Catégories
parts solar water heater

Réponse des modules solaires aux régulateurs de charge MPPT Victron Energy

La vie était si simple; dans le système de batterie 12 V, vous avez pris le module solaire « 12V » et vous avez soigneusement observé que le courant PV maximum ne dépasserait pas le courant maximum du régulateur de charge et le système fonctionnera.

Malheureusement, avec les contrôleurs PWM, c’est un module PV non en alimentant la batterie à partir de sa puissance maximale (MPP), le système perd beaucoup de puissance. Dans le diagramme suivant, vous pouvez voir la zone MPP bleue (Vmpp * Impp) jusqu’à 30% plus grande que la zone PWM (Vbatt * ~ Isc) dans la courbe IV. Courbe IV Ainsi, avec l’avènement des nouveaux MPPT Victron Energy Blue Solar, les choses ont changé pour le mieux par rapport aux contrôleurs de charge solaire PWM.

  • Si l’objectif est un rendement spécifique, une efficacité 30% plus élevée du MPPT réduira les coûts du système, car la même énergie peut maintenant être produite avec un générateur PV plus petit.
  • Si la taille du module solaire a déjà été fixée, le rendement est désormais plus élevé dans le même système lorsque MPPT est utilisé.

Dans les deux cas, l’utilisateur est le gagnant!

La glorification du système peut être effectuée électriquement pour voir si le système est autorisé et ne détruira aucun composant, lorsque vous regardez le rendement pour voir combien d’énergie il produira. Pour l’instant, je vais regarder la première partie pour découvrir ce qui est possible du côté électrique.

En ajoutant un convertisseur DC / DC au contrôleur Blue Solar MPPT, le système devient également plus flexible lorsque nous examinons la tension d’entrée du contrôleur. Maintenant, le défi consiste à aligner les modules PV avec le contrôleur, car nous ne nous concentrons plus sur les modules «12V» ou «24V». Fondamentalement, n’importe quel module peut maintenant être utilisé s’il se trouve dans la plage de tension d’entrée du régulateur de charge.

En fait, nous pouvons désormais installer les modules en série et en parallèle, ce qui augmentera également la puissance d’entrée et la flexibilité. Grâce à la puissance de sortie ou au limiteur de courant, la puissance de sortie ne dépassera jamais le maximum du régulateur. Cette fonctionnalité de Blue Solar MPPT est unique et rend le contrôleur de charge encore plus intéressant!

Par exemple, vous pouvez désormais ajouter les mêmes types de modules en parallèle sans avoir à modifier le contrôleur de charge MPPT. Cela réduit les coûts au minimum tout en augmentant les rendements!

J’ai également pris les valeurs de tous nos contrôleurs de charge Blue Solar MPPT et modules Blue Solar et les ai combinés dans un tableur. Le dimensionnement du contrôleur de charge Blue Solar MPPT est désormais facile!

Télécharger: VE-MPPT-Calc.xlsx (744 Ko) – Cette feuille de calcul de configuration est compatible avec MS Excel.

Maintenant, pour une explication technique, pour ceux qui voudraient en savoir plus:

Le dépassement de la plage de tension d’entrée (comme avec le contrôleur PWM) endommagera définitivement le contrôleur.

Bien sûr, nous devrons également examiner la tension minimale, où le contrôleur Blue Solar MPPT commencera à fonctionner. Si vous prenez SPM50-12, la tension en circuit ouvert (Voc) est de 22,2 V et la tension de puissance maximale (Vmpp) est de 18 V dans des conditions de test standard (STC), ce qui signifie un rayonnement de 1000 W / m², une température de cellule de 25 ° C et une masse d’air de 1,5. Si la température de la cellule est supérieure ou inférieure à 25 ° C, cette tension diminue ou augmente en raison du coefficient de température, dans ce cas -0,34% / ° C (voir le tableau du module Blue Solar).

