این پروژه بهروزرسانی پروژه اصلی شارژر باتری Peak Power Tracker من است. این برای کنترل پنل خورشیدی 12 ولتی طراحی شده است که باتری اسید سرب 12 ولتی را شارژ می کند. نسخه به روز شده این پروژه از برد توسعه Arduino Duemilanove (از www.sparkfun.com ) به عنوان پایه پروژه استفاده می کند. سپس از کیت Arduino Protoshield (همچنین از www.sparkfun.com ) برای ساخت مدار شارژ و جفت کردن آن با برد پردازنده استفاده کردم.
شماتیک شارژر PPT (EagleCAD): ArduinoSolar.pdf
توضیحات سخت افزار شارژر PPT: ArduinoSolarHardware.txt ArduinoSolarHardware.rtf
لیست قطعات شارژر PPT: ArduinoSolarPartsList.txt
نرم افزار شارژر PPT (Arduino Sketch): ppt.pde
عکس های شارژر PPT: Duemilanove و Protoshield ، پشت Prototshield ، جلو Protoshield .
برای توضیح نحوه عملکرد Peak Power Tracking، بخشی از مقاله اصلی خود را که برای مجله Home Power نوشتم چاپ کرده ام . (لینک به مقاله کامل – مقاله پیک قدرت ردیابی.pdf )
برای درک اینکه چرا PPT می تواند کارایی سیستم شارژ انرژی خورشیدی شما را افزایش دهد، باید به ویژگی های الکتریکی یک پنل خورشیدی نزدیک تر شود. پنلهای خورشیدی فوتونهای خورشیدی که به سطوح آنها برخورد میکنند را به برق با ولتاژ و جریان مشخص تبدیل میکنند. خروجی الکتریکی پنل خورشیدی را می توان بر روی نمودار ولتاژ در مقابل جریان رسم کرد: یک منحنی IV. I نشان دهنده جریان بر حسب آمپر و V نشان دهنده ولتاژ بر حسب ولت است. خط حاصل در نمودار، جریان خروجی پانل را برای هر ولتاژ در سطح نور و دمای خاص نشان می دهد. (شکل 2) جریان تا رسیدن به ولتاژهای بالاتر ثابت است، زمانی که به سرعت از بین می رود. این منحنی IV برای خروجی الکتریکی تمام صفحات خورشیدی قابل اجرا است.
با این حال، در یک سیستم انرژی خورشیدی، ما بیشتر به نیرویی که میتوانیم از سیستم خارج کنیم، توجه داریم، نیرویی که میتوانیم از آن برای انجام کارهای مفید استفاده کنیم. در یک سیستم الکتریکی قدرت بر حسب وات اندازه گیری می شود که حاصل ضرب ولتاژ و جریان (W = I x V) تولید شده توسط پانل است. نمودار وات های تولید شده توسط پنل خورشیدی یک ویژگی جالب را نشان می دهد: حداکثر وات در ولتاژ پانل حدود 18 ولت تولید می شود. این مقدار حداکثر توان نقطه یا MPP نامیده می شود. از آنجایی که هدف PPT تولید حداکثر توان از پنل های خورشیدی است، کارکردن پنل های خورشیدی تقریباً با این ولتاژ بهینه است. با این حال، زمانی که از پنل خورشیدی برای شارژ مستقیم باتری 12 ولتی استفاده می شود، باتری ولتاژ کاری پنل را تا ولتاژ 12 ولت خود پایین می آورد. همانطور که در نمودار نشان داده شده است، پنل خورشیدی در ولتاژ 12 ولت به میزان قابل توجهی توان کمتری (وات) نسبت به ولتاژ 18 ولت تولید می کند. بنابراین اگر پنل خورشیدی همچنان با ولتاژ 18 ولت در حین شارژ باتری 12 ولتی به کار خود ادامه دهد، فرصتی برای دریافت انرژی بیشتر از سیستم شارژ پنل خورشیدی است.
برای به دست آوردن کارایی پیک توان ردیابی، 18 ولت پنل خورشیدی باید به 12 ولت باتری تبدیل شود. این را می توان با استفاده از یک مدار الکترونیکی به نام مبدل DC/DC انجام داد. مبدل DC/DC وسیله ای بسیار رایج است که در اکثر منابع تغذیه DC به شکلی یافت می شود. این اساس PPT است. مبدل DC/DC ولتاژ بالاتر و جریان کمتر پنل خورشیدی را به ولتاژ کمتر و جریان بالاتر مورد نیاز برای شارژ باتری تغییر می دهد. از آنجایی که مبدل DC/DC از نظر تئوری یک دستگاه بدون تلفات است (کمتر از برخی ناکارآمدی های کوچک دنیای واقعی)، همان مقدار وات ورودی را خروجی می دهد، اما با ولتاژ و جریان متفاوت. در منبع تغذیه، از بازخورد ساده برای تنظیم مبدل DC/DC روی یک ولتاژ خروجی ثابت استفاده می شود. این کار با کنترل نسبت ولتاژ ورودی به ولتاژ خروجی انجام می شود.
با این حال، برای هر پنل خورشیدی، حداکثر نقطه توان ثابت نیست. منحنی های IV را برای هر پنل خورشیدی در نظر بگیرید. (E0004X.pdf) نمودار نشان می دهد که منحنی ها با میزان نور و دمای پانل تغییر می کنند. آنها همچنین برای هر پنل خورشیدی جداگانه تغییر می کنند. با تغییر منحنی ها، MPP برای دماها و سطوح مختلف نور تغییر می کند. اگر MPP تغییر کند، نسبت تبدیل ولتاژ ورودی به ولتاژ خروجی مبدل DC/DC نیز باید تغییر کند تا ولتاژ پنل خورشیدی در MPP باقی بماند.