Arduino - Chaja ya jua ya PV MPPT: Hatua 6 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:49

Kuna wasimamizi wengi wa malipo wanaopatikana sokoni. vidhibiti vya kawaida vya malipo ya bei rahisi sio bora kutumia nguvu kubwa kutoka kwa Paneli za jua. Zile ambazo zinafaa, zina gharama kubwa.

Kwa hivyo niliamua kutengeneza mtawala wangu mwenyewe wa malipo ambao ni Ufanisi, na nadhifu ya kutosha kuelewa mahitaji ya betri na hali ya jua. inachukua hatua zinazofaa kuteka nguvu inayopatikana kutoka kwa jua na kuiweka ndani ya betri vizuri.

UKIPENDA JITIHADA YANGU KULIKO TAFADHALI PIGA KURA MAELEKEZO HAYA.

Hatua ya 1: MPPT ni nini na kwa nini tunaihitaji?

Paneli zetu za jua ni bubu na sio busara kuelewa hali ya betri. Fikiria tuna jopo la jua la 12v / 100 watt na litatoa pato kati ya 18V-21V inategemea utengenezaji, lakini betri zimepimwa kwa voltage ya majina 12v, kwa hali kamili ya malipo zitakuwa 13.6v na zitakuwa 11.0v kamili kutokwa. sasa lets kudhani betri zetu ziko kwenye kuchaji 13v, paneli zinatoa 18v, 5.5A kwa ufanisi wa 100% ya kufanya kazi (haiwezekani kuwa na 100% lakini inaruhusu kudhani). watawala wa kawaida wana mdhibiti wa voltage PWM ckt ambayo hupunguza voltage hadi 13.6, lakini hakuna faida kwa sasa. hutoa kinga tu dhidi ya kuchaji na uvujaji wa sasa kwa paneli wakati wa usiku.

Kwa hivyo tuna 13.6v * 5.5A = 74.8 watt.

Sisi huru takriban 25 watt.

Kukutana na suala hili nimetumia ubadilishaji wa smps buck. aina hii ya waongofu wana ufanisi zaidi ya 90%.

Shida ya pili ambayo tunayo ni pato lisilo sawa la paneli za jua. zinahitaji kuendeshwa kwa voltage fulani ili kuvuna kiwango cha juu cha nguvu inayopatikana. Pato lao linatofautiana kwa siku.

Ili kutatua suala hili algorithms ya MPPT hutumiwa. MPPT (Upeo wa Ufuatiliaji wa Nguvu ya Nguvu) kama jina linapendekeza algorithm hii inafuatilia nguvu inayopatikana kutoka kwa paneli na inatofautiana vigezo vya pato ili kudumisha hali hiyo.

Kwa hivyo kwa kutumia MPPT paneli zetu zitakuwa zikitoa kiwango cha juu cha nguvu inayopatikana na kibadilishaji cha bibi itakuwa ikiweka malipo haya kwa ufanisi kwenye betri.

Hatua ya 2: JINSI MPPT INAFANYA KAZI?

Mimi, sitajadili hili kwa undani. kwa hivyo ikiwa unataka kuielewa itazame kiunga hiki -MPPT ni nini?

Katika mradi huu nimefuatilia sifa za uingizaji wa V-I na pato V-mimi pia. kwa kuzidisha pembejeo V-I na pato V-I tunaweza kuwa na nguvu katika watts.

lets sema tuna 17 V, 5 A i.e. 17x5 = 85 watt wakati wowote wa siku. wakati huo huo pato letu ni 13 V, 6A yaani 13x6 = 78 Watt.

Sasa MPPT itaongeza au kupunguza voltage ya pato kwa kulinganisha na nguvu ya hapo awali ya kuingiza / kutoa.

ikiwa nguvu ya pembejeo ya zamani ilikuwa kubwa na voltage ya pato ilikuwa chini kuliko ya sasa basi voltage ya pato itakuwa chini tena ili kurudi kwa nguvu kubwa na ikiwa voltage ya pato ilikuwa kubwa basi voltage ya sasa itaongezwa kwa kiwango cha awali. kwa hivyo inaendelea kusonga karibu na kiwango cha juu cha nguvu. oscillations hii imepunguzwa na algorithms bora za MPPT.

Hatua ya 3: Utekelezaji wa MPPT kwenye Arduino

Huu ndio ubongo wa chaja hii. Chini ni nambari ya Arduino kudhibiti pato na kutekeleza MPPT katika kizuizi kimoja cha nambari.