Donc, si vous prenez 3 modules SPM50-12 sur le Blue Solar MPPT 150/70 dans un système 48V par temps froid, disons -10 ° C (en regardant simplement la tension), vous pouvez commencer à charger:

La tension de démarrage est de 48V + 7V (voir tableau de données MPPT 150/70) = 55V Les modules produiront 3 * (22,2 V + (-0,34% de la différence de température de 22,2 V * -35 ° C)) = 74,5 V 74,5 V est supérieur à 55 V -> C’est super

Le fonctionnement dans le système MPP fonctionnerait également:

La tension de fonctionnement est de 48 V + 2 V (voir la fiche technique MPPT 150/70) = 50 V Les modules produiront 3 * (18 V + (-0,34% de la différence de température de 22,2 V * -35 ° C)) = 61,9 V 61,9 V est supérieur à 50 V -> C’est super

Faites de même, lorsque les modules chauffent pendant la journée, dans ce cas 70 ° C vous pouvez voir ce qui se passe:

La tension de démarrage est toujours de 48V + 7V (voir tableau de données MPPT 150/70) = 55V Les modules produiront 3 * (22,2 V + (-0,34% de la différence de température de 22,2 V * 45 ° C)) = 56,4 V 56,4 V est supérieur à 55 V -> ça marcherait

Mais maintenant, dans MPP, la tension du module est inférieure au minimum:

La tension de fonctionnement est de 48 V + 2 V (voir la fiche technique MPPT 150/70) = 50 V Les modules produiront 3 * (18 V + (-0,34% de la différence de température de 22,2 V * 45 ° C)) = 43,8 V 43,8 V est inférieur à 50 V -> ce n’est pas assez!

Une efficacité de conversion CC / CC élevée (97,5% à 48 V) se traduira par le prochain courant de sortie maximal (@ -10 ° C) de 61,9 V Vmpp * 2,74 A Impp / 48 V Tension de la batterie * 0,975 Efficacité = 3,45 A est bien en dessous du maximum de 70A, donc tout sera utilisé pour charger la batterie.

Augmenter le nombre de modules par ligne à 6 dans une rangée et faire 10 fils en parallèle donne le résultat suivant à -10 ° C:

Tension à basse température

Le fruit restera en dessous de 150 V à -10 ° C

Tension haute température

Maintenant, à des températures élevées telles qu’une température de cellule de 70 ° C, le système fonctionnera très bien! En prenant cet exemple dans une feuille de calcul, vous pouvez maintenant augmenter le nombre de fils en parallèle et vous verrez, si vous commencez avec 11 fils, que le contrôleur commencera à réduire la puissance. Un grand avantage dans cette activité est que vous produirez désormais une sortie de régulateur maximale à un rayonnement plus faible. Comme les prix des modules diminuent, c’est une option efficace.

Notez que vous pouvez utiliser des températures minimales et maximales «préconfigurées». J’ai également donné quelques exemples d’installation au bas de la feuille de calcul, avec leurs températures de module prévues pour différents types d’installations.

Champ PV excessif

Des dimensions de champ PV excessives définissent une puissance de crête (Wp) supérieure à la puissance de charge maximale du contrôleur de charge MPPT sélectionné. Une raison courante d’être trop grand est de prendre soin de l’hiver.

Comment déterminer combien vous pouvez augmenter la taille du champ PV? Cela peut être fait à l’aide d’outils de feuille de calcul. Voici cependant une explication manuelle de la façon dont cela est fait.

Il existe deux limites pour déterminer la taille maximale d’une chaîne pouvant être liée dans MPPT:

  1. Tension maximale en circuit ouvert PV (Voc à STC)

  2. Courant de court-circuit maximal PV (Isc à STC)

Les deux valeurs sont répertoriées dans les fiches techniques de tous nos contrôleurs de charge solaire MPPT. Ces deux estimations de champ PV ne doivent pas dépasser ces limites MPPT.

Notez que ces deux scores maximum doivent être non doit être multiplié pour déterminer la puissance de crête maximale installée. Au lieu de cela, chacun d’eux doit vérifier par lui-même:

Détermination de la tension maximale du circuit ouvert PV

Regardez d’abord les tableaux des panneaux solaires pour voir quelle est leur tension maximale en circuit ouvert. Multipliez ensuite cela par le nombre de plaques qui sont dans une rangée. Le résultat de la multiplication ne doit pas dépasser la tension maximale en circuit ouvert de la PV spécifiée dans la fiche technique MPPT. Assurez-vous de considérer la température la plus froide attendue. Plus il fait froid, plus la tension dans le circuit ouvert sera sur le champ PV.

Détermination du courant de court-circuit PV maximal

Obtenez le courant de court-circuit PV maximum à partir du tableau de données du panneau PV. Multipliez par le nombre de plaques parallèles consécutives. Avoir plus de panneaux dans une série ne change pas le nombre.

Le résultat du calcul ne doit pas dépasser le courant de court-circuit PV max comme spécifié dans la fiche technique MPPT.

Bonne chance et profitez des dimensions du contrôleur de charge BlueSolar MPPT!

Sincères amitiés,

Bob Hopman – Victron Energy

Laisser un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée.