Logrando MPPT de un panel solar con un LM2596

Aunque los rastreadores MPPT se basan típicamente en un convertidor reductor, hay acciones adicionales de un bucle de control, en hardware o programación, que rastrea activamente el punto donde se extrae la energía máxima de la celda; esto varía un poco con la intensidad solar, por lo que podría encuentre un voltaje fijo que sea lo suficientemente bueno para la mayoría de las condiciones, pero también varía mucho con la temperatura de la celda, por lo que el controlador debe poder compensar.

Dado que la intensidad solar y la temperatura de la celda pueden variar, un rastreador MPPT ajusta constantemente el punto de ajuste hacia arriba y hacia abajo, compara la energía generada y apunta a establecerse en el pico. Para poder variar la entrada, el controlador cambia el ciclo de trabajo del convertidor reductor, pero obviamente esto supone que la carga (el paquete de baterías) es capaz de tomar la salida completa, y una vez que la batería alcanza la carga completa, el controlador también necesita limitar el voltaje de salida y la energía disponible en la celda solar. queda sin uso. Si regula solo el voltaje de entrada, correría el riesgo de sobrecargarse.

Aumentar el ciclo de trabajo aumenta la carga y disminuye el voltaje en la celda solar, y un regulador simple cableado con la retroalimentación en la entrada haría lo contrario.

Está lejos de obtener un controlador MPPT dedicado.

Dudo que funcione, la salida comenzará a oscilar tratando de compensar el error.

Si desea hacer MPPT en su panel solar, quizás la forma más fácil sea usar dispositivos hechos para eso .

Una forma de hacerlo es usar una topología reductora en la que la conmutación esté controlada por una MCU y escribir algún algoritmo MPPT simple.

El MPP no es un punto fijo, sino que depende en gran medida de la cantidad de luz que brilla en el panel. Un MPP-Tracker siempre está comprobando la potencia de entrada, cambiando ligeramente el punto de la curva IU y comprobando de nuevo la potencia resultante. Mediante la comparación de los valores de potencia, el Tracker puede determinar si se alcanza el MPP o si el punto de la curva debe desplazarse un poco.

Esto significa que no puede establecer un valor fijo para su convertidor.

Si no pone ninguna carga en un panel solar, el voltaje es máximo pero la corriente es cero. Si corta un panel solar, la corriente es máxima pero el voltaje es cero. La potencia es el producto de la corriente y el voltaje.

El objetivo del seguimiento de MPP es determinar la cantidad de carga en el panel solar que maximiza la energía producida por el panel solar. Dado que diferentes MPP darán como resultado diferentes voltajes producidos por el panel solar, esto requiere algún tipo de convertidor de voltaje que pueda tomar cualquier voltaje que sea el MPP y hacerlo útil.

Si, por ejemplo, está utilizando baterías de 12 V y un panel solar cuyo MPP tiende a rondar los 26 voltios, un convertidor reductor funcionará. Pero necesita algo para ajustar la carga que el convertidor coloca en el panel para encontrar el MPP. Los rastreadores MPP generalmente tienen un software que varía los parámetros del convertidor y mide el voltaje en el panel y la corriente que está suministrando para descubrir la configuración que maximiza la potencia entregada. Eso es lo que es MPPT.

Esto requiere descubrimiento a medida que cambia la luz en el panel. A veces es más brillante, a veces es más tenue. Esto da como resultado cambios en el punto de máxima potencia que deben descubrirse variando la carga que el convertidor coloca en el panel.

Sin ningún dispositivo para realizar el seguimiento de MPP, no podrá realizar un seguimiento del MPP.

Una forma más simple de MPPT es simplemente un monitoreo de voltaje de entrada, donde configura su convertidor/cargador para seguir el voltaje de punto de máxima potencia indicado en su panel solar específico. No ha enumerado todas las especificaciones de salida de su panel solar aquí, pero lo más probable es que este tenga 18 V como Vmpp (voltaje en el punto de máxima potencia).

En su caso, debe inyectar corriente adicional en el pin de retroalimentación del LM2596 cuando el panel/voltaje de entrada cae por debajo de 18 V, lo que reduciría el ancho del pulso y, con ello, la carga en el panel y, por lo tanto, permitiría que el voltaje de entrada vuelva a subir. a 18V.

Aquí está el esquema simple que se me ocurrió:

También he incluido el circuito UVL (bloqueo por bajo voltaje) que no permitirá que el LM2596 se inicie hasta que el voltaje del panel solar haya alcanzado alrededor de 12 V, porque habrá muy poca potencia de salida en el panel por debajo de ese voltaje.
También necesita un BMS (sistema de administración de batería) para desconectar el lado de carga de la batería una vez que la corriente comience a fluir en la dirección opuesta; de lo contrario, su circuito de carga seguirá descargando la celda/batería.

Finalmente, este no es realmente un circuito MPPT, ya que simplemente sirve para evitar que el voltaje del panel solar caiga por debajo de su Vmpp, pero no funciona en la dirección opuesta para volver a bajarlo a Vmpp: la carga o los 4.2V. la regulación lo hará según sea necesario para sus propias necesidades.
El punto principal de este circuito es evitar sobrecargar la salida del panel, lo que reduce su voltaje al voltaje de la batería (carga), en este caso de 18 V a 4 V, y por lo tanto reduce la potencia de salida del panel al 25 %, 1/4 de la potencia real disponible. , lo cual es una gran pérdida, especialmente cuando cada miliamperio de corriente cuenta durante los días cortos, nublados o lluviosos.
El voltaje del panel que sube a su Voc no ocurrirá siempre que haya una carga significativa en su salida, por lo que no limitar su voltaje máximo no causará una pérdida significativa de energía disponible.