В области «солнечной энергетики» есть незыблемая «священная корова» под названием MPPT (Maximum Power Point Tracking) — ну или если на русском языке, то «отслеживание точки максимальной мощности». Обычно принято считать, что наличие алгоритма MPPT в системе повышает ее общую производительность на 5-25% (а уж на сколько конкретно процентов — тут каждый придумывает циферку в меру своей личной испорченности, воспитания и совестливости :)
В принципе, наверное, это значимые цифры для «больших» систем солнечной энергетики… Для «крохотных» же систем походного электропитания это уже не столь актуально, мягко говоря (просто даже 25% от почти нуля — это все равно почти ноль, блин! :)
Ну а если более серьезно, то для «малых форм» типа «туристских зарядок» есть проблема с готовыми «MPPT-алгоритмами». Просто при выборе контроллера заряда человек рассуждает по принципу: MPPT в декларируемых свойствах — это же круто! Ну а в крайнем случае, особого вреда от него уж точно не будет! :)
В общем-то, и да, и нет… Все зависит от ВАШЕЙ ВОЗМОЖНОСТИ ВМЕШАТЬСЯ в этот самый алгоритм, увы :(
Через мои руки за годы прошло много самых разнообразных контроллеров заряда с надписью «MPPT»… В некоторых случаях реализация алгоритма была чисто «программная» (микропроцессорная), в некоторых — «аналоговая», базируясь на специализированном чипе зарядки и заранее предопределенном рабочем напряжении солчнечной батареи…
Но почти во всех случаях конечный результат варьировался от «удовлетворительно» до «совсем хреново»! Просто потому, что готовые контроллеры заряда с гордой надписью «MPPT» реально ориентированы на ДРУГИЕ мощности солнечных батарей — обычно, в РАЗЫ превышающих то, что мы можем им предложить (в смысле, готовы таскать с собой, а не разместить где-нибудь стационарно на крыше дома).
Смысл в том, что «типовой» контроллер с MPPT, столкнувшись с маломощной СБ, будет просто КАТАСТРОФИЧЕСКИ недобирать мощность! Если только у вас нет возможности его настройки «подкрутить»…
Два примера:
1. В мои руки попал кетайский контроллер от «правильной компании» с обозначенным «честным программным MPPT» и зарядкой литиевых аккумуляторов 3.7В током до 10А. Компания действительно «крутая», да и человек мне ее порекомендовал не случайный, очень мягко говоря…
Подключение непосредственно к солнечной батарее 39Вт (ну, реально, скорее 36Вт) — этот контроллер снимал максимальную мощность около 5Вт. На том же самом солнце, в это же самое время, куда более простой контроллер снимал около 15-20Вт — разница в ТРИ раза, блин!
И в то же самое время, достаточно мне было только «застабилизировать» солнечную батарею своим буферным аккумулятором — как сразу же этот самый контроллер начал без вопросов честно забирать около 30Вт мощности! Где правда, Зин?! О_о (С)
2. Вот на фото довольно интересный контроллер заряда (понятно, что зажигалка там только для масштаба). Он собран на чипе BQ24650 от TI — в общем, это «круто» :) Контроллер с регулируемым напряжением заряда, а также, с регулируемой точкой MPP — для этих целей там стоят два потенциометра.
В целом, мне данный контроллер весьма понравился (хотя было очень мало времени на его тестирование — я сегодня на даче снимал материалы для видео о своих продуктах — некоторые вещи лучше увидеть, чем прочитать о них)… Но были и странные «непоняточки»!