// Iout = pato la sasa

// Piga = voltage ya pato

// Vin = voltage ya pembejeo

// Pin = nguvu ya kuingiza, Pin_previous = nguvu ya kuingiza ya mwisho

// Vout_last = voltage ya pato la mwisho, Vout_sense = sasa voltage ya pato

kudhibiti batili (kuelea Iout, kuelea Vin, kuelea Vout) {ikiwa ((Vout> Vout_max) || (Iout> Iout_max) || ((Pin> Pin_previous && Vout_sense <Vout_last) || (PinVout_last)))

{

ikiwa (baisikeli_ya ushuru> 0)

{

baiskeli_ya wajibu - = 1;

}

Andika Analog (buck_pin, duty_cycle);

}

vinginevyo ikiwa ((VoutSauti_ya mwisho) || (Pi

{

ikiwa (baisikeli_ya ushuru <240)

{wajibu_mzunguko + = 1;

}

Andika Analog (buck_pin, duty_cycle);

}

Pin_previous = Pin;

Vin_last = Vin;

Vout_last = Kura;

}

Hatua ya 4: Buck Converter

Nimetumia N-channel mosfet kutengeneza kibadilishaji cha dume. kawaida watu huchagua P-channel mosfet kwa kugeuza upande wa juu na ikiwa watachagua N-channel mosfet kwa kusudi sawa na dereva IC itahitajika au kumfunga kamba ckt.

lakini nilibadilisha ckt ya kubadilisha fedha kuwa na ubadilishaji wa upande wa chini kutumia N-channel mosfet. i, m kutumia N-channel kwa sababu hizi ni gharama za chini, viwango vya juu vya nguvu na utaftaji wa chini wa umeme. mradi huu unatumia msitu wa kiwango cha mantiki cha IRFz44n, kwa hivyo inaweza kuendeshwa moja kwa moja na pini ya arduino PWM.

kwa mzigo wa juu zaidi mtu anapaswa kutumia transistor kutumia 10V langoni ili kupata mosfet katika kueneza kabisa na kupunguza utaftaji wa nguvu, pia nimefanya vivyo hivyo.

kama unavyoona katika ckt hapo juu nimeweka mosfet kwenye -ve voltage, na hivyo kutumia + 12v kutoka kwa paneli kama ardhi. usanidi huu unaniruhusu kutumia moshi wa N-channel kwa ubadilishaji wa dume na vifaa vya chini.

lakini pia ina shida kadhaa. kwa kuwa una pande zote mbili - ikiwa voltage imetengwa, huna uwanja wa kumbukumbu tena. kwa hivyo upimaji wa voltages ni ngumu sana.

nimeunganisha Arduino kwenye vituo vya kuingiza jua na kutumia -ve line yake kama ardhi ya arduino. tunaweza kupima kipimo cha pembejeo kwa urahisi kwa hatua hii kwa kutumia mgawanyaji wa voltage ckt kulingana na mahitaji yetu. lakini haiwezi kupima voltage ya pato kwa urahisi kwani hatuna uwanja wa pamoja.

Sasa kufanya hivyo kuna ujanja. badala ya kupima capacitor ya pato ya voltage, nimepima voltage kati ya mistari -ve mbili. kutumia jua-kama ardhi ya arduino na pato -ve kama ishara / voltage inayopimwa. Thamani ambayo umepata na kipimo hiki inapaswa kuondolewa kutoka kwa voltage ya pembejeo iliyopimwa na utapata voltage halisi ya pato kwenye capacitor ya pato.

Vout_sense_temp = Vout_sense_temp * 0.92 + kuelea (raw_vout) * volt_factor * 0.08; // kupima volatge katika pembejeo ya pembejeo na pato.

Vout_sense = Vin_sense-Vout_sense_temp-diode_volt; // badilisha tofauti ya voltage kati ya sababu mbili hadi voltage ya pato..

Kwa vipimo vya sasa nimetumia moduli za sasa za kuhisi ACS-712. Wamepewa nguvu na arduino na kushikamana na gnd ya pembejeo.

vipima muda vya ndani vimebadilishwa kupata 62.5 Khz PWM kwa pini D6. ambayo hutumiwa kuendesha mosfet. diode inayozuia pato itahitajika kutoa kuvuja kwa nyuma na kurudisha nyuma matumizi ya polarity diode ya schottky ya kiwango cha sasa kinachotakiwa kwa kusudi hili. Thamani ya inductor inategemea mahitaji ya sasa ya frequency na pato. unaweza kutumia mahesabu ya kubadilisha pesa ya mtandaoni au tumia mzigo wa 100uH 5A-10A. kamwe usizidi kiwango cha juu cha pato la inductor na 80% -90%.

Hatua ya 5: Kugusa Mwisho Juu -

unaweza pia kuongeza huduma za ziada kwenye chaja yako. kama yangu na LCD pia huonyesha vigezo na swichi 2 kuchukua pembejeo kutoka kwa mtumiaji.

Nitasasisha nambari ya mwisho na kukamilisha mchoro wa ckt hivi karibuni.

Hatua ya 6: SASISHA: - Mchoro halisi wa Mzunguko, BOM na Msimbo

Sasisha: -

Nimepakia nambari, bom na mzunguko. ni tofauti kidogo na yangu, kwa sababu ni rahisi kuifanya hii.