最大功率點跟蹤(MPPT)以及MPPT算法
智能調(diào)節(jié)太陽能發(fā)電板的工作電壓,使太陽能板始終工作在V-A特性曲線的最大功率點,從而提高了對太陽能板發(fā)電功率的利用率。
MPPT 算法主要有三種:擾動觀察法、電導增量法和恒定電壓法。
擾動觀察法 (P&O) 最為常見。該算法以特定方向?qū)ぷ麟妷哼M行微擾,然后對 dP/dV 進行采樣。如果 dP/dV 為正,則算法知道其朝 MPP 方向調(diào)節(jié)了電壓。然后,繼續(xù)以該方向調(diào)節(jié)電壓,直到 dP/dV 為負。
電導增量 (INC) 法使用 PV 陣列的增量電導dI/dV 來計算 dP/dV 的符號。相比 P&O,INC 快速追蹤變化的光照條件更加準確。然而,與 P&O 相同,它會產(chǎn)生振蕩,并會在快速變化的空氣條件影響下變得混亂不清。另一個缺點是,其高復雜性增加了計算時間,并降低了采樣頻率。
第三種方法是恒定電壓法,其利用這樣一個事實:一般而言,VMPP/VOC 的比約等于 0.76。這種方法所出現(xiàn)的問題在于它要求立刻設置 PV 陣列電流為 0 來測量陣列的開路電壓。這樣,陣列的工作電壓便被設置為這一測量值的 76%。但是,在這期間,陣列被斷開,浪費掉了有效能源。同時還發(fā)現(xiàn),76% 開電路電壓是一個非常接近值的同時,它卻并非總是與 MPP 一致。
由于沒有一個能夠成功地滿足所有常用情景要求的 MPPT 算法,因此許多設計人員都會走一些彎路,它們對系統(tǒng)進行環(huán)境條件評估然后選擇最佳的算法。實際上,有許多 MPPT 算法可以用,并且太陽能板廠商提供其自己的算法也很常見。
對于一些廉價的控制器來說,執(zhí)行 MPPT 算法會是一項難以完成的任務。因為,除 MCU 的正?刂乒δ芤酝,算法還要求這些控制器擁有高性能的計算能力。先進的 32 位實時微控制器(例如:TI C2000 平臺中的一些微控制器)就適用于眾多太陽能應用。