Seguimiento del punto de máxima potencia

Otros le han contado cómo se rastrea el voltaje para obtener la máxima potencia del panel solar. Aquí le contaré cómo cambian realmente los conceptos básicos de cómo cambia el voltaje requerido a través del panel solar. El cambio de voltaje real lo realiza el convertidor CC-CC MPPT, que cambia la relación entre el voltaje de CC de entrada (del panel solar) y el voltaje de CC de salida (la carga). Al cambiar esta relación, mantiene constante el voltaje de salida mientras presenta un voltaje diferente en su entrada, que es la celda solar.

Otra forma de decirlo es si consideras la carga como una resistencia. Luego, cuando ve la carga del panel solar (entrada), la resistencia se multiplica o divide por el cuadrado de la relación de transformación de voltaje. El algoritmo MPPT (dentro del controlador MPPT) es tal que esta resistencia 'referida' presentada al panel solar por el convertidor coincide con la relación V/I 'correcta' para que la celda solar funcione a la máxima potencia.

Lo primero que deberá hacer es observar la potencia al monitorear el voltaje y la corriente provenientes de la celda con componentes electrónicos analógicos o circuitos integrados. Luego multiplicas la corriente y la potencia (es mejor hacerlo digitalmente) y luego intentas encontrar el punto máximo.

Para encontrar el punto máximo, necesita algún tipo de esquema de control, el mejor se llama Preturb and Observe que monitorea el punto en la curva de potencia y 'sube la colina'. Existen variaciones y otras formas de encontrar el punto de máxima potencia, pero esta es la más utilizada y no es demasiado difícil de implementar o depurar.

Aquí está el enlace para el documento del que se extrajo la imagen.

Un convertidor con seguimiento MPPT maximiza su potencia de salida en una carga.

El algoritmo operativo realiza un pequeño cambio en su control de conversión, que controla la corriente que intenta extraer del panel o la ganancia de voltaje del convertidor. Si eso da como resultado una mayor potencia de salida, hace otro pequeño cambio en la misma dirección. Si la salida disminuyó, hace un pequeño cambio en la otra dirección.

De esa forma, el punto de operación oscila alrededor del punto de máxima potencia de salida. Se mueve constantemente porque necesita seguir variables de seguimiento como la entrada de luz y la temperatura. La potencia cae muy lentamente a ambos lados del punto óptimo, por lo que no es necesario ser muy preciso al rastrear el máximo.

Tenga en cuenta que el controlador no necesita hacer nada complicado como medir el voltaje y la corriente de salida del panel, multiplicarlos y averiguar de qué manera cambiar las cosas. Simplemente mide su potencia de salida, generalmente en el banco de baterías que está cargando, una corriente de salida más alta es más potencia y la maximiza.

Un convertidor dc-dc generalmente se usa en un sistema fotovoltaico como una interfaz entre una cadena fotovoltaica y una carga, como se muestra a continuación:

El parámetro de control d se refiere al ciclo de trabajo del convertidor. Suponiendo que M(d) es la relación de conversión de voltaje, la relación entre los voltajes de entrada y salida (corrientes) para el convertidor CC-CC se puede escribir como:

Luego, la condición de operación resultante de una cadena fotovoltaica conectada con un convertidor dc-dc se muestra a continuación:

Como se muestra en esta figura, cuando cambia d , el punto de operación cambiará incluso si Rload es constante. La parte mencionada anteriormente es cómo funciona el MPPT con el ciclo de trabajo. Con un método MPPT adecuado cambiando d , el PV trabajará hacia el voltaje óptimo.