[Thảo luận] Solar charge controller?

[superhieu1]

sau một thời gian nghiên cứu về sạc năng lượng mặt trời, em có nhiều điểm khúc mắc không biết nên hỏi ai. Thôi thì đưa lên đây cùng nhau "pwm" "pfm" nó vậy.

Về nguyên lý thì sạc bình là đưa năng lượng vào bình-cụ thể đây là đưa dòng điện vào để phản ứng hóa học làm cho bình dự trữ năng lượng, điều này ai cụng biết.

solar khi phơi ngoai nắng đạt thường thì 21v áp hở mạch. Vậy ta cần 1 mạch sạc để đưa điện áp đó về mức sạc cần thiết. regular, pwm, mppt....nhiều cách. mạch sạc phải tận dụng tối đa công suất của panel để đỡ phí xèng, vậy đến hiện nay mạch sạc loại mppt(max power point tracking) là giải pháp tốt nhất, hiệu suất chuyển đổi đạt >98% (em đã làm và đạt 98.2%, còn 1.8% nó dạo chơi quanh quanh cái mạch) nhưng có 1 vấn đề lớn đó là:

- mppt dựa trên nguyên tắc pwm, tính tổng công suất sạc sao cho lớn nhất, tùy và điều kiện nắng, nhiệt độ, đường cong U-V đặc tuyến của từng panel. Theo kinh nghiệm cho thấy, thường thì để đạt công suất tối đa thì áp panel ngõ vào sẽ bị khống chế bằng pwm xuống còn 15-17v(điểm thứ 1).

- chúng ta mua solar để sạc cho cái bình, mà cái làm cho thằng bình nó "no" chính là dòng điện sạc. Nhưng dòng sạc bình lại tỉ lệ thuận với áp đặt vào nó(2). như vậy mạch mppt và điều kiện (2) xẩy ra 1 sự tranh chấp, làm giảm dòng sạc, làm giảm hiệu năng sạc của panel.

VD: panel của em 35Wp, áp hở mạch 21v, dòng ngắn mạch 1.7A(đo trực tiếp), dòng sạc vào bình 12v trực tiếp 1.3A(đấu thẳng solar vào-không phải sỡ hư bình nhé, vì công suất nó bé bé so với cái bình), như vậy ta dùng được 1.3x12.9=16.77w (lúc đầu bình 12.3v-65Ah), vậy đã không dùng hết xèng bỏ ra .

ở đây em có 4 cái mạch: 2 cái của tàu-1pwm 20A, 1 mppt 60A(đã mở ra và thấy đúng là tàu-lao), giá 800k/2tr, 1 cái của viễn thông châu âu, dùng cho trạm bts 60A-48tr(bự bành ki, có "cảm cúm" có pwm dò dòng...dò 1 lát lại đi ngủ-duty=255). Và 1 cái của em làm, nói chung cũng xêm xêm thằng bự nọ.

nhưng tấc cả đều pó tay, không bao giờ gọi là lợi về dòng của mạch mppt cả, trừ khi đo ngắn mạch sẽ thấy dòng tăng hơn ngõ vào nhiều lần. do vậy sạc mppt không bao h mạnh hơn sạc trực tiếp.

vậy sạc MPPT để làm gì cho nó lâu đầy bình???


đầu tiên là cái pwm cùi bắp-khỏi phải bàn




kế đến là cái mppt hàng giả lừa người tiêu dùng, mở ra cuộn cảm chỉ có vài vòng-nói đúng ra thì nó là cái jump, cái cầu chì thì chính xác hơn . với L thế này thì tần số pwm có thể lên đến tần FM. trong khi nó dùng pic 16f716 với thạch anh 4MHz.



kế đến là thằng châu âu 48tr 1 cục sắt, xèng nhiều có "khôn" hơn 1 chút, duty chạy tới chạy lui khoản 30s. sau đo nó kết luận duty = 255. thật đáng ngờ...


[up đến đây tự dưng ngừng, các bác dùng link ngoại lai đỡ]



cuối cùng là cái mạch của em:




ngày xưa học văn rất dỡ nên h em làm kỹ thuật, câu cú lũng cũng dễ gây nhức đầu, các bác thông cảm.

[T.L.M]

solar khi phơi ngoai nắng đạt thường thì 21v áp hở mạch. Vậy ta cần 1 mạch sạc để đưa điện áp đó về mức sạc cần thiết. regular, pwm, mppt....nhiều cách. mạch sạc phải tận dụng tối đa công suất của panel để đỡ phí xèng, vậy đến hiện nay mạch sạc loại mppt(max power point tracking) là giải pháp tốt nhất, hiệu suất chuyển đổi đạt >98% (em đã làm và đạt 98.2%, còn 1.8% nó dạo chơi quanh quanh cái mạch) nhưng có 1 vấn đề lớn đó là:

- mppt dựa trên nguyên tắc pwm, tính tổng công suất sạc sao cho lớn nhất, tùy và điều kiện nắng, nhiệt độ, đường cong U-V đặc tuyến của từng panel. Theo kinh nghiệm cho thấy, thường thì để đạt công suất tối đa thì áp panel ngõ vào sẽ bị khống chế bằng pwm xuống còn 15-17v(điểm thứ 1).

- chúng ta mua solar để sạc cho cái bình, mà cái làm cho thằng bình nó "no" chính là dòng điện sạc. Nhưng dòng sạc bình lại tỉ lệ thuận với áp đặt vào nó(2). như vậy mạch mppt và điều kiện (2) xẩy ra 1 sự tranh chấp, làm giảm dòng sạc, làm giảm hiệu năng sạc của panel.