Кетайцы пишут о том, что по умолчанию MPP выставлена на 18В. В принципе, склонен этому верить — в домашних условиях, от стабильного источника энергии с напряжением 18В, этот контроллер забирал максимум 57Вт. Вообще-то, нехилая циферка! И при этом, он почти не нагревался, что меня особо потрясло (правда он вообще декларируется как супер-супер производительный, с «идеальным диодом» вместо обычного Шоттки, и т.д. и т.п.) В общем, сплошная ляпота…
Но как только я этот же самый контроллер поставил на солнечную батарею (ага, ту самую, 36Вт) на не идеальном, но вполне реальном солнце — я увидел, что он снимает с нее меньше ОДНОГО ватта! Это при том, что напряжение холостого хода на батарее было около 23В — солнца хватало. Как, по каким алгоритмам и законам действовал этот контроллер — лично мне совершенно непонятно :(((
К счастью, там есть потенциометр для регулировки MPP! И таки да, покрутив его (честно — наугад), я вдруг добился того положения, когда этот контроллер уже забирает не один, а аж целых 25Вт. Что в принципе, для этой батареи и условий освещенности, очень и весьма даже неплохо… Но вопросы к алгоритму работы MPPT у меня остались :(((
Резюме:
Технология MPPT давно стала могучей рекламной фишкой и священной коровой среди теоретиков. Для «больших» систем это, наверное, оправданно (хотя, как и насколько — до сих пор оценить и договориться они не могут). Для «микро-систем» типа походного снаряжения — по большому счету, «блажь»…
Но есть «один нюанс» (как говаривалось в известном пошлом анекдоте) — плюсов MPPT, скорее всего, реально заметить никому не удастся — но вот минусы, увы, выползают порой на ровном месте. Ошибочно считать, что если есть MPPT — то это только дополнительная привлекательная опция! Здесь все хитрее — если у тебя есть возможность РЕГУЛИРОВАТЬ процесс MPPT — тогда да, возможно, тебе удастся что-то с этого получить… Если же за тебя все решают некие контроллер/плата — то твои шансы на успех мизерны, а вот на неуспех — достаточно велики.
ЗЫ: Ну либо же пользоваться ровно тем «рекомендуемым комплектом», который имеется у каждого «серьезного» производителя контроллеров с MPPT — правда, боюсь, денег не напасешься, да и вообще, это все не для туристов, даже и автомобильных… а куда-нибудь на крышу дома.
ЗЗЫ: И совершенно НЕ случайно для маломощных систем наиболее часто используют самую простейшую схему: солнечная батарея + диод + аккумулятор. Если все компоненты хорошо согласованы между собой, и никто не экономит на деталях, то это — как правило, САМЫЙ и эффективный, и наиболее работоспособный вариант, блин! Чем проще — тем лучше.
By Олег 13/02/2021 - 12:29
Вскоре сам смогу проверить есть ли смысл в MPPT-контроллере для походной солнечной панели. У меня китайская трехсекционная панелька AllPowers 21W которая в наших местных условиях может развивать мощность до 13.5W (это та мощность которую я получаю с ее USB-портов оставшаяся после DC-DC преобразователя). Нашел на AliExpress платы с контроллером заряда Li-Ion АКБ предназначенные для питания от солнечных панелей на 6V и имеющие функцию псевдо MPPT (выходное напряжение и точка MPPT заранее предопределены) мощностью 15W (это если исходить из заявленного тока 3A). Конечно предопределенная точка MPPT не есть хорошо, но вроде бы она не должна сильно смещаться при изменении условий освещения.Опять же плюс этой платы не только в наличии MPPT (хотя я уже понял, что это может оказаться не плюсом, а минусом), но и в том что будет исключена необходимость двойного преобразования напряжения. В общем, посмотрю сам надо ли оно или нет.
By Олег 30/07/2021 - 23:42
Итак, теперь у меня есть что сказать. Контроллер заряда с функцией псевдо MPPT показал себя неудовлетворительно. Я даже вмешался в его схему и сделал возможным вручную по ходу дела изменять точку максимальной мощности, и хотя это у меня вполне получилось, но толку от этого практически не было. На сколько я понимаю, вся проблема возникла из-за вольт-амперной характеристики этого контроллера. Когда я запитывал его от лабораторника, напряжение на входе контроллера проседало примерно до 6.4V…6.6V (на самом деле напряжение постоянно изменялось, но большую часть времени находилось в указанном диапазоне), но при этом контроллер выдавал заявленный ток в 3A (и даже чуть больше) на заряжаемые АКБ. Однако точка максимальной мощности у этого контроллера была настроена на 5.9V (было заявлено 6V) и проблема в том, что при таком напряжении контроллер может принять мощность примерно 8W и не более, при том что другой контроллер заряда запитанный через USB-порт конвертера напряжения солнечной панели мог в тех условиях принять мощность более 12W. Такие вот дела. Причем, я обратил внимание, что мощность на входе этого контроллера заряда постоянно изменяется и в связи с этим мне не ясно, как в таких условиях можно точно настроить точку максимальной мощности панели и мне совершенно не понятно как в таких условиях работает автоматическая функция MPPT. Именно по этому хотелось бы увидеть как работает ваш контроллер с MPPT (кстати, настоящей или псевдо?) с контролем тока и напряжения на входе в контроллер…