Co to jest regulator MPPT? Rola i funkcje w instalacji fotowoltaicznej

Fotowoltaika jak i inne Odnawialne Źródła Energii są w centrum uwagi. Obecnie wykorzystuje się nowe technologie, tak by maksymalnie wykorzystać potencjał paneli fotowoltaicznych.

Z pomocą przychodzi regulator MPPT (Maximum Power Point Tracking). Są to urządzenia, których zadaniem jest ładowanie akumulatorów podłączonych do zestawu paneli fotowoltaicznych.

Czym jest regulator MPPT? Jaka jest jego rola i funkcja w instalacji fotowoltaicznej? Wszystkich najważniejszych informacji o regulatorach MPPT dowiesz się z poniższego artykułu. Zapraszamy!

REGULATOR MPPT – CZYM JEST?

Regulator MPPT (Maximum Power Point Tracking) to urządzenie śledzące punkt mocy maksymalnej. Pełni on rolę pośrednika pomiędzy panelami fotowoltaicznymi, a baterią lub układem zasilania.

Do głównych zadań regulatora MPPT należy optymalizacja efektywności instalacji fotowoltaicznej.

Jeżeli odbiornikiem jest sieć energetyczna, to element łączący MPPT znajduje się w inwerterze sieciowym. Natomiast jeśli posiadamy instalację off – grid, odbiornikiem jest magazyn energii, a MPPT znajduje się w regulatorze ładowania.

Moc to inaczej iloczyn napięcia i natężenia prądu – oznacza to, że MPPT pragnie znaleźć odpowiednie napięcie, przy którym moc będzie najwyższa. Mogłoby się wydawać, że im wyższe napięcie tym wyższa moc. Nic bardziej mylnego, jednak do pewnego momentu – po jego przekroczeniu może powodować jej obniżenie. Wynika to z charakterystyki prądowo – napięciowej modułu fotowoltaicznego.

Powyżej znajduje się charakterystyka prądowo – napięciowa modułu fotowoltaicznego z zaznaczonymi trzema punktami. Maksymalny punkt MPPT to punkt, który znajduje się na linii charakterystyki i jest wierzchołkiem prostokąta o największym polu powierzchni.

Punkt 1 ma zbyt niskie napięcie, czyli prostokąt mocy ma niewielką powierzchnię. Punkt 3 ma napięcie zbyt wysokie i również daje małą moc. Zatem punkt mocy maksymalnej MPP znajduje się w  punkcie 2.

Ważne jest, by zrozumieć, że ta charakterystyka nie zawsze wygląda tak idealnie. W rzeczywistości jej kształt cały czas się zmienia. Wartość ta zależy od:

•       Natężenia promieniowania słonecznego,
•       Temperatury ogniw,
•       Zacienienia instalacji PV,
•       Awarii modułów.

Właśnie dlatego regulator MPPT musi cały czas śledzić maksymalny punkt mocy.

REGULATOR MPPT – JAK DZIAŁA?

Regulator MPPT bezustannie monitoruje napięcie i prąd, który jest generowany przez panele fotowoltaiczne. Analizując te parametry regulator wylicza i ustala optymalne napięcie i prąd pracy, gwarantujący maksymalną moc wyjściową panelu.

Istnieje kilka metod śledzenia maksymalnego punktu mocy:

Metoda perturbacji i obserwacji – Obwody MPPT stale zmieniają napięcie i mierzą uzyskaną moc. Jeśli stwierdzimy, że zwiększenie napięcia zapewnia większą moc, zwiększamy napięcie dalej, aż  zacznie spadać. Nawet gdy rzeczywisty MPP jest nieruchomy, napięcie i moc stale się zmieniają.

Metoda przyrostowej przewodności – MPPT mierzy przyrostowe zmiany napięcia i prądu oraz przewiduje skutki zmian napięcia. Chociaż metoda ta wymaga większej liczby obliczeń, eliminuje wahania napięcia i mocy oraz zapewnia dokładniejsze wyniki.

Metoda temperaturowa – Zakładamy tutaj, że tylko temperatura wpływa na napięcie fotowoltaiczne. Metoda ta sprawdza się jedynie wtedy kiedy nie ma cienia. Wystarczy dokładnie zmierzyć temperaturę ogniwa i porównać ją z danym wzorcem, aby wyznaczyć maksymalny punkt mocy. Choć metoda ta jest prosta, w przypadku występowania cienia jest zupełnie nieadekwatna.

Należy podkreślić, że proces ten powtarza się okresowo, co pozwala sterownikowi na dynamiczne dostosowywanie się do zmieniających się warunków świetlnych i temperaturowych.

REGULATOR MPPT – KORZYŚCI

Zastosowanie regulatora MPPT w instalacji fotowoltaicznej może przynieść wiele korzyści użytkownikom. Należą do nich:

Zwiększona produkcja energii – regulator MPPT poprzez ciągłe śledzenie, maksymalizuje moc generowaną przez panele fotowoltaiczne. Dzięki temu instalacja działa przez większość czasu z maksymalną wydajnością, co przekłada się na zwiększoną produkcję energii elektrycznej.

Wyższa wydajność systemu – regulator MPPT przekształca nadmiar napięcia na dodatkowy prąd, który jest zużywany do ładowania baterii lub zasilania obciążeń elektrycznych. Przekłada się to na zwiększoną wydajność systemu fotowoltaicznego.

Lepsze wykorzystanie dostępnego światła słonecznego – regulatory MPPT umożliwiają dostosowanie napięcia i prądu do zmieniających się warunków. Nawet w warunkach częściowego lub zmiennego oświetlenia regulator MPPT umożliwia pracę fotowoltaiki z maksymalną wydajnością.

Wpływ na żywotność paneli – poprzez minimalizację start energii wydłużamy żywotność naszych paneli fotowoltaicznych. Przekłada się to na większe oszczędności w dłuższym czasie użytkowania. Dzięki regulatorowi MPPT ograniczamy również wszelkie awarie i przegrzewanie się systemu.

Oszczędności – większa efektywność energetyczna = większe oszczędności. Dzięki regulatorom MPPT możemy optymalnie produkować i zarządzać wytworzoną energią.

PODSUMOWANIE

Regulator MPPT to bez wątpienia niezastąpiony element instalacji fotowoltaicznej. Umożliwia bardziej efektywną pracę paneli przyczyniając się do wytwarzania większej ilości energii elektrycznej i dbania o nasze moduły. Sprawia to, że przez dłuższy czas będą one efektywnie pracować, przyczyniając się do generowania większych oszczędności.

Zastanawiasz się nad własną instalacją fotowoltaiczną? Skontaktuj się z naszym doradcą techniczno-handlowym ds. OZE i dowiedz się wszystkiego co musisz o swojej przyszłej inwestycji. Po zapoznaniu się z Twoimi potrzebami i stanem budynku, doradca przedstawi kilka wariantów instalacji.