"ta cần 1 mạch sạc để đưa điện áp đó về mức sạc cần thiết": Không cần đâu bạn. Bản chất solar cell là nguồn dòng ( dòng tỉ lệ với cường độ ánh sáng). Chỉ cần gắn solar vào bình ắc qui là áp nó tụt xuống bằng với ắc qui rồi. Không cần mạch hạ áp nữa. Chỉ cần mạch ngắt sạc khi đầy và ngắt tải khi ắc cạn để bảo vệ ắc qui thôi.

Nhà sản xuất panel đã tính hết rồi. Khi phơi nắng, cell nóng lên nên Vpm sụt xuống chỉ còn khoản 13-14V. Vừa bằng điện áp của ắc qui nên có gắn thêm mppt thì cũng chả lợi gì.

"mppt dựa trên pwm" là không chính xác. Nó dựa trên trên mạch "step down". Trong mạch step down có cuộn cảm nên nó có khả năng tăng dòng điện ra. PWM chỉ dùng để giảm dòng điện, thường dùng để giảm tốc mô tơ.

chúng ta mua solar để sạc cho cái bình, mà cái làm cho thằng bình nó "no" chính là dòng điện sạc. Nhưng dòng sạc bình lại tỉ lệ thuận với áp đặt vào nó(2). như vậy mạch mppt và điều kiện (2) xẩy ra 1 sự tranh chấp, làm giảm dòng sạc, làm giảm hiệu năng sạc của panel.
Để đạt công suất max thì nội trở của nguồn và tải phải bằng nhau. Ắc qui có nội trở rất nhỏ còn solar panel có nội trở khá lớn. Mppt có tác dụng phối hợp trở kháng giữa solar panel và ắc qui. Nó giảm áp đồng thời giảm cả nội trở của solar panel. Khi gắn thêm mạch mppt, dòng và áp trên ắc qui(chứ không phải áp trên panel) sẽ lớn hơn. Muốn thấy rõ tác dụng của mppt thì Vmp phải lớn hơn nhiều điện áp của ắc qui. Bạn phải thử trên bình ắc qui 6V hoặc nối tiếp 2 tấm solar rồi thử trên bình 12V.

[superhieu1]

vâng cảm ơn bác T.M.L đã góp ý.

lúc trước em có thử bảng 21v sạc cho bình 6v thì dòng có tăng gấp đôi tổng vào và ra đạt trên 98% hiệu xuất chuyển đổi, nhưng như vậy người ta sẽ tách 1 tấm loại sạc cho 12v thành 2 tấm sạc cho 6v sẽ không bị hao qua mạch. qua thật, mppt em chỉ thấy có tác dụng cho các inverter, inverer on-grid, áp đầu vào từ 100 -->500v đưa ra 220V xoay chiều.

hình như em nhận thấy do nội trở bình khá cao, nên nó không thể "ngốn" hết cái dòng sẵn có sau mạch mppt, nên em vẫn thấy nó thua sạc trực tiếp.

lúc trước em cò thử nghiệm thế này: 1 dàng bảng loại 135w, dòng ngắn mạch khoản 20A, cho qua mạch mppt (hàng chế a-ma-tơ) dòng sạc cho thằng ac-quy 6v5Ah lên 50A. lóe mắt, lấy cầu chì 50A ra test, thì bùm cầu chì ngay.

[thucbao]

..nhưng tấc cả đều pó tay, không bao giờ gọi là lợi về dòng của mạch mppt cả, trừ khi đo ngắn mạch sẽ thấy dòng tăng hơn ngõ vào nhiều lần. do vậy sạc mppt không bao h mạnh hơn sạc trực tiếp.
vậy sạc MPPT để làm gì cho nó lâu đầy bình??? .

Như bạn đã biết đó Solar panel đạt công suất max khi áp khoảng 15-16V (đối voi pin 21V). Đối với tấm 35W thì dòng Is=2.0A. (công suất lúc đó là 32W).
Như vậy nếu ta nối Solar với bộ chuyển đổi DC-DC và làm sao giữ đầu vào là 15.5V. Giả sử dòng vào là 1.0A. cong suất vào là 15.5W hiệu suất chuyển đổi DC-DC là 95%. Như vậy nếu đầu ra ta nạp acquy 12.9V thì dòng nạp là 1.14A. trong khi đó nếu nap trực tiếp thì dòng nạp acquy chỉ tầm 1.0 A. Trường hợp này nạp cao hơn nạp trực tiếp 1 chút (khoảng 14%). Nhưng nếu nhiệt độ pin cao và dòng pin lớn (tầm 2A đối với pin 35W) thì hao phí trên bộ chuyển đổi DC-DC trở nên đáng kể. khi đó DC-DC chỉ được 90% thôi chẳng hạn thì bao nhiêu độ lợi MPPT mang lại chỉ đủ trang trải trên tản nhiệt FET và cuộn dây. Như vậy nếu nắng to dòng lớn thì MPPT nạp cho ac quy thu lơi rất ít (nếu là MPPT tốt) còn MPPT dởm có khi là thua nạp trực tiếp như bạn đã thử nghiệm.
Vậy thì đúng là MPPT chỉ thấy lợi rõ khi dùng Pin MT áp cao, hoặc dùng để chạy tải trực tiếp chứ ko nạp cho ac quy, còn nạp cho ac quy khi trời mát, dòng nhỏ thì MPPT vẫn cho lợi dòng so với nạp trực tiếp.