมาว่าจะแปลงพลังงานแสงเป็นพลังงานไฟฟ้าให้เกิดประโยชน์สูงสุด เพื่อรักษาสภาพการทำงานที่มีประสิทธิภาพ แล้วเราจะเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ให้สูงสุดได้อย่างไร?

วันนี้เราจะมาพูดถึงปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ – เทคโนโลยีการติดตามจุดพลังงานสูงสุดซึ่งเรามักเรียกกันว่าMPPT.

ระบบติดตามจุดกำลังไฟฟ้าสูงสุด (MPPT) เป็นระบบไฟฟ้าที่ช่วยให้แผงเซลล์แสงอาทิตย์สามารถส่งออกพลังงานไฟฟ้าได้มากขึ้นโดยการปรับสถานะการทำงานของโมดูลไฟฟ้า โดยสามารถกักเก็บกระแสตรงที่สร้างโดยแผงโซลาร์เซลล์ไว้ในแบตเตอรี่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และสามารถแก้ปัญหาการใช้พลังงานภายในประเทศและอุตสาหกรรมในพื้นที่ห่างไกลและพื้นที่ท่องเที่ยวที่ไม่สามารถครอบคลุมด้วยโครงข่ายไฟฟ้าแบบเดิมได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยไม่ก่อให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม

ตัวควบคุม MPPT สามารถตรวจจับแรงดันไฟฟ้าที่สร้างขึ้นของแผงโซลาร์เซลล์ได้แบบเรียลไทม์ และติดตามค่าแรงดันไฟฟ้าและกระแสสูงสุด (VI) เพื่อให้ระบบสามารถชาร์จแบตเตอรี่ด้วยกำลังไฟฟ้าสูงสุด นำไปใช้ในระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ การประสานงานการทำงานของแผงโซลาร์เซลล์ แบตเตอรี่ และโหลดถือเป็นสมองของระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์

บทบาทของ MPPT

ฟังก์ชั่นของ MPPT สามารถแสดงในประโยคเดียว: กำลังไฟฟ้าขาออกของเซลล์แสงอาทิตย์สัมพันธ์กับแรงดันไฟฟ้าในการทำงานของตัวควบคุม MPPT เฉพาะเมื่อทำงานที่แรงดันไฟฟ้าที่เหมาะสมที่สุดเท่านั้นจึงจะสามารถให้กำลังเอาต์พุตมีค่าสูงสุดที่ไม่ซ้ำกันได้

เนื่องจากเซลล์แสงอาทิตย์ได้รับผลกระทบจากปัจจัยภายนอก เช่น ความเข้มของแสงและสภาพแวดล้อม กำลังไฟฟ้าเอาท์พุตจึงเปลี่ยนแปลง และความเข้มของแสงจะผลิตกระแสไฟฟ้าได้มากขึ้น อินเวอร์เตอร์ที่มีการติดตามกำลังไฟสูงสุด MPPT คือการใช้เซลล์แสงอาทิตย์อย่างเต็มที่และทำให้เซลล์ทำงานที่จุดกำลังไฟสูงสุด กล่าวคือ ภายใต้เงื่อนไขของการแผ่รังสีแสงอาทิตย์คงที่ กำลังไฟฟ้าขาออกหลังจาก MPPT จะสูงกว่าก่อน MPPT

โดยทั่วไปการควบคุม MPPT ทำได้ผ่านวงจรแปลง DC/DC อาร์เรย์เซลล์สุริยะเชื่อมต่อกับโหลดผ่านวงจร DC/DC และอุปกรณ์ติดตามพลังงานสูงสุดจะทำงานอย่างต่อเนื่อง

ตรวจจับการเปลี่ยนแปลงกระแสและแรงดันไฟฟ้าของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ และปรับรอบการทำงานของสัญญาณขับ PWM ของคอนเวอร์เตอร์ DC/DC ตามการเปลี่ยนแปลง

สำหรับวงจรเชิงเส้น เมื่อความต้านทานโหลดเท่ากับความต้านทานภายในของแหล่งจ่ายไฟ แหล่งจ่ายไฟจะมีเอาต์พุตกำลังสูงสุด แม้ว่าทั้งเซลล์แสงอาทิตย์และวงจรแปลง DC/DC จะไม่เป็นเชิงเส้นอย่างมาก แต่ก็สามารถพิจารณาเป็นวงจรเชิงเส้นได้ในเวลาอันสั้นมาก ดังนั้น ตราบใดที่มีการปรับความต้านทานที่เท่ากันของวงจรแปลง DC-DC เพื่อให้เท่ากับความต้านทานภายในของเซลล์แสงอาทิตย์เสมอ ก็สามารถบรรลุเอาต์พุตสูงสุดของเซลล์แสงอาทิตย์ได้ และ MPPT ของเซลล์แสงอาทิตย์ ก็สามารถรับรู้ได้เช่นกัน

เชิงเส้นในช่วงเวลาสั้น ๆ ถือได้ว่าเป็นวงจรเชิงเส้น ดังนั้นตราบใดที่มีการปรับความต้านทานเท่ากันของวงจรแปลงไฟ DC-DC ให้เท่ากับค่าไฟฟ้าโซลาร์เซลล์เสมอ

ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่สามารถรับรู้ถึงเอาท์พุตสูงสุดของเซลล์แสงอาทิตย์ และยังรับรู้ถึง MPPT ของเซลล์แสงอาทิตย์อีกด้วย

การประยุกต์ใช้ MPPT

ในส่วนของจุดยืนของ MPPT หลายๆ คนคงมีคำถามว่า MPPT มีความสำคัญมาก ทำไมเราจะดูโดยตรงไม่ได้

ที่จริงแล้ว MPPT ถูกรวมเข้ากับอินเวอร์เตอร์ ยกตัวอย่างไมโครอินเวอร์เตอร์ ตัวควบคุม MPPT ระดับโมดูลจะติดตามจุดพลังงานสูงสุดของโมดูล PV แต่ละโมดูลแยกกัน ซึ่งหมายความว่า แม้ว่าโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์จะไม่มีประสิทธิภาพ แต่ก็จะไม่ส่งผลกระทบต่อความสามารถในการผลิตไฟฟ้าของโมดูลอื่นๆ ตัวอย่างเช่น ในระบบเซลล์แสงอาทิตย์ทั้งหมด หากโมดูลหนึ่งถูกบังโดยแสงอาทิตย์ 50% ตัวควบคุมการติดตามจุดกำลังไฟฟ้าสูงสุดของโมดูลอื่นๆ จะยังคงรักษาประสิทธิภาพการผลิตสูงสุดตามลำดับ

ถ้าคุณมีความสนใจในMPPT ไฮบริดอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์โปรดติดต่อบริษัทผู้ผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ Radiance ได้ที่อ่านเพิ่มเติม.